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基于呼吸暖体假人的医院内传染性颗粒物吸入暴露评估

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科学通报 2024年第9期69卷 1234-1244页

作者：刘硕刘荔王怡郭伟旗李伊凡王莹刘雅琳西安建筑科技大学绿色建筑全国重点实验室西安710055 西安建筑科技大学建筑学院西安710055 清华大学建筑学院北京100084 西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院西安710055 武汉大学中南医院医院感染管理办公室武汉430071 感染性疾病精准防控与诊治湖北省工程研究中心武汉430071

呼吸道暴露是呼吸系统传染病的主要传播途径,呼吸道暴露剂量是评价人员感染风险的关键指标.本文研发了兼具人体热羽流模拟、呼吸模拟及呼吸道仿生功能的呼吸暖体假人,形成了基于呼吸暖体假人的呼吸道暴露定量评价技术.假人表面温度可在5... 详细信息

呼吸道暴露是呼吸系统传染病的主要传播途径,呼吸道暴露剂量是评价人员感染风险的关键指标.本文研发了兼具人体热羽流模拟、呼吸模拟及呼吸道仿生功能的呼吸暖体假人,形成了基于呼吸暖体假人的呼吸道暴露定量评价技术.假人表面温度可在57.6 min内稳定于28.9~30.9°C,呼吸模拟器输出流量呈正弦波动,分钟通气量和呼吸频率的调节范围分别为6~20 L/min和10~20 min^(-1).基于呼吸暖体假人测量了置换通风条件下颗粒物粒径为0.63μm时近距离暴露的情况.结果显示:考虑热羽流时,呼吸区颗粒物浓度降低约23%;呼吸区、穿透呼吸道G0级、G4级的浓度分别为环境浓度的4倍、2.7倍、2倍.浓度差异表明,尽管环境浓度与呼吸区浓度及呼吸道浓度存在一定关系,但环境浓度作为间接评价指标,不能准确反映人员感染风险.本文研发的呼吸暖体假人可量化传染性颗粒物吸入暴露评价中的关键暴露数据,为评价人员感染风险及防控传染性颗粒物传播措施的有效性提供技术支撑.

关键词：呼吸暖体假人呼吸模拟器呼吸道模型人体微环境传染性颗粒物吸入暴露

基于声子水动力学方程分析全环绕栅极晶体管的瞬态热输运过程

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物理学报 2024年第14期73卷 136-144页

作者：刘哲魏浩崔海航孙锴孙博华西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院西安710055 西安建筑科技大学力学技术研究院西安710055 中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院北京纳米能源与系统研究所北京101400

相较于经典的傅里叶定律,声子水动力学模型在描述纳米尺度超快声子热输运中已经展现出显著优势.全环绕栅极晶体管(GAAFET)通过三维沟道设计极大优化了电学性能,但其纳米尺度特征也导致自热问题和局部过热的挑战.基于此,本文针对纳米尺度... 详细信息

相较于经典的傅里叶定律,声子水动力学模型在描述纳米尺度超快声子热输运中已经展现出显著优势.全环绕栅极晶体管(GAAFET)通过三维沟道设计极大优化了电学性能,但其纳米尺度特征也导致自热问题和局部过热的挑战.基于此,本文针对纳米尺度GAAFET器件内的声子热传输特性开展理论和数值模拟分析.首先,基于声子玻尔兹曼方程严格推导了声子水动力学模型和边界条件,建立了基于有限元的数值求解手段,针对新型的GAAFET器件,分析了表面粗糙度、沟道长度、沟道半径、栅极电介质、界面热阻等因素对其热传输特性的影响规律.研究结果表明,本文构建的连续介质框架下基于声子水动力学模型及温度跳跃条件的非傅里叶热分析方法能够精确预测GAAFET内部非傅里叶声子导热过程,并揭示声子阻尼散射和声子/界面散射的作用机制.这项工作为进一步优化GAAFET的热可靠性设计,提高其热稳定性和工作性能提供了重要的理论支持.

关键词：全环绕栅极晶体管声子水动力学模型温度跳跃非傅里叶热分析

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智能建造机器人局部路径规划研究综述

计算机工程与应用 2024年第10期60卷 16-29页

作者：于军琪陈易圣冯春勇苏煜聪郭聚刚西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710055 西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院西安710055

智能建造机器人作为落实建筑业智能化转型的关键设备,其自主施工能力代表着智能建造的水平,而局部路径规划是机器人高效施工的关键技术。针对建筑施工现场的环境特点,探究了智能建造机器人局部路径规划的难点。首先分析阐述了人工势场... 详细信息

智能建造机器人作为落实建筑业智能化转型的关键设备,其自主施工能力代表着智能建造的水平,而局部路径规划是机器人高效施工的关键技术。针对建筑施工现场的环境特点,探究了智能建造机器人局部路径规划的难点。首先分析阐述了人工势场、时间弹性带、Bug、动态窗口等经典局部路径规划算法;其次对强化学习、深度强化学习、模糊控制、群智能等人工智能的局部路径规划算法进行了归纳总结;最后分析了各种方法在施工现场环境中智能建造机器人应用的局限性,讨论了智能建造机器人局部路径规划算法的发展趋势,旨在为复杂施工现场智能建造机器人局部路径规划研究提供一定的思路和建议,提高机器人的自主施工能力,促进智能建造技术的发展。

关键词：智能建造建筑机器人局部路径规划经典规划算法人工智能

考虑人群移动影响的二维室内污染物扩散模拟方法研究

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应用力学学报 2024年

作者：陈力杨康张静刚黄明华崔海航西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院

本研究提出一种耦合流体力学与人群动力学的模拟方法，旨在探索室内大量人群移动对污染物扩散的影响。经典动网格技术在模拟大量人群时对计算资源需求巨大，并考虑到预测群体行为模式的复杂性，我们采用致动点模型替代具有真实体积的人... 详细信息

本研究提出一种耦合流体力学与人群动力学的模拟方法，旨在探索室内大量人群移动对污染物扩散的影响。经典动网格技术在模拟大量人群时对计算资源需求巨大，并考虑到预测群体行为模式的复杂性，我们采用致动点模型替代具有真实体积的人体几何以模拟尾流现象，引入社会力模型来描述微观人群运动，并结合浅通道近似方法将三维模型简化为二维模型以提高计算效率。流动模型采用格子Boltzmann方法（LBM）耦合大涡模拟，以分布力源项的形式将人体运动引入LBM的演化方程。污染物扩散模型采用LBM中经典的双分布函数模型。通过与经典动网格三维模型结果的比较验证了方法的准确性与可靠性，并通过具体案例分析，进一步验证了该方法在实际应用中的可行性。本研究展示了一种有效的耦合人群运动的二维室内污染物扩散模拟方法，该方法为深入理解室内污染扩散机理提供了重要的研究手段，为室内环境设计与空气质量管理的决策提供了技术支撑。

关键词：格子Boltzmann 致动点模型浅通道近似社会力模型大涡模拟污染物扩散

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竖井巷道掘进超前地质探测研究进展与展望

煤炭科学技术 2024年第S1期52卷 145-152页

作者：刘翔宇杨仁树杨立云段云游帅李东择北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 矿冶科技集团有限公司北京100160

以掘进机为代表的机械破岩是未来竖井巷道掘进技术发展的方向,为保障竖井巷道快速机械智能化掘进的安全,超前地质探测是不可或缺的工序。从探测范围、适用条件以及优势不足等方面对常规超前地质探测技术和随掘超前探测技术的发展现状与... 详细信息

以掘进机为代表的机械破岩是未来竖井巷道掘进技术发展的方向,为保障竖井巷道快速机械智能化掘进的安全,超前地质探测是不可或缺的工序。从探测范围、适用条件以及优势不足等方面对常规超前地质探测技术和随掘超前探测技术的发展现状与特点进行了分类总结,常规超前探测技术各有一定的适用范围,在钻爆法施工环境中得到了较好地应用。在面对掘进机复杂的施工环境时,常规超前探测技术难以适用。而随掘超前探测可以实现掘进与超前地质探测同步进行,实时预测工作面前方的不良地质,是井巷机械智能化掘进超前地质探测技术研究的重点。其中,竖井全断面掘进机是综合机械化凿井的发展方向和趋势,但其施工环境非常复杂,基于掘进机破岩震源地震波的超前地质探测是有效的预测方法。针对全断面竖井掘进机破岩震源超前探测方法的难点,即施工环境和破岩震源地震波场的双重复杂性,从多个方面提出了解决思路:针对震源先导信号,采用多种方法联合去噪,压制破岩震源干扰波;对于地震记录信号,采用以互相关为核心的地震记录重构方法恢复有效波场;开展竖井全空间三维立体探测和高精度成像的研究等。此外,开展多种随掘物探方法联合反演能够提高地质判识的可靠性和解释精度。研发竖井掘进机的掘探一体化装备是未来深入研究的方向。

关键词：竖井巷道超前地质探测随掘探测竖井掘进机掘探一体化

高管海外背景、环保投资与ESG表现——基于建筑工程企业的实证研究

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财会通讯 2024年第6期 42-47页

作者：孙亚东张莉北京科技大学北京100083 北京信息科技大学北京100101

高管海外背景是高管团队的重要特质,其能够对企业产生治理作用。建筑工程企业往往更容易涉及环境污染问题,为此文章以我国2010—2021年建筑工程上市企业为样本,研究高管海外背景对企业ESG表现的影响。结果表明:高管海外背景能够显著的... 详细信息

高管海外背景是高管团队的重要特质,其能够对企业产生治理作用。建筑工程企业往往更容易涉及环境污染问题,为此文章以我国2010—2021年建筑工程上市企业为样本,研究高管海外背景对企业ESG表现的影响。结果表明:高管海外背景能够显著的提高企业的ESG表现,并且主要通过环保投资来实现。基于地级市层面官员变更的调节效应分析,研究发现当地级市层面存在官员变更时,高管海外背景对企业ESG表现的提升作用更显著,这是由于官员变更后往往对环境问题更加重视。最后,文章还检验了在ESG表现提升下,其如何影响企业的风险水平,研究发现高管海外背景对企业ESG的提升,最终有助于降低企业的风险水平。文章研究丰富了高管背景和企业ESG表现的相关文献,也为地区政治变更如何影响企业的环境治理提供了经验证据。

关键词：高管海外背景 ESG表现地级市官员变更企业风险水平

基于工业小试规模的多元氨基两相CO吸收剂连续循环性能研究

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中国电机工程学报 2024年

作者：黄杰崔永康高巨宝王淑娟许世森清华大学山西清洁能源研究院清华大学能源与动力工程系北京科技大学能源与环境工程学院北京怀柔实验室

两相吸收剂可有效减少碳捕集能耗，目前针对相变吸收剂的实验室规模循环研究较多，但在工业小试或中试装置中的稳定性验证试验研究相对匮乏。本文以二乙烯三胺（DETA）为主吸收剂开发三种吸收剂，代号分别为DAGH、DGH和DAH，其中新型多... 详细信息

两相吸收剂可有效减少碳捕集能耗，目前针对相变吸收剂的实验室规模循环研究较多，但在工业小试或中试装置中的稳定性验证试验研究相对匮乏。本文以二乙烯三胺（DETA）为主吸收剂开发三种吸收剂，代号分别为DAGH、DGH和DAH，其中新型多元氨基两相吸收剂DAGH各组分比例为有机胺：促进剂：分相剂：H2O=20:10:30:40，DGH各组分比例为有机胺：分相剂：H2O=25:25:50，DAH各组分比例为有机胺：促进剂：H2O=（2/7）:（1/7）:（4/7）。利用模拟烟气量1 Nm3/h循环吸收解吸装置对吸收剂进行性能测试，与30 wt.%单乙醇胺（MEA）进行比较。通过调控系统液气比、压力、温度等参数对吸收剂的运行参数进行优化。长周期稳态运行试验结果表明DAGH吸收剂在CO2捕集率≥90%，CO2纯度≥99%条件下，循环担载量为1.64 mol CO2/kg溶液，明显优于30% MEA吸收剂(0.824 mol CO2/kg溶液)，其再生热耗为4.80 GJ/t，相比MEA吸收剂（6.71 GJ/t）降低28%以上。此外，由于设备未装配补液系统，DAGH经过160 h长周期稳态运行后，重（浓）相中吸收剂、促进剂和H2O组分变化量分别为2.50%、6.36%和2.33%，轻（稀）相中分相剂和H2O组分变化量分别为6.84%和18.8%，相对于其他几种吸收剂表现出较好的稳定性。

关键词：化学吸收法碳捕集多元氨基两相吸收剂连续循环吸收解吸再生热耗工业小试研究

区域太阳能供暖集中式与分散式组合蓄热系统运行性能分析

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太阳能学报 2024年第10期 407-414页

作者：柳砚铭刘艳峰陈耀文王登甲田志勇庄照犇西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院绿色建筑全国重点实验室华中科技大学环境科学与工程学院

针对传统太阳能供暖仅集中蓄热系统运行温度高造成集热效率低以及热损失大等问题，提出区域太阳能供暖集中式与分散式组合蓄热系统，建立组合蓄热系统的数学物理模型，利用Matlab平台编写组合蓄热系统模拟仿真程序，并将系统与区域太阳... 详细信息

针对传统太阳能供暖仅集中蓄热系统运行温度高造成集热效率低以及热损失大等问题，提出区域太阳能供暖集中式与分散式组合蓄热系统，建立组合蓄热系统的数学物理模型，利用Matlab平台编写组合蓄热系统模拟仿真程序，并将系统与区域太阳能供暖集中式蓄热系统对比。结果表明：相较于集中式蓄热系统，组合蓄热系统在西宁地区的太阳能保证率提高约36%，且逐月太阳能供热量更稳定；组合蓄热系统总集热效率提高约10%；组合蓄热系统的运行温度降低，其中集中埋地蓄热水体平均温度相较于集中式蓄热系统全年平均降低约17℃，热力管网平均温度全年平均降低约27℃；组合蓄热系统总热损失减少2.23 TJ，其中热力管网热损失仅为集中式蓄热系统的39%。

关键词：太阳能供暖蓄热热泵 Matlab 太阳能保证率集热效率

基于改进A*算法的机器人不平坦地形全局路径规划

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计算机工程与应用 2024年

作者：郭聚刚于军琪冯春勇王凯陈易圣董振平西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院西安建筑科技大学机电学院西安建筑科技大学土木工程学院

针对机器人在非结构化和不平整地形的路径规划问题，提出了一种基于改进A*算法的全局路径规划方法。改进A*算法首先通过引入双向搜索策略以提高算法计算速度。其次通过路径节点过滤克服了双向搜索策略带来的问题并减少了关键节点的数量... 详细信息

针对机器人在非结构化和不平整地形的路径规划问题，提出了一种基于改进A*算法的全局路径规划方法。改进A*算法首先通过引入双向搜索策略以提高算法计算速度。其次通过路径节点过滤克服了双向搜索策略带来的问题并减少了关键节点的数量，然后通过增加坡度约束降低了机器人的爬坡角度和侧倾角度，提高了规划路径的安全性，最后通过Bézier曲线拟合路径使其变得光滑，更有利于机器人的运动控制。通过在不同地形和障碍密度的高程图上进行实验，验证了改进的有效性。实验结果表明，与传统A*算法相比，改进A*算法在路径长度增加14.6%至37.84%的情况下，计算时间减少了71.05%至82.90%，关键节点数量减少了51.94%至70.53%，并且爬坡角度和侧倾角度显著减少，路径更加平滑。因此，本文提出的该方法在提高效率的同时能够在非结构化和不平坦的地形下生成安全可靠的路径。

关键词：路径规划不平坦地形改进A*算法移动机器人