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Structural topology optimization subject to overhang angle constraint with overhang length relaxation in additive manufacturing

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Science China(Technological Sciences) 2022年第6期65卷 1213-1231页

作者： zhang kaiqing CHENG GengDong WANG Yu Department of Engineering Mechanics Dalian University of TechnologyDalian 116023China State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment Dalian University of TechnologyDalian 116023China

This paper studies additive manufacturing(AM) oriented structural topology optimization(TO).The minimum compliance design subject to overhang angle constraint with overhang length relaxation and horizontal minimum length control is *** the overhang length relaxation allows additional flexibility for AM product design,there have been very limited studies on *** paper elucidates that the overhang angle constraint we proposed can identify the lower boundary element that violates the overhang angle *** advantage of this fact,we achieve the overhang length relaxation by specifying that the volume fraction of the elements that violate the overhang angle constraint in each local area of the design domain is less than a specified upper bound.A formula for estimating the maximum allowable overhang length of this method is proposed and *** horizontal minimum length constraint is also employed in this *** controlling the horizontal length size of the structural member,this constraint together with the overhang angle constraint with overhang length relaxation suppresses the hanging *** gradient-based optimization algorithm method of moving asymptotic(MMA) is used to solve the TO *** examples show the effectiveness of this *** is observed that the new constraint alleviates the main issues of traditional overhang angle constraints,i.e.,gray element issue,stress concentration issue,and shattered structure *** with the strict traditional overhang angle constraint,the new formulation reduces structural compliance.

关键词： topology optimization overhang angle constraint overhang length relaxation design for manufacturability additive manufacturing

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Decentralized multi-agent reinforcement learning with networked agents: recent advances

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Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering 2021年第6期22卷 802-814页

作者： kaiqing zhang Zhuoran YANG Tamer BAŞAR Coordinated Science Laboratory University of Illinois at Urbana-ChampaignIL 61801USA Department of Operations Research and Financial Engineering Princeton UniversityNJ 08544USA

Multi-agent reinforcement learning(MARL) has long been a significant research topic in both machine learning and control systems. Recent development of(single-agent) deep reinforcement learning has created a resurgence of interest in developing new MARL algorithms, especially those founded on theoretical analysis. In this paper, we review recent advances on a sub-area of this topic: decentralized MARL with networked *** this scenario, multiple agents perform sequential decision-making in a common environment, and without the coordination of any central controller, while being allowed to exchange information with their neighbors over a communication network. Such a setting finds broad applications in the control and operation of robots, unmanned vehicles, mobile sensor networks, and the smart grid. This review covers several of our research endeavors in this direction, as well as progress made by other researchers along the line. We hope that this review promotes additional research efforts in this exciting yet challenging area.

关键词： Reinforcement learning Multi-agent systems Networked systems Consensus optimization Distributed optimization Game theory

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Online single-shot characterization of ultrafast pulses from high-gain free-electron lasers

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Fundamental Research 2022年第6期2卷 929-936页

作者： Li Zeng Chao Feng Duan Gu Xiaofan Wang kaiqing zhang Bo Liu Zhentang Zhao Institute of Advanced Science Facilities ShenzhenGuangdong 518107China Shanghai Advanced Research Institute Chinese Academy of ScienceShanghai 201210China

X-ray free-electron lasers(FELs)provide cutting-edge tools for fundamental researches to study nature down to the atomic level at a time-scale that fits this resolution.A precise knowledge of temporal information of FEL pulses is the central issue for its *** we proposed and demonstrated a novel method to determine the FEL temporal profiles *** robust method,designed for ultrafast FELs,allows researchers to acquire real-time longitudinal profiles of FEL pulses as well as their arrive times with respect to the external optical laser with a resolution better than 6 *** on this method,we can also directly measure various properties of FEL pulses and correlations between them *** helps us to further understand the FEL lasing processes and realize the generation of stable,nearly fully coherent soft X-ray laser pulses at the Shanghai Soft X-ray FEL *** method will enhance the experimental opportunities for ultrafast science in various areas.

关键词： X-ray free-electron laser Ultrafast pulses Single-shot characterization Correlation analysis Laser-electron timing feedback

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速度时变的多中心半开放式车辆路径问题研究

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系统仿真学报 2022年第4期34卷 836-846页

作者：张凯庆嵇启春西安建筑科技大学信息与控制工程学院陕西西安710399

针对多中心半开放式车辆路径问题,考虑软时间窗约束和车辆速度变化情况,构建了最大化平均客户满意度、最短配送距离和最小配送成本为目标的优化模型,并设计了两阶段求解算法。基于自适应网格密度法和邻域拥挤密度法对多目标粒子群算法... 详细信息

针对多中心半开放式车辆路径问题,考虑软时间窗约束和车辆速度变化情况,构建了最大化平均客户满意度、最短配送距离和最小配送成本为目标的优化模型,并设计了两阶段求解算法。基于自适应网格密度法和邻域拥挤密度法对多目标粒子群算法的外部档案进行维护及选取全局最优粒子,提高算法的收敛性和后期种群多样性,以获得初始可行解。用变邻域搜索算法优化初始可行解,减小配送距离,降低配送成本。通过仿真实验结果验证了模型的合理性和两阶段算法的有效性。

关键词：速度时变软时间窗多中心半开放式多目标粒子群算法变邻域搜索算法

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Matching-based two-color X-ray free-electron laser generation utilizing laser-plasma accelerated electron beam

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High Power Laser Science and Engineering 2022年第1期10卷 1-9页

作者： Tao Liu kaiqing zhang Zheng Qi Si Chen Chao Feng Haixiao Deng Bo Liu Dong Wang Shanghai Advanced Research Institute Chinese Academy of SciencesShanghai 201210China

Laser-plasma accelerators(LPAs)have great potential to realize a compact X-ray free-electron laser(FEL),which is limited by the beam properties ***-color high-intensity X-ray FEL provides a powerful tool for probing ultrafast dynamic *** this paper,we present a simple and feasible method to generate a two-color X-ray FEL pulse based on an LPA *** this scheme,time-dependent mismatch along the bunch is generated and manipulated by the designed lattice system,enabling FEL lasing at different wavelength within two undulator *** time separation between the two pulses can be precisely adjusted by varying the time-delay *** simulations show that two-color soft X-ray FELs with gigawatt-level peak power and femtosecond duration can be generated,which confirm the validity and feasibility of the scheme.

关键词： free-electron lasers laser-plasma accelerator two-color X-ray

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求解多约束离散变量结构拓扑优化的序列保守近似整数规划算法

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Acta Mechanica Sinica 2024年第1期40卷 138-154页

作者：孙凯程耿东张凯庆梁缘 Department of Engineering Mechanics Dalian Universiy of TechnologyDalian 116023China Sate Key Laboraory of Structural Analysis Optimzaton and CAE Sofware for Industrial EquipmentDalian 116023China

序列近似整数规划方法通过求解一系列可分离的近似整数规划子问题成功求解多类大规模拓扑优化问题.然而,这些近似子问题的解析求解依靠正则松弛算法,正则松弛算法要求子问题必须由二次或线性的目标函数以及线性的约束函数构成.同时,序... 详细信息

序列近似整数规划方法通过求解一系列可分离的近似整数规划子问题成功求解多类大规模拓扑优化问题.然而,这些近似子问题的解析求解依靠正则松弛算法,正则松弛算法要求子问题必须由二次或线性的目标函数以及线性的约束函数构成.同时,序列近似整数规划方法依赖于体分比下降策略,这使得其难以处理不包含体分比约束的拓扑优化问题.为进一步地完善序列近似整数规划算法,我们受移动渐近线方法的启发,引入经典的序列保守近似规划,以获得一系列可行性稳步提升的设计,这个新方法称作序列保守近似整数规划算法.新方法会产生一系列包含倒数设计变量的非线性的近似整数规划子问题,并通过调整渐近线控制子问题的保守性。由于正则松弛算法不能求解非线性子问题,一种基于KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的简单的设计变量更新准则被给出.基于上述思想,序列保守近似整数规划算法不依靠体分比约束等线性约束就可以获得稳定的优化过程,由此可以用来求解复杂的离散变量拓扑优化问题.多类不同需求的拓扑优化问题被解决,包括考虑等式约束及非等式约束的、以及考虑有效的及无效的体分比约束的问题.数值结果证明,由于保守性的引入,整个优化收敛进程可以自适应地调节无需额外的结构分析.

关键词：松弛算法整数规划规划算法拓扑优化移动渐近线方法等式约束方法依赖线性约束

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国内外锂离子动力电池安全性技术标准对比分析

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客车技术与研究 2015年第2期37卷 48-50页

作者：杨杰张凯庆重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心重庆401122

在介绍国内外锂离子动力电池安全性技术标准的基础上,对比分析其主要差异。针对QC/T 743-2006,指出其存在的主要问题并提出相应建议,为该标准的修订提供参考。

关键词：锂离子动力电池安全性标准

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氨茶碱对瑞芬太尼诱发兔离体心脏负性变频作用时单相动作电位的影响

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中华麻醉学杂志 2014年第12期34卷 1439-1441页

作者：刘艳秋高鸿龙娟李惠张凯强贵阳医学院附属医院麻醉科 550004

目的评价氨茶碱对瑞芬太尼诱发兔离体心脏负性变频作用时单相动作电位（MAP）的影响.方法清洁级健康成年家兔18只,体重2.0- 2.5 kg,制备Langendorff离体心脏灌注模型,K-H液平衡灌注15 min,采用随机数字表法分为3组（n=6）：对照组（C... 详细信息

目的评价氨茶碱对瑞芬太尼诱发兔离体心脏负性变频作用时单相动作电位（MAP）的影响.方法清洁级健康成年家兔18只,体重2.0- 2.5 kg,制备Langendorff离体心脏灌注模型,K-H液平衡灌注15 min,采用随机数字表法分为3组（n=6）：对照组（C组）继续灌注37℃K-H液60 min;瑞芬太尼组（R组）灌注含12 ng/ml瑞芬太尼的K-H液60 min;瑞芬太尼＋氨茶碱组（RA组）灌注含12ng/ml瑞芬太尼＋30μg/ml氨茶碱的K-H液60 min.于平衡灌注15 min（T0）、继续灌注15、30和60 min（T1-3）时记录HR和左心室心肌MAP,计算MAP复极90％、50％的时程（MAPD90、MAPD50）.记录早期后除极、延迟后除极及心律失常的发生情况.结果与C组比较,R组T1-3时HR降低,MAPD50和MAPD-延长,RA组HR升高（P＜0.05）;与R组比较,RA组HR升高,MAPD50和MAPD90缩短（P＜0.05）.各组均未见早期后除极、延迟后除极及心律失常发生.结论氨茶碱通过缩短左心室心肌单相动作电位复极的时程拮抗瑞芬太尼诱发兔离体心脏的负性变频作用.

关键词：氨茶碱哌啶类心动过缓动作电位

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玉米秸秆生物炭的制备改性及其对孔雀石绿染料的吸附效果

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石油化工 2023年第2期52卷 199-208页

作者：韩志勇杜承臻张娟王德华张垲卿张艳侠兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050 四川文理学院化学化工学院四川达州635000 平凉市生态环境信息监控中心甘肃平凉744000

利用玉米秸秆制备了生物炭并对其进行了改性,将其用于处理废水中的有机染料孔雀石绿。采用SEM、XRD、FTIR、N_(2)吸附-脱附等方法对生物炭的形貌及结构进行了表征,研究了影响吸附效果的因素及吸附过程的特点,并通过吸附动力学、吸附等... 详细信息

利用玉米秸秆制备了生物炭并对其进行了改性,将其用于处理废水中的有机染料孔雀石绿。采用SEM、XRD、FTIR、N_(2)吸附-脱附等方法对生物炭的形貌及结构进行了表征,研究了影响吸附效果的因素及吸附过程的特点,并通过吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学研究了生物炭对孔雀石绿的吸附规律。实验结果表明,原炭(CSC)、NaOH改性生物炭(NaCSC)和十六烷基三甲基溴化铵进一步改性的NaCSC(CTAB-NaCSC)对孔雀石绿的吸附效果良好,吸附过程符合准二级动力学模型,相关系数分别为0.9976,0.9920,0.9799。与CSC比,NaCSC的表面粗糙程度增加,孔径增大,孔隙分布不规则,提高了对孔雀石绿的吸附能力;CTAB-NaCSC的表面更加粗糙不平,且有颗粒状凸起。CSC,NaCSC,CTAB-NaCSC的吸附-脱附循环再生实验结果表明,三种生物炭具有良好的循环利用性,再生率分别达到84.29%,91.59%,111.75%。

关键词：玉米秸秆生物炭染料孔雀石绿吸附再生

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721型分光光度计常见故障及排除方法

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计量与测试技术 2015年第5期42卷 35-35,38页

作者：王晓玲张开清泰兴市计量测试技术研究所江苏泰兴225400

721型分光光度计是理化分析中最常用的一种仪器,在日常使用中如果维护保养不当,就会出现各种故障,直接影响理化分析数据的准确。因此,分光光度计的日常维护及常见故障的排除至关重要。

关键词： 721型分光光度计常见故障排除方法

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