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秸秆生物炭的固碳减排潜力及其环境影响

中国环境科学 2024年第1期44卷 396-403页

作者：刘阳靳晨生张海亚张新波张玉盼天津城建大学环境与市政工程学院基础设施防护和环境绿色生物科技国际联合研究中心天津300384 中国环境科学研究院水生态环境研究所北京510280

以最为普遍的慢速热解得到的秸秆生物炭作为研究对象,生物炭施用土壤为应用场景,利用全生命周期评价方法对生物炭在固碳封存过程中的固碳潜力和环境危害潜势进行了探讨与分析.结果表明,每年1t秸秆生物炭的制备及应用(秸秆生物炭系统)可... 详细信息

以最为普遍的慢速热解得到的秸秆生物炭作为研究对象,生物炭施用土壤为应用场景,利用全生命周期评价方法对生物炭在固碳封存过程中的固碳潜力和环境危害潜势进行了探讨与分析.结果表明,每年1t秸秆生物炭的制备及应用(秸秆生物炭系统)可减少二氧化碳当量(CO_(2e))排放5.50×10^(3)kg,封存CO_(2e)约5.53×10^(3)kg,对温室气体减排具有较为显著作用.在环境危害潜势上,秸秆生物炭系统有效地缓解了非生物耗竭潜势(-5.15×10^(-5)kgSb_(e))和富营养化潜势(-5.35×10^(-3)kg PO_(4)^(3-)e),而对酸化潜势(0.0576kgSO_(2e))、臭氧层耗竭潜势(8.28×10^(-14)kgR_(11e))、光化学氧化潜势(7.38kg C_(2)H_(4)e)和人体毒性潜势(2.01kgDCB_(e))产生了负面影响,但影响有限.

关键词：秸秆生物炭全生命周期评估固碳潜力环境影响

基于分布鲁棒机会约束的高韧性配电网多类型储能配置

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电力自动化设备 2024年第7期44卷 45-53页

作者：杨白洁刘洪葛少云李俊锴张世达天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072

针对当前多类型储能系统(ESS)配置尚未充分计及正常工况与极端灾害等多元场景下源、网、荷多重不确定性复杂耦合影响的问题,提出了一种兼顾配电网韧性和经济性的多类型ESS配置方法。提出了面向多元场景差异化需求的多类型ESS优化配置框... 详细信息

针对当前多类型储能系统(ESS)配置尚未充分计及正常工况与极端灾害等多元场景下源、网、荷多重不确定性复杂耦合影响的问题,提出了一种兼顾配电网韧性和经济性的多类型ESS配置方法。提出了面向多元场景差异化需求的多类型ESS优化配置框架,建立了以配电网韧性和经济性最优为目标的配置模型。考虑元件故障、源荷出力等多重不确定性,将原模型构建为两阶段分布鲁棒机会约束模型。提出了基于Big-M和条件风险价值理论的系统化线性方法,基于列和约束生成算法对线性化模型求解。在改进的IEEE 33节点配电网与43节点交通网算例上验证,结果表明,所提方法可显著降低负荷损失及投资,提升配电网韧性和经济性。

关键词：配电网韧性多类型储能系统条件风险价值分布鲁棒机会约束

微量TiC粉末合金化改善电弧增材制造Ti-6Al-4V合金的组织和性能

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焊接学报 2024年第6期45卷 12-19页

作者：姚兴中李会军杨振文王颖天津大学天津市现代连接技术重点实验室天津300072

原位合金化是调控增材制造钛合金微观组织和力学性能的有效方法,文中研究了添加微量TiC粉末对电弧增材制造Ti-6Al-4V合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,添加微量TiC粉末后,Ti-6Al-4V合金中的柱状β晶粒尺寸减小,α-Ti相细化,微观... 详细信息

原位合金化是调控增材制造钛合金微观组织和力学性能的有效方法,文中研究了添加微量TiC粉末对电弧增材制造Ti-6Al-4V合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,添加微量TiC粉末后,Ti-6Al-4V合金中的柱状β晶粒尺寸减小,α-Ti相细化,微观组织为精细的网篮组织,抗拉强度和断后伸长率达到了1029 MPa和14.8%,分别提高了12.8%和26.5%,实现了电弧增材制造Ti-6Al-4V合金强度和塑性的协同改善.同时,沉积合金的显微硬度提高至362.9HV,相比Ti-6Al-4V合金提高了11.4%.通过电子背散射衍射(electron backscatter diffraction,EBSD)分析得出,TiC粉末的添加降低了沉积合金的织构强度,增加α-Ti相的取向.添加微量TiC粉末后,Ti-6Al-4V合金力学性能的提高主要归因于细晶强化和固溶强化效应,其中细晶强化是主要的强化机制.对比分析两种沉积合金的拉伸试样断口得出,Ti-6Al-4V合金的断口形貌呈现出塑性-脆性混合断裂,添加质量分数0.5%TiC粉末后,断口形貌呈现出塑性断裂.证实了TiC粉末作为电弧增材制造Ti-6Al-4V合金晶粒细化剂的潜力.

关键词：原位合金化电弧增材制造微观组织力学性能

基于GA-BP神经网络的多层多道焊工艺预测及优化

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焊接学报 2024年第5期45卷 29-37页

作者：王天琪孟锴权王传睿天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室天津300387

针对目前多层多道焊工艺参数的选择问题,利用遗传算法(genetic algorithm, GA)对BP神经网络(back propagation neural network, BPNN)进行优化,提出多层多道焊成形预测及焊接工艺参数优化方法,旨在为工艺参数选取提供有效指导,提高焊接... 详细信息

针对目前多层多道焊工艺参数的选择问题,利用遗传算法(genetic algorithm, GA)对BP神经网络(back propagation neural network, BPNN)进行优化,提出多层多道焊成形预测及焊接工艺参数优化方法,旨在为工艺参数选取提供有效指导,提高焊接生产效率及焊接质量.首先通过分析多层多道焊图像,提出采用三次样条插值法与自适应分段法进行特征点识别,然后根据焊接顺序、焊道工艺建立焊接过程各焊道横截面积形状预测模型,运用解析法进行焊接工艺参数预测,进一步结合不同焊道工艺参数优选原则,采用改进神经网络进行焊接工艺参数优化,从而建立具有实时性的焊接工艺参数与焊缝轮廓关系模型.结果表明,该方法对多层多道焊中各焊道焊接工艺参数提供有效预测,试验结果满足实际需求,对提高焊接产品质量、简化焊接工艺参数选取具有实际意义.

关键词：工艺参数优化图像处理解析法预测神经网络优化

采用Nb中间层扩散连接Zr-4合金接头界面组织与性能

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焊接学报 2024年第8期45卷 33-40页

作者：王瑞萍肖宗林杨旭王泽明王颖杨振文天津大学天津市现代连接技术重点实验室天津300354 中国核动力研究设计院成都610041

为提高Zr-4合金扩散焊接头强度,降低有效连接温度,采用不同厚度的Nb中间层在760℃/30 min/7 MPa条件下扩散连接Zr-4合金,分析了Nb中间层的加入及其厚度对接头界面组织和性能的影响.结果表明,在扩散连接过程中,界面处Zr和Nb原子相互扩散... 详细信息

为提高Zr-4合金扩散焊接头强度,降低有效连接温度,采用不同厚度的Nb中间层在760℃/30 min/7 MPa条件下扩散连接Zr-4合金,分析了Nb中间层的加入及其厚度对接头界面组织和性能的影响.结果表明,在扩散连接过程中,界面处Zr和Nb原子相互扩散形成由(Zr,Nb)固溶体构成的扩散层,且扩散层厚度随着中间层厚度的增加基本不变,靠近Nb侧的扩散层中观察到Zr(Cr,Fe)_(2)和Zr(Fe,Nb)_(2)第二相的生成.在760℃条件下,Zr-4合金直接扩散焊接头抗拉强度仅为75MPa,存在大量未连接区域,添加Nb中间层可显著提高界面结合率,接头抗拉强度达到450 MPa,接头抗拉强度和断后伸长率随着Nb中间层厚度的增加稍有下降,在添加20μm中间层时最大,分别为450 MPa和13.1%,且断裂位置由Zr-4合金基体(20μm)转变为界面扩散层(50μm和80μm).Zr-4合金扩散焊接头在经历400℃,10.3 MPa的过热蒸气腐蚀后,扩散层发生明显腐蚀现象,腐蚀深度最大达到108.39μm,接头抗拉强度和断后伸长率下降至415 MPa和5.1%,断裂位置在连接界面处,断口中发现Zr(Fe,Nb)_(2)相.

关键词：扩散焊 Zr-4合金 Nb中间层腐蚀性能

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高性能镁合金增材制造技术研究进展

机械工程学报 2024年第7期60卷 385-400页

作者：郑洋赵梓昊刘伟余政哲牛伟雷贻文孙荣禄天津工业大学航空航天学院天津300387 天津市现代化机电装备技术重点实验室天津300387 中国民航科技产业化基地天津300308 天津工业大学机械工程学院天津300387 中国航发北京航空材料研究院3D打印研究与工程技术中心北京100095

镁合金在航空航天、轨道交通、新能源、生物医用等领域具有广阔应用前景,增材制造技术(Additivemanufacturing)的发展为成形复杂结构的高性能镁合金构件提供了可能。然而,镁合金熔沸点低、蒸气压高、氧化性强的特点易使增材制造构件内... 详细信息

镁合金在航空航天、轨道交通、新能源、生物医用等领域具有广阔应用前景,增材制造技术(Additivemanufacturing)的发展为成形复杂结构的高性能镁合金构件提供了可能。然而,镁合金熔沸点低、蒸气压高、氧化性强的特点易使增材制造构件内部形成孔隙、裂纹、夹杂物等缺陷,导致增材制造镁合金的应用水平远远落后于高温合金、铝合金、钛合金等材料,开发适用于镁合金的增材制造技术并通过材料改性与工艺优化减少冶金缺陷是突破增材制造镁合金应用瓶颈的关键。镁合金增材制造技术主要有激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)、电弧增材制造(Wire arc additive manufacturing,WAAM)以及搅拌摩擦增材制造(Friction stir additive manufacturing,FSAM)和搅拌摩擦沉积增材(Additive friction stir deposition,AFSD)。通过归纳梳理镁合金增材制造技术的研究现状与技术进展,总结了镁合金在不同增材制造技术成形过程中的数值模拟研究结果,对比分析了不同增材制造技术关键工艺参数对镁合金构件组织结构和力学性能的影响,并对镁合金增材制造技术未来的研究重点进行了展望。

关键词：增材制造镁合金数值模拟微观组织力学性能

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强化先验骨架结构的轻量型高效人体姿态估计

浙江大学学报（工学版） 2024年第1期58卷 50-60页

作者：孙雪菲张瑞峰关欣李锵天津大学微电子学院天津300072

为了更好地利用人体姿态关键点特有的分布属性,提出强化先验骨架结构的轻量型高效人体姿态估计方法.利用高分辨率网络较好地保留空间位置信息,为了进一步降低模型参数量,提出轻量倒残差模块.设计体位强化模块,利用全局空间特征和上下文... 详细信息

为了更好地利用人体姿态关键点特有的分布属性,提出强化先验骨架结构的轻量型高效人体姿态估计方法.利用高分辨率网络较好地保留空间位置信息,为了进一步降低模型参数量,提出轻量倒残差模块.设计体位强化模块,利用全局空间特征和上下文信息强化躯干位置的先验信息及关键点之间的联系.针对多分辨率特征图像融合时,像素位置模糊、卷积核优化方向偏移导致关键点空间特征信息遗失的问题,提出方向强化卷积模块,利用躯干上关键点分布的水平和垂直方向特性,高效融合关键点先验分布.实验结果表明,利用该网络,可以高效地估计人体姿态.与基准网络相比,该模型在COCO测试集上的平均精度达到78.4,参数量减少了17.4×10^(6),兼顾精度与效率.

关键词：人体姿态估计关键点检测深度学习体位强化卷积方向强化

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基于双重注意力和分层感知表征的IQA方法

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第3期57卷 234-243页

作者：史再峰佟博文孔凡宁康泰罗韬天津大学微电子学院天津300072 天津市成像与感知微电子技术重点实验室天津300072 天津大学智能与计算学部天津300072

图像质量评价在图像处理领域有着广泛的应用.基于深度学习的方法以多通道特征的形式获取图像信息,但在特征下采样过程中会丢失局部空间细节,导致对于图像信息的表征能力不足.针对以上问题,本文基于人类视觉系统的分层感知机制,提出了一... 详细信息

图像质量评价在图像处理领域有着广泛的应用.基于深度学习的方法以多通道特征的形式获取图像信息,但在特征下采样过程中会丢失局部空间细节,导致对于图像信息的表征能力不足.针对以上问题,本文基于人类视觉系统的分层感知机制,提出了一种全参考图像质量评价方法,采用Siamese结构的卷积神经网络实现非线性映射,从不同尺度和视觉复杂度表征图像信息,并通过双重注意力模拟人类在评价图像质量时对视觉注意力的调控过程.此方法在特征提取阶段引入空间注意力机制,对特征图的二维空间位置赋以权重,计算人在感知图像失真信息时对空间区域的注意力差别.在特征融合阶段利用分组通道注意力模块显式建模通道间的依赖关系,对感知差异特征进行自适应的校准,使网络关注对于图像质量评价影响大的通道特征.实验结果表明,该方法在LIVE、TID2013和CSIQ 3个公开数据集上的斯皮尔曼相关系数分别达到0.975、0.938和0.963,在应对复杂失真类型图像时的性能提升显著,与人类主观评价的一致性良好.

关键词：图像质量评价卷积神经网络双重注意力机制分层感知表征

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系留无人机系统冲击张力实验研究

力学学报 2024年第5期56卷 1448-1457页

作者：何伟张素侠李亚泽刘洪德刘浩浩程远天津大学机械工程学院力学系天津300354 天津市非线性动力学与混沌控制重点实验室天津300354

系留无人机中缆绳的松弛-张紧变化可能会产生冲击张力,导致缆绳断裂和无人机失控坠毁,对于该冲击张力现象亟待实验研究.为此,在风洞中开展了系留无人机系统冲击张力实验,通过分析不同结构和环境参数下系留无人机系统动力学响应数据,揭... 详细信息

系留无人机中缆绳的松弛-张紧变化可能会产生冲击张力,导致缆绳断裂和无人机失控坠毁,对于该冲击张力现象亟待实验研究.为此,在风洞中开展了系留无人机系统冲击张力实验,通过分析不同结构和环境参数下系留无人机系统动力学响应数据,揭示冲击张力的变化规律.依据光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感器可受拉受压的测试特点,提出判断缆绳松弛-张紧的准则.通过分析缆绳松弛-张紧随位置的分布图发现,随着缆绳长度减小、直径减小或风速增大,发生松弛-张紧的位置会减少或消失.测试了缆绳长度、直径和环境风速对冲击张力的影响,结果发现,缆绳长度越长、缆绳直径越大、环境风速越大,缆绳张力也越大.同时发现,张力在缆绳与无人机的连接点达到最大,该张力作用会影响无人机的稳定运动,不利于系统的正常工作及安全飞行.在实际需求前提下,在结构设计时可选用长度较小或直径较小或抗拉强度较大的缆绳,同时对缆绳和无人机的连接点加强保护,从而确保系统的稳定性和安全性.

关键词：系留无人机系统松弛-张紧冲击张力光纤布拉格光栅