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太阳能热化学转化技术研究进展

太阳能学报 2024年第1期45卷 56-66页

作者：岳霞阿迪力·巴吐尔内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051 新疆大学建筑工程学院乌鲁木齐830046

利用热化学反应将太阳能转化为易存储的化学产品,是实现太阳能大规模连续利用的有效方式。聚光器和反应器是太阳能热化学转化系统的核心设备。该文首先基于热化学反应进行温度的不同,对典型的低、中、高温太阳能热化学转化系统进行介绍... 详细信息

利用热化学反应将太阳能转化为易存储的化学产品,是实现太阳能大规模连续利用的有效方式。聚光器和反应器是太阳能热化学转化系统的核心设备。该文首先基于热化学反应进行温度的不同,对典型的低、中、高温太阳能热化学转化系统进行介绍,并对不同温度段系统中常用的聚光器类型进行总结,同时简要评述不同太阳能热化学转化系统的优缺点和发展趋势;然后基于太阳能热化学转化过程中传热方式的差异,对直接辐射加热型和间接辐射加热型太阳能反应器的种类、结构、工作原理和研究进展进行阐述。

关键词：太阳能热化学反应聚光器直接辐射型反应器间接辐射型反应器

镜面积尘物化特性及其对菲涅耳高倍聚光光伏及光热系统的影响

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光学学报 2024年第5期44卷 101-111页

作者：王亚辉苏日力格赵宁赵晓燕邱云峰内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古呼和浩特010051

针对菲涅尔高倍聚光光伏及光热系统的镜面因暴露于自然环境,其表面积尘对系统输出特性产生较大影响这一问题,参考测试点自然积尘成分和地表情况,选取6种典型积尘颗粒,采用X射线衍射分析仪、能谱仪和扫描电镜等设备,研究其颗粒形貌、物... 详细信息

针对菲涅尔高倍聚光光伏及光热系统的镜面因暴露于自然环境,其表面积尘对系统输出特性产生较大影响这一问题,参考测试点自然积尘成分和地表情况,选取6种典型积尘颗粒,采用X射线衍射分析仪、能谱仪和扫描电镜等设备,研究其颗粒形貌、物质和元素组成;并开展菲涅耳高倍聚光光伏及光热系统实验研究,利用灰色关联度法处理实验数据,分析积尘物化性质对系统电热输出性能的影响。结果表明,积尘成分复杂,岩石类颗粒中碳酸钙、碳酸镁钙、钙钠长石含量较多,煤矸石和焦炭颗粒中包含大量的硅酸盐;各类型积尘对系统电热输出影响不同,其中镜面积尘煤矸石粉末每增加1 g/m^(2),系统综合性能下降15%,影响最大;积尘物质组成对系统电功率(E)影响关联度排序为E_(SiO_(2)>E_(Fe_(2)O_(3)>E_(CaCO_(3)>E_(CaMg)(CO_(3)_(2),对系统热功率(T)的影响大小排序为T_(SiO_(2)>T_(CaCO_(3)>T_(Fe_(2)O_(3)>T_(CaMg(CO_(3)_(2);颗粒元素对系统电热输出(P)的影响相同,大小排序为P_(O)>P_(Al)>P_(Ca)>P_(Mg)>P_(Fe)>P_(Si)>P_(C)。

关键词：测量菲涅耳系统积尘颗粒物质组成颗粒元素电热输出性能

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入射偏角对非跟踪复合抛物面聚光器性能影响

中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 151-160页

作者：常泽辉刘雪东郭梓珩内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古工业大学太阳能应用技术工程中心内蒙古呼和浩特010051

为了降低复合抛物面聚光器对跟踪精度的要求,提高其在集热过程中的光热转化能力,探究入射偏角对新型复合抛物面聚光器非跟踪工况时光热性能的影响机制。理论分析该聚光器在集热过程中的能量转化关系,并利用光学仿真软件TracePro研究入... 详细信息

为了降低复合抛物面聚光器对跟踪精度的要求,提高其在集热过程中的光热转化能力,探究入射偏角对新型复合抛物面聚光器非跟踪工况时光热性能的影响机制。理论分析该聚光器在集热过程中的能量转化关系,并利用光学仿真软件TracePro研究入射偏角对聚光器光学性能的影响规律;在此基础上搭建非跟踪复合抛物面聚光器性能测试试验台,在实际天气条件下测试分析聚光器光热性能随径向入射偏角的变化规律。结果表明:当光线正入射时,聚光器的光线接收率与聚光效率分别为100%和83.42%;当径向入射偏角α为16°时,该聚光器的光线接收率与聚光效率分别为53.00%和44.82%;当轴向入射偏角β为30°时,光线接收率与聚光效率分别为88.74%和74.42%;在空气流速为3.7 m/s时,聚光器的最高出口温度与瞬时集热量分别为31.3℃和782.8 W,分别比聚光器接收上偏10°和下偏10°入射辐射时提高了3.7、6.1℃和131.0、217.9 W;该聚光器接收正入射辐射时的平均光热转化效率为77.45%,比接收上偏10°和下偏10°入射辐射的平均光热转化效率高42.14%和52.97%。

关键词：太阳能入射偏角复合抛物面非跟踪聚光

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语义流引导采样结合注意力机制的脑肿瘤图像分割

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光学精密工程 2024年第4期32卷 565-577页

作者：宋建丽吕晓琪谷宇内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头市014010 内蒙古工业大学信息工程学院内蒙古呼和浩特010051

U型网络结构的脑肿瘤自动分割方法由于多次卷积和采样操作会造成信息损失,导致分割效果不佳。为解决这一问题,提出了能够利用语义信息流引导上采样特征恢复的特征对齐单元,并在此基础上设计轻量级的双重注意力特征对齐网络(DAFANet)。首... 详细信息

U型网络结构的脑肿瘤自动分割方法由于多次卷积和采样操作会造成信息损失,导致分割效果不佳。为解决这一问题,提出了能够利用语义信息流引导上采样特征恢复的特征对齐单元,并在此基础上设计轻量级的双重注意力特征对齐网络(DAFANet)。首先,将特征对齐单元分别引入3D UNet、DMFNet和HDCNet三个经典网络,以验证其有效性和泛化性。其次,在DMFNet基础上构造轻量级的双重注意力特征对齐网络DAFANet,利用特征对齐单元强化上采样过程中的特征恢复,3D期望最大化注意力机制同时作用于特征对齐路径和级联路径,用于重点获取上下文的全程依赖关系。同时使用广义Dice损失函数提升数据不平衡时的分割精度并加快模型收敛。最后,在BraTS2018和BraTS2019公开数据集进行验证,文中所提算法在ET,WT和TC区域的分割精度分别达到80.44%,90.07%,84.57%和78.11%,90.10%,82.21%。相较于当前流行的分割网络,具有对增强肿瘤区域更好的分割效果,更擅长处理细节和边缘信息。

关键词：脑肿瘤图像分割特征对齐注意力机制轻量化

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极端风况下兆瓦级风力机动力学特性研究

中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4417-4425,I0020页

作者：李治国高志鹰张立茹汪建文内蒙古工业大学机械工程学院内蒙古自治区呼和浩特市010051 内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古自治区呼和浩特市010051

鉴于强湍流和风向突变等极端风况导致风电机组事故频发的现状,该文提出一种适用于各种复杂风况的大型兆瓦级风力机动力学响应计算方法。将叶素动量理论、混合梁理论、有限单元法、修正的Newmark-β法及Lanczos解耦技术相结合,考虑柔性... 详细信息

鉴于强湍流和风向突变等极端风况导致风电机组事故频发的现状,该文提出一种适用于各种复杂风况的大型兆瓦级风力机动力学响应计算方法。将叶素动量理论、混合梁理论、有限单元法、修正的Newmark-β法及Lanczos解耦技术相结合,考虑柔性风轮的非定常入流效应、剪切变形和离心刚化效应、气动-结构阻尼影响、柔性部件结构耦合及非线性大变形等特性,探究极端连续阵风和极端湍流风况下风力机的动力学特性。研究发现,风向角会引起冲击载荷效应致使叶片和塔筒位移在趋于稳定前出现较大突变现象;叶片挥舞变形受极端湍流脉动特性影响较大,纵向湍流分量导致塔筒前后方向振动剧烈。结果可为极端风况下风力机气弹稳定性能判定、风电机组整机刚柔耦合动力学仿真技术实现提供一定参考。

关键词：兆瓦级风力机极端风况动态响应动力学特性

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边界层和压力滞后对翼型动态失速性能的影响

工程力学 2024年第2期41卷 236-243页

作者：李治国陈猛张雅静高志鹰汪建文内蒙古工业大学机械工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古建筑职业技术学院交通与市政工程学院内蒙古呼和浩特010070 内蒙古工业大学风能与太阳能利用技术教育部重点实验室内蒙古呼和浩特010051

为优化动态失速模型经验常数,提升动态失速发生时翼型气动性能预测精度,该文基于B-L动态失速模型,结合内蒙古工业大学风能太阳能利用技术教育部重点实验室风洞实验数据,探究压力滞后及边界层滞后时间常数对翼型动态失速性能的影响。主... 详细信息

为优化动态失速模型经验常数,提升动态失速发生时翼型气动性能预测精度,该文基于B-L动态失速模型,结合内蒙古工业大学风能太阳能利用技术教育部重点实验室风洞实验数据,探究压力滞后及边界层滞后时间常数对翼型动态失速性能的影响。主要结论如下:压力滞后与边界层滞后时间常数对动态升力系数的影响较大且与平均攻角有关。当平均攻角相对较小且气流处于附着流动与分离流动之间时,适当减小时间常数可使动态失速模型计算结果更接近实验值;当平均攻角相对较大,气流处于分离流动与完全分离流动时,可适当增大时间常数值。压力滞后与边界层滞后时间常数对动态阻力系数的影响不显著。动态升力系数仅在攻角逐渐减小的完全分离流动过程中,随着边界层滞后时间常数的增大而减小。

关键词： B-L简化模型风洞试验动态失速动态升力系数动态阻力系数时间常数

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基于深度学习的公交行驶轨迹预测研究综述

计算机工程与应用 2024年第9期60卷 65-78页

作者：杨晨曦庄旭菲陈俊楠李衡内蒙古工业大学信息工程学院呼和浩特010080

公交行驶轨迹预测是对公交车到达线路上的重要轨迹点,如站点和道路交叉口等,进行到达时间预测。准确预测公交车到达站点和道路交叉口的时间,可以提高城市公交系统的运行效率和服务质量,对于城市公共交通规划和公交调度至关重要。从公交... 详细信息

公交行驶轨迹预测是对公交车到达线路上的重要轨迹点,如站点和道路交叉口等,进行到达时间预测。准确预测公交车到达站点和道路交叉口的时间,可以提高城市公交系统的运行效率和服务质量,对于城市公共交通规划和公交调度至关重要。从公交行驶轨迹预测方法的发展现状入手,分析了影响公交运行的相关因素,归纳并探讨了不同类型的相关数据集以及数据预处理方法。依照其发展脉络将公交行驶轨迹预测方法分为基于历史数据的模型、以时间序列模型为代表的参数模型以及包括机器学习和深度学习方法的非参数模型三大类,并总结分析了不同方法的优势和局限性。由于基于深度学习的相关模型在时间序列预测任务中表现出了优越性能,因此越来越多的学者开始采用基于深度学习的模型来解决公交行驶轨迹预测问题,同时考虑将城市道路所展现的空间特征与时间特征相结合以进一步提高预测精度。最后,阐述了公交行驶轨迹预测研究领域中面临的挑战,并对该领域未来的发展进行总结分析与趋势展望。

关键词：公交行驶轨迹预测深度学习时空特征时间序列预测智能交通

改进A^(*)与ROA-DWA融合的机器人路径规划

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浙江大学学报（工学版） 2024年第2期58卷 360-369页

作者：刘宇庭郭世杰唐术锋张学炜李田田内蒙古工业大学机械工程学院内蒙古呼和浩特010051 浙江大学机械工程学院浙江杭州310058

为了解决机器人路径规划中传统A^(*)算法和动态窗口法(DWA)存在的遍历节点较多、冗余点较多以及路径不平滑,缺乏全局引导,易陷入局部最优以及安全性低等问题,提出融合改进A^(*)算法和随机避障动态窗口法(ROA-DWA)的路径规划算法.该算法... 详细信息

为了解决机器人路径规划中传统A^(*)算法和动态窗口法(DWA)存在的遍历节点较多、冗余点较多以及路径不平滑,缺乏全局引导,易陷入局部最优以及安全性低等问题,提出融合改进A^(*)算法和随机避障动态窗口法(ROA-DWA)的路径规划算法.该算法通过启发式函数的权重调整、Floyd算法、冗余点删除策略、静态和动态障碍物分类处理和速度自适应因子等方式来提高搜索效率,减少路径长度和拐点数量,将已知障碍物对路径的影响最小化,大幅提高动态避障效率,使得机器人在平稳到达目标点的同时还提升了机器人的安全性,更好地适应复杂的动态和静态环境.实验结果表明,该算法具有较好的全局最优性和局部避障能力,在大型地图中展现出更好的优势.

关键词：机器人路径规划动态避障改进A^(*)算法随机避障动态窗口法(ROA-DWA) 融合算法

基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法

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太阳能学报 2024年第3期45卷 29-40页

作者：葛新宇毕俊喜李海滨聂晓波刘江内蒙古工业大学机械工程学院呼和浩特010051 内蒙古工业大学航空学院呼和浩特010051 风能太阳能利用技术教育部重点实验室(内蒙古工业大学) 呼和浩特010051 内蒙古工业大学理学院呼和浩特010051

提出一种基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法,通过绘制任务剖面和载荷剖面图,将叶片材料、结构、环境条件和使用方式等参数加载到数值计算模型中,进行瞬态热力学、振动应力和多应力耦合分析。结果表明,最大应力和热集中主要发... 详细信息

提出一种基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法,通过绘制任务剖面和载荷剖面图,将叶片材料、结构、环境条件和使用方式等参数加载到数值计算模型中,进行瞬态热力学、振动应力和多应力耦合分析。结果表明,最大应力和热集中主要发生在叶片根部,变形主要发生在叶片中部到叶尖这段区间。从故障原因和机理出发研究叶片的故障规律,运用FMECA(故障模式、影响和危害性分析)处理收集到的故障信息。将定性评价指标予以定量化,以此建立叶片危害性矩阵和FMECA表格,在失效模式下对高危性故障数据进行可靠性评估,为工程实际提供必要的理论支持。该方法相较于传统基于手册的可靠性分析方法精度更高,与研制、生产、维修和管理并行,通过不断更新迭代,以保证产品可靠性要求的实现,为风力机叶片的可靠性分析提供了新的思路和实施方法。

关键词：风力机叶片可靠性分析故障模式流固耦合故障物理

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