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基于改进遗传算法的湿式离合器压力自适应控制

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吉林大学学报（工学版） 2024年第3期54卷 852-864页

作者：张延安杜岳峰孟青峰栗晓宇刘磊朱忠祥中国农业大学工学院北京100083

以提升拖拉机动力换挡变速箱(PST)湿式离合器压力控制准确性为目标,提出了一种基于改进遗传算法的湿式离合器压力无模型自适应控制方法。首先,分析并建立了湿式离合器液压系统数学模型,基于偏格式动态线性化的无模型自适应控制(PFDL-MF... 详细信息

以提升拖拉机动力换挡变速箱(PST)湿式离合器压力控制准确性为目标,提出了一种基于改进遗传算法的湿式离合器压力无模型自适应控制方法。首先,分析并建立了湿式离合器液压系统数学模型,基于偏格式动态线性化的无模型自适应控制(PFDL-MFAC)算法构建了离合器压力控制器。然后,引入变比例精英保留策略、K-均值聚类算法和灾变策略改进遗传算法,提出了基于灵敏度分析和改进遗传算法的PFDL-MFAC控制器参数整定方法。最后,开展了基于拖拉机自动变速箱控制单元(TCU)硬件在环试验平台的离合器压力控制试验。结果表明:改进遗传算法的收敛速度和优化精度更好;与PID控制相比,PFDL-MFAC的离合器压力响应速度更快、鲁棒性更好,满足拖拉机湿式离合器压力控制要求;同时,基于本文算法的变速箱换挡品质更优,研究成果可为动力换挡拖拉机换挡品质的提升提供基础。

关键词：农业工程拖拉机湿式离合器无模型自适应控制遗传算法

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新型无损检测技术在番茄品质检测中的研究与应用进展

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食品科学 2024年第1期45卷 289-300页

作者：韩子馨张丽丽张博邹方磊尚楠中国农业大学工学院北京100083

番茄是我国种植面积最广的蔬菜之一,受到广大消费者的青睐。近年来,随着人们对健康饮食需求的逐步提升,番茄的品质愈发受到关注。番茄形状较为规则,但不同品种间的大小、果型、颜色差异较大,蕴含的营养成分种类繁多、化学结构复杂,导致... 详细信息

番茄是我国种植面积最广的蔬菜之一,受到广大消费者的青睐。近年来,随着人们对健康饮食需求的逐步提升,番茄的品质愈发受到关注。番茄形状较为规则,但不同品种间的大小、果型、颜色差异较大,蕴含的营养成分种类繁多、化学结构复杂,导致其品质检测存在一定难度。传统番茄品质检测方法大多存在主观性强、破坏性强、耗时费力的缺点,难以满足大规模品质检测的需求。近年来,随着各类无损检测技术的发展,机器学习、多光谱技术、电子鼻/电子舌等新型检测方法也已逐步应用于番茄品质的快速、无损检测中。本文在传统番茄品质检测技术的基础上,重点总结了基于图像识别的人工智能、电子鼻技术和光谱技术在番茄无损检测方面的发展与应用,为番茄品质检测的研究与发展提供参考。

关键词：番茄品质检测可见-近红外光谱高光谱成像拉曼光谱电子鼻机器视觉

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地铁车站工程专项方案施工风险耦合致险评估

铁道工程学报 2024年第5期41卷 100-105页

作者：宫培松张永成王毅肖天龙中国地质大学武汉430078 淮阴工学院淮安223003

研究目的:安全专项方案风险评审是保障地铁车站重大工程施工安全的重要基础。针对地铁车站工程施工方案人工风险评审缺乏多风险耦合考虑、评审效率低等问题,提出构建基于系统动力学的风险耦合模型评估方法,其安全风险评价结果能有效支... 详细信息

研究目的:安全专项方案风险评审是保障地铁车站重大工程施工安全的重要基础。针对地铁车站工程施工方案人工风险评审缺乏多风险耦合考虑、评审效率低等问题,提出构建基于系统动力学的风险耦合模型评估方法,其安全风险评价结果能有效支持专项施工方案风险评审和现场安全管理。研究结论:(1)基于工程安全风险事件的作用特征分析,得到了安全风险系统的演化路径及风险事件间的耦合关系;(2)建立了基于系统动力学的专项方案施工风险评价模型,其获得的具有时空信息工程风险评价结果,符合工程实际且便于工程师理解;(3)本研究成果可为地铁车站重大工程安全风险自动评审、方案修订以及现场应用提供支持,具有良好的理论和实践价值。

关键词：地铁车站系统动力学风险评价耦合模型安全专项方案

流场涡旋中颗粒碰撞黏附机制的CFD-DEM(XDLVO)模拟

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1625-1635页

作者：林喆吴亚红郭语妍秦志宏中国矿业大学化工学院江苏徐州221116

混凝装备中流场的涡旋特征是影响煤泥水等微细颗粒絮凝效果的关键因素之一。为解析流场涡旋影响颗粒混凝碰撞与黏附机制,以圆柱绕流产生的涡街为代表性涡旋流场,采用CFD方法模拟了流速和圆柱直径对流场涡旋强度和尺度的影响;引入XDLVO... 详细信息

混凝装备中流场的涡旋特征是影响煤泥水等微细颗粒絮凝效果的关键因素之一。为解析流场涡旋影响颗粒混凝碰撞与黏附机制,以圆柱绕流产生的涡街为代表性涡旋流场,采用CFD方法模拟了流速和圆柱直径对流场涡旋强度和尺度的影响;引入XDLVO理论辅助描述离散元方法中颗粒间的相互作用力,对粒径为25~100μm颗粒在上述流场中的碰撞与黏附过程进行CFD-DEM模拟,并试验验证。结果表明,在流速0.06~0.12 m/s、圆柱直径2~6 mm、雷诺数为120~720条件下,圆柱绕流场中的涡旋半径(r)与圆柱直径(D)的关系近似为r=0.133 3D+0.421 4,与流速无显著相关性;涡旋中心的最大涡量与流速成正比,涡旋强度与圆柱直径的2次方正相关。CFD-DEM(XDLVO)模拟方法获得的黏附聚集体的特征参数与试验结果吻合较好,说明其可较准确地描述圆柱绕流场中颗粒的碰撞与黏附过程。对流场涡旋分布特征和聚集体在流场分区中分布特征的分析表明,流场中的涡旋通过惯性离心力使颗粒远离涡旋中心向涡旋周边的黏性剪切区富集,在改变颗粒运动方向的同时,增加了颗粒在黏性区的局部浓度,从而提高了颗粒的碰撞概率,有效促进了颗粒的黏附并大。当涡旋尺度为物料粒径的10倍左右时最有利于颗粒的碰撞黏附,因此可根据应用场景的物料粒度来优化设计绕流圆柱直径,使其达到最好的黏附效果。

关键词：碰撞黏附 XDLVO CFD-DEM 圆柱绕流涡旋

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酸蚀对白云石可浮性的影响及其作用机理

东北大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 93-100页

作者：郭俊印万忠杨斌朱张磊东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819 中国矿业大学化工学院江苏徐州221116 西安科技大学化学与化工学院陕西西安710054

在油酸钠体系下,通过浮选试验、浮选动力学拟合、表面粗糙度表征、比表面积分析、XPS分析、吸附性能分析和润湿性分析,研究了酸蚀对白云石可浮性的影响及其作用机理.研究结果表明:酸蚀后,白云石表面粗糙度和比表面积增大,这暴露出更多... 详细信息

在油酸钠体系下,通过浮选试验、浮选动力学拟合、表面粗糙度表征、比表面积分析、XPS分析、吸附性能分析和润湿性分析,研究了酸蚀对白云石可浮性的影响及其作用机理.研究结果表明:酸蚀后,白云石表面粗糙度和比表面积增大,这暴露出更多的活性位点,强化了与油酸钠的吸附,增强了白云石的疏水性,进而改善了白云石的浮选性能.此外,在浮选动力学拟合中,经典一级动力学模型、一级矩阵分布模型、二级动力学模型的R2均高于95%.相比于其他模型,经典一级动力学拟合效果较好.其中在油酸钠质量浓度为60 mg/L时,酸蚀后白云石经典一级动力学k最大值为1.88 min^(-1),与此同时,酸蚀前白云石经典一级动力学k=1.15 min^(-1),表明酸蚀可以提高白云石浮选速率.本研究为白云石浮选提供了新的研究方向,具有一定的理论和现实意义.

关键词：白云石粗糙度酸蚀可浮性浮选动力学

基于XGBoost算法的鱼粉中微塑料的红外光谱识别研究

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1835-1842页

作者：许晓栋张慧敏刘佳乐韩鲁佳杨增玲刘贤中国农业大学工学院农业工程系北京100083

作为四大新兴污染物之一的“微塑料”带来的危害日益凸显,微塑料的检测识别是其污染评估和风险管理防控的关键。以鱼粉饲料中的微塑料(包括PA、PE、PET、PP、PS、PVC)作为研究对象,运用XGBoost算法分别研究构建了近红外光谱和红外光谱... 详细信息

作为四大新兴污染物之一的“微塑料”带来的危害日益凸显,微塑料的检测识别是其污染评估和风险管理防控的关键。以鱼粉饲料中的微塑料(包括PA、PE、PET、PP、PS、PVC)作为研究对象,运用XGBoost算法分别研究构建了近红外光谱和红外光谱定性识别模型。采用GridSearchCV工具包研究优化XGBoost模型的主要超参数,近红外光谱模型的超参数优化结果为n_estimators:300,learning_rate:0.08,gamma:0,max_depth:4,min_child_weight:1;红外光谱的超参数优化结果为n_estimators:100,learning_rate:0.02,gamma:0.20,max_depth:4,min_child_weight:1。基于优化后的超参数构建的近红外定性识别模型平均精确率(Precision)为0.985,平均召回率(Recall)为0.977,平均F1值(F1 score)为0.978,相比于优化前模型效果分别提升了40.17%,51.00%,50.00%;红外定性识别模型平均精确率(Precision)、平均召回率(Recall)和平均F1值(F1 score)均为1.000,优化后的模型效果分别提升了20.67%,27.50%,26.33%。进一步与PLS-DA模型对比分析发现,红外光谱的XGBoost模型与PLS-DA模型效果基本一致,近红外光谱的XGBoost模型各参数(Accuracy,Precision,Recall,F1 score)效果均不同程度地优于PLS-DA模型。综上所述,运用XGBoost算法可以有效识别鱼粉中不同种类的微塑料,该研究为鱼粉饲料中微塑料的快速检测识别方法提供理论支持和技术支撑。

关键词：微塑料红外光谱 XGBoost PLS-DA

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Ra数对停输管道原油相变特征的影响研究

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1055-1061页

作者：刘晓燕周正李从范玉泽张楠迪徐颖李晓庆东北石油大学机械科学与工程学院大庆163318 中国石油塔里木油田分公司库尔勒841000 常熟理工学院常熟215506

本文探究了Ra数对停输原油相变特征的影响,为管道停输时间控制提供参考依据。建立了基于焓法的原油相变传热数学模型,将固液模糊区处理为两相流区,利用格子Boltzmann方法求解原油相变传热控制方程组。将原油相变传热过程分为三个不同阶... 详细信息

本文探究了Ra数对停输原油相变特征的影响,为管道停输时间控制提供参考依据。建立了基于焓法的原油相变传热数学模型,将固液模糊区处理为两相流区,利用格子Boltzmann方法求解原油相变传热控制方程组。将原油相变传热过程分为三个不同阶段。发现Ra数对流场的影响会随时间不断减弱,对于凝油层的影响不断增强导致液相率场产生明显的形态变化。在换热第一阶段提高Ra数会使原油下沉速度的增长幅度远大于原油上升速度的增长幅度。

关键词：相变流动原油数值研究格子Boltzmann方法 Ra数

MDEA基相变吸收剂筛选及其CO捕集性能研究

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洁净煤技术 2024年

作者：胡彦陇王强胡定凯张迎霜陈亚丽陆诗建中国矿业大学化工学院新疆大学化工学院

为了达到快速筛选相变吸收剂的目的，本文基于汉森溶解度参数理论，以N-甲基二乙醇胺(MDEA)为主吸收剂，有机溶剂为分相促进剂，水为溶剂，快速筛选出一种新型相变吸收剂--MDEA/聚乙二醇二甲醚(NHD)/H2O。热重分析(TGA)测试了相变吸收... 详细信息

为了达到快速筛选相变吸收剂的目的，本文基于汉森溶解度参数理论，以N-甲基二乙醇胺(MDEA)为主吸收剂，有机溶剂为分相促进剂，水为溶剂，快速筛选出一种新型相变吸收剂--MDEA/聚乙二醇二甲醚(NHD)/H2O。热重分析(TGA)测试了相变吸收剂的热稳定性，CO2吸收、解吸实验探究了相变吸收剂的CO2吸收性能、解吸性能以及循环再生能力。1HNMR测试了相变前后物质的分布情况。结果表明，MDEA/NHD/H2O相变吸收剂相比于30 wt%乙醇胺(MEA)吸收剂以及文献已报道的MDEA/正丁醇/H2O相变吸收剂具有最高的热稳定性。NHD作为分相促进剂的同时可以促进CO2在相变吸收剂中的溶解，MDEA/NHD/H2O相变吸收剂发生液-液分相需要NHD和H2O同时存在。在吸收温度为25℃时，质量比为3:5:2的MDEA/NHD/H2O相变吸收剂具有最高CO2吸收容量为1.1061 mol CO2/L。本文所开发的相变吸收剂可将送至解吸单元的解吸液体积降至42%。在解吸温度为90 ℃时，CO2解吸效率达到了98.96%。在25℃下吸收，90℃下热解吸，经过10次吸收、解吸循环再生实验，质量比为3:5:2的MDEA/NHD/H2O相变吸收剂的CO2总循环容量为9.2604 mol CO2/L，相比于30 wt%MEA吸收剂、30 wt%MDEA吸收剂以及MDEA/正丁醇/H2O相变吸收剂具有最高的CO2循环能力。1HNMR测试结果表明该相变吸收剂的上液相主要成分为NHD，为贫液相。下液相主要成分为MDEA和MDEAH+，为富液相。

关键词：相变吸收剂 CO 吸收容量汉森溶解度参数 CO 循环容量 CO 解吸效率

聚苯乙烯微塑料和重金属铬对斑马鱼胚胎发育的联合毒性效应

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环境化学 2024年

作者：闵鹏周凡琪于凡芮陈建秋郭瑞昕刘艳华付岚中国药科大学工学院

六价铬(Cr(Ⅵ))和塑料制品的大量应用，导致其广泛分布于周围环境中，对生态平衡造成了严重威胁，但是对二者之间的联合毒性研究相对较少.本研究采用斑马鱼胚胎作为受试生物，探究聚苯乙烯(PS)微塑料与六价铬共存时，对斑马鱼胚胎发育... 详细信息

六价铬(Cr(Ⅵ))和塑料制品的大量应用，导致其广泛分布于周围环境中，对生态平衡造成了严重威胁，但是对二者之间的联合毒性研究相对较少.本研究采用斑马鱼胚胎作为受试生物，探究聚苯乙烯(PS)微塑料与六价铬共存时，对斑马鱼胚胎发育的干扰作用.基于相关文献记载的环境微塑料浓度与Cr(Ⅵ)浓度制定了联合毒性实验方案，并对相关的生长发育及行为指标进行了分析，得出以下结论.在PS微塑料的暴露浓度为0.5 mg·L-1的情况下，PS微塑料对Cr(Ⅵ)的斑马鱼胚胎毒性作用有一定程度的影响. PS微塑料增强了Cr(Ⅵ)对斑马鱼胚胎的致死毒性、发育毒性和致畸毒性，这可能是由于PS微塑料具有较多的吸附位点，吸附Cr(Ⅵ)之后在斑马鱼胚胎内富集，从而增加了Cr(Ⅵ)的毒性效应.PS微塑料和Cr(Ⅵ)联合暴露并未对斑马鱼幼鱼表现出明显的游泳行为干扰.本研究证明了PS微塑料在水体环境中的存在改变了以铬为例的重金属对水生生物的毒性作用，为评估微塑料与重金属铬共存时的环境风险提供了参考.

关键词：重金属微塑料联合毒性斑马鱼胚胎发育及行为学