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模板法制备的纳米木质素基分级多孔碳性能研究

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可再生能源 2024年第7期42卷 853-859页

作者：娄瑞闫宇欣田杰牛涛嫄董龙华张斌刘云云陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021 浙江大学能源高效清洁利用全国重点实验室浙江杭州310027

文章以纳米木质素(LNP)为碳前驱体,借助模板法制备了LNP基分级多孔碳。相比于单模板法制备的LNP基分级多孔碳(SLC和FLC),纳米SiO_(2)耦合PluronicF127作为双模板剂制备的LNP基分级多孔碳(FSLC)呈现“蜂窝状”结构,并具有典型的介孔特征... 详细信息

文章以纳米木质素(LNP)为碳前驱体,借助模板法制备了LNP基分级多孔碳。相比于单模板法制备的LNP基分级多孔碳(SLC和FLC),纳米SiO_(2)耦合PluronicF127作为双模板剂制备的LNP基分级多孔碳(FSLC)呈现“蜂窝状”结构,并具有典型的介孔特征,介孔率高达87%。作为超级电容器的电极,FSLC展现出了很好的电化学性能,当电流密度为0.5 A/g时,其质量比电容为250 F/g,是SLC质量比电容(95 F/g)的163%。双模板法制备高性能分级多孔碳可为木质素在储能领域的应用提供新途径。

关键词：纳米木质素模板法多孔碳电化学性能

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飞秒激光液相烧蚀的超快观测展望（特邀）

中国激光 2024年第4期 223-243页

作者：苏子康袁世龙李祥隆张学强北京理工大学机械与车辆学院激光微纳制造研究所北京化工大学材料科学与工程学院

飞秒激光液相烧蚀技术具有局部、瞬时、超快、超强等典型极端制造特点，在精密加工和纳米材料合成领域展现了独特优势。然而，飞秒激光液相烧蚀是跨多时间、空间尺度，多物理化学现象耦合的复杂过程，现阶段研究缺乏全面有效手段、对机... 详细信息

飞秒激光液相烧蚀技术具有局部、瞬时、超快、超强等典型极端制造特点，在精密加工和纳米材料合成领域展现了独特优势。然而，飞秒激光液相烧蚀是跨多时间、空间尺度，多物理化学现象耦合的复杂过程，现阶段研究缺乏全面有效手段、对机理理解不足。简要介绍了飞秒激光液相烧蚀的基本过程和相关超快观测技术的发展历程，并进一步总结了超快观测技术在光丝、溶剂化电子、等离子体、气泡演化等过程中的应用。最后总结了飞秒激光液相烧蚀方法、观测和机理研究存在的问题，并基于现有问题对未来飞秒激光液相烧蚀中可能应用的超快观测技术进行了展望。

关键词：激光技术飞秒激光液相烧蚀极端制造泵浦探测超快动力学纳米颗粒

无人机状态检测Kalman滤波空地目标跟踪算法

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航空学报 2024年第16期45卷 227-246页

作者：徐心宇陈建中国农业大学工学院北京100083 浙江省农业智能装备与机器人重点实验室杭州310058 浙江大学生物系统工程与食品科学学院杭州310058

针对无人机(UAV)面向空地目标进行目标跟踪过程中,发生目标离开视野、目标被遮挡、存在相似目标干扰等问题导致追踪失败的情况,提出一种基于追踪状态检测和Kalman滤波的重定位更新机制,将其与孪生全卷积网络(siamfc)跟踪器结合。以空地... 详细信息

针对无人机(UAV)面向空地目标进行目标跟踪过程中,发生目标离开视野、目标被遮挡、存在相似目标干扰等问题导致追踪失败的情况,提出一种基于追踪状态检测和Kalman滤波的重定位更新机制,将其与孪生全卷积网络(siamfc)跟踪器结合。以空地目标为被跟踪对象,以无人机为跟踪空地目标的跟踪者,首先,基于双峰选择、平均峰值相关能量变化率、最高响应值变化率和峰值旁瓣比变化率的检测机制检测当前的追踪状态是否异常,判断siamfc的追踪结果是否满足作为观测值的要求。其次,Kalman滤波利用目标运动的先验信息对追踪进行预测更新,当追踪状态异常时能够及时校正调整目标跟踪结果。基于LaSOT数据集完成训练,在UAV123航空数据集和自制的以无人机为目标的数据集上进行实时目标跟踪测试和对比实验。实验结果表明:该算法在UAV123上的精确率和成功率分别为66.0%和47.4%(62帧/s),在自制的以无人机为目标的数据集上的精确率和成功率分别为72.0%和58.6%(55帧/s),满足目标跟踪的实时性要求,且跟踪结果优于多数跟踪器。该算法在无人机为跟踪者和被跟踪对象的情况下均能完成有效目标跟踪,应对目标离开视野、部分或全部遮挡和存在相似目标干扰等挑战性场景的能力有所增强,且算法具有良好的泛化能力。

关键词：无人机目标跟踪孪生网络 Kalman滤波重定位机制追踪状态检测

基于仿斑马鱼和仿鹰眼视觉的复杂背景下目标识别

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集成技术 2024年第2期13卷 39-51页

作者：徐韵哲陈建中国农业大学工学院北京100083 农业农村部华南热带智慧农业技术重点实验室广州510642

针对反制无人机识别系统在公共场所内部复杂背景下的无人机识别问题,该文研究了一种基于仿斑马鱼模板匹配视觉识别和仿鹰眼视觉注意的目标识别方法,通过建立不同姿态的无人机模板数据库,采用仿鹰眼视觉搜索机制,结合尺度不变特征变换,... 详细信息

针对反制无人机识别系统在公共场所内部复杂背景下的无人机识别问题,该文研究了一种基于仿斑马鱼模板匹配视觉识别和仿鹰眼视觉注意的目标识别方法,通过建立不同姿态的无人机模板数据库,采用仿鹰眼视觉搜索机制,结合尺度不变特征变换,将姿态模板图像与目标进行匹配,获得粗略的目标区域。然后计算模板姿态与目标姿态的Hausdorff距离,比较目标姿态相似性,获得最相似姿态。采用仿鹰眼视觉注意机制对遮挡图像进行处理,提高目标识别的显著性。实验结果表明,该方法能够在不同复杂背景下实现无人机的准确识别,与光谱残差的显著性目标识别方法相比,平均运行时间提高23.5%,与差异哈希算法相比,具有更高的结构相似性指数。

关键词：无人机识别斑马鱼视觉鹰眼视觉模板匹配视觉注意机制

铜盐辅助木质素基碳气凝胶的快速制备及其电化学性能研究

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中国造纸学报 2023年第3期38卷 97-103页

作者：张依依娄瑞曹启航牛涛嫄张斌尉国栋陈海峰陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021 浙江大学能源高效清洁利用全国重点实验室浙江杭州310027

本研究提出了一种铜盐辅助纳米木质素基气凝胶的快速合成方法,实现了具有显著微孔特征和三维(3D)互联结构的碳气凝胶制备。以绿色低共熔溶剂(DES)为反应溶剂,原位添加铜盐催化剂,快速合成了纳米木质素基碳气凝胶前驱体(LRF),经过高温一... 详细信息

本研究提出了一种铜盐辅助纳米木质素基气凝胶的快速合成方法,实现了具有显著微孔特征和三维(3D)互联结构的碳气凝胶制备。以绿色低共熔溶剂(DES)为反应溶剂,原位添加铜盐催化剂,快速合成了纳米木质素基碳气凝胶前驱体(LRF),经过高温一步热解处理得到木质素基碳气凝胶(LRFC)。研究结果表明,铜盐的原位掺杂加快了胶体形成的反应速率,缩短了LRF的成胶时间。其中,Cu(NO_(3))_(2)的原位催化效果最好,可使得LRF凝胶点缩短至2.5 h;同时,其相应的碳气凝胶(N-LRFC)的微孔率高达94.44%,孔径集中分布在1 nm;在电流密度为0.5 A/g时,N-LRFC的比电容最高可达347.6 F/g,表现出优异的电化学性能,且在电化学过程中其扩散控制占主导地位。

关键词：纳米木质素碳气凝胶催化电化学

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基于嵌入式离散裂缝模型的增强型地热系统热—流—力—化耦合分析

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天然气工业 2023年第7期43卷 126-138页

作者：韩东旭张炜韬焦开拓宇波李庭宇巩亮王树荣北京石油化工学院机械工程学院中国石油大学(华东)新能源学院西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所浙江大学能源高效清洁利用全国重点实验室

增强型地热系统(以下简称EGS)在长期取热过程中会受到流(Hydraulic)、热(Thermal)、力(Mechanical)、化(Chemical)等多种物理场的综合作用影响。虽然嵌入式离散裂缝模型(以下简称EDFM)能够有效模拟裂缝型储层中流场、温度场、力场和浓... 详细信息

增强型地热系统(以下简称EGS)在长期取热过程中会受到流(Hydraulic)、热(Thermal)、力(Mechanical)、化(Chemical)等多种物理场的综合作用影响。虽然嵌入式离散裂缝模型(以下简称EDFM)能够有效模拟裂缝型储层中流场、温度场、力场和浓度场的变化,但目前基于EDFM的热—流—力—化(以下简称THMC)四场耦合的相关研究和认识还不足。在考虑储层非均质性、物性参数变化和水—岩反应的基础上,基于EDFM建立了裂缝型储层的THMC四场耦合模型,对EGS运行过程中的流场、温度场、位移场和浓度场的时空演化进行了模拟分析。研究结果表明:(1)当基岩渗透率较低时,开采温度下降缓慢,EGS可维持较长年限的较高开采温度,但渗透率较低时会造成开采井质量流率减小,进而影响净取热功率;(2)当裂缝渗透率或裂缝开度发生改变时,EGS均可维持一定年限的较高温度稳定输出,随后出现不同幅度的下降,但当裂缝渗透率增大到一定值或者裂缝开度减小到一定值时,改变裂缝参数对开采温度的影响减弱;(3)当EGS运行40年时,采用变物性流体比采用常物性流体计算的开采温度偏低22℃,而考虑水—岩反应的开采温度偏低了15℃,储层平均孔隙度值增大12.5%。结论认为:(1)在对长期运行的EGS进行研究时,应综合考虑储层岩石参数、注入流体物性以及水—岩反应等因素的影响;(2)未来应考虑储层其他矿物组分的化学反应、力学变形对流—热—化三场影响的双向耦合,以便为EGS储层的工程开发和利用提供更准确、可靠的预测。

关键词：增强型地热系统嵌入式离散裂缝模型热—流—力—化耦合模型裂缝型储层水—岩反应热开采影响因素数值模拟

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飞秒激光液相烧蚀的超快观测展望

中国激光 2023年

作者：苏子康袁世龙李祥隆张学强北京化工大学材料科学与工程学院北京理工大学机械与车辆学院激光微纳制造研究所

飞秒激光液相烧蚀技术具有局部、瞬时、超快、超强等典型极端制造特点，在精密加工和纳米材料合成领域展现了独特优势。然而飞秒激光液相烧蚀是跨多时间、空间尺度，多物理化学现象耦合的复杂过程，现阶段研究缺乏全面有效手段、对机理... 详细信息

飞秒激光液相烧蚀技术具有局部、瞬时、超快、超强等典型极端制造特点，在精密加工和纳米材料合成领域展现了独特优势。然而飞秒激光液相烧蚀是跨多时间、空间尺度，多物理化学现象耦合的复杂过程，现阶段研究缺乏全面有效手段、对机理理解不足。本文简要介绍飞秒激光液相烧蚀的基本过程和相关瞬态观测技术的发展历程，并进一步总结瞬态观测技术对光丝、溶剂化电子、等离子体、气泡演化的研究。最后总结飞秒激光液相烧蚀方法、观测和机理研究存在的问题，并基于现有问题对未来飞秒激光液相烧蚀中可能应用的瞬态观测技术进行展望。

关键词：飞秒激光液相烧蚀极端制造泵浦探测超快动力学纳米颗粒

有机固废燃烧过程中细颗粒物表面环境持久性自由基生成的研究进展

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能源环境保护 2023年第3期37卷 118-127页

作者：杨郭昊张本农胡艳军浙江工业大学能源与动力工程研究所浙江杭州310023

环境持久性自由基(Environment Persistent Free Radicals,EPFRs)是一种半衰期较长、具有稳定性和持续性的新型环境污染物,且具有严重的环境毒性效应。EPFRs可通过有机固废燃烧产生的有机物附着在过渡金属氧化物表面分解形成,目前国内... 详细信息

环境持久性自由基(Environment Persistent Free Radicals,EPFRs)是一种半衰期较长、具有稳定性和持续性的新型环境污染物,且具有严重的环境毒性效应。EPFRs可通过有机固废燃烧产生的有机物附着在过渡金属氧化物表面分解形成,目前国内外学者对燃烧过程中EPFRs的有关研究还处于起步阶段。为明晰燃烧体系中EPFRs的生成机制,该综述系统总结了燃烧源细颗粒物表面EPFRs的相关研究,简要叙述了EPFRs的种类及其检测分析方法,重点归纳了燃烧源颗粒物表面EPFRs的分布特征、过渡金属氧化还原形成EPFRs的生成机理、氧含量和光照等外部因素对EPFRs形成的影响,探讨了燃烧体系不同温度梯度区间下EPFRs的形成与演变过程,并展望了未来相关研究方向,提出多因素耦合作用下有机前驱体与过渡金属氧化物在燃烧源颗粒表面的竞争反应、协同作用行为是揭示EPFRs生成机理的重要工作,也是从微观分子尺度认识EPFRs演变控制的核心内容,以期为有机固废燃烧过程EPFRs的生成控制提供方向和依据。

关键词：燃烧环境持久性自由基颗粒物细过渡金属前驱体