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Full-Scale Isogeometric Topology Optimization of Cellular Structures Based on Kirchhoff-Love Shells

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Computer Modeling in Engineering & Sciences 2024年第6期139卷 2479-2505页

作者： Mingzhe Huang Mi Xiao Liang Gao Mian Zhou Wei Sha jinhao zhang State Key Lab of Intelligent Manufacturing Equipment and Technology Huazhong University of Science and TechnologyWuhan430074China

Cellular thin-shell structures are widely applied in ultralightweight designs due to their high bearing capacity and strength-to-weight *** this paper,a full-scale isogeometric topology optimization(ITO)method based on Kirchhoff-Love shells for designing cellular tshin-shell structures with excellent damage tolerance ability is *** method utilizes high-order continuous nonuniform rational B-splines(NURBS)as basis functions for Kirchhoff-Love shell *** geometric and analysis models of thin shells are unified by isogeometric analysis(IGA)to avoid geometric approximation error and improve computational *** topological configurations of thin-shell structures are described by constructing the effective density field on the *** volume constraints are imposed in the proximity of each control point to obtain bone-like cellular *** facilitate numerical implementation,the p-norm function is used to aggregate local volume constraints into an equivalent global *** numerical examples are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed *** simulation and comparative analysis,the results indicate that the cellular thin-shell structures optimized by the proposed method exhibit great load-carrying behavior and high damage robustness.

关键词： Cellular thin-shell structures isogeometric analysis full-scale topology optimization Kirchhoff–Love shells

Lithium polysulfide solvation and speciation in the aprotic lithium-sulfur batteries

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Particuology 2024年第6期89卷 238-245页

作者： jinhao zhang Qingshan Fu Peng Li Ruibo Linghu Xiaozhong Fan Haibin Lin Juncao Bian Songbai Han Gengzhi Sun Long Kong Frontiers Science Center for Flexible Electronics and Xi’an Institute of Flexible Electronics Northwestern Polytechnical UniversityXi’an710129China China Automotive Innovation Corporation Nanjing211100China Academy for Advanced Interdisciplinary Studies Southern University of Science and TechnologyShenzhen518055China Institute of Advanced Materials Nanjing Tech UniversityNanjing211816China

Fingerprinting sulfur speciation in aprotic electrolytes is a key to understand fundamental chemistry and design well-performing lithium–sulfur(Li–S)*** polysulfide(LiPS)dissolution and deposition in ether-based electrolytes during redox reactions have been probed and established by spectroscopy and ***,detailed LiPS structure and solvation properties influenced by conventional and newly developed electrolytes remain elusive,which exert fundamental challenges and practical difficulties in decoupling battery performance from electrolyte *** perspective aims to provide timely information to uncover underlying mechanisms that rein in sulfur speciation by considering the charge density of LiPSs and the coordination strength of solvents/*** discussion starts with unlocking the baseline electrolyte formulation to investigate its role in LiPS formation and *** that,the term coordination strength is used instead of donor number and dielectric constant to describe interactions between solvents and LiPSs and to reveal LiPS structure *** work is expected to encourage the discovery of new electrolyte working mechanisms to develop energy-dense and power-intensive Li–S batteries.

关键词： Sulfur speciation Redox kinetics Coordination strength Solvation chemistry Lithium-sulfur batteries

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考虑不同充电策略的锂电池健康状态区间估计

上海交通大学学报 2024年第3期58卷 273-284页

作者：张孝远张金浩杨立新河南工业大学电气工程学院郑州450001

评估锂离子电池健康状态(SOH)对于电池使用、维护、管理和经济性评价都有十分重要的意义,但当前锂电池SOH估计方法多针对特定充电策略,采用确定性估计模型,无法反映电池退化过程中的随机性、模糊性等不确定性信息.为此,提出一种适用于... 详细信息

评估锂离子电池健康状态(SOH)对于电池使用、维护、管理和经济性评价都有十分重要的意义,但当前锂电池SOH估计方法多针对特定充电策略,采用确定性估计模型,无法反映电池退化过程中的随机性、模糊性等不确定性信息.为此,提出一种适用于不同充电策略的锂电池SOH区间估计方法.该方法针对不同充电策略的电池循环充放电数据提取多个特征参数,通过交叉验证自动选择针对特定充电策略的最优特征参数组合.另外,考虑到锂电池全生命期循环次数有限,属于小样本问题,提出集成支持向量回归与分位数回归优势的支持向量分位数回归模型(SVQR)进行锂电池SOH区间估计.选用放电程度较深的锂电池充放电循环数据作为训练集,对SVQR模型进行离线训练,训练好的模型用于不同充电策略下锂电池SOH在线估计.采用具有不同充电策略的数据集验证所提方法,实验结果表明:所提方法适用于不同充电策略,且估计结果优于分位数回归法、分位数回归神经网络法和高斯过程回归法.

关键词：锂离子电池健康状态区间估计充电策略支持向量分位数回归

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费尔巴哈对莱布尼茨本体论的批判与反思

西部学刊 2024年第2期 161-164页

作者：张锦浩河南财经政法大学马克思主义学院郑州450000

费尔巴哈将莱布尼茨本体论特征分成两大问题进行探讨,分别为“本体本质性质与现象表现的关系问题”与“本体的一般性质与特殊性质的关系问题”。费尔巴哈指出了莱布尼茨探讨精神实体本质与现象的关系时,片面夸大本体物质的感性性质,强... 详细信息

费尔巴哈将莱布尼茨本体论特征分成两大问题进行探讨,分别为“本体本质性质与现象表现的关系问题”与“本体的一般性质与特殊性质的关系问题”。费尔巴哈指出了莱布尼茨探讨精神实体本质与现象的关系时,片面夸大本体物质的感性性质,强调感性直观,忽视精神的能动作用。费尔巴哈也批判了莱布尼茨本体论中关于“一般”与“个别”之间的联系,他将物质的一般共性与特殊个性都归结于感性存在的本体本身,取消了莱布尼茨精神单子为生成万物的本体观。马克思评价费尔巴哈轻视抽象思维而重视感性直观,但他并没有将感性看做实践的、人的感性的活动。在批判莱布尼茨的本体论中,费尔巴哈陷入了与莱布尼茨同样的局限中。

关键词：莱布尼茨费尔巴哈本体论感性直观

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基于土壤宏基因组的聚磷酸激酶的筛选与鉴定

食品与发酵工业 2024年第2期50卷 254-261页

作者：章素平高森浩李王馨月张锦豪杨诗韵尤忠毓嘉兴南湖学院新材料工程学院浙江嘉兴314001 嘉兴大学生物与化学工程学院浙江嘉兴314001

聚磷酸激酶(polyphosphate kinase,PPK)是一类磷酸基团转移酶,能催化磷酸基团在ATP与多聚磷酸之间的转移反应,可用于生物催化过程中的ATP再生,基于PPK的ATP再生系统已成为生物催化领域的研究热点之一。该研究旨在利用序列驱动的宏基因... 详细信息

聚磷酸激酶(polyphosphate kinase,PPK)是一类磷酸基团转移酶,能催化磷酸基团在ATP与多聚磷酸之间的转移反应,可用于生物催化过程中的ATP再生,基于PPK的ATP再生系统已成为生物催化领域的研究热点之一。该研究旨在利用序列驱动的宏基因组技术,从土壤宏基因组中挖掘新型的PPK基因。根据文献报道的PPK氨基酸序列保守区域,设计简并引物,以土壤宏基因组DNA为模板进行PCR扩增,筛选到一条来源于Serratia marcescens的PPK编码基因,该基因包含一个2064 bp的开放阅读框,编码一个由687个氨基酸组成的蛋白(SmPPK)。多重序列比对发现SmPPK与Escherichia coli来源的PPK具有较高的序列一致性(87.9%)。系统发育树分析表明,SmPPK与Serratia nevei、Gibbsiella quercinecans等来源的PPK在同一分支上,同属于PPK1家族。同源建模结果显示,SmPPK由4个结构域组成典型的L型空间结构,其活性中心主要由His433、Asp468、His590和Glu621组成。将SmPPK基因与pET 28a连接后转化至*** BL21(DE3)中,经IPTG诱导,SDS-PAGE电泳显示在80 kDa处存在明显的蛋白表达条带,与理论分子质量一致。酶活性检测显示,SmPPK可以在多聚磷酸钠的存在下,实现ATP的合成,其最高产率为46.5%。利用SmPPK构建ATP再生系统与灵菌红素缩合酶PigC耦合,成功实现灵菌红素类似物的合成。该研究的开展为ATP依赖的生物催化过程提供了构建ATP再生系统的新酶源。

关键词：聚磷酸激酶宏基因组序列筛选重组表达 ATP再生

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基于声学特征与自编码器的机械故障检测方法

计算机与数字工程 2024年第2期52卷 512-520页

作者：张锦豪赵月爱太原师范学院计算机科学与技术学院晋中030619

为解决工业中检测机械故障只有少量或没有故障数据时,检测难度大,精确度不高的问题,提出一种基于融合声学特征和自编码器的机械设备故障检测方法。首先将自编码器的潜在特征表示设置为8个,优化网络结构。然后使用MSE作为其重构误差函数... 详细信息

为解决工业中检测机械故障只有少量或没有故障数据时,检测难度大,精确度不高的问题,提出一种基于融合声学特征和自编码器的机械设备故障检测方法。首先将自编码器的潜在特征表示设置为8个,优化网络结构。然后使用MSE作为其重构误差函数。最后分别把MFCC和MAF作为输入特征向量。结果表明,论文提出的方法与BS相比,在减少训练次数的同时,平均AUC和平均pAUC均有所提升,能够较好地完成故障检测任务。

关键词：声学特征自编码器故障检测

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太行山南麓鱼鳞坑坡面产流特征及其影响因素

水土保持通报 2024年第2期44卷 110-118,276页

作者：欧会迪张锦豪李建菲唐武张志华河南农业大学林学院河南郑州450002 东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150000

[目的]通过研究太行山南麓鱼鳞坑坡面土壤产流特征,探讨其影响因素,为该区水土流失治理及生态环境保护提供科学依据。[方法]以太行山南麓鱼鳞坑坡和自然荒坡为研究对象,测定草本、灌木、乔木群落下坡面产流特征并分析其影响因素,运用地... 详细信息

[目的]通过研究太行山南麓鱼鳞坑坡面土壤产流特征,探讨其影响因素,为该区水土流失治理及生态环境保护提供科学依据。[方法]以太行山南麓鱼鳞坑坡和自然荒坡为研究对象,测定草本、灌木、乔木群落下坡面产流特征并分析其影响因素,运用地理探测器统计学方法量化各因素单独和交互作用对坡面产流的影响力。[结果]①鱼鳞坑坡草本、灌木、乔木群落的平均径流深之间没有显著性差异,自然荒坡灌木群落和草本群落的平均径流深显著大于乔木;与自然荒坡相比,鱼鳞坑坡草本群落、灌木群落、乔木群落的平均径流深分别减少了56.61%,72.80%,39.58%;平均径流深随着砾石含量的增加呈减少趋势;砾石覆盖度对坡面产流的控制作用有一个阈值,当砾石覆盖度为6%~9%时,坡面径流深最小。②太行山南麓鱼鳞坑坡面产流单因子影响力最大的是砾石覆盖度(0.31),其次是植被盖度(0.29)。③坡面产流影响因子交互作用后大多表现为非线性增强和双因子增强作用;降雨因子与非降雨因子交互后均表现为非线性增强作用。[结论]大量砾石的存在导致了太行山南麓坡面产流过程的复杂性,增加植被盖度是减少该地区鱼鳞坑坡面产流的重要措施。

关键词：太行山南麓坡面产流地理探测器砾石植被盖度鱼鳞坑

延长700M信号在煤矿弯曲巷道传输距离的技术研究

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煤矿机械 2024年第8期45卷 199-202页

作者：张金豪刘亚辉中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400039 煤矿灾害防控全国重点实验室重庆400037

为了解决煤矿弯曲巷道定向天线无法实现全巷道700M信号区域覆盖、普通泄漏电缆通信距离短的问题,通过理论推导内外导体半径和调节孔间距,设计了一种T形泄漏电缆。HFSS软件仿真验证表明,T形泄漏电缆可以延长700M射频信号在煤矿弯曲巷道... 详细信息

为了解决煤矿弯曲巷道定向天线无法实现全巷道700M信号区域覆盖、普通泄漏电缆通信距离短的问题,通过理论推导内外导体半径和调节孔间距,设计了一种T形泄漏电缆。HFSS软件仿真验证表明,T形泄漏电缆可以延长700M射频信号在煤矿弯曲巷道的传输距离和增加信号剖面覆盖范围,从而实现了700M信号在煤矿弯曲巷道的远距离、全区域覆盖,保证煤矿5G通信系统的正常、可靠运行,为智能矿山建设奠定了通信基础。

关键词： 5G 700M 泄漏电缆 HFSS

基于波形测试的异质结双极型晶体管器件负载失配影响分析

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强激光与粒子束 2024年第1期36卷 30-36页

作者：张津豪苏江涛谢炜誉邵世缘徐魁文李文钧杭州电子科技大学浙江省大规模集成电路设计重点实验室杭州310018

大功率电磁脉冲冲击下,射频集成微系统内部容易产生负载失配问题,严重者可能导致系统失效甚至损毁。采用实时的波形测试方法,对射频器件的负载失配进而导致器件损毁的机理进行了分析。该方法以矢量网络分析仪作为主要测试仪器,结合回波... 详细信息

大功率电磁脉冲冲击下,射频集成微系统内部容易产生负载失配问题,严重者可能导致系统失效甚至损毁。采用实时的波形测试方法,对射频器件的负载失配进而导致器件损毁的机理进行了分析。该方法以矢量网络分析仪作为主要测试仪器,结合回波信号注入和相位参考模块获得待测器件实时电压电流波形,进而分析其负载失配影响机制。采用有源负载牵引技术模拟大功率耦合电磁脉冲注入,进行了电压驻波比39∶1的失配测试,大幅提升了测试范围。创新性地采用了谐波信号源注入模拟杂散谐波电磁干扰,评估器件的谐波阻抗失配特性。通过实际异质结双极型晶体管(HBT)器件测试的结果表明,基波的失配会造成负载端电压过大,增加器件的易损性;基波和谐波频率的干扰分量组合使得输出电压瞬态峰值升高,造成器件的损毁。在进行电磁安全防护时,应同时考虑基波和谐波频率的防护。

关键词：负载失配波形测试异质结双极型晶体管电磁安全防护