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基于多尺度模型的锂离子电池电极微结构优化设计

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中国科学：技术科学 2024年第1期54卷 65-77页

作者：刘彦瑾罗玖代耀符远翔衡益中山大学计算机学院广州510006 国家超级计算广州中心广州510006 广东省计算科学重点实验室广州510006 中山大学材料学院深圳518107 贵州理工学院化学工程学院贵州省高等学校能源化学特色重点实验室贵阳550003

锂离子电池(lithium ion batteries,LIBs)具有高比容量和良好的循环稳定性等优点,广泛应用于动力电池和储能领域.然而正极材料理论比容量不高,传统的制备过程会带来电极电化学性能不均匀等问题,制约了LIBs的进一步发展.电极多孔结构优... 详细信息

锂离子电池(lithium ion batteries,LIBs)具有高比容量和良好的循环稳定性等优点,广泛应用于动力电池和储能领域.然而正极材料理论比容量不高,传统的制备过程会带来电极电化学性能不均匀等问题,制约了LIBs的进一步发展.电极多孔结构优化设计是突破此瓶颈的一种有效方法.本文将以磷酸铁锂(LiFePO4,LFP)为正极电极,锂金属为负极的LIBs作为研究对象,建立了基于粒子Packing的活性材料球形颗粒填充模型和基于三周期极小曲面(triply periodic minimal surface,TPMS)的电极微结构三维模型;研究了电极的比表面积等特征参数对不同类型多孔结构的影响以确定代表性体积单元;建立了LFP正极的LIBs放电过程多尺度数学模型,并对恒电流密度放电过程进行数值模拟.研究表明:粒径为3200 nm的球形颗粒填充电极以5C放电倍率放电时容量减小量为47%,以1C放电倍率放电时电极表面浓度差异为66%;而4种新型TPMS电极以5C放电倍率放电时容量减小量均在1%以内,以1C放电倍率放电时电极表面浓度差异也均在1%以内,极大提升了电池的性能,且Gyroid型结构表现最优.本文对后期LIBs的优化设计具有指导意义,并提供数据和理论基础支持.

关键词：锂离子电池多尺度数学建模遗传算法三周期极小曲面数值模拟

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微通道换热器拓扑结构优化与性能研究

化工学报 2024年第3期75卷 823-835页

作者：陈彦松阮达刘渊博郑通张帅帅马学虎大连理工大学化工学院辽宁省化工资源清洁利用重点实验室辽宁大连116024

换热器结构拓扑优化可将传热强化设计问题转化为数学优化问题进行求解,对于设计新颖高效换热器具有重要价值。然而,拓扑优化数学模型难以直接解释优化结果的几何特征及相应强化机理。以传热量为目标,对微通道换热器进行拓扑优化设计,研... 详细信息

换热器结构拓扑优化可将传热强化设计问题转化为数学优化问题进行求解,对于设计新颖高效换热器具有重要价值。然而,拓扑优化数学模型难以直接解释优化结果的几何特征及相应强化机理。以传热量为目标,对微通道换热器进行拓扑优化设计,研究了不同参数对换热器强化结构特征和换热器性能的影响。结果表明,拓扑优化换热器的通道结构呈现多级分叉构型,分叉的数量随着入口Reynolds数、翅片传热效率和流体Prandtl数的增大而增多。在此基础上,采用耗散和边界层理论分析了拓扑优化分叉通道与流体边界层厚度的内在联系,为换热器结构强化设计提供了新的思路。

关键词：优化设计微通道传递过程分级通道结构边界层理论

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探讨大学物理实验教学中的课程思政教学案例——以霍尔效应实验为例

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大学物理实验 2024年第2期37卷 116-120页

作者：单锋刘莉莉刘嘉唐春娟胡秋波郭向阳洛阳理工学院数学与物理教学部河南洛阳471023

选取国内大多数高校都会开设的“霍尔效应实验”课程为例,将高校中“教书”和“育人”的两个人才培养准则相融合作为指导思想。探讨在日常的大学物理实验教学过程中融入课程思政,与其他课程的思政课产生“共振协同效应”。通过在大学物... 详细信息

选取国内大多数高校都会开设的“霍尔效应实验”课程为例,将高校中“教书”和“育人”的两个人才培养准则相融合作为指导思想。探讨在日常的大学物理实验教学过程中融入课程思政,与其他课程的思政课产生“共振协同效应”。通过在大学物理实验教学过程中有效的融入课程思政,不仅可以培养学生严谨的科学态度和动手解决实际问题的能力,还能够培养学生为科学奉献的精神和爱国主义精神,最终实现为社会培养具有创新型专业物理知识应用能力本科人才的目标。

关键词：课程思政物理实验霍尔效应科学态度爱国主义

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可穿戴电子用前驱体型银墨水研究进展

材料导报 2024年

作者：侯明玥姚日晖罗东向郑华刘贤哲黎振超蔡炜宁洪龙彭俊彪东莞理工学院电信工程与智能化学院五邑大学应用物理与材料学院季华实验室广州大学化学化工学院华南理工大学材料科学与工程学院

可穿戴电子往往具有体积小、质量轻、柔韧性好等特点，而电极柔性化可以有效提高可穿戴电子佩戴时的舒适性、安全性和准确性。喷墨印刷技术作为一种新型的电子器件制造方法，具有成本低、精度高以及速度快等优点，是制备柔性电极的极佳... 详细信息

可穿戴电子往往具有体积小、质量轻、柔韧性好等特点，而电极柔性化可以有效提高可穿戴电子佩戴时的舒适性、安全性和准确性。喷墨印刷技术作为一种新型的电子器件制造方法，具有成本低、精度高以及速度快等优点，是制备柔性电极的极佳选择。导电墨水的开发是印刷柔性电极中最为关键的一个环节，从根本上决定薄膜的印刷质量和功能。本文对适用于可穿戴电子的前驱体型导电银墨水的研究进行了综述，主要从墨水的关键组分银前驱体出发，重点关注了前驱体型银墨水的配制、后处理以及在可穿戴电子领域的最新进展，并对可穿戴电子用前驱体型银墨水的发展方向进行了展望。

关键词：可穿戴电子前驱体型银墨水柔性喷墨打印

一个含离散型分式核的Hilbert型不等式

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兰州理工大学学报 2024年第3期50卷 151-155页

作者：有名辉董飞杨必成浙江机电职业技术学院数学教研室浙江杭州310053 广东第二师范学院数学学院广东广州510303

引入若干正参数,新构建了一个分式型的离散形态的核函数,并借助于权系数的方法,建立了一个二重Hilbert型级数不等式,并证明此不等式的常数因子是最佳取值.另外,根据余割函数的有理分式展开形式,给出最佳常数因子的余割函数表示形式.通... 详细信息

引入若干正参数,新构建了一个分式型的离散形态的核函数,并借助于权系数的方法,建立了一个二重Hilbert型级数不等式,并证明此不等式的常数因子是最佳取值.另外,根据余割函数的有理分式展开形式,给出最佳常数因子的余割函数表示形式.通过对参数赋予一些特殊数值,得到了一些已有结果,并且给出了一些新的含特殊核函数的Hilbert型不等式.

关键词： Hilbert型不等式分式型核函数有理分式展开余割函数

光动力抗菌技术在鲜切菜加工除菌过程中的应用研究进展

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食品安全质量检测学报 2024年第3期15卷 110-116页

作者：潘晓琴肖珊邹水洋王波蔡燕雪陈璇王际辉东莞理工学院生命健康技术学院东莞市预制菜创新发展与品质控制重点实验室中国轻工业健康食品开发与营养调控重点实验室东莞523808

微生物灭活作为鲜切菜加工过程中关键的步骤之一,关系着鲜切菜的保质期与食品安全问题。因此,研究和利用各种除菌技术以延长鲜切菜保鲜期、保证食品安全与质量十分重要。光动力抗菌技术(photodynamic antimicrobial technology,PDAT)是... 详细信息

微生物灭活作为鲜切菜加工过程中关键的步骤之一,关系着鲜切菜的保质期与食品安全问题。因此,研究和利用各种除菌技术以延长鲜切菜保鲜期、保证食品安全与质量十分重要。光动力抗菌技术(photodynamic antimicrobial technology,PDAT)是一种新兴的食品非热除菌技术手段,利用光生的活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)攻击微生物细胞的多个靶点,不易产生耐药性,在鲜切菜领域展现出了巨大的应用前景,为当前研究的前沿热点。考虑到鲜切菜本身具有的生理活性成分与光敏剂之间的相互作用,相比离体实验,PDAT在鲜切菜中的应用效果有限,应将其视为额外的除菌工具,而不是其他传统除菌技术的替代品。本文以鲜切菜的食品安全为出发点,综述了PDAT的原理、方法优势及劣势,鲜切菜的代谢生理变化与PDAT在鲜切菜领域上的应用研究进展与未来发展方向,以期为促进净菜产业的食品安全和PDAT的发展提供依据。

关键词：光动力抗菌技术鲜切菜光敏剂微生物灭活活性氧自由基代谢

从社区发展理论看未来社区的理论蕴含与建设路向

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贵州师范大学学报（社会科学版） 2024年第4期 45-54页

作者：陈成文李丹妃东莞理工学院东莞市社会治理研究院广东东莞523808 中共江西省委党校科学社会主义(政治学)教研部江西南昌330008

从社区发展理论来看,未来社区是扎根于中国特色社会主义新时代实际,以满足人的美好生活需求为目标,以人本化、绿色化、智慧化、共享化为价值导向,以创新开放、多元参与、包容融合、共治共享、绿色集约为基本特征,以邻里、教育、健康、... 详细信息

从社区发展理论来看,未来社区是扎根于中国特色社会主义新时代实际,以满足人的美好生活需求为目标,以人本化、绿色化、智慧化、共享化为价值导向,以创新开放、多元参与、包容融合、共治共享、绿色集约为基本特征,以邻里、教育、健康、创业、建筑、交通、低碳、治理这“八大场景”建设为基本内涵的新型社区形态。未来社区建设在基本目标上要致力于满足居民高质量的物质生活需要、高质量的精神生活需要与高质量的生态环境需要;在价值导向上坚持人本化、绿色化、智慧化与共享化。要积极推进未来社区建设,就必须着力推动邻里、教育、健康、创业、建筑、交通、低碳、治理“八大场景”建设;着力推动党建引领、自治强基、法治保障、德治教化、智治支撑、心理服务“六大能力”建设。

关键词：未来社区社区发展场景建设能力建设

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改进粒子群算法在柔性车间调度问题的研究

机械设计与制造 2024年第7期 227-231页

作者：曲鹏举唐向红贵州理工学院工程训练中心贵州贵阳550000 贵州大学现代制造教育部重点实验室贵州贵阳550000

为了减少柔性作业车间调度问题加工时间,通过前景理论构建柔性作业车间加工满意度数学模型,以降低加工时间为目标,设计了一种惯性权重幂函数调节的改进粒子群算法(PPSO),该算法惯性权重能够幂函数自适应调节,学习因子能够发生相应的递... 详细信息

为了减少柔性作业车间调度问题加工时间,通过前景理论构建柔性作业车间加工满意度数学模型,以降低加工时间为目标,设计了一种惯性权重幂函数调节的改进粒子群算法(PPSO),该算法惯性权重能够幂函数自适应调节,学习因子能够发生相应的递减或递增变化平衡算法的全局探索和局部开发能力。选取BRdata与Kacem经典算例,通过与人工免疫算法(AIA)和整合模拟退火算法(ISA)的进行仿真比较,PPSO加工时间较短;在工件数J=25、可用机器数M=16、迭代次数600情况下比较BRdata算例,PPSO加工时间相较AIA、ISA算法分别缩短了21.61%和4.32%,验证结果表明PPSO算法在柔性车间调度问题中降低产品加工时间的有效性。

关键词：改进粒子群算法柔性作业车间调度前景理论惯性权重幂函数加工时间

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含柱面或基面MgSn的Mg-Sn合金的压缩孪生行为的定量研究(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：付瑞豪万杨杰熊训飞尹冬弟刘满平蒋斌周梓荣高瑜阳曾迎江苏大学材料科学与工程学院东莞理工学院科技创新研究所西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心

采用仅含有板条状的基面或柱面析出相的镁锡合金来定量揭示析出的取向对孪晶行为的影响。对含有基面或柱面Mg2Sn的Mg-5wt.%Sn合金进行压缩，以深入研究孪生行为。然后，构建了一个Orowan强化模型，以定量研究柱面析出相在孪生时的临界... 详细信息

采用仅含有板条状的基面或柱面析出相的镁锡合金来定量揭示析出的取向对孪晶行为的影响。对含有基面或柱面Mg2Sn的Mg-5wt.%Sn合金进行压缩，以深入研究孪生行为。然后，构建了一个Orowan强化模型，以定量研究柱面析出相在孪生时的临界分切应力(CRSS)的增量。结果表明，在镁锡合金中，柱面析出相比基面析出相更能有效地阻碍拉伸孪晶的转移和生长。与镁锡合金中的基面析出相相比，拉伸孪晶的临界分切应力增量更大，这可能导致了含柱面析出相的拉伸孪晶比例下降。同时含有柱面析出相的孪晶转移比率明显降低，可能是由于该合金中拉伸孪晶的几何必需位错(GND)较高且临界分切应力增强所致。分析得出，柱面析出相在压缩过程中对拉伸孪晶具有更好的阻碍作用。

关键词：取向调控孪生行为 Mg Sn柱面相 Orowan强化模型镁锡合金