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A Comprehensive Review for Micro/Nanoscale Thermal Mapping Technology Based on Scanning Thermal Microscopy

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Journal of Thermal Science 2022年第4期31卷 976-1007页

作者： LI Yifan ZHANG Yuan liu yicheng XIE Huaqing YU Wei School of Energy and Materials Shanghai Polytechnic UniversityShanghai 201209China Shanghai Engineering Research Center of Advanced Thermal Functional Materials Shanghai Polytechnic UniversityShanghai 201209China

Thermal characterization becomes challenging as the material size is reduced to micro/nanoscales.Based on scanning probe microscopy(SPM),scanning thermal microscopy(STh M)is able to collect thermophysical characteristics of the microscopic domain with high spatial resolution.Starting from its development history,this review introduces the operation mechanism of the instrument in detail,including working principles,thermal probes,quantitative study,and applications.As the core principle of STh M,the heat transfer mechanism section is discussed emphatically.Additionally,the emerging technologies based on the STh M platform are clearly reviewed and corresponding examples are presented in detail.Finally,the current challenges and future opportunities of STh M are discussed.

关键词： micro/nanoscale thermal mapping scanning thermal microscopy interfacial heat transfer thermoelectrics

Efficient and Explicit Fourier Modal Method for Ultrathin Metallic Gratings

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Chinese Journal of Electronics 2022年第6期31卷 1155-1160页

作者： LI Jie SHI Lihua JIN Xin ZHANG Qi RAN Yuzhou LEI Qi MA Yao liu yicheng XIAO Jie WANG Jianbao National Key Laboratory on Electromagnetic Environment Effects and Electro-optical Engineering Army Engineering University of PLA Dongbei University of Finance and Economics National Innovation Institute of Defense Technology Academy of Military Sciences Unit 31007 of the PLA Cangxi School Education Bureau of Xinhua County

The solution of large matrix eigenvalues and complex linear equations limits the Fourier modal method(FMM) application in ultrathin metallic gratings(UMG) analysis. This paper proposes an efficient and explicit FMM method for analyzing UMG. The proposed method avoids solving complex linear equations and eigenvalues of eigenmatrix in the conventional method by simplifying the implementation equations. Two numerical examples then verify the reliability of the proposed method compared with CST simulations and the conventional method. The proposed method is proven efficient in decreasing the CPU time by over 80% and demanding significantly less memory.

关键词： Fourier modal method Ultrathin metallic gratings Computational efficiency Eigenvalues

带有虚拟领导的多智能体系统的渐近集群与避障

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应用数学 2024年第2期37卷 411-422页

作者：刘泽刘易成国防科技大学数学系湖南长沙410073

本文主要研究多智能体系统的避障和集群问题.许多研究只关注内部免碰撞,没有考虑外部避障.然而,现实中障碍物是不可忽视的,研究避障问题更有意义.我们通过引入奇异通信权重,适当的协议和虚拟领导者来解决这些问题.利用分析的方法,我们... 详细信息

本文主要研究多智能体系统的避障和集群问题.许多研究只关注内部免碰撞,没有考虑外部避障.然而,现实中障碍物是不可忽视的,研究避障问题更有意义.我们通过引入奇异通信权重,适当的协议和虚拟领导者来解决这些问题.利用分析的方法,我们得到一类广义多智能体系统实现避障的充分条件.此外,我们得到奇异权重指数的精确估计.进一步,我们证明了在初始位置,速度和参数符合合适条件时,系统可以实现集群.最后,我们利用数值模拟验证了定理的正确性.

关键词：避障集群奇异通信权重虚拟领导

Pilot-scale acetone-butanol-ethanol fermentation from corn stover

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Green Carbon 2024年第1期2卷 81-93页

作者： Changsheng Su Di Cai Honggang Zhang Yilu Wu Yongjie Jiang yicheng liu Changwei Zhang Chunling Li Peiyong Qin Tianwei Tan National Energy R&D Center for Biorefinery Beijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029PR China College of Life Science and Technology Beijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029PR China SDIC Advanced Biomass Fuel(Hailun)Co. LTDHeilongjiang 152300PR China

Biobutanol is an advanced biofuel that can be produced from excess lignocellulose via acetone-butanol-ethanol(ABE)fermentation.Although significant technological progress has been made in this field,attempts at largescale lignocellulosic ABE production remain scarce.In this study,1m^(3)scale ABE fermentation was investigated using high inhibitor tolerance Clostridium acetobutylicum ABE-P1201 and steam-exploded corn stover hydrolysate(SECSH).Before expanding the fermentation scale,the detoxification process for SECSH was simplified by process engineering.Results revealed that appropriate pH management during the fed-batch cultivation could largely decrease the inhibition of the toxic components in undetoxified SECSH to the solventogenesis phase of the ABE-P1201 strains,avoiding“acid crash”.Therefore,after naturalizing the pH by Ca(OH)_(2),the undetoxified SECSH,without removal of the solid components,reached 17.68±1.30 g/L of ABE production with 0.34±0.01 g/g of yield in 1 L scale bioreactor.Based on this strategy,the fermentation scale gradually expanded from laboratory-scale apparatus to pilot-scale bioreactors.Finally,17.05±1.20 g/L of ABE titer and 0.32±0.01 g/g of ABE yield were realized in 1m3 bioreactor,corresponding to approximately 145 kg of ABE production from 1 t of dry corn stover.The pilot-scale ABE fermentation demonstrated excellent stability during repeated operations.This study provided a simplified ABE fermentation strategy and verified the feasibility of the pilot process,providing tremendous significance and a solid foundation for the future industrialization of second-generation ABE plants.

关键词： Corn stover ABE fermentation Pilot scale Steam explosion PH control

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旋翼飞行机械臂固定时间滑模控制

电光与控制 2024年第1期31卷 69-76页

作者：刘宜成贺嘉辣严文四川大学电气工程学院成都610000

针对旋翼飞行机械臂轨迹跟踪控制中的不确定性和扰动问题,提出了一种基于固定时间滑模观测器的滑模控制算法。首先,在广义坐标系下建立了旋翼飞行机械臂运动学与动力学模型,并设计出固定时间观测器对模型参数不确定性与外部扰动进行估计... 详细信息

针对旋翼飞行机械臂轨迹跟踪控制中的不确定性和扰动问题,提出了一种基于固定时间滑模观测器的滑模控制算法。首先,在广义坐标系下建立了旋翼飞行机械臂运动学与动力学模型,并设计出固定时间观测器对模型参数不确定性与外部扰动进行估计,通过在滑模中引入分段函数和饱和函数抑制固定时间观测器的抖振,加快其收敛速度。随后,将旋翼飞行机械臂划分为位置、姿态以及机械臂3个子系统,基于固定时间理论,分别对3个子系统设计了新型固定时间滑模控制器,并设计自适应趋近律以抑制滑模控制器的抖振。与传统滑模控制器相比,该控制器具有更快的收敛速度与更好的跟踪性能。利用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性。最后通过仿真实验验证了所提算法的有效性,该算法对旋翼飞行机械臂轨迹跟踪控制具有较好效果。

关键词：无人机旋翼飞行机械臂固定时间观测器固定时间稳定轨迹跟踪动力学建模

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空间机器人预定义任意时间最优轨迹规划

电光与控制 2024年第2期31卷 58-64页

作者：刘宜成张飞越严文四川大学电气工程学院成都610000

针对双臂自由漂浮空间机器人(FFSR)在太空抓取任务中的轨迹规划问题,设计了一种FFSR系统的可实现误差预定义时间收敛的新型轨迹规划算法,用布谷鸟搜索算法进行参数优化,以实现末端执行器误差的快速收敛并获得平滑轨迹。首先,导出FFSR的... 详细信息

针对双臂自由漂浮空间机器人(FFSR)在太空抓取任务中的轨迹规划问题,设计了一种FFSR系统的可实现误差预定义时间收敛的新型轨迹规划算法,用布谷鸟搜索算法进行参数优化,以实现末端执行器误差的快速收敛并获得平滑轨迹。首先,导出FFSR的基于姿态误差的运动学模型;然后,将累积危险场避碰算法应用于预定义任意时间轨迹规划,实现高跟踪精度的快速避碰轨迹;最后,利用布谷鸟搜索算法对预定义任意时间参数进行优化,得到机械臂低关节角速度的运动轨迹。仿真结果表明所提算法能够在预定义的时间内实现末端执行器误差快速收敛,而且能够得到更平滑的运动轨迹。

关键词：空间机器人预定义时间快速避碰布谷鸟搜索算法轨迹规划

基于文本挖掘的水电工程施工物体打击事故致因分析

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中国安全科学学报 2024年第4期34卷 50-57页

作者：郑霞忠刘奕成邵波王硕柯善钢三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002

为探明水电工程施工过程中物体打击事故的致因及作用关系,提出针对性的事故预防措施,从源头遏制事故发生。遴选水电工程施工物体打击事故调查报告,运用文本挖掘从人、机、环、管4个方面提取14项事故致因。融合关联规则、决策试验和评价... 详细信息

为探明水电工程施工过程中物体打击事故的致因及作用关系,提出针对性的事故预防措施,从源头遏制事故发生。遴选水电工程施工物体打击事故调查报告,运用文本挖掘从人、机、环、管4个方面提取14项事故致因。融合关联规则、决策试验和评价实验室(DEMATEL)方法,厘清致因因素间的关联关系,构建重要度分析模型,确定事故近端致因因素。结果表明:水电工程物体打击事故各致因间联系紧密,其中,安全监督检查不到位、违章作业、安全防护措施不完备、安全意识淡薄等致因因素对事故发生具有直接影响作用。现场清理不彻底、安全技术交底不到位、安全教育培训不到位等是诱发事故的深层影响因素,且安全意识淡薄的中心度排名第一,对事故致因系统的影响较大,在实际施工中应着重考虑上述致因因素。

关键词：文本挖掘水电工程物体打击事故致因关联规则决策试验和评价实验室(DEMATEL)方法

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基于强化学习的多段连续体机器人轨迹规划

电子测量技术 2024年第5期47卷 61-69页

作者：刘宜成杨迦凌梁斌陈章四川大学电气工程学院成都610065 清华大学自动化系北京100084

针对多段连续体机器人的轨迹规划问题,提出了一种基于深度确定性策略梯度强化学习的轨迹规划算法。首先,基于分段常曲率假设方法,建立连续体机器人的关节角速度和末端位姿的正向运动学模型。然后,采用强化学习算法,将机械臂的当前位姿... 详细信息

针对多段连续体机器人的轨迹规划问题,提出了一种基于深度确定性策略梯度强化学习的轨迹规划算法。首先,基于分段常曲率假设方法,建立连续体机器人的关节角速度和末端位姿的正向运动学模型。然后,采用强化学习算法,将机械臂的当前位姿和目标位姿等信息作为状态输入,将机械臂的关节角速度作为智能体的输出动作,设置合理的奖励函数,引导机器人从初始位姿向目标位姿移动。最后,在MATLAB中搭建仿真系统,仿真结果表明,强化学习算法成功对多段连续体机器人进行轨迹规划,控制连续体机器人的末端平稳运动到目标位姿。

关键词：连续体机器人轨迹规划强化学习位姿控制奖励引导

苏北盆地高邮凹陷花页1井古近系阜宁组裂缝脉体流体演化及其对页岩油充注过程的指示意义

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石油实验地质 2024年第2期46卷 228-237页

作者：李超罗涛黄亚浩刘义承陈俊林王川中国石化华东石油工程有限公司南京211400 长江大学资源与环境学院武汉430100 中国地质大学(武汉)资源学院武汉430074

苏北盆地页岩油勘探开发取得重大突破。高邮凹陷花页1井岩心观察发现,古近系阜宁组二段富有机质页岩中天然裂缝发育,脉体内保存了大量页岩油气流体活动迁移的信息。以阜二段页岩裂缝充填的方解石脉体为研究对象,综合运用矿物学、元素地... 详细信息

苏北盆地页岩油勘探开发取得重大突破。高邮凹陷花页1井岩心观察发现,古近系阜宁组二段富有机质页岩中天然裂缝发育,脉体内保存了大量页岩油气流体活动迁移的信息。以阜二段页岩裂缝充填的方解石脉体为研究对象,综合运用矿物学、元素地球化学、地质年代学以及地质流体技术,聚焦页岩裂缝脉体的古流体来源、脉体形成时间以及流体包裹体特征开展深入研究,提出页岩含油层埋藏、抬升剥蚀过程中古温度条件与对应地质时间。阜二段页岩裂缝主要产状类型为层理缝、滑脱缝、剪切缝、收缩缝和张性缝,裂缝内主要充填一期纤维状方解石脉体,方解石脉体表现为偏还原环境热液流体的来源;始新世中期阜二段裂缝脉体捕获原生绿色荧光油包裹体、始新世晚期捕获次生蓝色荧光油包裹体和第四纪晚期捕获次生绿色荧光油包裹体,分别指示了富有机质页岩主要存在三期页岩油的充注过程。页岩油的充注主要在页岩最大埋深时期形成,三垛构造运动对于该地区页岩油的调整运移具有重要作用。

关键词：页岩裂缝脉体流体包裹体流体活动页岩油阜宁组古近系苏北盆地