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面向进出站强制换道过程的智能网联公交车两车协同换道策略

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第8期64卷 1456-1468页

作者：任晗啸罗禹贡关书睿于杰周俊宇李克强清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室北京100084

目前针对智能网联公交车换道策略的研究多基于单车智能实现,缺少对周围车辆的考虑,难以处理车间冲突,无法同时保障公交车进出站强制换道的安全性和成功率,且容易对上游交通造成影响。该文旨在面向公交车进出站强制换道过程,提出一种基... 详细信息

目前针对智能网联公交车换道策略的研究多基于单车智能实现,缺少对周围车辆的考虑,难以处理车间冲突,无法同时保障公交车进出站强制换道的安全性和成功率,且容易对上游交通造成影响。该文旨在面向公交车进出站强制换道过程,提出一种基于云控系统的两车协同换道策略。针对进站过程,建立了基于换道收益准则的换道决策模型,制定了包含纵向调整、协同换道的两段式滚动时域轨迹规划方法,并基于分层二次规划改善算法实时性;针对出站过程,采用基于规则的决策方法和提前减速策略,制定了考虑港湾式车站特点的轨迹规划方法,以适应车站形状和公交车机动性的要求。仿真和硬件在环实验表明:该策略能够有效提升公交车进出站强制换道的成功率,并在保障换道安全的同时降低对上游交通的影响,且在真实云平台的运算、通信环境下具备可用性。

关键词：智能网联汽车公交车强制换道协同换道

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组分比例对闪沸射流相变诱导激波宽度的影响

工程热物理学报 2024年第3期45卷 748-754页

作者：许鹿冰徐海丰李雁飞马骁帅石金清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室北京100084

闪沸射流发生欠膨胀并诱发激波间相互作用是汽油直喷喷油器的喷雾坍塌的主要原因,但液体组分比例对闪沸诱导激波的影响特性和机制尚不清楚。利用纹影法,在定容弹中研究了闪沸条件下乙醇/正己烷混合比例对激波宽度的影响,喷射温度(Tinj)... 详细信息

闪沸射流发生欠膨胀并诱发激波间相互作用是汽油直喷喷油器的喷雾坍塌的主要原因,但液体组分比例对闪沸诱导激波的影响特性和机制尚不清楚。利用纹影法,在定容弹中研究了闪沸条件下乙醇/正己烷混合比例对激波宽度的影响,喷射温度(Tinj)从30℃到150℃,环境压力(Pamb)从10 kPa到200 kPa。结果表明,提升喷射温度和减小环境压力,均会增加激波宽度。在相同喷射温度和环境压力下,乙醇含量增加会导致激波宽度呈现先增后减趋势,其主要是因为相变吉布斯能差(∆G)随乙醇含量增加呈现类似规律;通过进一步量化∆G和激波宽度的关系,发现激波宽度和∆G·P_(amb)^(-0.5)强线性相关,表明闪沸射流的激波宽度受到相变与环境阻力的控制。

关键词：闪沸欠膨胀射流激波双组分液体组分比例

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限域条件下氮分子的高温高压诱导聚合

物理学报 2024年第8期73卷 237-243页

作者：郭琳琳赵梓彤隋明宏王鹏刘冰冰吉林大学超硬材料国家重点实验室长春130012

聚合氮被认为是一种极具潜力的新型高能量密度材料,但是高温高压条件下合成的聚合氮结构往往具有较低热力学稳定性.限域策略有助于聚合氮高压结构的稳定,为氮聚合提供了新的调控途径.本文在氮化硼纳米管中限域分子氮,利用高压原位拉曼... 详细信息

聚合氮被认为是一种极具潜力的新型高能量密度材料,但是高温高压条件下合成的聚合氮结构往往具有较低热力学稳定性.限域策略有助于聚合氮高压结构的稳定,为氮聚合提供了新的调控途径.本文在氮化硼纳米管中限域分子氮,利用高压原位拉曼散射光谱表征技术研究不同含氮量限域体系的高压诱导氮聚合及聚合氮结构的卸压稳定性.研究表明,在高含氮量的体系中,限域到氮化硼纳米管内的N_(2)与非限域的N_(2)的拉曼特征振动峰表现出不同的拉曼光谱压力响应行为.在123 GPa压力下,利用激光加热诱导氮分子间聚合,生成cg-N聚合氮结构.卸压过程中,未被限域的cg-N在40 GPa左右发生爆炸性分解,分解产生的能量影响了限域cg-N的稳定性,使其同样发生分解.环境压力下限域N_(2)可能以液态形式稳定存在.在低含氮量限域体系中,高温高压下限域N2结晶生成了含有N=N双键的晶体结构,其中的N=N双键有两种长度,分别接近N_(3)阴离子及N_(4)^(+)团簇中N=N双键的键长.在卸压过程中这种结构可以稳定至25 GPa.

关键词：限域聚合氮高温高压

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生物质基硬碳储钠负极材料研究进展

工程科学学报 2024年第9期46卷 1685-1701页

作者：周世晋韩文佳陈安祥张文浩焦丹丹李霞齐鲁工业大学生物基材料与绿色造纸国家重点实验室济南250300

钠离子电池因其具有优异的低温性能、成本优势以及较高的安全性,有望逐渐成为锂离子电池在低速两轮车和大规模储能领域的补充者,开发低成本、高可逆容量和优异循环稳定性的钠离子电池负极材料成为行业难点,生物质基硬碳因其原料来源丰... 详细信息

钠离子电池因其具有优异的低温性能、成本优势以及较高的安全性,有望逐渐成为锂离子电池在低速两轮车和大规模储能领域的补充者,开发低成本、高可逆容量和优异循环稳定性的钠离子电池负极材料成为行业难点,生物质基硬碳因其原料来源丰富、成本低廉、更易获得、碳产率高、环境友好且含有多种元素等优势而备受关注,其低廉的价格和独特的微观结构在众多钠离子电池负极材料中展现出明显的优势和巨大的商业潜力.为了寻找和开发性能优异的生物质基硬碳材料,本文首先对钠离子在硬碳表面活性位点的吸附行为和进入石墨片层的过程顺序进行了分析,讨论了有争议的四种钠离子存储机制.深入分析了钠离子在硬碳中的储存机理,并基于此进一步讨论了不同生物质基前驱体硬碳的差异,并通过硬碳负极的微观结构提出钠离子电池负极的优化策略,对钠离子电池的发展具有一定的指导意义.

关键词：生物质基钠离子电池前驱体硬碳改进策略

考虑非概率不确定性的复合材料壁板颤振可靠性优化方法

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振动工程学报 2024年第2期37卷 267-275页

作者：郑宇宁王一凡王淑玉刘晓华杨鑫鑫空间物理重点实验室北京100076

不确定因素普遍存在于气动弹性系统的优化设计中,但传统气动弹性优化设计技术并未考虑材料属性、大气环境、几何尺寸等不确定因素,存在最优化目标对设计参数变化敏感,也可能会发生预期之外的颤振失效。基于此,本文通过对传统优化模型中... 详细信息

不确定因素普遍存在于气动弹性系统的优化设计中,但传统气动弹性优化设计技术并未考虑材料属性、大气环境、几何尺寸等不确定因素,存在最优化目标对设计参数变化敏感,也可能会发生预期之外的颤振失效。基于此,本文通过对传统优化模型中目标函数的鲁棒性处理和对约束条件的可靠性处理,发展了计及可靠性与鲁棒性的区间优化模型,并将该优化模型应用于气动弹性系统的优化设计中。针对超声速气流下的复合材料层合板和蜂窝夹层板结构进行了考虑不确定性的颤振优化设计,在满足颤振约束指标的条件下,实现了结构减重的设计目标。

关键词：颤振复合材料壁板非概率鲁棒性优化设计

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宽能域γ成像探测器仿真设计及性能评价

中国科学：技术科学 2024年第1期54卷 31-42页

作者：张济鹏马新华张斌肖雄李京伦雷文明赵玮艾宪芸国民核生化灾害防护国家重点实验室北京102205

康普顿成像是直观感知核辐射的探测技术之一,但因受限于探测器体积和成像事例的类型,能量范围通常为0.3~3 MeV,难以在对天然核素γ成像的基础上同时兼顾能量分布在3~7 MeV的瞬发γ成像应用.覆盖0.3~7 MeV范围的宽能域γ成像是扩展核辐... 详细信息

康普顿成像是直观感知核辐射的探测技术之一,但因受限于探测器体积和成像事例的类型,能量范围通常为0.3~3 MeV,难以在对天然核素γ成像的基础上同时兼顾能量分布在3~7 MeV的瞬发γ成像应用.覆盖0.3~7 MeV范围的宽能域γ成像是扩展核辐射探测与成像应用领域的重要发展方向之一,基于两次散射的三层探测器结构是一种极具潜力的实现方案,其中探测器的设计与构建是该方案的基础与关键核心.考虑系统成本和扩展灵活性等因素,本文选用硅光电倍增管(SiPM)阵列和钆镓铝石榴石(GAGG:Ce)阵列作为探测器材料.根据三层探测器的成像事例要求,分析每层探测器内的作用事例类型特征;并基于Geant4蒙特卡罗模拟平台构建包含材料光学参数的仿真模型,通过设置物理过程与两种信息提取方式,对比研究了不同几何参数情形下的探测器位置散点图和探测器内作用事例类型统计结果.根据仿真设计,制备了由像素数为15×15,像素大小为3.2 mm×3.2 mm,厚度分别为3和10 mm的GAGG阵列和1.25 mm厚度光导组成的两种规格SiPM探测器模块,并基于电子学读出系统评估了探测器模块的性能.结果表明, 3 mm厚度的散射探测器与10 mm厚度的吸收探测器均可清晰分辨15×15像素上的作用位置,平均峰谷比分别为9.77和11.85;全部像素的662 keV平均能量分辨率分别可达7.21%和8.35%,具有较好的位置与能量分辨能力.本文所建立的仿真模型,分析结果以及所研制的探测器模块,为三层探测器系统构建提供了重要依据,并为实现宽能域γ成像奠定了科学技术基础.

关键词：宽能域康普顿成像蒙特卡罗仿真 SiPM探测器闪烁体阵列

等离激元CuNi合金/凹凸棒石复合材料制备及其光热催化纤维素重整产氢

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硅酸盐学报 2024年第9期52卷 3027-3035页

作者：业绪华高镕榕王宾彦吴梦姚超李霞章常州大学江苏省绿色催化材料与技术重点实验室江苏常州213164

太阳能驱动光催化产氢有望解决能源短缺和环境问题。利用可再生生物质或其衍生物作为光催化过程中的空穴牺牲剂,不仅可以降低水分解中析氧反应的热力学势垒,动力学上有利于加速氢气的生成,而且可将生物质转化为高价值的化学品。本工作... 详细信息

太阳能驱动光催化产氢有望解决能源短缺和环境问题。利用可再生生物质或其衍生物作为光催化过程中的空穴牺牲剂,不仅可以降低水分解中析氧反应的热力学势垒,动力学上有利于加速氢气的生成,而且可将生物质转化为高价值的化学品。本工作制备了一种非贵等离子体CuNi合金/凹凸棒石(Pal)纳米复合材料用于纤维素的光催化转化,发现凹凸棒石的胶体特性利于纤维素的吸附富集,CuNi合金由于2种金属之间的协同作用不仅保留了铜单质的等离子共振效应,而且可以提高稳定性和抑制氧化;CuNi合金与磷酸酸化的凹凸棒石(H-Pal)形成的肖特基结提供了电荷转移通道,提高了电荷转移效率,促进了电子空穴分离。等离子共振产生的热效应与H-Pal表面酸性位点协同作用,提供了丰富的活性位点,提高了纤维素的转化率和H2的生成率。当CuNi合金负载量为30%(质量分数)时,产氢效率最高,达到了1.67 mmol·g^(-1)·h^(-1),与此同时纤维素转化为高附加值甲酸和乳酸。

关键词：凹凸棒石铜镍合金等离激元光热催化生物质产氢

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AES-128中S盒变换的量子线路优化

电子科技大学学报 2024年第1期53卷 144-148页

作者：刘建美王洪马智段乾恒费洋扬孟祥栋数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450001 河南省网络密码技术重点实验室郑州450001

使用空间资源优化的量子Karatsuba乘法来优化实现AES-128中的8×8 S盒变换,同时引入了衡量时间资源代价和空间资源代价折衷的指标——量子比特数目与T门深度之积。对实现8×8 S盒变换的分析表明,利用空间资源优化的量子Karatsuba乘法的... 详细信息

使用空间资源优化的量子Karatsuba乘法来优化实现AES-128中的8×8 S盒变换,同时引入了衡量时间资源代价和空间资源代价折衷的指标——量子比特数目与T门深度之积。对实现8×8 S盒变换的分析表明,利用空间资源优化的量子Karatsuba乘法的求乘法逆线路具有更优性能,其Toffoli门数目、量子比特数目、量子比特数目与T门深度之积更优。此外,使用加窗量子查表方法,进一步优化了求乘法逆以及实现S盒所需的量子资源。在此基础上,基于Qiskit分析验证了所需的量子资源。

关键词：乘法逆优化实现量子线路 S盒

航空齿轮钢强化工艺与表面完整性关联规律研究

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表面技术 2024年第1期53卷 153-168页

作者：吴吉展朱才朝魏沛堂刘怀举吴少杰重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

目的探究不同加工工艺与表面完整性的关联规律。方法对渗碳航空齿轮钢AISI9310进行常规喷丸、二次喷丸、微粒喷丸、滚磨光整、喷丸光整等齿轮高表面完整性强化加工工艺处理,使用白光干涉仪、X射线衍射应力仪和显微硬度计对不同工艺状... 详细信息

目的探究不同加工工艺与表面完整性的关联规律。方法对渗碳航空齿轮钢AISI9310进行常规喷丸、二次喷丸、微粒喷丸、滚磨光整、喷丸光整等齿轮高表面完整性强化加工工艺处理,使用白光干涉仪、X射线衍射应力仪和显微硬度计对不同工艺状态下的试件进行表面形貌、表面粗糙度、残余应力和显微硬度等表面完整性表征。结果喷丸能使得航空齿轮钢的表面粗糙度Sa值由磨削状态的0.68μm增加到0.96μm,而光整处理后,Sa下降到0.2μm以下;微粒喷丸使表面残余压应力提升到–1 300 MPa,相比于常规喷丸和磨削状态,其幅值分别增加了450、800 MPa;滚磨光整使得表面残余压应力幅值进一步增加到1 400MPa以上;二次喷丸及喷丸光整能显著提升表面硬度,相比磨削状态的645HV分别提升到718HV、721HV。结论二次喷丸、微粒喷丸、光整等工艺通过影响齿轮表面粗糙度、残余应力、硬度梯度等表面完整性参数,从而影响润滑状态、受力状态、应力集中、失效风险等,直接影响齿轮的服役性能。

关键词：滚动接触疲劳二次喷丸微粒喷丸滚磨光整表面完整性

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