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金刚石/碳纳米管异质界面热导及声子热输运特性

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物理学报 2024年第13期73卷 346-355页

作者：刘子怡褚福强魏俊俊冯妍卉北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

碳纳米管作为新一代热界面材料,在天然材料中具有最高的热导率,有望解决金刚石半导体超高热流密度的散热问题.因此,本文提出将金刚石和碳纳米管结合,可大幅度提高器件性能及稳定性,减小封装尺寸,实现器件小型化设计.采用非平衡分子动力... 详细信息

碳纳米管作为新一代热界面材料,在天然材料中具有最高的热导率,有望解决金刚石半导体超高热流密度的散热问题.因此,本文提出将金刚石和碳纳米管结合,可大幅度提高器件性能及稳定性,减小封装尺寸,实现器件小型化设计.采用非平衡分子动力学方法从微观层面探究了金刚石/碳纳米管异质结构界面热特性及影响因素.研究发现碳纳米管层数增加使声子态密度峰值增大并向低频波段移动,低频声子增多更有利于界面传热,同时声子重叠能提高,声子耦合振动增强提升了界面传热效率;同时,一定范围内体系温度的升高及碳纳米管长径比的增大可以提高近界面处金刚石和碳纳米管的态密度截止频率,提升低频波段的峰值,进一步增强两侧声子的耦合振动,提高了界面热导.最后,采用正交试验模拟获得了金刚石/碳纳米管界面热导的最优值,结果远优于目前一般半导体/金属的界面热导.该工作为优化金刚石/碳纳米管异质界面的热输运提供了思路,并将有利于器件热管理和芯片材料设计.

关键词：碳纳米管金刚石界面热导分子动力学

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生物集群能量高效利用机制研究综述

自动化学报 2024年第3期50卷 431-449页

作者：吴晓阳邹尧付强贺威北京科技大学智能科学与技术学院北京100083 北京科技大学人工智能研究院北京100083 北京科技大学智能仿生无人系统教育部重点实验室北京100083

近年来,智能体集群的能量高效利用(Energy efficient utilization,EEU)机制已经成为多智能体系统领域的热点问题,如何使用有限的能量资源实现系统性能最优是该问题的核心研究内容.考虑到智能体集群与生物族群的相似性,探究生物族群的能... 详细信息

近年来,智能体集群的能量高效利用(Energy efficient utilization,EEU)机制已经成为多智能体系统领域的热点问题,如何使用有限的能量资源实现系统性能最优是该问题的核心研究内容.考虑到智能体集群与生物族群的相似性,探究生物族群的能量高效利用机制对提升智能体集群节能性能有着重要的研究价值.为此,首先介绍不同生物族群中蕴含的能量利用机制,并根据节能方式的差异分成3类,流体优势利用机制、流体阻碍克服机制和热量交换与扩散机制;然后对这些机制进行总结与分析,并提出一种具有一般性的能量高效利用模型;最后,探讨能量高效利用机制在多智能体系统应用中面临的挑战和发展趋势.

关键词：生物集群能量高效利用节能机制编队

基于高仿生形态布局的仿鸽扑翼飞行机器人系统设计

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自动化学报 2024年第2期50卷 308-319页

作者：王久斌贺威孟亭亭邹尧付强北京科技大学智能科学与技术学院北京100083 北京科技大学人工智能研究院北京100083 北京科技大学智能仿生无人系统教育部重点实验室北京100083

针对现有扑翼飞行机器人存在的飞行形态与实际鸟类相差较大,以及翅膀、尾翼布局和俯仰、转向控制方式仿生度较低的问题,提出一种形态布局与鸽子相仿的扑翼飞行机器人系统设计及实现方案.通过设计弧面-折翼-后掠翅膀、仿鸟扇形尾翼以及... 详细信息

针对现有扑翼飞行机器人存在的飞行形态与实际鸟类相差较大,以及翅膀、尾翼布局和俯仰、转向控制方式仿生度较低的问题,提出一种形态布局与鸽子相仿的扑翼飞行机器人系统设计及实现方案.通过设计弧面-折翼-后掠翅膀、仿鸟扇形尾翼以及尾翼挨近翅膀后缘布置的布局方式,使扑翼机器人飞行形态更加接近真实鸟类,提高扑翼机器人的形态仿生度.在此基础上,设计结合下扑角调控无需尾翼大角度上翘的俯仰控制方式,以及不依赖于尾翼的翅膀收缩转向控制方式,在提高仿生度的同时保证飞行控制的有效性.在具体设计过程中,首先参考鸽子翅膀型式选择不同类型翅膀并进行风洞测试,确定出下扑角变化时仍能保持较优升推力性能的翅膀设计方案;其次,对各种尾翼型式进行分析和比较,结合鸽子尾翼特点进行仿鸽尾翼及俯仰、转向控制机构设计,并通过风洞测试验证;最后,设计飞控系统并装配整机,进行外场飞行测试,验证仿鸽扑翼飞行机器人平台的稳定性和可控性.

关键词：高仿生形态布局仿鸽扑翼飞行机器人折翼翅膀扇形尾翼风洞实验俯仰控制转向控制

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含粗骨料膏体输送管道磨损机理及参数优化

中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 307-316页

作者：常英杰吴爱祥阮竹恩王贻明北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院广东佛山528399

为探究不同管道参数对管道磨损的影响,并对管道参数进行优化,运用响应面法(RSM)开展含粗骨料膏体充填管道输送的数值模拟研究,基于RSM试验结果分析单因素和多因素耦合对管道磨损的影响,并运用MATLAB对管道参数进行优化。研究结果表明:... 详细信息

为探究不同管道参数对管道磨损的影响,并对管道参数进行优化,运用响应面法(RSM)开展含粗骨料膏体充填管道输送的数值模拟研究,基于RSM试验结果分析单因素和多因素耦合对管道磨损的影响,并运用MATLAB对管道参数进行优化。研究结果表明:在单一影响因素下,管道参数对最大磨损速率的影响程度从大到小依次为管径、弯径比、弯管角度,而多因素交互影响下管径和弯径比的交互影响起决定性作用。在试验设计范围内最优管道参数如下:管径为198.05 mm,弯管角度为84.50°,弯径比为4.57。

关键词：充填料浆管道输送数值模拟 RSM 管道参数优化

磁处理对铁磁材料残余应力调控规律及机理研究

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机械工程学报 2024年

作者：宋和川周晓敏张清东熊青霞张勃洋北京科技大学顺德创新学院北京科技大学机械工程学院

磁处理应力调控技术因能耗低、效率高、无污染等优点而广受关注，但目前磁处理过程中材料磁特性与其内部应力的作用机理及交互规律尚未明晰，磁处理参数与应力松弛间的关联关系仍有待深入研究。因此，借助试验平台揭示磁处理参数对典型... 详细信息

磁处理应力调控技术因能耗低、效率高、无污染等优点而广受关注，但目前磁处理过程中材料磁特性与其内部应力的作用机理及交互规律尚未明晰，磁处理参数与应力松弛间的关联关系仍有待深入研究。因此，借助试验平台揭示磁处理参数对典型铁磁性材料硅钢残余应力动态演变的影响规律及其作用机制，探究外张力作用对应力调控效果的增益效应，剖析磁处理对铁磁性与非铁磁性材料应力调控效果及其机理的差异性。结果表明，硅钢残余应力调控效果随时间呈正弦波动，磁感应强度未达到饱和时，可有效驱动残余应力松弛，超过饱和状态时残余应力不降反升；外张力影响材料的磁化状态，较大的外张力会促使材料中新、旧畴壁完成动态重构，对磁处理应力调控效果产生增益效应；磁处理可调控非铁磁材料残余应力，但其主导机制与铁磁性材料不同；磁致振动与局部应力的叠加大于虑及磁致塑性效应的位错阻力时，残余应力松弛方可启动。研究结果为磁处理调控铁磁及非铁磁材料残余应力提供理论依据与技术支撑。

关键词：磁处理残余应力张力机理非铁磁性

基于密度聚类的染色质拓扑相关结构域识别方法

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同方期刊数据库

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生物医学工程学杂志 2024年第3期41卷 552-559页

作者：龚海燕张司臣张晓彤北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院广东佛山528399

高通量染色质构象捕获(Hi-C)技术的快速发展为染色质结构分析提供了丰富的基因组位点间交互作用数据,但目前基于Hi-C数据的已有拓扑相关结构域(TAD)识别方法存在准确率低、参数敏感等问题。在此背景下,本文设计并实现了一种基于空间密... 详细信息

高通量染色质构象捕获(Hi-C)技术的快速发展为染色质结构分析提供了丰富的基因组位点间交互作用数据,但目前基于Hi-C数据的已有拓扑相关结构域(TAD)识别方法存在准确率低、参数敏感等问题。在此背景下,本文设计并实现了一种基于空间密度聚类的TAD识别方法。该方法首先对原始Hi-C数据进行预处理,得到归一化后的Hi-C接触矩阵数据;然后计算位点之间的距离矩阵,基于位点的核心距离和可达距离生成可达性图,并提取聚类簇;最后基于聚类结果和TAD提取边界。该方法能够识别出内聚性更高的TAD结构,且TAD边界处富集了更多的ChIP-seq因子。实验结果表明,本文方法在TAD识别中更准确,更具有现实意义。

关键词：高通量染色质构象捕获拓扑相关结构域染色质结构密度聚类生物信息学分析

政府补贴下考虑持股合作战略的供应链减排动态协调方法

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控制与决策 2024年第4期39卷 1370-1378页

作者：王道平常敬雅北京科技大学经济管理学院北京100083

在政府补贴政策下,将持股合作战略引入供应链减排决策中,运用微分博弈理论研究供应链的最优决策和动态协调问题.构建集中式决策模型和持股合作前后的分散式决策模型,并分析持股比例和消费者低碳偏好对供应链最优决策、利润和政府补贴政... 详细信息

在政府补贴政策下,将持股合作战略引入供应链减排决策中,运用微分博弈理论研究供应链的最优决策和动态协调问题.构建集中式决策模型和持股合作前后的分散式决策模型,并分析持股比例和消费者低碳偏好对供应链最优决策、利润和政府补贴政策的影响.研究结果表明:持股合作战略会替代一部分政府补贴政策的作用,且供应链成员合作越密切,政府补贴效果越好.随着持股比例的增加,供应链总利润呈现“U”型变化,只有当持股比例满足一定条件时,供应链成员才愿意选择持股合作,且持股合作战略的实施能够实现供应链协调.消费者低碳偏好的提高会对企业减排产生激励作用,而政府作为政策的制定者不受消费者低碳偏好的影响.

关键词：政府补贴持股合作战略供应链减排动态协调微分博弈

碳交易政策下基于技术投资的供应链纵向合作动态减排研究

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控制与决策 2024年第5期39卷 1654-1664页

作者：王道平常敬雅郝玫北京科技大学经济管理学院北京100083

在碳交易政策背景下,以投资碳减排技术的制造商和投资区块链技术的零售商组成的供应链为研究对象,建立基于技术投资的集中决策模型、分散决策模型和纵向合作决策模型,运用微分博弈的方法研究供应链的技术投资决策与纵向合作策略问题,并... 详细信息

在碳交易政策背景下,以投资碳减排技术的制造商和投资区块链技术的零售商组成的供应链为研究对象,建立基于技术投资的集中决策模型、分散决策模型和纵向合作决策模型,运用微分博弈的方法研究供应链的技术投资决策与纵向合作策略问题,并设计双向成本分担契约来协调供应链.研究结果表明:只有当零售商的边际利润满足一定条件时,零售商才会选择与制造商纵向合作,且碳交易政策的存在会使纵向合作的条件变得更加严格;纵向合作能够实现供应链“减排增效”的双重红利;当碳交易价格高于某一阈值时,消费者绿色偏好和绿色信息敏感度的增加会降低供应链成员的技术投资水平;在一定条件下,双向成本分担契约能够完全协调供应链.

关键词：碳交易政策碳减排技术投资区块链技术投资纵向合作动态减排

基于JAYA算法的紫外光通信无人机编队路由优化

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 848-857页

作者：郝锐王建萍陈丹阳路慧敏北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083

紫外光通信由于其灵活性高、安全性好和全天候工作等优点,被认为是应急通信用无人机编队(UAV)的有潜力通信解决方案。为了提升紫外光通信无人机编队的有效作业时间,该文基于低功耗自适应集簇分层(LEACH)算法,并结合JAYA智能优化算法提... 详细信息

紫外光通信由于其灵活性高、安全性好和全天候工作等优点,被认为是应急通信用无人机编队(UAV)的有潜力通信解决方案。为了提升紫外光通信无人机编队的有效作业时间,该文基于低功耗自适应集簇分层(LEACH)算法,并结合JAYA智能优化算法提出一种新颖的路由优化算法(RJLEACH)。该方法被用来改善紫外光通信无人机编队的有效操作时间。应用该算法对不同结构的紫外光通信无人机编队路由优化,并与其它算法得到的结果进行了比较分析。结果表明,RJLEACH算法在簇首选举阶段降低了无人机节点间的剩余能量方差,并且通过搜索最优路由降低了簇间通信的能量消耗。最终使网络出现第1个死亡节点和出现1/2死亡节点的时间相比经典LEACH算法分别延长了31.8%和13.8%,同时明显提高了能量利用率,能够为灾区救援和应急通信等任务争取宝贵的时间。

关键词：无线紫外光通信分簇协议无人机编队路由优化算法