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基于神经网络的虚拟人姿态仿真方法

计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1620-1633页

作者：武溟暄葛晓波丰博邵晓东西安电子科技大学机电工程学院陕西西安710071

在制造业中,对工人工作姿势进行人体工程学评估对于预防肌肉骨骼疾病(MSD)是一项重要的工作。针对传统MSD评估方法存在的虚拟人作业姿态调整真实性不足、调整效率低等问题,提出一种虚拟人作业姿态的仿真方法。首先,建立了基于6D旋转的... 详细信息

在制造业中,对工人工作姿势进行人体工程学评估对于预防肌肉骨骼疾病(MSD)是一项重要的工作。针对传统MSD评估方法存在的虚拟人作业姿态调整真实性不足、调整效率低等问题,提出一种虚拟人作业姿态的仿真方法。首先,建立了基于6D旋转的虚拟人骨架模型;其次,设计了一种基于编码器-解码器架构,使用循环神经网络(RNN)和注意力机制(AM)的虚拟人关节旋转生成模型,对虚拟人各关节姿态进行求解;然后,基于平衡性方法对虚拟人姿态生成进行迭代,生成虚拟人搬运姿态;最后,根据快速上肢分析(RULA)得分对姿态进行筛选,得到虚拟人最终姿态。所提方法生成的虚拟人作业姿态与作业人员实际操作姿态平均关节角度的误差为5.79°,RULA得分准确率为85.4%,表现出较好的实用性。

关键词：虚拟人作业姿态人机工效循环神经网络注意力机制

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低温对异养硝化菌Acinetobacter sp.生长代谢及群体感应影响研究

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中国环境科学 2024年第7期44卷 4063-4070页

作者：王乙舒李圆侯连刚陈慧萱侯惠敏王秀杰江苏科技大学环境与化学工程学院江苏镇江212100 中建一局集团建设发展有限公司北京100102

为进一步探究低温条件下HN-AD菌氮素转化机理及其群体感应系统对低温响应机制,采用GC-MS测定HN-AD过程中释放的信号分子,结果表明菌株JQ1004至少分泌包括C_(6)-,C_(8)-,和C_(10)-HSL在内3种高丝氨酸内酯(AHLs),其浓度变化均随细菌浓度... 详细信息

为进一步探究低温条件下HN-AD菌氮素转化机理及其群体感应系统对低温响应机制,采用GC-MS测定HN-AD过程中释放的信号分子,结果表明菌株JQ1004至少分泌包括C_(6)-,C_(8)-,和C_(10)-HSL在内3种高丝氨酸内酯(AHLs),其浓度变化均随细菌浓度增加不断累积,呈现显著密度依赖性.当温度由30℃降低至10℃时,C_(6)-和C_(8)-HSL呈不断下降趋势,而C_(10)-HSL变化为先上升后下降,并在20℃达到最大值10.89nmol/L,表明C_(10)-HSL在菌株适应低温环境中发挥重要作用.低温添加10nmol/L C_(10)-HSL可显著缩短细菌迟滞期,提高脱氮速率.20℃和10℃时添加C_(10)-HSL使amoA表达量分别提高了35%和22%,napA表达量分别增加了14%和9.4%.C_(10)-HSL通过提高luxR调控的受体蛋白活性来提高菌株群感能力.低温添加C_(10)-HSL可促进胞外蛋白分泌,降低多糖含量,提高生物膜活性,进而强化其对低温恶劣环境适应能力.

关键词：异养硝化好氧反硝化群体感应低温 AHLs

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机械研磨强化废旧锂电材料的选择性提锂

中国有色金属学报 2024年第6期34卷 1861-1870页

作者：张光文姜涛丁立鑫刘子孟袁雪何亚群中国矿业大学环境与测绘学院徐州221116 中国矿业大学化工学院徐州221116

锂离子选择性提取是废旧锂离子电池资源化的重要环节,本文通过无氧低温热处理-机械研磨-筛分除杂强化混合电极粉料选择性提锂。通过物相、形貌、表面元素化学形态、粒度变化等分析混合粉料选择性优先提锂的强化机制。结果表明:500℃无... 详细信息

锂离子选择性提取是废旧锂离子电池资源化的重要环节,本文通过无氧低温热处理-机械研磨-筛分除杂强化混合电极粉料选择性提锂。通过物相、形貌、表面元素化学形态、粒度变化等分析混合粉料选择性优先提锂的强化机制。结果表明:500℃无氧低温热处理脱除有机黏结剂过程中可同步实现部分锂离子迁移析出,湿式机械研磨可实现大颗粒团聚物的解离,并同步实现16.09%锂离子浸出;机械研磨并筛分处理后,混合电极粉料中铝含量由3.25%降为0.63%(质量分数),铜含量由2.75%降为0.48%(质量分数);机械研磨可有效促进石墨与正极材料的还原反应过程,强化电极材料中锂离子的迁移析出。低温焙烧-机械研磨-筛分除杂预处理后,混合电极材料还原焙烧-水浸选择性提锂效率由76.81%提升至86.08%。

关键词：废旧锂离子电池电极材料还原焙烧选择性提锂过程强化

基于双人零和博弈的孤岛微电网有界L2增益负荷频率控制

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 93-102页

作者：李寅生王冰陈玉全黄浩乾河海大学能源与电气学院江苏省南京市211100

针对含不确定建模误差和新能源接入的孤岛微电网,提出了一种结合有界L2增益基线控制和扰动补偿的综合负荷频率控制(LFC)方法。首先,推导了微电网的全驱模型,将建模误差和新能源的影响总结成一个综合扰动。为提高系统的鲁棒性,该综合扰... 详细信息

针对含不确定建模误差和新能源接入的孤岛微电网,提出了一种结合有界L2增益基线控制和扰动补偿的综合负荷频率控制(LFC)方法。首先,推导了微电网的全驱模型,将建模误差和新能源的影响总结成一个综合扰动。为提高系统的鲁棒性,该综合扰动被定义成控制信号的对手玩家。进一步,关于扰动抑制的有界L2增益问题被等价成求解综合扰动和控制信号的零和博弈Nash均衡,由此推导出有界L2增益基线控制器。为改善频率的二次控制,设计了基于五阶广义积分观测器的扰动补偿控制,并在此基础上引入了一种针对发电速率约束(GRC)的新型抗发电速率约束(anti-GRC)措施。最后,搭建了16 MW的新能源-柴油混合微电网仿真模型,并在多种工况下对所提出的综合LFC方法进行测试,验证了其有效性。

关键词：孤岛微电网负荷频率控制零和博弈有界L2增益扰动补偿控制发电速率约束

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考虑车辆绕行的低碳校车路径优化模型

东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 192-199页

作者：赵星储文豪任刚申珂孙金鑫河海大学土木与交通学院南京210098 东南大学交通学院南京211189

为了合理规划校车路径以降低碳排放,建立以考虑行驶距离和载重的碳排放最小化为优化目标,及以车辆绕行和容量为约束的低碳校车路径优化模型(GCSBRPTW).针对绕行问题,引入绕行因子并转化为单侧时间窗约束;设计了一种基于Lin-Kernighan he... 详细信息

为了合理规划校车路径以降低碳排放,建立以考虑行驶距离和载重的碳排放最小化为优化目标,及以车辆绕行和容量为约束的低碳校车路径优化模型(GCSBRPTW).针对绕行问题,引入绕行因子并转化为单侧时间窗约束;设计了一种基于Lin-Kernighan heuristic(LKH)算法和莱维飞行算子的改进蚁群算法(LKH-Levy-ACO)对模型进行求解,其中LKH算法和莱维算子分别用于提高算法寻优效率和全局搜索能力.最后利用泰兴市工业园区班车线路规划实例求解,展开绕行因子取值对比、GCSBRPTW与传统校车路径模型对比、LKH-Levy-ACO与传统蚁群算法等4种算法对比实验.结果显示,绕行因子取值越小,最优解越差,GCSBRPTW比传统校车路径模型降低了约0.70%的碳排放,且LKH-Levy-ACO算法比传统蚁群算法降低了6.19%的碳排放,证明了模型的实用性和算法的有效性.

关键词：交通工程校车路径问题碳排放改进蚁群算法 LKH算法莱维飞行

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麻疯树油液滴微爆和蒸发特性试验

内燃机学报 2024年第1期42卷 44-52页

作者：王继刚相飞飞徐晶乔信起扬州大学机械工程学院江苏扬州225127 上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240

利用悬挂式液滴蒸发试验装置,结合高速背光成像技术,研究了麻疯树油液滴在高温环境(673、773、873、973和1073 K)下的微爆和蒸发特性,并对麻疯树油中的3种主要组分液滴的蒸发特性进行了分析.结果表明:麻疯树油液滴的微爆是由于内部组分... 详细信息

利用悬挂式液滴蒸发试验装置,结合高速背光成像技术,研究了麻疯树油液滴在高温环境(673、773、873、973和1073 K)下的微爆和蒸发特性,并对麻疯树油中的3种主要组分液滴的蒸发特性进行了分析.结果表明:麻疯树油液滴的微爆是由于内部组分的热解导致的,并且随环境温度的升高,其微爆强度增大.麻疯树油液滴在环境温度为673 K时,液滴稳定蒸发,蒸发过程包括初始膨胀阶段、平衡蒸发阶段和残留物蒸发阶段;在环境温度为773~1073 K时,液滴发生微爆,包含初始膨胀阶段、平衡蒸发阶段、微爆蒸发阶段和残留物蒸发阶段;当环境温度高于873 K时,首次观测到“蒸气羽流”和“蒸气云”现象,液滴蒸发速率大幅提高.

关键词：麻疯树油液滴微爆蒸发机理

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竹集成材-钢填板螺栓节点受力性能研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 141-148页

作者：崔兆彦唐思远黄东升徐明南京林业大学生物质材料国家地方联合工程研究中心江苏南京210037 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点试验室江苏南京210096

为研究梁柱式竹集成材-钢填板螺栓连接节点在弯剪复合作用下的受力机制及破坏模式,设计并制作了4组共12个梁柱螺栓节点试件,以梁柱间隙及螺栓布置为主要参数,对其进行单调加载试验.试验和计算结果表明:梁柱间隙对螺栓节点弯矩-转角曲线... 详细信息

为研究梁柱式竹集成材-钢填板螺栓连接节点在弯剪复合作用下的受力机制及破坏模式,设计并制作了4组共12个梁柱螺栓节点试件,以梁柱间隙及螺栓布置为主要参数,对其进行单调加载试验.试验和计算结果表明:梁柱间隙对螺栓节点弯矩-转角曲线影响显著,当梁柱间隙为20 mm时,螺栓节点出现明显的平台段,考虑梁柱挤压区对承载力的正向作用,曲线出现二次增长现象;随着梁柱间隙的增加,初始刚度、峰值弯矩及延性系数等逐渐降低,破坏形态为梁端顺纹劈裂同时螺栓孔壁承压破坏,螺栓出现单铰屈服模式;基于视频图像相关性(VIC-3D)分析得到在加载过程中螺栓节点区域旋转中心不断变化,并给出了螺栓节点破坏发展过程;建立了梁柱节点初始刚度及预测的弯矩-转角曲线模型,具有较好的适用性.

关键词：竹集成材梁柱节点弯剪复合静力试验计算方法

难浮煤−极性捕收剂相互作用研究新视角:分子对接与诱导契合效应

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煤炭科学技术 2024年第3期52卷 283-290页

作者：蘧鹏程夏阳超薛志刚邢耀文桂夏辉田佳中国矿业大学化工学院江苏徐州221116 中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心江苏徐州221116 中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083

研究煤泥与浮选药剂间的相互作用将是浮选过程强化的热点和难点,针对难浮煤表面强亲水的化学结构特性,将生物医药领域诱导契合效应引入到难浮煤−极性捕收剂的相互作用研究中。基于煤样性质检测结果,构建了3D煤分子结构,采用原型分子(Pro... 详细信息

研究煤泥与浮选药剂间的相互作用将是浮选过程强化的热点和难点,针对难浮煤表面强亲水的化学结构特性,将生物医药领域诱导契合效应引入到难浮煤−极性捕收剂的相互作用研究中。基于煤样性质检测结果,构建了3D煤分子结构,采用原型分子(Protomol)技术搜索并表示煤分子活性口袋,在活性口袋中搜索极性捕收剂与难浮煤的分子对接最优构象,根据极性药剂与煤分子相互作用最优构象的结合能大小,分析分子对接和诱导契合效应研究结果与浮选结果之间的对应性关系。结果表明分子对接结果与难浮煤可燃体回收率均呈现出十二醇科学指导。

关键词：难浮煤极性捕收剂分子对接对接打分方法诱导契合

超低阻呼吸防护用聚乳酸纳米纤维膜制备及长效过滤性能

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煤炭学报 2024年第4期49卷 1952-1963页

作者：朱金佗梁琛裕朱桂英王存民徐欢王亮中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学材料与物理学院江苏徐州221116

长期暴露于大气环境中高浓度的细颗粒物(PM_(2.5))会对人类的长期健康效应产生消极影响,传统空气过滤材料难以兼顾高效、低阻的防护效果,且不可降解,不仅加剧全球塑料污染,还易产生更强的微塑料危害。为此,制备了一种具有空气滑移效应... 详细信息

长期暴露于大气环境中高浓度的细颗粒物(PM_(2.5))会对人类的长期健康效应产生消极影响,传统空气过滤材料难以兼顾高效、低阻的防护效果,且不可降解,不仅加剧全球塑料污染,还易产生更强的微塑料危害。为此,制备了一种具有空气滑移效应、自供能且可生物降解的纳米纤维膜,以保障长效、低阻呼吸防护。提出两步水热法制备平均粒径49.6 nm、易分散的BaTiO_(3)电介质,同时利用“静电纺丝-静电喷雾”法将BTO纳米颗粒(BTO NPs)原位嵌入PLA纤维膜,利用BTO NPs的摩擦电效应和尺寸效应同步调控纤维膜的过滤效率和空气阻力。通过控制喷雾悬浮液中BTO NPs的浓度,探讨其与PLA/BTO纤维膜电活性、过滤性能和力学性能之间的关系。微观表征和性能测试结果表明:PLA/BTO纤维膜具有优异的电活性、过滤性能及力学性能。PLA/BTO纤维膜表面电势可高达5.9 kV,介电常数达1.20 F/m,平均输出电压高达12.4 V;得益于增强的空气分子滑移效应和电活性,PLA/BTO10纤维膜在显著降低空气阻力(低至20 Pa)的同时,对PM_(0.3)过滤效率提升了7.78%~9.05%,对PM_(2.5)过滤效率提升了2.90%~13.19%,即使在85 L/min高测试流量下仍能保证高达97.25%的PM_(2.5)过滤效率;同时,PLA/BTO纤维膜拉伸强度增幅高达60%(拉伸强度22.5 MPa),断裂伸长率增幅高达68%(断裂伸长率25%),而断裂韧性最高可提升1.3倍(断裂韧性3.6 MJ/m^(3))。因此,提出的兼具长效、低阻过滤且可降解纤维膜在呼吸防护领域具有广阔的应用前景,也为缓解废弃口罩加剧的塑料污染现状提供了一种新思路。

关键词：可降解自供能电活性过滤性能空气阻力