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废旧磷酸铁锂粉料综合回收中试研究

化工学报 2024年第6期75卷 2353-2361页

作者：江洋彭长宏陈伟周豪马忠彬李洪博邱在容张国鹏周康根中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083 智亮新材料股份有限公司广西南宁530300

为研究废旧磷酸铁锂粉料(LFP/C)经高温煅烧-中和沉淀除杂后实现电池级磷酸铁和碳酸锂综合回收的效能,以氟/铝含量较高的废旧LFP/C为对象,构建了年处理规模为500 t的中试平台,从工艺稳定性、产品性能表征、初步经济评估及二次废渣再利用... 详细信息

为研究废旧磷酸铁锂粉料(LFP/C)经高温煅烧-中和沉淀除杂后实现电池级磷酸铁和碳酸锂综合回收的效能,以氟/铝含量较高的废旧LFP/C为对象,构建了年处理规模为500 t的中试平台,从工艺稳定性、产品性能表征、初步经济评估及二次废渣再利用等角度进行研究。结果显示,通过此法可实现高于85.63%铝去除和94.70%钛去除,除铝液中铁铝质量比由203增加至1077,为废旧LFP/C综合回收奠定基础。所制备的FePO_(4)及Li_(2)CO_(3)符合电池级标准,再生的LFP/C正极材料在0.1 C条件下首次充放电库仑效率可达95.2%,1 C条件下经过250圈循环后容量保持率达97.1%,展现出较好的电化学性能。此外,经济评估进一步凸显了该工艺在经济和环境效益方面的优越性。

关键词：废旧磷酸铁锂前体电化学性能中试规模经济分析

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基于任务分解与强化学习的多平台协同火力分配方法

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控制与决策 2024年第5期39卷 1727-1735页

作者：伍国华李冰洁袁于斐陆志沣中南大学交通运输工程学院长沙410075 上海机电工程研究所上海201109

为了有效求解多平台协同火力分配问题,根据“分而治之”的思想,基于任务分解策略将复杂的决策任务分解为子目标平台选择和子平台火力分配两个阶段,通过融合启发式算法和强化学习模型,提出一种新的强化学习求解方法(HARL),并以多平台联... 详细信息

为了有效求解多平台协同火力分配问题,根据“分而治之”的思想,基于任务分解策略将复杂的决策任务分解为子目标平台选择和子平台火力分配两个阶段,通过融合启发式算法和强化学习模型,提出一种新的强化学习求解方法(HARL),并以多平台联合火力打击为作战背景进行实验仿真.子目标平台选择层根据当前状态,基于强化学习策略选择攻击当前子目标最适合的火力平台;而子平台火力分配层则使用启发式算法为执行攻击任务的平台规划最优的火力分配方案.实验结果表明,融合启发式算法和强化学习的HARL方法相比于传统的强化学习算法武器消耗量减少15%以上,相比于经典的启发式算法求解时效性提升20%以上,表明该研究成果可为未来求解复杂作战决策问题提供有力的技术支持.

关键词：多平台协同火力分配强化学习任务分解迭代优化

基于牵引力动态分配的城轨列车运行节能优化研究

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铁道学报 2024年

作者：向超群范子寅李兆龄成庶杜京润于天剑中南大学交通运输工程学院通号城市轨道交通技术有限公司

为了降低城轨列车牵引过程的电能消耗，本文提出了一套基于牵引力动态分配的节能优化方案。首先，建立列车动力学模型和牵引效率模型；然后，将目标速度曲线和载客量代入动力学模型，计算列车实时所需的整车牵引力；最后，根据牵引效率... 详细信息

为了降低城轨列车牵引过程的电能消耗，本文提出了一套基于牵引力动态分配的节能优化方案。首先，建立列车动力学模型和牵引效率模型；然后，将目标速度曲线和载客量代入动力学模型，计算列车实时所需的整车牵引力；最后，根据牵引效率模型提出牵引力动态分配策略，将整车牵引力分配到各节动车。所提牵引力动态分配策略先离线完成牵引力分配方式寻优以及决策表编写，再基于决策表在线完成牵引力分配，既可保证寻优精度，又能满足列控系统对信号传递的实时性要求。为了检验所提节能优化方案的效果，本文设计了一个仿真测试程序用于模拟列车自动驾驶系统(ATO, Automatic Train Operation)和中央控制单元(CCU, Central Control Unit)的牵引控制流程，并以长沙地铁6号线的三段区间为算例进行了仿真分析。仿真结果显示，所提方案显著提高了列车牵引效率，最多可降低10.41%的牵引能耗。

关键词：节能优化牵引效率模型牵引力动态分配决策表

基于Fluent的液压集成块流道结构对压损及流场特性的研究

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机床与液压 2024年第16期52卷 128-134页

作者：汪世庆刘正雷侯敏潘晴中南大学机电工程学院湖南长沙410083 株洲嘉成科技发展股份有限公司湖南株洲412000

液压集成块是液压系统中的重要元件,其压力损失等流态特性对液压系统的性能有很大影响。在3D打印增材制造的技术背景下,针对液压集成块流道中的压力损失问题,对流道结构进行了流场分析。以流道的压力损失为评价指标,选取流道的3个关键... 详细信息

液压集成块是液压系统中的重要元件,其压力损失等流态特性对液压系统的性能有很大影响。在3D打印增材制造的技术背景下,针对液压集成块流道中的压力损失问题,对流道结构进行了流场分析。以流道的压力损失为评价指标,选取流道的3个关键结构参数,设计了L_(9)(3^(4))正交试验。利用Fluent软件对不同参数组合的流体域模型进行仿真,对正交试验结果进行极差分析,得到了流道结构参数的最佳组合。仿真结果表明:流道的截面形状对压力损失的影响最大,与常见的直角转弯结构相比,优化后的流道结构的压力损失降低了约0.357 MPa,最大温升下降了5 K,流动阻力减小。

关键词：流道结构 Fluent仿真压力损失正交试验

基于病毒传播风险的地铁车厢通风系统优化研究

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铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2241-2251页

作者：伍钒余超徐任泽崔清民李恒奎中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075 河南工程学院软件学院河南郑州451191

地铁交通系统在提供便利的同时也可能成为病毒传播的温床,优化车厢通风方式是降低病毒传播风险的重要途径。首先,通过数值模拟构建一个典型的集中回风模式地铁车厢模型,并通过实地测量数据验证其准确性。然后,在集中回风模式基础上提出... 详细信息

地铁交通系统在提供便利的同时也可能成为病毒传播的温床,优化车厢通风方式是降低病毒传播风险的重要途径。首先,通过数值模拟构建一个典型的集中回风模式地铁车厢模型,并通过实地测量数据验证其准确性。然后,在集中回风模式基础上提出了一种分散回风模式,与集中回风模式进行对比分析,探讨2种模式下车厢内流场和飞沫扩散特征。最后,结合感染风险评价模型讨论了乘客的感染风险。研究结果显示:在车厢流场和温度场方面,集中回风模式下车厢内15个测点的气流速度和温度均值分别为(0.27±0.13) m/s和(26.4±1.35)℃,分散回风模式下分别为(0.25±0.08) m/s和(26.2±0.94)℃。在飞沫扩散方面,集中回风模式下飞沫受到集中回风口产生的纵向气流影响,在车厢内扩散的区域相比于分散回风模式下更大,集中回风模式下飞沫扩散的区域是分散回风模式下的1.45倍。在乘客感染风险方面,整体上分散回风模式下站姿和坐姿乘客的感染风险都小于集中回风模式下乘客感染风险,且在飞沫释放后的0~20 s内集中回风模式下站姿乘客感染风险是分散回风模式下的1~2倍。相对于集中回风模式,车厢采用分散回风模式可以提高车厢内速度场和温度场的均匀性,并且可以更快地清除乘客呼吸区的飞沫,降低乘客的感染风险。研究结果可为进一步优化地铁车厢通风系统和保障乘客出行安全提供参考。

关键词：地铁车厢回风模式飞沫扩散数值模拟感染风险

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大直径盾构隧道成型质量巡检方法研究

工程科学学报 2024年第2期46卷 365-375页

作者：赵先琼邓凯张亚洲马英博夏毅敏中南大学机电工程学院长沙410083 中铁十四局集团大盾构工程有限公司南京211899

针对因工业应用成本限制,中、小盾构隧道成型质量无损检测技术迁移至大直径盾构隧道时精度、速度折损严重的问题,以巡检车为载体,集成二维激光扫描仪、编码器和计算机等设备,研制了大盾构隧道成型质量巡检车,并提出一种基于数字图像的... 详细信息

针对因工业应用成本限制,中、小盾构隧道成型质量无损检测技术迁移至大直径盾构隧道时精度、速度折损严重的问题,以巡检车为载体,集成二维激光扫描仪、编码器和计算机等设备,研制了大盾构隧道成型质量巡检车,并提出一种基于数字图像的盾构质量非对称巡检方法.分析大直径盾构的施工环境,滤除地面、车体点云,并采用邻域向量法提取中轴线,建立隧道中心坐标系.偏心布置巡检路线,按照点云密度将采样点云分为稠密侧和稀疏侧点云,通过不同方法实现对管片接缝特征的拾取:将稠密侧点云绕中轴线展开为二维灰度图像,并通过缩放、归一化、梯度阈值分割等方法实现接缝图像分割;基于直线方程对接缝进行分类,结合管片结构、布置点位,推导出稀疏侧接缝与稠密侧接缝的线性分布公式,间接拾取稀疏侧接缝.根据接缝特征点计算两侧管片边缘点云簇,计算管片错台量;剔除接缝点云簇,使用最小二乘法拟合隧道点云,计算隧道椭圆度.最后在某大直径盾构隧道进行巡检试验,试验结果表明:成型质量巡检车在十四米盾构隧道中巡检速度为3 km·h-1,与传统方法的错台量检测偏差小于2 mm,椭圆度检测偏差小于0.1%,可以满足大直径盾构隧道成型质量巡检的高速度、高精度、低成本需求.

关键词：大直径盾构隧道激光扫描阈值分割错台检测变形检测

广义回归神经网络修正GNSS垂向坐标时间序列环境负荷效应

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地球物理学报 2024年第9期67卷 3357-3366页

作者：高菡匡翠林楚彬中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 湖南省测绘科技研究所长沙410007

环境负荷通常会引起GNSS垂向坐标时间序列发生非线性变化,对其影响进行精细改正是GNSS坐标时间序列研究中的一项重要内容.传统的物理模型环境负荷改正方法在模型建立与参数求解等过程中需引入部分简化与近似,导致改正不够精细.本文引入... 详细信息

环境负荷通常会引起GNSS垂向坐标时间序列发生非线性变化,对其影响进行精细改正是GNSS坐标时间序列研究中的一项重要内容.传统的物理模型环境负荷改正方法在模型建立与参数求解等过程中需引入部分简化与近似,导致改正不够精细.本文引入数据驱动的广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)方法改善环境负荷修正效果.以川滇地区GNSS测站的垂向坐标时间序列为研究对象,首先基于变分贝叶斯独立分量分析(Variational Bayesian Independent Component Analysis,vbICA)技术分离坐标序列,分析得到周期性分量,发现大气及陆地储水负荷是引起测站坐标发生季节性变化的重要原因.然后通过GRNN建立与大气及陆地储水相关的环境因素数据和坐标时间序列数据之间的关联,进而消除坐标时间序列中两种环境负荷的影响.经数据驱动的GRNN建模修正大气及陆地储水负荷影响后,各测站坐标残差序列的RMS值平均降低了21.56%,而采用传统的物理模型方法修正后平均降低幅度仅为9.29%,可认为基于GRNN方法的改正效果更好.另外顾及地下温度、冰浓度、比湿、降雨率四种气候因素的影响建立GRNN模型,结果表明地下温度因素对川滇地区GNSS测站垂向坐标影响稍大.

关键词： GNSS坐标时间序列环境负荷广义回归神经网络数据驱动

环指蛋白213基因变异与血管相关疾病关系的研究进展

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中国脑血管病杂志 2024年第5期21卷 341-348页

作者：曹芳刘珺宇郭雨欣严俊霞中南大学湘雅公共卫生学院流行病与卫生统计学系长沙410013

环指蛋白213(RNF213)为烟雾病的易感基因,也与颅内动脉闭塞或狭窄、缺血性卒中、颅内动脉瘤、脑动静脉畸形等多种血管相关疾病有关。作者对RNF213基因变异与血管相关疾病的关系及其可能的机制进行综述,以期为该类疾病的预防、诊断和治... 详细信息

环指蛋白213(RNF213)为烟雾病的易感基因,也与颅内动脉闭塞或狭窄、缺血性卒中、颅内动脉瘤、脑动静脉畸形等多种血管相关疾病有关。作者对RNF213基因变异与血管相关疾病的关系及其可能的机制进行综述,以期为该类疾病的预防、诊断和治疗提供参考。

关键词：环指蛋白213基因血管疾病综述

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高速列车转向架区域气动发声尺度特征研究

中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 1734-1744页

作者：卢鑫源刘翰林杨志刚吕镇东袁思齐中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075 轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

基于大涡模拟(LES)和声学有限元法,在400 km/h车速条件下,对1:8缩比尺度简化转向架模型进行数值模拟研究,并仿真对比同一模型在1:4、1:8、1:16和1:25缩比下的流场扰动特征及气动发声特征。研究结果表明:转向架区域内前缘剪切流与转向架... 详细信息

基于大涡模拟(LES)和声学有限元法,在400 km/h车速条件下,对1:8缩比尺度简化转向架模型进行数值模拟研究,并仿真对比同一模型在1:4、1:8、1:16和1:25缩比下的流场扰动特征及气动发声特征。研究结果表明:转向架区域内前缘剪切流与转向架本体以及转向架舱之间的耦合作用明显,可见L1和L2两种典型的循环反馈扰动模式;转向架本体结构间也存在次一级扰动,这些扰动增强了剪切流动的不稳定性;这些扰动循环反馈模式即为该区域气动发声的主要模式。尺度变化较显著改变了转向架区域的流场扰动特征,尤其是L2反馈模式;随着尺度减小,表面脉动压力及声源能量向高频迁移,声源能量先减小后增大(变化范围在2 dB内),且构架和后轮对的声源能量占比有所增加;在缩比为1:4、1:8、1:16和1:25时,频率修正后的标准点平均声压级分别为105.5、103.9、104.3、105.1 dB(A)(变化范围在1.6 dB内)。对于全尺寸模型,这种差距将进一步扩大。

关键词：高速列车转向架尺度效应气动噪声大涡模拟声学有限元