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High-performance formaldehyde prediction for indoor air quality assessment using time series deep learning

Building Simulation 2024年第3期17卷 415-429页

作者： Liu Lu Xinyu Huang Xiaojun Zhou junfei guo Xiaohu Yang Jinyue Yan School of Human Settlements and Civil Engineering Xi’an Jiaotong UniversityXi’anChina Department of Building Environment and Energy Engineering The Hong Kong Polytechnic UniversityKowloonHong KongChina Future Energy Profile School of BusinessSocietyand EngineeringMälardalen UniversityVästeråsSweden

Indoor air pollution resulting from volatile organic compounds(VOCs),especially formaldehyde,is a significant health concern needed to predict indoor formaldehyde concentration(Cf)in green intelligent building *** study develops a thermal and wet coupling calculation model of porous fabric to account for the migration of formaldehyde molecules in indoor air and cotton,silk,and polyester fabric with heat flux in Harbin,Beijing,Xi’an,Shanghai,Guangzhou,and Kunming,*** time-by-time indoor dry-bulb temperature(T),relative humidity(RH),and Cf,obtained from verified simulations,were collated and used as input data for the long short-term memory(LSTM)of the deep learning model that predicts indoor multivariate time series Cf from the secondary source effects of indoor fabrics(adsorption and release of formaldehyde).The trained LSTM model can be used to predict multivariate time series Cf at other emission times and *** LSTM-based model also predicted Cf with mean absolute percentage error(MAPE),symmetric mean absolute percentage error(SMAPE),mean absolute error(MAE),mean square error(MSE),and root mean square error(RMSE)that fell within 10%,10%,0.5,0.5,and 0.8,*** addition,the characteristics of the input dataset,model parameters,the prediction accuracy of different indoor fabrics,and the uncertainty of the data set are *** results show that the prediction accuracy of single data set input is higher than that of temperature and humidity input,and the prediction accuracy of LSTM is better than recurrent neural network(RNN).The method’s feasibility was established,and the study provides theoretical support for guiding indoor air pollution control measures and ensuring human health and safety.

关键词： multivariate time series formaldehyde concentration deep learning heat-humidity coupling mass transfer secondary source effect

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新能源汽车有序充电控制及优化系统设计

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农机使用与维修 2024年第6期 27-30页

作者：郭俊飞山西机电职业技术学院山西长治046000

新能源汽车大规模无序充电会导致电网负荷和电压偏移量过大,需要采取有效措施进行管理和优化,保障电网运行稳定可靠。通过对新能源汽车驾驶员驾驶行为和充电习惯进行分析,建立电动汽车充电负荷模型,结合长短期记忆网络(LSTM)等技术,设... 详细信息

新能源汽车大规模无序充电会导致电网负荷和电压偏移量过大,需要采取有效措施进行管理和优化,保障电网运行稳定可靠。通过对新能源汽车驾驶员驾驶行为和充电习惯进行分析,建立电动汽车充电负荷模型,结合长短期记忆网络(LSTM)等技术,设计了一种有序充电控制及优化系统。该系统可以实时监测车辆充电需求和电网负荷情况,通过智能化控制算法和优化策略,实现对新能源汽车充电过程的有序管理。测试结果表明,利用此方法对车辆充电展开有序优化后,充电桩负荷波动平稳,电压偏移量在1%~4%,可有效降低电网负荷波动,为电网管理和运营提供了可靠的技术支持。

关键词：新能源汽车有序充电优化系统电压偏移量 LSTM

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下肢慢性骨筋膜间隔综合征诊疗研究进展

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中华创伤杂志 2024年第3期40卷 266-274页

作者：王昊飞陈晓俊王涛郭骏飞侯志勇河北医科大学第三医院创伤急救中心石家庄050051 河北医科大学第三医院骨伤科石家庄050051 西安交通大学附属红会医院关节外科西安710054

下肢慢性骨筋膜间隔综合征(CECS)是一种运动诱发肢体疼痛的临床常见疾病,好发于运动员等积极参与运动的人群,主要表现为运动后下肢疼痛,还可能出现麻木、肢体无力等症状,对患者的生活和工作造成影响。下肢CECS症状通常在一定强度的运动... 详细信息

下肢慢性骨筋膜间隔综合征(CECS)是一种运动诱发肢体疼痛的临床常见疾病,好发于运动员等积极参与运动的人群,主要表现为运动后下肢疼痛,还可能出现麻木、肢体无力等症状,对患者的生活和工作造成影响。下肢CECS症状通常在一定强度的运动后才会出现,门诊体检时往往难以发现典型症状,易被误诊或漏诊。此外,由于尚缺乏公认而统一的下肢CECS治疗标准,临床工作中常难以抉择是否对患者行手术治疗、选择何种手术方案进行治疗。为此,笔者就下肢CECS诊疗的研究进展进行综述,为临床规范化诊疗提供参考。

关键词：筋膜间隔综合征下肢运动损伤

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一种密封箱室用内窥视窗的仿真分析

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机械管理开发 2024年第7期39卷 15-18,21页

作者：张昌杰李坤郭俊飞中国核电工程有限公司郑州分公司河南郑州450000

核化工项目中设备操作的物料有不同程度的放射性,所以多在密封箱室内进行。为了确保密封边界的完整性,内窥视窗要承受负压、冲击、火灾等多种复杂工况而不被破坏。针对某项目中拟采用的一种大窗结构窥视窗开展了负压、冲击和火灾工况下... 详细信息

核化工项目中设备操作的物料有不同程度的放射性,所以多在密封箱室内进行。为了确保密封边界的完整性,内窥视窗要承受负压、冲击、火灾等多种复杂工况而不被破坏。针对某项目中拟采用的一种大窗结构窥视窗开展了负压、冲击和火灾工况下的仿真分析,并对加工样件和试验台架进行了验证,验证结果和仿真分析结果基本吻合,内窥视窗结构可靠,可推广使用。

关键词：密封箱室内窥视窗仿真分析

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稀土Y对激光熔覆Inconel 625合金抗高温氧化和热腐蚀性能影响

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精密成形工程 2024年第6期16卷 153-163页

作者：朱开阳顾先锋王晓玲郭俊飞李科罗江凌易江龙国能福泉发电有限公司贵州福泉550501 广东博盈特焊技术股份有限公司广东江门529728 广东省科学院中乌焊接研究所广州510650

目的分析稀土Y添加对激光熔覆Inconel 625组织和性能的影响规律,为严苛服役环境条件下的改性Inconel 625合金设计和制备提供借鉴。方法采用真空气雾化工艺,制备含有0.1%(质量分数)Y的IN625-Y粉末,并使用激光熔覆工艺分别制备了IN625和IN... 详细信息

目的分析稀土Y添加对激光熔覆Inconel 625组织和性能的影响规律,为严苛服役环境条件下的改性Inconel 625合金设计和制备提供借鉴。方法采用真空气雾化工艺,制备含有0.1%(质量分数)Y的IN625-Y粉末,并使用激光熔覆工艺分别制备了IN625和IN625-Y的熔覆试样。对比研究二者在组织和力学性能上的差异,分析稀土Y添加对激光熔覆IN625试样表面氧化膜组成、抗高温氧化、模拟烟气及熔盐热腐蚀性能变化趋势的影响。结果IN625合金和IN625-Y试样的显微组织主要由灰色富含Ni和Cr的γ-Ni基体相和枝晶组成,而IN625-Y试样晶粒组织更为细小,且有少量Laves相析出。IN625-Y和IN625试样的显微硬度分别为(268.8±3.1)HV0.3和(265.2±3.2)HV0.3,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别从(430.1±20.8)、(753.2±19.1)MPa和(37.6±3.4)%,提升到(433.8±21.8)、(774.8±10.4)MPa和(39.2±1.1)%。激光熔覆IN625-Y试样的高温氧化增重和气氛熔盐条件下的热腐蚀增重速率均小于未添加稀土Y的IN625试样。结论基于稀土Y添加对IN625熔覆组织的晶粒细化和洁净化作用,添加稀土Y能整体提升IN625试样的力学性能。激光熔覆IN625-Y试样表面能形成致密且稳定的Cr_(2)O_(3)氧化膜,具有更强的抗高温氧化性能,能更好地抵御SO_(2)气体及NaCl/Na_(2)SO_(4)熔盐的热腐蚀。

关键词： Inconel625镍基合金激光熔覆稀土元素钇高温氧化热腐蚀

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带有周期性微结构的微通道传热性能研究

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工程技术研究 2024年第1期9卷 1-4页

作者：倪浪向立平郭俊飞卿德藩南华大学机械工程学院湖南衡阳421001 南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001

为增强微通道热沉的散热性能,文章设计了一种带有周期性微结构的微通道,周期性微结构由通道中间的针肋与两侧的凹穴组成。采用数值模拟方法研究了不同结构形式与排布方式微结构对微通道传热性能的影响,利用强化传热因子评价其综合性能... 详细信息

为增强微通道热沉的散热性能,文章设计了一种带有周期性微结构的微通道,周期性微结构由通道中间的针肋与两侧的凹穴组成。采用数值模拟方法研究了不同结构形式与排布方式微结构对微通道传热性能的影响,利用强化传热因子评价其综合性能。结果表明,在所有微通道中,六边形肋交错渐密排布微通道展现出最佳的热性能和综合性能,相较于矩形微通道,在雷诺数为716.8时,其底面最高温度下降约25.46 K,热阻下降约54%,平均努塞尔数增大约45%,强化传热因子达1.503。

关键词：微通道周期性微结构数值模拟强化传热

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Solidification in a shell-and-tube thermal energy storage unit filled with longitude fins and metal foam:A numerical study

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Energy and Built Environment 2023年第1期4卷 64-73页

作者： Xiaohu Yang Fengfei Xu Xinyi Wang junfei guo Ming-Jia Li Institute of the Building Environment&Sustainability Technology School of Human Settlements and Civil EngineeringXi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China Key Laboratory of Thermo-Fluid Science and Engineering of Ministry of Education School of Energy and Power EngineeringXi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China Shanghai Industrial Boiler(Wuxi)CO. LTD.Wuxi 214000China

In this study,an innovative thermal energy storage design method was developed by adding the combination of metal foam and fin to phase change materials(PCMs).A numerical model was built and verified based on the comparison among the present model prediction,experimental measurements,and numerical results in open *** highlight the novel design method,four cases including fin-PCM,foam-PCM,fin-foam-PCM,and PCM unit were compared by means of solidification *** temperature distribution,solidification front propa-gation,and buoyancy-induced convection in the liquid PCM were accounted *** results demonstrated that metal foam outperformed fin regarding the improvement on solidification phase *** combination of foam and fin achieved the best performance,leading to a 90.5%reduction in complete energy release time in comparison with the PCM *** proposed design method provided reference potentials for advancing energy storage ***,buoyancy-induced convection in the liquid PCM before solidification was harmful to the formation of solidification front and its movement.A maximal 11.5%prolonging time for the complete solidification was found.

关键词： Thermal energy storage Phase change materials Metal foam Shell and tube heat exchanger Solidification

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A hybrid attention model based on first-order statistical features for smoke recognition

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Science China(Technological Sciences) 2024年第3期67卷 809-822页

作者： guo Nan LIU JiaHui DI KeXin GU Ke QIAO junfei Beijing Laboratory of Smart Environmental Protection Beijing Key Laboratory of Computational Intelligence and Intelligent SystemBeijing Artificial Intelligence InstituteBeijing 100124China Faculty of Information Technology Beijing University of TechnologyBeijing 100124China

Smoke and fire recognition are of great importance on foreseeing fire disasters and preventing environmental pollution by monitoring the burning process of objects(e.g., straw, fuels). However, since fire images suffer from problems like the variability of the features, complexity of scenarios, interference from background, changeable weather conditions as well as image quality problems, identifying smoke and fire accurately and promptly from a given image still remains a substantial challenge. Automatically learning the features of smoke images by CNNs has improved the target recognition ability compared to traditional approaches,nonetheless, convolutions and pooling operations in CNNs may cause severe information loss which may lead to *** tackle the above problems, this paper proposed a hybrid attention model based on the characteristics of smoke images. This model adopted multiple optimized attention mechanism in several stages to quickly and precisely capture the important features,achieving state-of-the-art performance on smoke and fire recognition in terms of accuracy and speed. Our proposed module mainly consists of two stages: pooling and attention. In the first stage, we conducted several newly proposed first-order pooling methods. Through traversing the data space in a larger scope, features are better reserved, thus constructing a more intact feature space of smoke and fire in an image. In the second stage, feature maps are aggregated together to perform channel and spatial attention. The channel and spatial dependencies allow us to quickly catch the important features presented in an image. By fully exploring the feature space and prominent salient features, characteristics of smoke and fire are better presented so as to obtain better smoke and fire detection results. Experiments have been conducted on public smoke detection dataset and new proposed fine-grained smoke and fire detection database. Experimental results revealed that the propose

关键词： hybrid attention first-order pooling smoke and fire detection deep convolutional neural networks

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基于NSGA-Ⅱ和BP神经网络的螺旋板式换热器多目标优化

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制冷与空调（四川） 2024年第2期38卷 161-167页

作者：郭俊飞卿德藩倪浪白建军向立平南华大学机械工程学院衡阳421001 南华大学核科学技术学院衡阳421001

提出了一种带扰流片的螺旋板式换热器结构参数多目标优化方案,该方案主要采用快速非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ、BP神经网络以及CFD正交试验,在给定的范围内寻找最佳的扰流片结构参数。设置16组正交仿真试验模型,并根据试验样本数据得到... 详细信息

提出了一种带扰流片的螺旋板式换热器结构参数多目标优化方案,该方案主要采用快速非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ、BP神经网络以及CFD正交试验,在给定的范围内寻找最佳的扰流片结构参数。设置16组正交仿真试验模型,并根据试验样本数据得到扰流片结构参数和优化变量之间的非线性映射关系。以对流换热系数和压降为目标函数,使用NSGA-Ⅱ算法对优化后的BP神经网络进行极值寻优,得出优化目标下的Pareto解集,最后采用TOPSIS评价方法得到扰流片结构多目标优化的最终结果。仿真结果表明,优化后的结构同多目标优化算法的预测值误差都在15%以内,对流换热系数h较传统的螺旋板式换热器提高31.4%,说明该优化方法是可行的,为换热器结构优化和工程应用提供一定的参考。

关键词：遗传算法 BP神经网络正交试验换热器多目标优化

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不同水稻品种苗期叶片生理特性对高温胁迫的响应

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 36-48页

作者：季平刘经威王欣婷郭军飞吴顾容刘紫微杨洪涛彭勃徐晨刘晓龙宜春学院生命科学与资源环境学院江西宜春336000 宜春学院江西省高等学校硒农业工程技术研究中心江西宜春336000 吉林省农业科学院农业资源与环境研究所吉林长春130033

【目的】系统研究高温胁迫对水稻苗期叶片生理特性的影响及其与水稻品种耐热性的关系,为制定耐热水稻品种的育种策略提供科学依据。【方法】以8个籼稻品种和8个粳稻品种为材料,在苗期设置对照(白天(07:00-19:00)28℃,夜晚(19:00-07:00)2... 详细信息

【目的】系统研究高温胁迫对水稻苗期叶片生理特性的影响及其与水稻品种耐热性的关系,为制定耐热水稻品种的育种策略提供科学依据。【方法】以8个籼稻品种和8个粳稻品种为材料,在苗期设置对照(白天(07:00-19:00)28℃,夜晚(19:00-07:00)22℃,CK)和高温胁迫(白天(07:00-19:00)42℃,夜晚(19:00-07:00)35℃,HS)2种处理方式,根据幼苗存活率将供试品种分为高抗、中抗、敏感和高度敏感4个耐热性等级,研究高温胁迫对不同耐热性水稻品种苗期叶片的相对含水量、叶绿素含量、活性氧(ROS)积累、质膜损伤、抗氧化酶活性、渗透调节物质和内源激素含量的影响。【结果】高温胁迫下,东稻4号、湘两优2号、黄华占和长白9号的幼苗存活率较高,是苗期耐热性高抗品种;湘两优900、泰优390、郑旱6号、武运粳21、粤王丝苗和吉粳515是苗期耐热性高度敏感品种。与CK相比,HS处理导致苗期水稻叶片的相对含水量、叶绿素含量及内源IAA、Z+ZR和GA_(3)含量下降,ROS积累、质膜损伤(MDA含量和相对电导率)、抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性、渗透调节物质(脯氨酸和可溶性糖)含量和内源ABA含量升高。高温胁迫下,耐热性水稻品种苗期叶片的相对含水量,叶绿素含量,SOD、POD和CAT活性及内源ABA含量均显著高于热敏感品种,ROS含量、相对电导率和MDA含量显著低于热敏感品种,APX活性、渗透调节物质含量及内源IAA、Z+ZR和GA_(3)含量无显著差异。高温胁迫下,水稻苗期叶片ROS积累量、抗氧化酶活性、质膜损伤程度和内源ABA含量与水稻苗期的存活率极显著相关,可作为耐热水稻品种筛选的参考评价指标。【结论】高温胁迫诱导水稻叶片ROS过量积累,引发氧化胁迫是导致叶片枯萎的重要原因,提高抗氧化防御能力和内源ABA信号通路是水稻抵抗高温胁迫的重要途径,可作为耐高温水稻种质资源的重要育种策略。

关键词：水稻高温胁迫逆境生理叶片生理特性

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