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基于粒子群优化-人工势场的多AUV拦截技术研究

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控制工程 2024年第5期31卷 769-777页

作者：孙兵戚国亮张威孟祥巧上海海事大学智能海事搜救与水下机器人上海工程技术研究中心上海201306 上海电机学院电气学院上海201306

在复杂多变的水下环境中,针对港口等环境下的运动入侵目标的拦截问题,提出了一种新的多自主水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)拦截算法——预测规划拦截法。首先,通过AUV和入侵目标的运动轨迹,依据拦截点思想快速简单地确... 详细信息

在复杂多变的水下环境中,针对港口等环境下的运动入侵目标的拦截问题,提出了一种新的多自主水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)拦截算法——预测规划拦截法。首先,通过AUV和入侵目标的运动轨迹,依据拦截点思想快速简单地确定拦截位置,对三维环境下拦截点难以计算的问题采用粒子群优化算法选择最优拦截点,有效降低拦截距离。其次,利用人工势场法规划每个AUV在海流环境下的拦截路径。当目标物被环境中任意一个AUV拦截时,则认为拦截成功。仿真结果表明,在存在海流、障碍物的不同水下环境中,预测规划拦截法的拦截效率较传统的跟踪拦截法有较大的提升。

关键词：自主水下机器人预测规划拦截路径规划粒子群优化人工势场

基于力法的格构梁节点荷载分配方法及悬臂段长度优化设计

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自然灾害学报 2024年第2期33卷 113-121页

作者：樊军伟杨仕教邓波孙冰王东星南华大学资源环境与安全工程学院湖南衡阳421001 南华大学土木工程学院湖南衡阳421001

格构梁节点荷载简化分配方法的不足在于无法考虑2个方向的梁上其他节点荷载的影响且对文克尔(Winkler)地基上梁的类型进行了主观假定。为克服格构梁节点荷载简化分配方法的上述缺点,提出了一种基于力法的格构梁节点荷载分配方法。根据... 详细信息

格构梁节点荷载简化分配方法的不足在于无法考虑2个方向的梁上其他节点荷载的影响且对文克尔(Winkler)地基上梁的类型进行了主观假定。为克服格构梁节点荷载简化分配方法的上述缺点,提出了一种基于力法的格构梁节点荷载分配方法。根据节点静力平衡条件及变形协调条件,新的格构梁节点荷载分配方法通过构建并求解线性方程组,能够合理地将作用在节点的集中力分别分配给2个方向的纵梁和横梁。进一步地,引入一个格构梁边坡锚固案例并等比例地增加纵梁和横梁的悬臂长度。不同基床系数条件下,基于新的节点荷载分配方法将格构梁节点荷载分配给纵梁和横梁,然后对各梁单独进行弯矩计算。以悬臂最大正弯矩与跨中最大负弯矩比值的绝对值接近1为评价指标,对格构梁最优悬臂长度进行了评价。节点荷载分配结果表明,随着悬臂长度的增加,分配给纵梁和横梁的荷载逐渐趋于稳定。弯矩计算结果表明,随着基床系数的增大,悬臂长度对格构梁弯矩的影响逐渐减弱。不同边坡基床系数条件下,当悬跨比在0.2~0.4之间时,悬臂各梁最大正弯矩与跨中最大负弯矩趋于均衡。因此,基于力法理论的节点荷载分配方法的提出为格构梁内力的精确分析及悬臂长度优化设计提供了可靠的理论依据。

关键词：格构梁荷载分配方法力法悬臂长度优化设计文克尔地基模型边坡工程

基于潜标观测的黑潮-亲潮混合区近惯性能量季节变化特征研究

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海洋与湖沼 2024年第2期55卷 293-305页

作者：范中祥孙冰溶陈朝晖中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心/物理海洋教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学未来海洋学院山东青岛266100

近惯性内波广泛存在于全球海洋,是维持深层海洋跨等密度面湍流混合及海洋层结的重要能量来源。基于黑潮-亲潮混合区的多年深海潜标数据,分析了:(1)该海域近惯性内波及其能量的季节变化特征与影响因素,(2)上层和深层近惯性运动的频率、... 详细信息

近惯性内波广泛存在于全球海洋,是维持深层海洋跨等密度面湍流混合及海洋层结的重要能量来源。基于黑潮-亲潮混合区的多年深海潜标数据,分析了:(1)该海域近惯性内波及其能量的季节变化特征与影响因素,(2)上层和深层近惯性运动的频率、波数谱及垂向分布等特征。结果表明,该海域存在丰富的近惯性动能,无论海洋上层还是深层均呈现显著的冬季强、夏季弱的季节变化特征,冬季(12~2月)上层的近惯性能量可占全年能量的41%,深层近惯性信号同样显著,同潮汐信号相当。平板模型分析表明,该区域近惯性动能的季节循环特征主要受风场的季节变化所主导,同时受到黑潮延伸体流轴的摆动调制。

关键词：黑潮-亲潮混合区近惯性内波季节变化潜标观测

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一种多学科交叉的光电化学分析综合实验教学

实验技术与管理 2024年第6期41卷 193-199页

作者：孙兵商虹朱久娟冯嘉靖中国地质大学(北京)数理学院北京100083

该文基于学科交叉理念,介绍了一个基于光电化学分析的化学实验。该实验采用离子交换-溶胶凝胶化-热处理方法制备了氧化钨,作为光电转化材料用于光电极构筑,并结合直接氧化还原策略实现了半胱氨酸检测。该实验涉及光电化学原理、半导体... 详细信息

该文基于学科交叉理念,介绍了一个基于光电化学分析的化学实验。该实验采用离子交换-溶胶凝胶化-热处理方法制备了氧化钨,作为光电转化材料用于光电极构筑,并结合直接氧化还原策略实现了半胱氨酸检测。该实验涉及光电化学原理、半导体材料制备、表征分析方法、光电化学分析检测策略等内容,旨在通过综合实验过程使学生注重多学科知识的交叉融合,训练学生的综合实验技能,激发学生的跨学科思维意识和科学探索精神,达到知识传授、能力培养和价值塑造“三位一体”的实验教学育人目标。

关键词：多学科交叉融合光电化学光电化学传感器化学实验教学

硅碳负极材料的维度设计、制备及在锂离子电池中的应用

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化工新型材料 2024年第5期52卷 10-15页

作者：高嘉祺高银红姜敏孙兵张琴武汉科技大学化学与化工学院武汉430081 三峡大学材料与化工学院宜昌443002

硅具有极高的理论容量、较低的电压平台和丰富的自然资源,是最有潜力的下一代高能量密度锂离子电池负极材料之一。但其电导率低,循环过程中体积变化大,难以直接作为负极材料。硅碳复合材料结合了硅的高比容量和碳的高电导率,同时确保电... 详细信息

硅具有极高的理论容量、较低的电压平台和丰富的自然资源,是最有潜力的下一代高能量密度锂离子电池负极材料之一。但其电导率低,循环过程中体积变化大,难以直接作为负极材料。硅碳复合材料结合了硅的高比容量和碳的高电导率,同时确保电极的结构完整性。从维度结构、复合材料、应用性能等方面综述了近年硅基负极材料的研究进展,并对硅基材料面临的问题进行了简要总结,对其作为锂离子电池负极的研究前景进行展望。

关键词：锂离子电池硅碳负极材料结构设计

CO_(2)-环氧丙烷合成碳酸丙烯酯:氢键供体效应研究

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化工学报 2024年第6期75卷 2243-2251页

作者：张广宇付然飞孙冰袁俊聪冯翔杨朝合徐伟中石化安全工程研究院有限公司化学品安全全国重点实验室山东青岛266000 中国石油大学(华东)重质油全国重点实验室山东青岛266580

“双碳”背景下,CO_(2)的综合利用迎来了挑战与机遇,将CO_(2)转化为高附加值化学品对于节能减排和碳循环利用具有重要意义。其中,将CO_(2)与环氧化合物经过环加成反应转化为环状碳酸酯是碳资源循环利用的重要方式之一。研究了环氧丙烷(... 详细信息

“双碳”背景下,CO_(2)的综合利用迎来了挑战与机遇,将CO_(2)转化为高附加值化学品对于节能减排和碳循环利用具有重要意义。其中,将CO_(2)与环氧化合物经过环加成反应转化为环状碳酸酯是碳资源循环利用的重要方式之一。研究了环氧丙烷(PO)在以四丁基溴化铵(TBABr)为催化剂的均相体系中氢键供体效应对环加成反应的影响,探究了不同碳数醇类以及酚类极性对反应的影响。研究发现,在温和条件(100℃、2 h、1.5 MPa)下,以邻苯二酚为氢键供体时,PO的转化率可以达到99.8%,碳酸丙烯酯(PC)选择性可以达到99.51%,性能远远高于无氢键供体体系。此外,通过建立线性溶剂化能关系式以及Kamlet-Taft表达式,定量描述了氢键供体(醇类、酚类)极性参数对反应性能的影响,阐明了氢键供体对提高CO_(2)-PO环加成反应效率的影响。

关键词：环氧丙烷二氧化碳离子液体 Kamlet-Taft表达式氢键供体

维普期刊数据库博看期刊

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基于BP神经网络算法的小电流接地选线研究

电工技术 2024年第8期 139-143页

作者：孙冰李长星西安石油大学陕西西安710065

现有的传统方法对小电流接地系统单相接地故障的选线正确率较低,为了解决这一问题,首先对小电流接地系统发生单相接地故障时的零序信号进行分析,然后选取3种传统选线方法,分析其选线原理并进行选线仿真,最后建立基于BP神经网络的综合选... 详细信息

现有的传统方法对小电流接地系统单相接地故障的选线正确率较低,为了解决这一问题,首先对小电流接地系统发生单相接地故障时的零序信号进行分析,然后选取3种传统选线方法,分析其选线原理并进行选线仿真,最后建立基于BP神经网络的综合选线算法,将3种传统方法进行融合,使其具有更强的针对性和适用性,从而提高选线的准确率。

关键词：小电流接地系统单相接地 BP神经网络

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固定式硬密封球阀的密封特性有限元分析

化工机械 2024年第1期51卷 84-89页

作者：耿鹏逞胡高林孙兵兵中船双瑞(洛阳)特种装备股份有限公司

以NPS2 CLASS1500固定式硬密封球阀为例,简述了球面的密封机理和密封比压的理论计算,并借助ANSYS Workbench有限元分析技术对密封面的压力分布规律进行了模拟分析,得到了密封比压理论计算值与仿真结果的差异。通过改变压力角和密封面宽... 详细信息

以NPS2 CLASS1500固定式硬密封球阀为例,简述了球面的密封机理和密封比压的理论计算,并借助ANSYS Workbench有限元分析技术对密封面的压力分布规律进行了模拟分析,得到了密封比压理论计算值与仿真结果的差异。通过改变压力角和密封面宽度分别探讨了其对密封面压力分布的影响,结果表明,合适的压力角在41°附近,合理的密封面宽度在7 mm附近。

关键词：固定式硬密封球阀压力角密封面宽度密封比压有限元分析

基于改进鸟群算法的多目标微电网优化调度研究

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智慧电力 2024年第6期52卷 46-53,99页

作者：孙兵赵广怀李金友赵紫君国网北京市电力公司信息通信分公司北京100176 国网北京市电力公司北京100031

为克服传统智能算法在微电网多目标优化调度中存在局部最优、过早收敛等问题,提高微电网调度的准确性、稳定性和收敛速度,提出了1种基于改进鸟群算法的多目标微电网优化调度策略。首先,分析了微电网多目标调度的影响因素,建立了基于最... 详细信息

为克服传统智能算法在微电网多目标优化调度中存在局部最优、过早收敛等问题,提高微电网调度的准确性、稳定性和收敛速度,提出了1种基于改进鸟群算法的多目标微电网优化调度策略。首先,分析了微电网多目标调度的影响因素,建立了基于最低经济成本及最小环境影响的微电网调度模型。其次,通过随机均匀分布自适应选择惯性权重系数,运用线性调整策略及学习系数平衡全局和局部搜索能力,提高鸟群算法的收敛速度和搜索精度,并基于Lévy飞行策略更新鸟类群体的空间位置,扩大搜索范围、丰富种群多样性,从而使所提方法跳出局部最优实现精准收敛。最后,通过搭建并网运行条件下的典型微电网场景进行仿真实验,并使用典型的测试函数将所提方法与其他成熟算法进行对比分析。实验结果表明,所提方法的全局优化性能、收敛精度、稳定性和收敛速度均优于其他对比方法,且具有良好的经济性和环境友好性,能够实现良好的多目标优化平衡。

关键词：微电网多目标优化鸟群算法 Lévy飞行自适应