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基于改进高斯混合粒子滤波新算法的桥梁极值应力动态预测

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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 1038-1044页

作者：樊学平刘月飞兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室兰州730000 兰州大学土木工程与力学学院兰州730000

将极值应力数据视为时间序列,提出了桥梁结构极值应力的改进高斯混合粒子滤波(IGMPF)动态预测新方法。首先,利用桥梁健康监测极值应力数据建立动态非线性模型,将其作为粒子滤波算法的状态方程和监测方程;然后,引入最大期望(EM)算法来估... 详细信息

将极值应力数据视为时间序列,提出了桥梁结构极值应力的改进高斯混合粒子滤波(IGMPF)动态预测新方法。首先,利用桥梁健康监测极值应力数据建立动态非线性模型,将其作为粒子滤波算法的状态方程和监测方程;然后,引入最大期望(EM)算法来估计目标状态的概率分布,并嵌入高斯混合粒子滤波器中,进而利用改进高斯混合粒子滤波算法,结合应力监测数据实现结构极值应力的动态预测;最后,通过在役桥梁监测数据对本文模型和方法的合理性进行验证。结果表明:本文方法预测精度高,可用于工程实际应用中。

关键词：结构工程极值应力动态非线性模型最大期望算法高斯混合粒子滤波器

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气门控制策略对无节气门发动机性能的影响

吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 55-65页

作者：周遊洪伟解方喜刘宇宫洵李小平吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 吉林大学汽车工程学院长春130022 吉林大学人工智能学院长春130012

为了实现发动机高效清洁燃烧,利用自行开发的可变气门升程机构,在无节气门条件下研究了进气门调整策略(VIV)、排气门调整策略(VEV)和进排气门耦合调整策略(VICE)对发动机性能的影响。结果表明,与原发动机相比,3种气门控制策略都可以降... 详细信息

为了实现发动机高效清洁燃烧,利用自行开发的可变气门升程机构,在无节气门条件下研究了进气门调整策略(VIV)、排气门调整策略(VEV)和进排气门耦合调整策略(VICE)对发动机性能的影响。结果表明,与原发动机相比,3种气门控制策略都可以降低有效燃油消耗率(BSFC)并提高热效率(ITE);其中,VICE策略的效果最为突出,与原发动机相比BSFC和ITE最多可优化28%和6%;VIV策略和VICE策略都可以减小发动机泵气损失,尤其是VIV策略,与原发动机相比最多可以将泵气损失减少36%;3种策略都可以降低NO_x排放,其中VEV策略表现最优异;当NMEP超过0.3 MPa后,不同气门策略对THC排放的影响较小。

关键词：内燃机可变进排气门气门控制策略无节气门发动机泵气损失有效燃油消耗率 NO_x排放

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基于自适应采样的智能车辆轨迹规划方法

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：赵俊武曲婷胡云峰吉林大学汽车底盘集成与仿生全国重点实验室吉林大学通信工程学院吉林大学重庆研究院

针对在三维空间（X-Y-T）进行智能车辆轨迹规划时计算复杂度高、耗时长的问题，本文提出了一种基于自适应采样的双层三阶段轨迹规划方法，基于Frenet坐标系把三维轨迹规划问题拆分为路径规划和速度规划两个二维优化问题。首先，在路径... 详细信息

针对在三维空间（X-Y-T）进行智能车辆轨迹规划时计算复杂度高、耗时长的问题，本文提出了一种基于自适应采样的双层三阶段轨迹规划方法，基于Frenet坐标系把三维轨迹规划问题拆分为路径规划和速度规划两个二维优化问题。首先，在路径规划方面，引入基于人工势场的自适应采样方法，以减少路径规划空间采样点数量，采用动态规划计算连接各采样点综合代价最低的路径曲线，构建二次规划问题进一步优化此路径得到最终规划路径。在速度规划方面，根据运动学约束确定速度规划空间自适应采样区域，使用动态规划方法计算连接各采样点综合代价最低的速度曲线，并依据此曲线构建二次规划问题，求解得到最终速度规划结果。最后，构建轨迹跟踪误差模型，设计横、纵向控制器对规划轨迹可跟踪性进行验证。仿真结果表明，所提出方法能够将单次规划耗时降低至0.1s左右，为智能车辆提供了更新频率为10Hz的规划轨迹，实现了规划与控制的协同。

关键词：车辆工程智能车辆轨迹规划自适应采样

基于改进Bouc-Wen模型的RC柱数值模拟方法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 1028-1037页

作者：郭玉荣潘建中湖南大学土木工程学院长沙410082 湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室长沙410082

为模拟钢筋混凝土(RC)柱进入非线性状态后的力学性能,首先,提出了一种改进Bouc-Wen模型,从刚度退化、捏拢效应与非对称特性等方面对Bouc-Wen-Baber-Noori(BWBN)模型进行修正,并结合参数规一化处理与混沌粒子群算法建立模型参数识别方法... 详细信息

为模拟钢筋混凝土(RC)柱进入非线性状态后的力学性能,首先,提出了一种改进Bouc-Wen模型,从刚度退化、捏拢效应与非对称特性等方面对Bouc-Wen-Baber-Noori(BWBN)模型进行修正,并结合参数规一化处理与混沌粒子群算法建立模型参数识别方法。然后,实现了改进Bouc-Wen材料在OpenSees平台中的二次开发,并应用该材料定义RC柱塑性铰的弯矩-转角关系,完成基于集中塑性铰模型的RC柱数值建模。最后,根据钢筋混凝土柱的低周往复加载试验数据,分别通过直接识别水平恢复力-侧移曲线与集中塑性铰数值建模的方法描述RC柱的滞回特性。与试验结果对比表明:改进Bouc-Wen模型模拟精度较BWBN模型有明显提高;纤维模型的计算精度依赖设计信息的准确性,未能较好地模拟经历性能变化后RC柱的非线性响应;基于改进Bouc-Wen模型的数值建模方法能够更为准确地模拟经历震损后RC柱的刚度退化、捏拢效应与非对称特性。

关键词： RC柱集中塑性铰模型 Bouc-Wen模型参数识别

高效柴油降解菌的筛选鉴定及其对烷烃组分的降解研究

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中国环境科学 2024年

作者：陈红初张婷娣付玉丰茹金涛秦传玉石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室吉林省水资源与环境重点实验室

从东北某油田开采区油污土壤中分离筛选出一株柴油降解菌13-3，经形态观察、16S rRNA鉴定其属于不动杆菌属(Acinetobacter sp.).该菌株在20℃、180 r/min的条件下培养7 d，可将1 g/L的柴油降解88.50%，与其他菌株相比，表现出优秀的柴... 详细信息

从东北某油田开采区油污土壤中分离筛选出一株柴油降解菌13-3，经形态观察、16S rRNA鉴定其属于不动杆菌属(Acinetobacter sp.).该菌株在20℃、180 r/min的条件下培养7 d，可将1 g/L的柴油降解88.50%，与其他菌株相比，表现出优秀的柴油降解能力;接种至10 g/kg柴油污染土壤中，在20℃、土壤含水量为30%的条件下修复21 d，柴油降解率可达71.7%，在柴油污染土壤修复应用中具有较大潜力.根据烷烃底物降解实验，菌株13-3的烷烃利用谱较广，对C14-C22的中长链烷烃均有降解，C17-C20的降解率可达90%以上.环境因素影响实验表明，菌株13-3可在pH 6～9、温度10℃～30℃、盐度(NaCl)0.5%～3%的范围内生长，在10 g/L柴油浓度下仍可获得较好生长，具有良好的环境适应性，有望在复杂的环境条件下发挥其降解性能.通过全基因组测序分析，在菌株13-3的基因组中找到三个烷烃降解关键基因(alkB、almA、ladA)，推测其降解烷烃途径为末端氧化，有助于从分子水平上揭示其降解柴油及中长链烷烃的机制.

关键词：菌株筛选鉴定不动杆菌柴油降解烷烃降解

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泡沫金属电磁感应传热机理研究

工程热物理学报 2024年第3期45卷 811-818页

作者：王雪锋徐峰冯上升生物医学信息工程教育部重点实验室西安交通大学生命学院西安710049 西安交通大学仿生工程与生物力学中心西安710049

研究了电磁感应加热下泡沫金属填充液体的磁–热能量转换及瞬态升/降温传热过程,搭建了泡沫金属填充液体在感应加热与液体冷却下的联合控温实验系统,采用“频域–瞬态”和“松耦合”方法求解电磁–传热耦合数值模型,揭示了泡沫金属填充... 详细信息

研究了电磁感应加热下泡沫金属填充液体的磁–热能量转换及瞬态升/降温传热过程,搭建了泡沫金属填充液体在感应加热与液体冷却下的联合控温实验系统,采用“频域–瞬态”和“松耦合”方法求解电磁–传热耦合数值模型,揭示了泡沫金属填充液体的电磁场与热源分布规律、温度响应特性、温度均匀性以及泡沫金属结构和材质等参数的影响规律。结果表明,泡沫金属填充液体的电磁感应传热特性与泡沫金属的结构和材质密切相关。

关键词：泡沫金属电磁-传热耦合频域-瞬态方法电磁加热

基于故障安全域的混合级联直流输电系统后续换相失败抑制策略

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电工技术学报 2024年第5期39卷 1352-1371页

作者：王鹤郭家治边竞李国庆王拓现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林132012

混合级联直流输电系统兼顾了电网换相换流器(LCC)和模块化多电平换流器(MMC)的优势,具有良好的工程应用前景,但系统逆变侧LCC与MMC间复杂的交直流耦合特性增加了后续换相失败的抑制难度。为此,该文提出了一种应对混合级联系统后续换相... 详细信息

混合级联直流输电系统兼顾了电网换相换流器(LCC)和模块化多电平换流器(MMC)的优势,具有良好的工程应用前景,但系统逆变侧LCC与MMC间复杂的交直流耦合特性增加了后续换相失败的抑制难度。为此,该文提出了一种应对混合级联系统后续换相失败的协调控制策略。首先,分析了控制器交互期间电气量波动和LCC无功需求对系统恢复产生的不利影响,并在考虑控制器作用和MMC动态无功支撑的基础上建立了多电气量耦合作用下的故障安全域;其次,通过对混合级联系统和基于电网换相换流器的高压直流输电故障安全域对比分析,提出了一种基于MMC和低压限流环节(VDCOL)的协调控制策略,以实现系统后续换相失败抑制和功率快速平稳恢复相协调;最后,基于PSCAD/EMTDC分别在不同严重程度交流故障、不同短路比和不同故障持续时间下进行仿真对比分析,验证了所提协调控制策略的有效性。

关键词：混合级联直流输电系统后续换相失败故障恢复期间故障安全域协调控制策略

我国焦化场地地下水污染修复技术筛选方法及应用研究

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中国环境科学 2024年

作者：吴汾奇张伟红董军祝凯马偲尧王林胡伟李燕吉林大学石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室吉林大学新能源与环境学院

如何科学为焦化地下水污染场地选择合适的修复技术是一项巨大的挑战，为解决这一难题，构建了“我国焦化场地污染修复数据库”，提出了焦化场地地下水污染修复技术筛选流程，并从技术可应用性、社会和环境、修复费用及修复时长四个维度... 详细信息

如何科学为焦化地下水污染场地选择合适的修复技术是一项巨大的挑战，为解决这一难题，构建了“我国焦化场地污染修复数据库”，提出了焦化场地地下水污染修复技术筛选流程，并从技术可应用性、社会和环境、修复费用及修复时长四个维度构建了修复技术筛选体系，通过基于遗传算法的层次分析法和熵权法计算修复技术筛选体系指标权重，并应用蒙特卡洛算法模拟了场地信息，减少了场地信息获取的不确定性，使评价结果更为科学。将该模型应用于我国某焦化场地地下水污染修复技术的筛选，筛选结果与场地实际应用情况相符。本研究为我国焦化场地地下水污染修复技术筛选提供方法依据和理论参考。

关键词：焦化污染场地地下水污染修复技术筛选层次分析法熵权法

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基于贡献度和数据有效性检验的共识机制

东北大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 160-169,178页

作者：时小虎姚鑫孙延风马德印吉林大学计算机科学与技术学院吉林长春130012 吉林大学符号计算与知识工程教育部重点实验室吉林长春130012 吉林大学商学院吉林长春130012 长春工业大学计算机科学与工程学院吉林长春130012

将区块链技术引入到分布式数据维护系统,旨在解决基于传统中心化数据库的分布式系统存在的数据维护不透明、数据易被篡改、历史记录不可追溯等问题,提出一种基于贡献度和数据有效性检验的共识机制.该算法提出一种贡献度优先的随机可验... 详细信息

将区块链技术引入到分布式数据维护系统,旨在解决基于传统中心化数据库的分布式系统存在的数据维护不透明、数据易被篡改、历史记录不可追溯等问题,提出一种基于贡献度和数据有效性检验的共识机制.该算法提出一种贡献度优先的随机可验证领导者选举机制,保证记账权分配的随机性及可验证性.进一步引入密度峰值算法对交易数据有效性进行校验,对打包区块的正确性达成共识.最后将所提出的共识机制应用于梅花鹿分布式养殖场场景,结果验证了密度峰值算法在交易数据有效性检测任务中的准确性和高效性.出块时延分析和安全性分析表明,所提出的共识机制能够满足数据有效性验证的实时性需求,能耗较小,具有很强的灾备能力.

关键词：区块链共识机制离群点检测分布式数据维护溯源