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能量场辅助激光诱导等离子体加工透明硬脆材料的研究现状及发展趋势

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机械工程学报 2024年第9期60卷 254-272页

作者：江安娜言兰王宁昌姜峰李卓温秋玲卢希钊黄辉华侨大学机电及自动化学院厦门361021 脆性材料产品智能制造技术国家地方联合工程研究中心厦门361021 高性能工具全国重点实验室(郑州磨料磨具磨削研究所有限公司) 郑州450000 华侨大学制造工程研究院厦门361021 高性能工具全国重点实验室(华侨大学) 厦门361021

能量场辅助激光诱导等离子体加工技术是一种新兴的制造技术。基于传统的激光加工技术,通过引入热场、电场、磁场、化学场等能场进行创新,提高激光加工过程的可控性,不仅实现了透明硬脆材料纳米级甚至亚纳米级高精度制造,也有利于满足超... 详细信息

能量场辅助激光诱导等离子体加工技术是一种新兴的制造技术。基于传统的激光加工技术,通过引入热场、电场、磁场、化学场等能场进行创新,提高激光加工过程的可控性,不仅实现了透明硬脆材料纳米级甚至亚纳米级高精度制造,也有利于满足超精密制造的高质量、低损伤要求。从热场、磁场、电场、化学场分别具体阐述了不同的能量场辅助对激光加工技术的影响,通过分析激光机理和能量场辅助机理总结热场、电场、磁场和化学场对激光加工中的热能、光能、动能和表面能的影响原理,并介绍了能量场辅助激光加工的设备及工艺方法,最后总结能量场辅助激光加工技术目前存在的不足及未来面临的挑战,为进一步发展多能场复合辅助激光诱导等离子体加工技术奠定基础。

关键词：透明硬脆材料电场辅助激光加工磁场辅助激光加工热场辅助激光加工化学场辅助激光加工

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车联网环境下电动汽车主动充电引导模型

电力系统自动化 2024年第7期48卷 159-168页

作者：袁晓冬甘海庆王明深滕欣元阮文骏龙寰国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024 东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

为了适应电动汽车数量和充电需求的急剧增长,从电动汽车用户视角出发,提出了一种在车联网环境下基于改进A*路径规划算法与排队论的电动汽车主动充电引导模型。首先,融入红绿灯等待时间和不走回头路条件,改进A*路径规划算法,利用实际路... 详细信息

为了适应电动汽车数量和充电需求的急剧增长,从电动汽车用户视角出发,提出了一种在车联网环境下基于改进A*路径规划算法与排队论的电动汽车主动充电引导模型。首先,融入红绿灯等待时间和不走回头路条件,改进A*路径规划算法,利用实际路网状态信息更新路网时空状态矩阵,实时优化电动汽车行驶路径,获取电动汽车充电行驶时间。其次,利用深度置信网络预测充电站电动汽车短时到达量,基于排队论M/G/k模型预测电动汽车充电等待时间。最后,以最小化电动汽车充电行驶时间和充电等待时间为目标,搭建电动汽车主动充电引导模型。以中国南京市中心区域为算例,验证了所提主动充电引导模型的有效性,所提算法能够提高充电桩的利用率并减少电动汽车用户综合充电时间。

关键词：车联网电动汽车主动充电引导排队论路径规划

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Mg-6Gd-1Er-6Zn-0.5Zr合金轧板显微组织、力学性能与导热性能

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中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1541-1554页

作者：侯健捷李旭东朱训明王云峰娄峰丁宁杜宪李淑波杜文博北京工业大学材料科学与工程学院北京100124 威海万丰镁业科技有限公司威海264209

结构−功能一体化镁合金在国防军工、交通运输、电子通信等领域具有广阔的应用前景,开发力学性能和导热性能协同提升的镁合金板材是实现结构功能一体化镁合金应用的关键。本文以固溶态Mg-6Gd-1Er-6Zn-0.5Zr(质量分数,%,简称GEZ616K)合金... 详细信息

结构−功能一体化镁合金在国防军工、交通运输、电子通信等领域具有广阔的应用前景,开发力学性能和导热性能协同提升的镁合金板材是实现结构功能一体化镁合金应用的关键。本文以固溶态Mg-6Gd-1Er-6Zn-0.5Zr(质量分数,%,简称GEZ616K)合金为研究对象,研究了轧制温度和变形量对轧制态GEZ616K合金微观组织及力学性能和导热性能的影响规律。结果表明:随着轧制变形温度的上升,变形量80%的板材组织经历了从低温混晶→均匀细小再结晶→高温粗大晶粒的变化过程,并伴随基面织构减弱、大角度晶界比例增加以及合金中位错密度降低;当轧制温度一定时,随着变形量的增加,合金中孪晶数量降低,再结晶比例增加,合金力学性能和导热性能同步提升。当轧制温度为425℃时,经80%轧制变形的GEZ616K合金展现出优良的力学性能和导热性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为280 MPa、227 MPa和11.4%,热扩散系数为72.9 mm^(2)/s,热导率为135.3 W/(m·K)。

关键词：镁−稀土合金轧制显微组织导热性能力学性能

基于8.309μm QCL的硫化氢/甲烷开路式检测方法研究

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光学精密工程 2024年第4期32卷 467-477页

作者：李俊范斌斌曾庆杰张家瑞马天翟小伟郝乐肖安山张贺王振西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 陕西省煤火灾害防治重点实验室陕西西安710054 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

H_(2)S,CH_(4)多组分气体浓度测量技术的研究对石油石化行业的安全生产有重要意义。基于中红外TDLAS技术,选用中心波长为8.309μm的量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)为检测光源,搭建30 m长距离的遥测实验系统,使用WMS波长调... 详细信息

H_(2)S,CH_(4)多组分气体浓度测量技术的研究对石油石化行业的安全生产有重要意义。基于中红外TDLAS技术,选用中心波长为8.309μm的量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)为检测光源,搭建30 m长距离的遥测实验系统,使用WMS波长调制法对H2S,CH4气体的吸收谱线进行连续调谐与扫描,并对高频正弦载波进行了最优深化调制,实现了H2S,CH4多组分气体的同时测量。实验将H2S与5%体积分数的高浓度水汽进行混合测量,分析并验证了该波段的水汽吸收难以对测量造成交叉干扰的优良特性,并利用Savitzky-Golay平滑滤波器提高了检测信号的信噪比。通过遥测实验,分析了15 m,30 m不同遥测距离对检测信号的影响,并利用增加积分时间与计算信噪比的方法,得到了128.75×10^(-9)m的遥测最低限。最后,Allan方差的计算结果表明,当积分时间为183 s,142 s时,系统对H2S,CH4气体的最低检测下限分别为0.593×10^(-9)和1.160×10^(-9)。本文的研究结果为中红外波段H2S,CH4多组分气体的高灵敏度、同时测量提供了一种有效途径,为多组分气体的遥测应用提供了参考。

关键词：中红外硫化氢量子级联激光器多组分气体遥测

适应新型电力系统的电力互替品市场——(一)理念与构想

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电力系统自动化 2024年第9期48卷 54-66页

作者：何光宇范帅李祖毅肖居承孟琰严正电力传输与功率变换教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海市200240 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

新型电力系统重塑了能源生产消费结构,电力市场机制也需随之改变。首先,分析指出提升系统调节能力是新型电力系统下市场机制设计的首要目标;围绕该目标给出了市场机制应具备的特点,包括利于激发调节动力、释放调节能力、接纳各种新型调... 详细信息

新型电力系统重塑了能源生产消费结构,电力市场机制也需随之改变。首先,分析指出提升系统调节能力是新型电力系统下市场机制设计的首要目标;围绕该目标给出了市场机制应具备的特点,包括利于激发调节动力、释放调节能力、接纳各种新型调节资源等。其次,对世界各国现货市场普遍采用的分时交易机制进行了分析,指出其与新型电力系统存在诸多不适应之处,包括市场主体调节贡献无法被量化表征,市场主体连续运行特性与分时交易机制相矛盾、调节能力难以完全释放,以及难以满足海量柔性资源直接参与电力市场的需求等。为此,文中舍弃分时交易的方式,转而提出整体交易机制与电力互替品概念,介绍了形成与交易电力互替品的主要思路,并以电力互替品为核心构想了新型市场机制。该机制可通过调节责任划分量化各主体调节贡献,激发市场主体的调节动力;同时,也能促进市场主体主动优化自身运行方式,释放调节能力;具有易于扩展的优势,可轻松接纳新型电力系统下层出不穷的各类新型主体。

关键词：新型电力系统电力市场新能源消纳电力互替品分时交易整体交易机制

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C/CO_(2)摩尔比对CO_(2)气氛流态化预热活化半焦特性的影响

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煤炭学报 2024年第4期49卷 2067-2075页

作者：张海霞虎慧朱治平郑思奇齐晓宾中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

我国工业领域涉及的行业多,碳减排压力大。富氧燃烧是燃烧中碳捕集的核心工艺,将流态化富氧预热活化与工业窑炉富氧燃烧过程耦合是拓宽燃料适应性、实现工业领域燃烧中碳捕集的新途径。利用小型流化床连续给料实验系统,在1050℃、CO_(2... 详细信息

我国工业领域涉及的行业多,碳减排压力大。富氧燃烧是燃烧中碳捕集的核心工艺,将流态化富氧预热活化与工业窑炉富氧燃烧过程耦合是拓宽燃料适应性、实现工业领域燃烧中碳捕集的新途径。利用小型流化床连续给料实验系统,在1050℃、CO_(2)流化速度为0.17 m/s条件下,通过调整给料速度,考察C/CO_(2)摩尔比(CC比)对半焦原料(RC)流态化预热活化的影响,分析煤气组分及低位热值,计算CO_(2)还原率,表征粗颗粒活化半焦(LC)和细颗粒活化半焦(FC)的比表面积、孔隙结构和碳架结构,并利用高温管式炉热天平实验系统评价了RC和FC在1300℃条件下的反应活性。结果表明:采用流态化预热活化技术实现了CO_(2)的资源化利用,制备出富CO煤气,CC比由1增至4时,煤气中CO+H_(2)体积分数由69.24%增至79.08%,CO体积分数最高为68.96%,CO_(2)体积分数由29.48%降至20.13%,CO_(2)还原率由50.37%提升至57.56%,煤气低位热值由8.69 MJ/m^(3)增至9.83 MJ/m^(3),是参考文献所述工程产出煤气低位热值的1.55~1.88倍,有利于窑炉系统的着火及稳定燃烧。随CC比增加,FC和LC的比表面积先增加后减小,FC和LC的最高比表面积分别为291.21 m^(2)/g和477.15 m^(2)/g,分别为半焦原料的48倍和78倍;FC和LC具有丰富的微孔结构,且石墨化程度比RC降低、活性点位增加;FC和LC的微孔面积占比表面积的54.93%~68.42%;相比较而言,LC具有更高的比表面积和增量孔容积,主要是由于LC在反应器内的停留时间较长,促进了孔隙的发展,形成了大量微孔。不同CC比条件下所得FC的反应活性指数R0.5、质量平均反应速率均高于RC,表明FC具有较高的反应活性,可预测在高温气固活化态热燃料燃烧过程中,FC将实现高效转化。提出了碳基燃料流态化富氧预热活化-高温气固活化态热燃料富氧燃烧的新思路,获得了CC比对CO_(2)气氛流态化预热活化半焦特性的影响规律,揭示了CO_(2)作为碳和氧载体的积极作用,研究结果为流态化预热活化技术在工业窑炉富氧燃烧行业的应用提供了数据支持。

关键词：半焦流态化预热活化二氧化碳反应活性

基于双自适应扩展粒子滤波器的锂离子电池状态联合估计

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电工技术学报 2024年第2期39卷 607-616页

作者：刘旖琦雷万钧刘茜高乙朝董明西安交通大学电气工程学院西安710049

为了更好地优化电池的能量管理,提高电池的利用效率,加强电池的安全性能,有必要对锂离子电池的荷电状态(SOC)和健康状态(SOH)进行精确估计。为解决噪声协方差取值和粒子采样分布问题,该文首先提出自适应扩展粒子滤波(AEPF)算法,根据状... 详细信息

为了更好地优化电池的能量管理,提高电池的利用效率,加强电池的安全性能,有必要对锂离子电池的荷电状态(SOC)和健康状态(SOH)进行精确估计。为解决噪声协方差取值和粒子采样分布问题,该文首先提出自适应扩展粒子滤波(AEPF)算法,根据状态向量预测的准确度自适应调整噪声协方差,并利用扩展卡尔曼滤波实现粒子分布函数的局部线性化。随后利用双自适应扩展粒子滤波(DAEPF)算法进一步实现电池SOC和SOH的联合估计,避免电池使用过程中模型参数变化对SOC估计的影响,并结合多时间尺度的方法节约所需的计算资源。最后在动态工况条件下对不同电池模型与算法进行对照实验,结果表明,改进后的算法收敛速度明显提升,且能够显著地提高电池的SOC与SOH的估计精度。

关键词：锂离子电池分数阶模型荷电状态健康状态自适应扩展粒子滤波

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基于水流特性的桥区船舶通航风险分析

东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 717-723页

作者：耿艳芬郭梦雅陈会郭华强东南大学交通学院南京211189 Department of Civil and Environmental Engineering University of South CarolinaColumbia 29201USA

为评估桥区船舶通航风险,构建考虑船舶运动特性的三维流场模型,研究水流影响下船舶过桥行为的偏航特性和受力特性.确定桥梁和船舶的通航风险评估分级标准,建立了基于模糊逻辑的船舶顺流通航风险评估模型.结果表明,桥墩间距风险等级划分... 详细信息

为评估桥区船舶通航风险,构建考虑船舶运动特性的三维流场模型,研究水流影响下船舶过桥行为的偏航特性和受力特性.确定桥梁和船舶的通航风险评估分级标准,建立了基于模糊逻辑的船舶顺流通航风险评估模型.结果表明,桥墩间距风险等级划分临界值为40和60 m,具体分级标准因水期的不同而异.船速在枯水期、中水期和洪水期的低风险范围分别为1.6~2.5、2.0~2.5和1.6~2.0 m/s.洪水期通航风险高于其他时期,主要表现为通航尺度受限时的撞桥事故.相比于传统评估模型,所提模型根据船舶直接受力与运动表现来确定桥梁、水流和船速等因素分级标准,简化了评价指标体系,降低了模型主观性.

关键词：桥区水域通航风险水动力模拟水流特性

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基于高效卷积注意力特征融合的道路目标检测

东南大学学报（自然科学版） 2024年第4期54卷 1005-1013页

作者：罗为明李旭孙正良袁建华朱建潇王贲武东南大学仪器科学与工程学院南京210096 公安部交通管理科学研究所无锡214151

针对YOLOv5s基准模型参数量大、特征尺度差异化等问题,提出基于高效卷积注意力特征融合的轻量级目标检测模型.首先,构建基于幻影操作的轻量化特征提取模块,在保证检测精度接近原模型的前提下,提高模型的实时性.其次,优化通道注意力和空... 详细信息

针对YOLOv5s基准模型参数量大、特征尺度差异化等问题,提出基于高效卷积注意力特征融合的轻量级目标检测模型.首先,构建基于幻影操作的轻量化特征提取模块,在保证检测精度接近原模型的前提下,提高模型的实时性.其次,优化通道注意力和空间注意力模块,提出基于高效卷积的注意力特征融合模块,并设计兼具检测精度与实时性的轻量级目标检测模型.在具有不同复杂道路场景的数据集BDD100K上开展实验.结果表明,相较于基准模型,所提模型的检测精度和推理速度均得到提升,其中全类平均检测精度提升了1.4%,帧率提升了28.2%.相较于当前行业应用中主流的深度学习模型,所提模型在精度与速度的均衡性上表现出显著优势.

关键词：目标检测轻量化注意力特征融合注意力机制