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基于相变材料的蒸汽卡诺电池热力学循环设计

浙江大学学报（工学版） 2024年第1期58卷 161-168页

作者：林小杰徐家豪孙鹏钟崴胡亚才浙江大学能源工程学院浙江杭州310027 浙江大学嘉兴研究院浙江嘉兴314024 浙江大学工程师学院浙江杭州310015

为了研究工业园区综合能源系统的多能互补新路线,提出基于高低温相变材料的新型蒸汽卡诺电池.建立计及设备性能与质量流量的热力学循环计算模型,分析设计参数、多级压缩结构对系统热泵系数、循环效率、储电损失与供热(火用)效率的影响.... 详细信息

为了研究工业园区综合能源系统的多能互补新路线,提出基于高低温相变材料的新型蒸汽卡诺电池.建立计及设备性能与质量流量的热力学循环计算模型,分析设计参数、多级压缩结构对系统热泵系数、循环效率、储电损失与供热(火用)效率的影响.通过探究发现,低温相变材料的相变温度和高温相变材料的相变温度是影响蒸汽卡诺电池性能的主要因素,得到蒸汽卡诺电池的高循环性能区.优化蒸汽卡诺电池的参数与结构,结果表明,循环效率可达56.96%,热泵系数可达2.55,供热(火用)效率可达68.74%.

关键词：卡诺电池储能热力学分析蒸汽生产余热利用

联合遗传算法和强化学习的虚拟网络功能映射与调度方法

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西安交通大学学报 2024年第8期58卷 175-184页

作者：刘光远曹晶仪杜婕石家庄铁道大学信息科学与技术学院石家庄050043 河北省电磁环境效应与信息处理重点实验室石家庄050043

网络功能虚拟化环境下,为满足用户不同需求并提高资源利用效率,将虚拟网络功能映射与调度联合考虑。首先,通过构建网络低时延、虚拟机资源高利用及能量低损耗的多目标优化模型,设计了一种强化学习(RL)联合第三代非支配排序遗传算法(NSGA... 详细信息

网络功能虚拟化环境下,为满足用户不同需求并提高资源利用效率,将虚拟网络功能映射与调度联合考虑。首先,通过构建网络低时延、虚拟机资源高利用及能量低损耗的多目标优化模型,设计了一种强化学习(RL)联合第三代非支配排序遗传算法(NSGAⅢ)的优化方法RL-NSGAⅢ;然后,采用两段式初始化技术求得高质量初始解,利用强化学习的优势自适应调节交叉变异参数,以保持种群多样性;最后,基于参考点的第三代非支配排序遗传算法,将虚拟网络功能映射至虚拟机并进行调度服务,得到多目标优化策略。仿真结果表明:相较于已有的NSGAⅢ、NSGAⅡ和MOPSO算法,采用RL-NSGAⅢ算法计算得到的时延降低了17%~28%,节点负荷提高了9%~19%,能量损耗降低了12%~26%,表明所提算法在提高网络速率和降低网络运营支出上的有效性。

关键词：网络功能虚拟化虚拟网络功能映射与调度强化学习第三代非支配排序遗传算法

基于图像内凹度的矿井外因火灾识别及抗干扰方法

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煤炭学报 2024年第7期49卷 3253-3264页

作者：孙继平李小伟中国矿业大学(北京)人工智能学院北京100083

尽早发现矿井火灾并处置,可避免或减少人员伤亡和财产损失及次生事故的发生。井下没有日光、月光、星光及闪电等自然光源,影响矿井火灾图像识别的主要是矿井光源。圆形度能够排除圆形光源的干扰,但难以排除非圆形光源的干扰。矩形度能... 详细信息

尽早发现矿井火灾并处置,可避免或减少人员伤亡和财产损失及次生事故的发生。井下没有日光、月光、星光及闪电等自然光源,影响矿井火灾图像识别的主要是矿井光源。圆形度能够排除圆形光源的干扰,但难以排除非圆形光源的干扰。矩形度能够排除矩形光源的干扰,但难以排除非矩形光源的干扰。在工程实际中,因摄像机的拍摄角度不同,矿井光源图像会出现变形,无法呈现理想的规则形状,使用圆形度和矩形度算法难以排除矿井光源的干扰。揭示了火焰图像轮廓外接图面积明显大于其图像实际面积,圆形灯、长方形灯和正方形灯等矿井实际光源图像轮廓外接图面积近似等于其光源图像实际面积等特点。提出基于图像内凹度的矿井火灾识别及抗干扰方法,计算目标图像面积与图像轮廓外接图面积的比值(即图像内凹度),根据火焰图像内凹度数值较小,而矿井光源图像内凹度数值较大,区分火焰与矿井光源。提出的内凹度方法不受摄像机距检测目标距离和图像大小、摄像机安装位置和摄像机拍摄检测目标的角度、矿井光源形状等影响,适应性强,识别准确率高。实验表明,内凹度识别方法计算得到的矿井干扰光源减去火焰图像平均差值最大,波动最小,区分度最好,受摄像机拍摄角度及距离影响最小,抗干扰能力最强,准确率为91.6%。矩形度识别方法计算得到的矿井干扰光源减去火焰图像平均差值较大,波动较小,区分度较好,受摄像机拍摄角度及距离影响较小,抗干扰能力一般,准确率为72.5%。圆形度识别方法计算得到的矿井干扰光源减去火焰图像平均差值最小,波动最大,区分度最差,受摄像机拍摄距离影响较小,受摄像机拍摄角度影响大,抗干扰能力最差,准确率为12.0%。因此,提出的内凹度识别方法,优于矩形度和圆形度,区分度最好,受摄像机拍摄角度及距离影响最小,抗干扰能力最强。

关键词：矿井火灾图像内凹度图像轮廓外接图面积火灾监测图像识别

全球气象预报驱动流域水文预报研究进展与展望

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水科学进展 2024年第1期35卷 156-166页

作者：赵铜铁钢张弛田雨李昱陈泽鑫陈晓宏中山大学水资源与环境研究中心广东广州510275 大连理工大学水利工程学院辽宁大连116024 中国水利水电科学研究院北京100038

全球气象模型及新兴人工智能模型为流域水文预报提供了日、次季节、季节等不同时间尺度的海量气象预报数据。与此同时,基于气象预报开展水文预报,涉及到数据获取、模型构建、评估检验等技术问题。本文以全球气象预报相关的研究计划为切... 详细信息

全球气象模型及新兴人工智能模型为流域水文预报提供了日、次季节、季节等不同时间尺度的海量气象预报数据。与此同时,基于气象预报开展水文预报,涉及到数据获取、模型构建、评估检验等技术问题。本文以全球气象预报相关的研究计划为切入点,调研现有的1 d至2周小时尺度中短期天气预报、1~60 d次季节尺度气象预报、1~12个月季节尺度气象预报以及新兴的人工智能气象预报;梳理气象预报驱动下流域水文预报模型方法,阐述气象预报订正、水文模型设置和预报评估检验等技术环节。基于全球气象预报生成实时和回顾性流域水文预报,定量检验不同预见期下预报精度以评估相关模型方法的预报性能,为水利工程预报-调度实践应用打下坚实的基础。

关键词：全球气象模型气象预报流域水文模型水文预报实时预报回顾性预报预报检验

基于运动形式转化利用转动惯量虚拟平动惯性质量的TMD控制系统

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振动工程学报 2024年第8期37卷 1377-1385页

作者：张春巍石一峰湛鑫刘志虎孙丽沈阳工业大学建筑与土木工程学院辽宁沈阳110870 沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

针对调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)通常需要较大的附加质量,安装空间受限以及质量块运动时需要较大的行程等问题,基于平动‐转动运动形式相互转化和能量守恒原理,本文提出了利用转动惯量虚拟平动惯性质量的TMD控制系统(Rotary ... 详细信息

针对调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)通常需要较大的附加质量,安装空间受限以及质量块运动时需要较大的行程等问题,基于平动‐转动运动形式相互转化和能量守恒原理,本文提出了利用转动惯量虚拟平动惯性质量的TMD控制系统(Rotary inertia virtualizing translational mass based Tuned Mass Damper,简称RTMD),进行RTMD控制系统的设计概念,以单自由度结构对象为例建立了附加RTMD控制系统的运动方程,分析了RTMD控制系统参数对结构振动控制效果的影响规律。结果表明控制效果与系统的质量比、惯质比、阻尼比等参数密切相关,相关规律也可以推广到一般多自由度结构体系一阶振动的调谐吸振减振控制。进行了模型振动台试验研究,时域分析和频域分析结果均表明,试验结果与基于理论模型的数值分析结果一致性良好,验证了RTMD控制系统理论模型的正确性、设计参数的合理性以及控制系统应用于实际问题的可行性。

关键词：结构振动控制 TMD控制系统平动‐转动转化转动惯量振动台试验

湍流环境下颗粒与气泡黏附过程的数值模拟研究

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煤炭学报 2024年第4期49卷 2057-2066页

作者：张志军黄旭贝中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

研究湍流环境中颗粒与气泡的黏附过程对于探究浮选微观过程具有重要意义。基于EDEM的API(应用程序编程接口)二次开发模块,建立了颗粒与气泡黏附过程相互作用的三维离散元法(DEM)模型。在Fluent软件中通过构建规则格栅以激发各向同性的湍... 详细信息

研究湍流环境中颗粒与气泡的黏附过程对于探究浮选微观过程具有重要意义。基于EDEM的API(应用程序编程接口)二次开发模块,建立了颗粒与气泡黏附过程相互作用的三维离散元法(DEM)模型。在Fluent软件中通过构建规则格栅以激发各向同性的湍流,并将湍流环境通过计算流体力学-离散元(CFD-DEM)加入到EDEM软件中。模拟了颗粒粒径为0.10、0.15、0.20、0.25和0.30 mm,颗粒密度为1500、2000和2500 kg/m^(3),球形度为0.746~0.854的不规则颗粒,和气泡直径为1.00、1.20、1.60和2.00 mm,在气泡与格栅间距离为1.00、1.50、2.00和3.00 mm的湍流环境下颗粒与气泡的黏附过程。研究了颗粒、气泡、流场各参数对于颗粒与气泡黏附过程的影响。结果发现,无论规则颗粒还是不规则颗粒在湍流环境中与气泡的黏附均存在临界脱附流速(颗粒与气泡发生脱附的最小湍流流场流速)。密度大的颗粒和粒径大的颗粒与气泡黏附的临界脱附流速更小,表明粒径和密度大的颗粒与气泡难以稳定黏附。气泡的直径越大,颗粒与气泡稳定黏附的临界脱附流速越小,颗粒越难以稳定黏附。在相同的流速下,气泡与格栅间距离越小,则流场湍流强度越大,颗粒与气泡稳定黏附的临界脱附流速越小,表明湍流强度的增加不利于颗粒与气泡的稳定黏附。球形度小的颗粒与气泡稳定黏附的临界脱附流速也较小,表明球形度小的颗粒与气泡难以稳定黏附。

关键词：浮选 CFD-DEM 颗粒气泡黏附湍流数值模拟

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外场辅助定向能量沉积钛合金研究进展

中国有色金属学报 2024年第8期34卷 2641-2660页

作者：于文泽刘宇珂王福斌曾禹周佟运祥哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001

钛合金具有高强度、低密度与高断裂韧性等优异性能,已经广泛应用于航空航天、汽车工程与生物医学等领域。传统钛合金零件制造方法是通过铸造及后续机械加工的方式来获得最终产品,但传统方法难以加工结构复杂的钛合金零件,造成了材料的... 详细信息

钛合金具有高强度、低密度与高断裂韧性等优异性能,已经广泛应用于航空航天、汽车工程与生物医学等领域。传统钛合金零件制造方法是通过铸造及后续机械加工的方式来获得最终产品,但传统方法难以加工结构复杂的钛合金零件,造成了材料的大量浪费。定向能量沉积为制造钛合金零件提供了一种更有效的加工路径,但该工艺仍然存在着若干问题,如粗大柱状晶、各种缺陷以及力学性能各向异性等。为改善上述问题,外场辅助被引入钛合金的定向能量沉积工艺中。本文主要介绍当前几种主流的外场(形变场、声场、磁场),总结和评述了外场辅助对定向能量沉积钛合金微观组织和力学性能的影响,并对外场辅助定向能量沉积钛合金的发展趋势进行展望。

关键词：定向能量沉积钛合金微观组织力学性能辅助外场

基于多能量场景谐振域构建的风机控制器参数优化方案

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电力系统自动化 2024年第9期48卷 86-96页

作者：丁炅朱介北陈彬彬李云丰王伟俞露杰贾宏杰智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 广西电网有限责任公司广西壮族自治区南宁市530032 长沙理工大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410004 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106

文中提出了一种基于谐振域(RA)的风机控制器参数优化方案,用于刻画在多能量场景下风机与多机系统的模式谐振,并通过优化风机的控制器参数降低潜在的模式谐振风险。首先,建立计及能量场景变化的系统小信号模型。其次,提出确定复平面上可... 详细信息

文中提出了一种基于谐振域(RA)的风机控制器参数优化方案,用于刻画在多能量场景下风机与多机系统的模式谐振,并通过优化风机的控制器参数降低潜在的模式谐振风险。首先,建立计及能量场景变化的系统小信号模型。其次,提出确定复平面上可能发生模式谐振区域的RA概念。然后,设计衡量谐振强度以及谐振对模式振荡阻尼影响的谐振强度指标(RSI)。为了避免潜在的模式谐振风险,基于RA和RSI对风机控制器参数进行优化。通过IEEE 39节点模型,验证了所提优化方案可在多能量场景下捕捉模式谐振发生区域,并通过风机控制器参数优化有效避免系统潜在的模式谐振。

关键词：风机动态交互低频振荡模式谐振稳定性分析参数优化

W-CoCrNi合金的烧结致密化及其组织与性能

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中国有色金属学报 2024年第3期34卷 812-822页

作者：陈慧姜雪韩勇湖南第一师范学院物理与化学学院长沙410205 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

本文采用粉末冶金技术制备以CoCrNi中熵合金为黏结相的W-CoCrNi高密度钨合金,研究黏结相含量和烧结温度(1300~1500℃)对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:烧结态合金组织由W相、CoCrNi相、Co_(7)W_(6)相和亚微米富Cr颗粒组成。... 详细信息

本文采用粉末冶金技术制备以CoCrNi中熵合金为黏结相的W-CoCrNi高密度钨合金,研究黏结相含量和烧结温度(1300~1500℃)对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:烧结态合金组织由W相、CoCrNi相、Co_(7)W_(6)相和亚微米富Cr颗粒组成。随着烧结温度的升高,合金致密度随之升高。合金在1500℃以下烧结时,致密化机制主要为固相烧结机制,固相烧结驱动力主要来自于表面能的降低和Co_(7)W_(6)新相的形成。当烧结温度达1500℃时,合金致密化机制主要为液相烧结机制,致密化过程包含W向CoCrNi熔体中的溶解和扩散、Co_(7)W_(6)相析出和钨颗粒球化三个阶段。1500℃烧结温度下制备的75W-CoCrNi和95W-CoCrNi合金的压缩屈服强度分别为1060 MPa和1602 MPa,75W-CoCrNi合金在压缩应变超过50%时仍未断裂。随着CoCrNi黏结相含量的增加,合金致密度随之升高,压缩变形能力增加,但压缩屈服强度降低。

关键词： CoCrNi中熵合金高密度钨合金显微组织力学性能致密化