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氨燃料固体氧化物燃料电池性能研究进展

精细化工 2024年第4期41卷 750-760页

作者：倪士栋魏胜利杜振华马万达路品智江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

氨(NH_(3))是一种零碳燃料,也是富氢载体,具有较大储运优势。固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种清洁高效发电装置,在分布式发电、热电联供、储能调峰等领域有广阔应用前景,NH_(3)可直接用作SOFC阳极燃料以实现高效、清洁、低成本发电。该... 详细信息

氨(NH_(3))是一种零碳燃料,也是富氢载体,具有较大储运优势。固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种清洁高效发电装置,在分布式发电、热电联供、储能调峰等领域有广阔应用前景,NH_(3)可直接用作SOFC阳极燃料以实现高效、清洁、低成本发电。该文简介了质子传导型和氧离子传导型氨SOFC的工作原理,电解质、电极材料的选择以及NH_(3)在阳极的分解过程,总结了氨SOFC的实验研究现状,以单电池最大功率密度为评价指标,综述了不同电解质/电极材料、电解质厚度、工作温度、电池结构类型等因素下2种传导类型的氨SOFC的性能表现,并分析了造成电池性能差异的原因,介绍了氨SOFC目前面临的挑战。最后,对氨SOFC未来研究方向、热电联供系统的应用进行了展望。

关键词：氨燃料固体氧化物燃料电池工作原理电解质电极材料电池性能

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面向自动驾驶场景的多目标点云检测算法

汽车工程 2024年第7期46卷 1208-1218,1238页

作者：陶乐王海蔡英凤陈龙江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013 江苏大学汽车工程研究院镇江212013

基于点云的三维目标检测算法是自动驾驶系统中关键技术之一。目前基于体素的无锚框检测算法是学术界的研究热点,但是大多数研究都侧重于设计复杂的二阶段修正模块,在牺牲巨大的算法延迟的情况下带来有限的算法性能提升。而单阶段无锚框... 详细信息

基于点云的三维目标检测算法是自动驾驶系统中关键技术之一。目前基于体素的无锚框检测算法是学术界的研究热点,但是大多数研究都侧重于设计复杂的二阶段修正模块,在牺牲巨大的算法延迟的情况下带来有限的算法性能提升。而单阶段无锚框点云检测算法虽然具有更加精简的检测流程,但其检测性能难以满足自动驾驶场景的需求。对此,本文基于无锚框检测算法CenterPoint,提出了一种面向自动驾驶场景的单阶段无锚框点云目标检测算法。具体来说,本文通过引入编码解码稀疏模块,极大地促进了三维特征提取器对于空间非连通区域的信息交互,保证了三维特征提取器能够提取到满足各类目标检测的特征。此外,考虑到现有的二维特征融合主干与基于中心点的无锚框检测头的适配存在挑战性,本文通过引入自校正卷积和大核注意力模块,能够有效提取到目标区域的点云特征,并将目标区域的点云特征聚集到中心点区域,从而提升算法对于目标的召回率和检测精度。本文所提出的算法在大规模公开数据集nuScenes上进行模型训练和实验验证,与基准算法相比,mAP和NDS分别提升了5.97%和3.62%。同时,本文将所提出的算法在基于自主搭建的实车平台上进行实际道路实验,进一步证明了所提出算法的有效性。

关键词：自动驾驶深度学习点云检测无锚框

基于改进MPC与RBF-PID的智能车轨迹跟踪控制

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第5期54卷 1290-1301页

作者：李臣旭江浩斌洪阳珂江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013 江苏大学汽车工程研究院镇江212013

为提升智能汽车轨迹跟踪控制的稳定性和精度,提出一种基于时域参数自适应MPC与RBF-PID的轨迹跟踪控制方法.首先搭建车辆横纵向动力学模型;其次分析控制时域与预测时域对跟踪精度的影响,设计时域参数自适应MPC横向控制器并进行仿真验证;... 详细信息

为提升智能汽车轨迹跟踪控制的稳定性和精度,提出一种基于时域参数自适应MPC与RBF-PID的轨迹跟踪控制方法.首先搭建车辆横纵向动力学模型;其次分析控制时域与预测时域对跟踪精度的影响,设计时域参数自适应MPC横向控制器并进行仿真验证;然后基于径向基函数(RBF)神经网络整定PID控制参数,设计分层式纵向控制器,并设计折线速度曲线与PID算法进行对比;最后以车速为耦合点构建智能汽车横纵向综合控制系统,并在蛇形工况下对横纵向综合控制系统进行仿真实验.结果表明,所设计的横向控制器能保证低速时的跟踪精度和高速时的车辆稳定性,纵向控制器可有效提高速度跟踪精度,横纵向综合控制系统能实现车辆在变车速工况下对轨迹的精准跟踪,同时保证良好的行驶稳定性与舒适性.

关键词：时域参数自适应 MPC RBF-PID 横纵向综合控制轨迹跟踪

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不确定性环境下的自动驾驶汽车行为决策方法

汽车工程 2024年第2期46卷 211-221,259页

作者：付新科蔡英凤陈龙王海刘擎超江苏大学汽车工程研究院镇江212013 江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013

在真实驾驶环境中,由于感知数据的噪声和其他交通参与者难以预测的行为意图,自动驾驶汽车如何在高度交互的复杂驾驶环境中考虑不确定性因素的影响,做出合理的决策,是当前决策规划系统须解决的主要问题之一。本文提出了一种不确定性环境... 详细信息

在真实驾驶环境中,由于感知数据的噪声和其他交通参与者难以预测的行为意图,自动驾驶汽车如何在高度交互的复杂驾驶环境中考虑不确定性因素的影响,做出合理的决策,是当前决策规划系统须解决的主要问题之一。本文提出了一种不确定性环境下的自动驾驶汽车行为决策方法,为消除不确定性的影响,将行为决策过程转化为部分可观察马尔可夫决策过程(POMDP)。同时为解决POMDP模型计算复杂度过高的问题,首次将复杂网络理论应用于自动驾驶汽车周围微观的驾驶环境,对自动驾驶汽车驾驶环境进行动态建模,实现了车辆节点间交互关系的有效刻画,并对重要车辆节点进行科学筛选,用于指导自车的行为决策,实现对关键车辆节点的精准识别和决策空间的剪枝。在仿真环境中验证了所提方法的有效性,实验结果表明,与现有最先进的行为决策方法相比,所提出的方法拥有更高的计算效率,且拥有更好的性能和灵活性。

关键词：自动驾驶汽车行为决策部分可观察马尔可夫决策过程复杂网络

氨/柴油双燃料船用中速发动机燃烧及排放特性

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 32-38页

作者：冷先银高晓亮魏胜利何志霞江苏大学能源研究院江苏镇江212000 江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212000

基于一台缸径为400 mm的船用中速柴油机开展计算流体力学(CFD)数值模拟,研究在进气道喷射氨气、缸内直喷柴油的双燃料燃烧模式下发动机的燃烧和排放特性.计算结果表明:随着氨预混合气当量比增加,氨气的燃烧效率提高,但会导致爆压增高;... 详细信息

基于一台缸径为400 mm的船用中速柴油机开展计算流体力学(CFD)数值模拟,研究在进气道喷射氨气、缸内直喷柴油的双燃料燃烧模式下发动机的燃烧和排放特性.计算结果表明:随着氨预混合气当量比增加,氨气的燃烧效率提高,但会导致爆压增高;柴油能量比提高,会提高燃烧效率,但过高的柴油能量比会使柴油燃烧不充分,导致CO排放量增加;适当降低发动机压缩比能延长滞燃期,从而提高燃烧效率和指示热效率.当发动机压缩比为13、氨气预混合气当量比为0.55、柴油能量比为10%时,燃烧爆发压力为18.2 MPa,指示热效率达到47.2%,发动机能够获得较为优越的综合性能.

关键词：船用发动机氨气柴油当量比柴油能量比压缩比

预喷参数对乙醇/柴油双燃料发动机燃烧和排放特性的影响

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石油学报（石油加工） 2024年第1期40卷 115-125页

作者：陈庆涛刘军恒孙平嵇乾瞿磊江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013 南通职业大学汽车与交通工程学院江苏南通226007

为了改善乙醇/柴油双燃料发动机工作特性,对一台高压共轨柴油机进气系统改造实现了乙醇/柴油双燃料燃烧模式,并开展了预喷参数(预喷正时、预喷油量和预-主喷间隔)对双燃料发动机燃烧过程和排放特性影响的试验研究。结果表明:提前预喷正... 详细信息

为了改善乙醇/柴油双燃料发动机工作特性,对一台高压共轨柴油机进气系统改造实现了乙醇/柴油双燃料燃烧模式,并开展了预喷参数(预喷正时、预喷油量和预-主喷间隔)对双燃料发动机燃烧过程和排放特性影响的试验研究。结果表明:提前预喷正时使得双燃料燃烧相位提前,放热率峰值也随之增加;但预喷正时为上止点前(BTDC)22~25°CA时,会导致放热率曲线由双峰分布转变为三峰分布,CO、HC、Soot、甲醛、乙醛和乙烯排放量均降低,而NOx排放量呈现增高趋势,有效热效率(BTE)逐渐降低。在预喷正时为19°CA BTDC时,当预喷油量由2.5 mg/cyc逐渐增加至4.5 mg/cyc时,CO和HC排放量逐渐降低,而NOx排放量逐渐增加,BTE呈先增加后降低的趋势,Soot排放量在预喷油量3.0 mg/cyc下达到最低值0.07 FSN。在预喷策略下,提前主喷正时能够使双燃料发动机主喷燃烧相位逐渐提前并靠近上止点,最大缸内压力增加,CO、HC、Soot、甲醛、乙醛和乙烯排放量显著降低,同时发动机的燃油经济性得到改善;在平均有效压力(BMEP)为1.05 MPa和主喷正时11°CA BTDC的工况下,乙醇/柴油双燃料发动机的BTE达到最高值40.31%。

关键词：双燃料发动机预喷参数燃烧排放有效热效率

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湿滑路面轮胎接地力学特性模型

吉林大学学报（工学版） 2024年第6期54卷 1501-1511页

作者：刘从臻陈高刘洪柱马强徐成伟孟辉王国林山东理工大学交通与车辆工程学院山东淄博255022 江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

为研究部分滑水状态下轮胎的接地力学特性,以205/55 R16乘用车轮胎为研究对象,建立了耦合欧拉-拉格朗日滑水仿真模型。利用正交试验设计方法创建试验方案,通过极差分析、偏相关分析和多元线性回归分析,建立了适用于不同工况的湿滑路面... 详细信息

为研究部分滑水状态下轮胎的接地力学特性,以205/55 R16乘用车轮胎为研究对象,建立了耦合欧拉-拉格朗日滑水仿真模型。利用正交试验设计方法创建试验方案,通过极差分析、偏相关分析和多元线性回归分析,建立了适用于不同工况的湿滑路面轮胎侧偏纵滑“亚利桑那大学轮胎模型”。对比分析表明,该模型能够准确预测湿滑路面上的轮胎接地力学特性,可为研究轮胎多工况滑水性能提供理论参考。

关键词：车辆工程轮胎滑水接地力学特性侧偏侧倾 UA模型

基于Attention-GRU模型的酿酒葡萄蒸腾量预测

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排灌机械工程学报 2024年

作者：李英豪施爱平范欣竹江苏大学农业工程学院江苏大学汽车与交通工程学院

针对酿酒葡萄蒸腾量影响因素的复杂性、各影响因子间的非线性等问题,提出主成分分析、注意力机制(Attention)以及门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)相结合的模型来预测酿酒葡萄蒸腾量,采用宁夏立兰酒庄连续时间段内传感器监测数... 详细信息

针对酿酒葡萄蒸腾量影响因素的复杂性、各影响因子间的非线性等问题,提出主成分分析、注意力机制(Attention)以及门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)相结合的模型来预测酿酒葡萄蒸腾量,采用宁夏立兰酒庄连续时间段内传感器监测数据作为样本进行分析,同时建立长短时记忆神经网络(LSTM)和未引入Attention机制的GRU神经网络进行对比分析.结果表明,Attention-GRU模型的均方根误差、均方误差和平均绝对误差分别为0.423 mm,0.179和0.355mm,与LSTM模型相比,其各项误差分别降低了0.122 mm,0.118和0.083 mm;与未引入Attention机制的GRU模型相比,其各项误差分别降低了0.259 mm,0.286和0.161 mm.该模型具有较高的预测精度和泛化能力,可以为酿酒葡萄需水量研究提供依据.

关键词：酿酒葡萄蒸腾量神经网络门控循环单元注意力机制

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汽车尾气温差发电系统瞬态回收性能分析

江苏大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 265-272页

作者：吴麟麟胡迎香汪若尘罗丁江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

为了预测温差发电(thermoelectric generator, TEG)系统的动态特性,基于COMSOL Multiphy-sics建立了用于求解温差发电系统温度场分布的瞬态计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)模型和用于研究温差发电模块瞬态响应特性的... 详细信息

为了预测温差发电(thermoelectric generator, TEG)系统的动态特性,基于COMSOL Multiphy-sics建立了用于求解温差发电系统温度场分布的瞬态计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)模型和用于研究温差发电模块瞬态响应特性的分析模型,提出了混合瞬态CFD-分析模型,并经过瞬态试验验证.结果表明:由于热惯性的影响,TEG系统的转化效率会出现一个瞬时的较高值;相较于尾气温度和质量流量的瞬态波动,热电半导体的热端温度和冷端温度会存在时滞;在美国环保局的高速公路燃油经济性测试(highway fuel economy test, HWFET)模式循环工况下,瞬态模型求解得到整个温差发电系统的平均输出功率、平均转化效率分别为35.63 W和3.40%,瞬态模型的输出电压平均误差为6.41%;该模型能够以较高的精度及较短的计算时间预测温差发电系统在瞬态热源激励下的瞬态响应特性.

关键词：温差发电系统尾气余热回收混合瞬态CFD-分析模型瞬态响应特性热惯性