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7075铝合金激光熔丝增材制造热循环和温度梯度对熔池凝固组织的影响研究

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机械工程学报 2024年第1期60卷 96-118页

作者：高转妮王磊磊李响刘志强吕飞阅黎一帆占小红南京航空航天大学材料科学与技术学院南京211106 无锡锐科光纤激光技术有限责任公司无锡214000

7075铝合金兼具高比强度、低密度和良好耐腐蚀性等优点,在航空航天领域应用广泛。基于传统制备方法存在加工过程复杂、材料利用率低及零件表面精度低等问题,使用激光熔丝增材制造技术可在较短时间和较少成本下成型低缺陷高精度的7075铝... 详细信息

7075铝合金兼具高比强度、低密度和良好耐腐蚀性等优点,在航空航天领域应用广泛。基于传统制备方法存在加工过程复杂、材料利用率低及零件表面精度低等问题,使用激光熔丝增材制造技术可在较短时间和较少成本下成型低缺陷高精度的7075铝合金零部件。本研究采用不同工艺参数制备了7075铝合金单层单道和单道多层增材试样,基于有限元方法系统分析了不同激光功率对沉积层温度场分布和微观组织的影响,以揭示热输入诱导的微观组织差异对7075铝合金沉积层硬度的影响机理。结果表明:随着激光功率从1 600 W增加到2 200 W,熔池峰值温度提高12.5%,温度梯度从62.8℃/mm减小至12.4℃/mm,沉积结构高温区域面积增大,熔宽增长20.85%,单道多层试样的峰值温度增幅大于单层单道。随着激光功率增加,沉积层上部、中部和下部的晶粒尺寸增大,晶界处第二相析出物含量减少,从底部至顶部均出现柱状晶至等轴晶转变。不同激光功率下增材试样在不同位置的显微硬度均达到90 HV以上。

关键词：铝合金激光熔丝增材工艺参数微观组织温度场

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基于能耗公平性的混合启发式计算迁移算法

南京邮电大学学报(自然科学版) 2024年

作者：袁可陈思光南京邮电大学物联网学院中国移动紫金(江苏)创新研究院有限公司

当前边缘计算场景下的计算迁移方案往往存在着诸多问题，比如资源分配不均匀、任务分配不合理、低效等。为此，本文提出了一种基于能耗公平性的混合启发式计算迁移机制。具体来说，基于边缘服务器的能耗公平性、通信资源、计算资源的综... 详细信息

当前边缘计算场景下的计算迁移方案往往存在着诸多问题，比如资源分配不均匀、任务分配不合理、低效等。为此，本文提出了一种基于能耗公平性的混合启发式计算迁移机制。具体来说，基于边缘服务器的能耗公平性、通信资源、计算资源的综合考量，构建了一个最小化完成所有任务总能耗的优化问题。首先，将能耗公平性指标纳入目标边缘服务器的选择依据中，求解出最优的目标服务器；其次，为解决所提出的混合整数非线性规划问题，设计了一种混合启发式计算迁移决策算法。该算法融合了遗传算法（Genetic Algorithm， GA）和模拟退火算法（Simulated Annealing Algorithm， SA），改善了收敛速度和搜索质量，避免算法陷入局部最优解，同时减少算法对初始参数的依赖性，提高算法的稳定性。仿真结果验证了本机制在能量消耗方面相对于其它基准方法具有显著优势，边缘服务器的能耗公平性也最高，且证实了该机制的收敛速度优势。

关键词：边缘计算计算迁移启发式算法资源分配

边界约束及分离面宽度对铅切割索分离性能的影响

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含能材料 2024年第1期32卷 92-101页

作者：先明春张月萍李柠芮尹鑫王友索奇刘名兴成琦南京理工大学化工学院江苏南京210094 四川航天川南火工技术有限公司四川泸州646004

为研究舱体边界约束及分离面宽度对铅切割索分离性能的影响,采用数值模拟的方法,对铅切割索爆炸后射流分离靶板的影响因素进行分析,得到了自由边界约束、固定边界约束和分离面削弱槽宽度对铅切割索分离性能的影响规律。结果表明,铅切割... 详细信息

为研究舱体边界约束及分离面宽度对铅切割索分离性能的影响,采用数值模拟的方法,对铅切割索爆炸后射流分离靶板的影响因素进行分析,得到了自由边界约束、固定边界约束和分离面削弱槽宽度对铅切割索分离性能的影响规律。结果表明,铅切割索分离铸铝等脆性材料是切割索射流侵彻和高压爆轰产物共同作用结果,边界约束对射流侵彻的影响较小,固定边界约束和自由边界约束对相同切割索射流侵彻深度的偏差小于5%;不同的边界约束对靶板的崩裂过程影响较大,固定边界约束会在切割索分离时限制材料的形变位移,进而限制高压爆轰产物对铸铝等脆性材料的崩裂作用,导致后续分离难度加大。增加分离界面削弱槽宽度,可有效降低分离装置边界约束对切割索分离性能的影响,提高切割索的分离可靠性,当削弱槽宽度≥12 mm时,2.7 g·m^(-1)铅切割索能够可靠分离4.5 mm厚的ZL114A材料。

关键词：线性分离铅切割索边界约束分离面宽度数值分析

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燃机烟气与燃煤锅炉耦合燃烧技术

洁净煤技术 2024年第7期30卷 120-126页

作者：赖金平陈辉张文振刘欣李朝兵何陆灿葛铭国能南京电力试验研究有限公司江苏南京210031 烟台龙源电力技术股份有限公司山东烟台264006

为有效利用燃机排烟热量,探索燃煤锅炉与燃机烟气耦合燃烧可行性。根据燃烧学基本理论,分析燃机烟气混入对燃煤锅炉的燃烧理论空气量、烟气量、燃烧器喷口速度等参数影响,提出燃机烟气与燃煤锅炉耦合燃烧技术方案。运用全尺寸数值模拟技... 详细信息

为有效利用燃机排烟热量,探索燃煤锅炉与燃机烟气耦合燃烧可行性。根据燃烧学基本理论,分析燃机烟气混入对燃煤锅炉的燃烧理论空气量、烟气量、燃烧器喷口速度等参数影响,提出燃机烟气与燃煤锅炉耦合燃烧技术方案。运用全尺寸数值模拟技术,分析烟气耦合对燃煤锅炉燃烧特性影响。数值模拟结果表明,烟气耦合后燃煤锅炉火焰切圆直径变大;煤粉气流初始温度增加,挥发分析出提前,煤粉着火提前;燃煤锅炉烟气量增大,锅炉炉膛温度降低,水冷壁吸热量下降;炉膛出口NOx排放质量浓度由222.1 mg/m^(3)升至229.5 mg/m^(3),焦炭燃尽率由98.91%降至96.9%。结合数值模拟结果,分析烟气耦合后发电机组能耗。虽然机组发电煤耗较耦合前升高2.0 g/kWh,但燃机烟气的余热利用效率由约80%提升至约93%,折算机组煤耗降低10.98 g/kWh,全厂能耗降低8.98 g/kWh,表明燃机烟气与燃煤锅炉耦合燃烧技术方案可行。燃机烟气替代了大部分燃煤锅炉二次风量,通过燃煤锅炉空预器的风量大幅降低,造成空预器换热量大幅下降,排烟温度大幅升高,需在空预器后增加余热利用装置。

关键词：燃机烟气燃煤锅炉耦合燃烧特性余热效率

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基于SVC的电动汽车集群并网鲁棒优化调度模型

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高电压技术 2024年第1期50卷 386-393页

作者：李宏胜李鵾汪洋高菲张瑜谢宏福国网河北省电力有限公司营销服务中心石家庄050000 中国电力科学研究院有限公司北京100192 南京东博智慧能源研究院有限公司南京210000

针对电动汽车(electric vehicle,EV)入网时长和荷电状态(state of charge,SOC)的不确定性,提出基于支持向量聚类(support vector clustering,SVC)的电动汽车集群并网鲁棒优化调度模型。以EV的充放电功率作为决策变量,用户最小充电成本... 详细信息

针对电动汽车(electric vehicle,EV)入网时长和荷电状态(state of charge,SOC)的不确定性,提出基于支持向量聚类(support vector clustering,SVC)的电动汽车集群并网鲁棒优化调度模型。以EV的充放电功率作为决策变量,用户最小充电成本为目标函数,建立集群EV调度模型。利用EV历史充电数据,以包含所有样本数据的最小超球体作为不确定集形状,将广义直方图交叉核作为核函数,计算EV入网时间和充电时长参数的不确定集,建立基于SVC的集群EV鲁棒优化调度模型。算例分析结果表明,所提方法能更准确地描述EV充电的不确定性参数,所提模型在保证经济性的同时能迅速响应分时电价,具有较好的实用性。

关键词：电动汽车不确定集入网时长荷电状态支持向量聚类鲁棒优化

基于场景构建技术的区域微能源网群的分层协调优化方法

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太阳能学报 2024年第5期45卷 289-296页

作者：陈志永丁孝华韩璟琳韩韬冯喜春侯若松李洪涛国网河北省电力有限公司经济技术研究院石家庄050081 国网电力科学研究院有限公司南京211106 国网河北省电力有限公司石家庄050031

考虑区域微能源网中风、光出力与负荷功率的不确定性,提出一种针对新能源消纳的区域微能源网分层协调优化方法。首先,考虑相关性引入正态Copula函数建立各随机变量联合分布关系,并计及预测误差,建立不确定性典型场景。然后,考虑弃风弃... 详细信息

考虑区域微能源网中风、光出力与负荷功率的不确定性,提出一种针对新能源消纳的区域微能源网分层协调优化方法。首先,考虑相关性引入正态Copula函数建立各随机变量联合分布关系,并计及预测误差,建立不确定性典型场景。然后,考虑弃风弃光的损失,以微能源网运行成本最小为目标建立分层协调优化模型。该模型的上层为微能源网群灵活性资源的协调消纳优化,下层为微能源网内部的消纳优化。采用基于目标级联分析的分层优化方法迭代求解,得到区域微能源网分层协调优化策略。最后,以某实例微能源网群为例进行验证,表明所提方法提高了区域电网的新能源消纳率。

关键词：微能源网新能源消纳分层协调优化

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多材料砂型增材制造一体化共面铺砂工艺研究

精密成形工程 2024年第1期16卷 148-157页

作者：胡央央单忠德杨浩秦闫丹丹王尧尧张学良陈子宇孙玉成南京航空航天大学南京210016 南京长江工业技术研究院有限公司南京210016 潍柴动力股份有限公司山东潍坊261000

目的针对复杂薄壁铸件高性能制造难题,本研究提出多材料砂型增材制造一体化共面铺砂工艺,实现多材料砂型的整体成形。方法基于多材料砂型增材制造振动铺砂装置,通过优化固化剂含量、铺砂器开口宽度和振动频率,实现两种型砂材料的定量落... 详细信息

目的针对复杂薄壁铸件高性能制造难题,本研究提出多材料砂型增材制造一体化共面铺砂工艺,实现多材料砂型的整体成形。方法基于多材料砂型增材制造振动铺砂装置,通过优化固化剂含量、铺砂器开口宽度和振动频率,实现两种型砂材料的定量落砂。通过显微镜扫描表征和图像处理,系统地研究了在不同铺砂速度下的铺砂质量和型砂层厚变化规律。结果在一定范围内,固化剂含量的增大会减小落砂流量,铺砂器开口宽度与振动频率的增加均提高落砂流量,当硅砂固化剂含量为2.3wt.‰、铬铁矿砂固化剂含量为2wt.‰、铺砂器开口宽度为2mm、振动频率为500Hz时,两种型砂落砂流量相等;在此基础上,铺砂速度提高会增加模糊长度,降低铺砂界面连接处和铺砂末端粗糙度。当铺砂速度为53.92mm/s时,实现0.6mm层厚的多材料稳定持续铺砂,界面连接效果好、铺砂精度高。结论本研究突破多材料砂型增材制造一体化共面铺砂工艺,实现多材料砂型多区域定量均匀铺砂。

关键词：多材料砂型增材制造铺砂质量精准落砂整体成形

基于多状态量特征的电网安全稳定紧急控制策略制定方法

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 103-112页

作者：吕亚洲李威刘福锁薛峰李兆伟南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106

高比例新能源大电网的运行方式呈现强不确定性和强非线性,利用单一状态量作为方式字(如断面功率)制定的紧急控制策略失配风险愈发增加。基于扩展等面积准则量化分析理论,分析了节点功率注入空间变化引起主导模式稳定性变化及紧急控制策... 详细信息

高比例新能源大电网的运行方式呈现强不确定性和强非线性,利用单一状态量作为方式字(如断面功率)制定的紧急控制策略失配风险愈发增加。基于扩展等面积准则量化分析理论,分析了节点功率注入空间变化引起主导模式稳定性变化及紧急控制策略失配的机理,提出了一种从海量节点功率注入空间中获取影响策略失配的主导特征挖掘方法。基于主导特征的暂态稳定参与因子,通过主导特征量的分群聚合,提出基于多状态量特征的紧急控制策略扩展方式字确定方法。通过扩展紧急控制策略方式字,降低离线紧急控制策略失配风险,提高紧急控制策略的适应性。最后,以实际电网的算例验证了所提方法的有效性。

关键词：紧急控制暂态稳定扩展等面积准则策略失配多状态量参与因子

卤化钾改性Mn-Co-Fe尖晶石脱除气相Hg0的性能研究

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1481-1492,I0019页

作者：徐元强仲兆平许月阳黄佳伟东南大学能源与环境学院江苏省南京市210096 国家能源集团科学技术研究院有限公司江苏省南京市210046

为提高Mn-Co-Fe尖晶石吸附剂的脱汞性能,该研究首先采用溶胶凝胶自燃烧法和浸渍法结合制备了KX(X表示Cl、Br和I)改性的Mn-Co-Fe尖晶石吸附剂。然后,分别利用SEM、SEM结合EDS能谱Mapping、BET、XRD和VSM来表征其表面形貌、表面元素占比... 详细信息

为提高Mn-Co-Fe尖晶石吸附剂的脱汞性能,该研究首先采用溶胶凝胶自燃烧法和浸渍法结合制备了KX(X表示Cl、Br和I)改性的Mn-Co-Fe尖晶石吸附剂。然后,分别利用SEM、SEM结合EDS能谱Mapping、BET、XRD和VSM来表征其表面形貌、表面元素占比及分布、比表面积及总孔容积、晶相结构和比饱和磁化特性。并通过固定床探究了卤化钾种类、KI负载量、吸附温度和入口汞浓度对模拟燃煤烟气中汞脱除性能的影响。最后,通过动力学模拟、XPS表征和程序升温脱附实验研究了吸附剂对汞脱除的控制步骤、机制以及汞在吸附剂表面的存在形态。研究结果表明:在相同实验条件下,0.10KX@MCFS对汞的平均脱除效率KI(92.84%)>KBr(88.39%)>KCl(86.61%)。此外,增加KI的负载量、吸附温度和入口汞浓度在一定程度上能够促进改性MCFS的脱汞性能。虽然KI的负载导致了MCFS的磁性能下降,但综合分析得出:0.10KI@MCFS具有一个相对优异的汞脱除性能和饱和磁化强度值(34.0 emu/g)。因此,该研究的这一发现对汞污染排放控制和吸附剂磁回收的实践研究具有重要的参考价值。

关键词：汞 Mn-Co-Fe尖晶石卤化钾浸渍改性饱和磁化强度