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双编码动态培育遗传聚类算法及其在电池定制化配组中的应用

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控制理论与应用 2025年第1期42卷 118-126页

作者：王子赟史伟杰王艳纪志成江南大学物联网技术应用教育部工程研究中心江苏无锡214122

本文提出了一种基于双编码动态培育遗传聚类算法,同步编码聚类类别与聚类中心,引入动态培育思想,动态调整交叉对象与变异方向,进而增加微变异进而提高种群多样性,解决了传统遗传算法初期收敛缓慢和种群单一问题,提高了算法后期跳出局部... 详细信息

本文提出了一种基于双编码动态培育遗传聚类算法,同步编码聚类类别与聚类中心,引入动态培育思想,动态调整交叉对象与变异方向,进而增加微变异进而提高种群多样性,解决了传统遗传算法初期收敛缓慢和种群单一问题,提高了算法后期跳出局部最优的能力.同时,分析了双编码动态培育遗传聚类算法的收敛性.最后,以电池定制化配组为应用案例,验证了本文算法解决动力电池定制化配组问题的有效性,以及算法在收敛速度和全局搜索精度方面的优越性.

关键词：双编码动态培育遗传聚类电池定制化配组

不锈钢复合钢筋近界面微观组织演变及元素扩散动力学

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金属学报 2025年第2期61卷 336-348页

作者：郭星星帅美荣楚志兵李玉贵谢广明太原科技大学重型机械教育部工程研究中心太原科技大学机械工程学院东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室

不锈钢复合钢筋是一种新型复合结构材料，能够满足海洋服役的苛刻性能需求，从而有效解决基础材料产能过剩问题。产品复合界面质量往往取决于界面微观组织和界面化合物分布等，变形参数则是界面质量控制的基础，通过控制压下率可以获得... 详细信息

不锈钢复合钢筋是一种新型复合结构材料，能够满足海洋服役的苛刻性能需求，从而有效解决基础材料产能过剩问题。产品复合界面质量往往取决于界面微观组织和界面化合物分布等，变形参数则是界面质量控制的基础，通过控制压下率可以获得复合界面均匀且性能优异的产品。本工作针对不锈钢复合钢筋304/Q235开展高温热压缩实验，研究应变速率1 s-1，压下率20%、40%和60%条件下近界面微观组织演变特征，阐明近界面不锈钢侧微观组织动态形核机制以及晶界迁移过程；基于非稳态条件下单向流动的Fick第二定律，建立复合界面过渡区域元素扩散模型，进一步研究界面微观组织演变和元素扩散行为的相关性。结果表明，变形温度为1000℃时，界面两侧晶粒动态再结晶比例不协调，碳钢侧晶粒发生完全动态再结晶，而不锈钢侧晶粒仅在高压下率工况下受位错机制主导发生较为显著的动态再结晶。变形温度为1100℃时，不锈钢侧的动态再结晶由孪生机制主导控制，Σ3孪晶对再结晶过程起加速作用，界面两侧变形协调性显著提高。进一步研究表明，晶粒细化和位错、孪晶等缺陷的移动对元素扩散行为具有促进作用，界面化合物演变和空洞闭合对界面元素扩散行为也具有明显提升效果。此外，采用Boltzmann-Matano法确定Matano面位置，引入LevenberMarquardt多元非线性参数拟合方法，构建的元素扩散模型能够精确反映复合界面过渡区域的元素浓度，为复合材料金属间冶金结合质量提升、界面性能调控提供理论支撑。

关键词：复合压缩微观组织演变孪晶机制元素扩散动力学

具有宽范围负载能力双向E^(#)型WPT系统研究

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中国电机工程学报 2025年第4期45卷 1610-1622,I0032页

作者：张信杨奕包诗媛张路陈诗雨重庆市能源互联网工程技术研究中心(重庆理工大学) 重庆市巴南区400054

传统双向E型无线电能传输(wireless power transfer,WPT)拓扑易进入硬开关状态,导致电能传输效率低。针对此,该文提出无线电能传输系统的改进E^(#)型拓扑及其移相控制策略。首先,构建软开关状态负载范围更宽的双向E^(#)型WPT电路拓扑数... 详细信息

传统双向E型无线电能传输(wireless power transfer,WPT)拓扑易进入硬开关状态,导致电能传输效率低。针对此,该文提出无线电能传输系统的改进E^(#)型拓扑及其移相控制策略。首先,构建软开关状态负载范围更宽的双向E^(#)型WPT电路拓扑数学模型,分析并提取电路实现软开关工作状态的关键变量与约束条件,理论上证明所提拓扑的有效性。然后,推导电路中线圈互感和负载阻抗等参数的解析关系式,并基于此提出可保证系统在负载时始终处于最佳工作状态的移相控制策略。该策略通过控制开关管的门极驱动信号相位,使谐振元件内部储存的能量提前或者滞后释放,从而将开关管修正回软开关状态。最后,通过仿真和实验验证所提双向E^(#)型WPT系统的有效性。实验结果表明,所提方法可保证在5~30Ω的负载范围内电路工作在软开关状态,该范围内的电能传输效率峰值达84.3%。

关键词：双向无线电能传输 E^(#)型电路拓扑零电压开关移相控制

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碳钢表面碳原子偏聚对锡原子热扩散的影响

中国有色冶金 2025年第1期54卷 96-104页

作者：李海斌徐惠婷闫岳涛陈璇帅美荣王强太原科技大学重型机械教育部工程研究中心山西太原030000 太原科技大学机械工程学院山西太原030000

巴氏合金与轴承(碳钢)的紧密结合对轴承运行效率至关重要,目前主要采用铁锡化合物作为中间材料来提高轴承寿命。目前相关文献关于碳钢中碳原子含量对锡原子向铁中的扩散影响还没有报道,本研究对25^(#)和35^(#)钢基体表面进行了一系列热... 详细信息

巴氏合金与轴承(碳钢)的紧密结合对轴承运行效率至关重要,目前主要采用铁锡化合物作为中间材料来提高轴承寿命。目前相关文献关于碳钢中碳原子含量对锡原子向铁中的扩散影响还没有报道,本研究对25^(#)和35^(#)钢基体表面进行了一系列热镀锡试验,分析了310℃条件下,Fe-Sn反应平衡时间、锡原子扩散系数和扩散厚度等关键指标对锡原子向碳钢中扩散的影响。结果表明,锡原子扩散到碳钢表面的距离随着保温时间的增加而增大,在310℃时,锡原子进入25^(#)钢的扩散系数为6.6×10^(-9),约为35^(#)钢的两倍;碳原子向25^(#)和35^(#)钢表面的扩散距离比与碳钢表面碳浓度商的平方根成反比。此外,Fe_(3)C的键能为-133 eV/atom,而FeSn和Fe_(3)Sn_(2)的键能分别仅为-7.4和-6.9 eV/atom;可知碳原子易与铁原子结合,即碳钢表面碳含量高会阻碍锡原子向钢中扩散。因此,锡原子容易向25^(#)钢表面扩散,25^(#)钢为理想的巴氏合金轴承材料。

关键词：巴氏合金轴承铁锡化合物碳钢锡原子扩散距离扩散系数结合能

突发公共卫生事件冲击下考虑多源异构大数据的旅游需求可解释预测研究

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管理评论 2025年第2期 139-151页

作者：曾宇容吴彬溶王林张金隆湖北经济学院信息工程学院湖北省互联网金融信息工程技术研究中心河海大学商学院华中科技大学管理学院

本研究利用历史旅游流量数据，新冠病毒感染确诊人数数据，旅游相关和疫情相关的百度指数，天气、节假日数据，设计了考虑突发公共卫生事件冲击下的自然景区每日旅游需求量预测框架。将与疫情相关的搜索引擎数据引入到旅游需求预测中，... 详细信息

本研究利用历史旅游流量数据，新冠病毒感染确诊人数数据，旅游相关和疫情相关的百度指数，天气、节假日数据，设计了考虑突发公共卫生事件冲击下的自然景区每日旅游需求量预测框架。将与疫情相关的搜索引擎数据引入到旅游需求预测中，并提出了ADE-TFT可解释旅游需求预测新模型，其中自适应差分进化算法(adaptive differential evolution, ADE)用来智能高效地优化时域融合变换器(temporal fusion transformers, TFT)的超参数。TFT是一种基于注意力的深度学习模型，它将高性能预测与对时间动态的可解释分析相结合，在预测研究中呈现了优异的性能。TFT模型产生了可解释的旅游需求预测输出，包括不同输入变量的重要性排序以及不同时间步长的注意力分析。可解释实验结果表明，疫情相关搜索引擎数据能够充分反映出新冠疫情期间游客对疫情的担忧程度，研究结果为突发公共卫生事件冲击下的旅游需求高精度预测提供了理论支持。

关键词：旅游需求预测可解释性预测复合指数深度学习突发公共卫生事件

基于多维空间卷积信息增强的低质车牌信息超分辨率重建

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计算机应用 2025年第1期45卷 301-307页

作者：张睿惠永科张延军潘理虎太原科技大学计算机科学与技术学院太原030024 太原科技大学机械工程学院太原030024

现有交通监控终端采集到的车辆影像通常存在远景低分辨率现象,并伴随有强噪、模糊、过曝、欠曝等一些不确定性像素影响因素,导致车牌信息智能识别的精度难以保证。针对上述问题,提出基于多维空间卷积信息增强的低质车牌信息超分辨率重建... 详细信息

现有交通监控终端采集到的车辆影像通常存在远景低分辨率现象,并伴随有强噪、模糊、过曝、欠曝等一些不确定性像素影响因素,导致车牌信息智能识别的精度难以保证。针对上述问题,提出基于多维空间卷积信息增强的低质车牌信息超分辨率重建(LL-SR)网络。首先,利用卷积挖掘空间与通道特征点的相关性,聚合浅层特征;其次,从不同感受野和不同维度挖掘特征图之间的关联关系,从而恢复车牌信息的高频细节;最后,对得到的不同尺度特征进行跨通道像素级融合和矫正,以减少无用特征在上下文的传播,实现低质车牌信息的超分辨率重建。在太原车牌(LT)和美国车牌(LU)数据集上的实验结果表明,所提网络的峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)分别为26.6824 dB和0.8203及22.3567 dB和0.7813,相较于NGramSwin(N-Gram in Swin transformers)和CARN(CAscading Residual Network)分别提升了0.2109 dB和1.7361 dB、0.0057和0.0330及0.4728 dB和1.4192 dB、0.0196和0.0399;且重建后的车牌信息具有更好的视觉效果。

关键词：低质车牌信息高质量重建卷积计算交通监控

FeCo/N-MOF衍生的双金属镶嵌氮掺杂多孔碳材料作为锂离子电池的负极（英文）

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新型炭材料(中英文) 2025年

作者：陈仁天朱雨欣罗蕊姜潇诺司鸿翔邱祥云王骞魏涛江苏科技大学能源与动力学院青岛大学机电工程学院动力集成及储能系统工程技术研究中心太原理工大学材料科学与工程学院

金属有机骨架（MOFs）因其作为储能材料的潜力而受到了广泛关注。在本研究中，通过一锅溶剂热法，使用溶解在N, N-二甲基甲酰胺（DMF）中的CoCl3·6H2O和FeCl3·6H2O合成了氮掺杂的铁钴双金属MOFs（FeCo/N-MOFs）。随后在氮气氛围下通... 详细信息

金属有机骨架（MOFs）因其作为储能材料的潜力而受到了广泛关注。在本研究中，通过一锅溶剂热法，使用溶解在N, N-二甲基甲酰胺（DMF）中的CoCl3·6H2O和FeCl3·6H2O合成了氮掺杂的铁钴双金属MOFs（FeCo/N-MOFs）。随后在氮气氛围下通过热解转化为独特的铁钴双金属镶嵌氮掺杂多孔碳（FeCo@NPC）多面体。在热解过程中，有机配体转变为氮掺杂多孔碳，从而提高了电导率和整体结构稳定性。同时，铁和钴金属粒子紧密的结合在一起被氮掺杂碳包覆着，分散在碳基体中。铁和钴协同作用提高材料的导电性、稳定性以及提供额外的容量。当用作锂离子电池的负极时，在0.5 A g-1的电流密度下经过500次循环后，其可逆容量保持在1146.3 mAh g-1。据此，可以认为FeCo@NPC是一种较有前景的锂离子电池负极材料。

关键词：金属有机框架 FeCo合金锂离子电池负极材料

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煤热解中甲烷和乙烯激光光谱在线检测

中国激光 2025年

作者：李凯亮孟星星王庚乾宫廷田亚莉和小虎郭古青邱选兵李传亮太原科技大学应用科学学院山西省精密测量与在线检测装备工程研究中心

甲烷和乙烯是煤化工中煤热解重要产物，其热解演化机理对于理解煤炭的热分解过程、优化燃料利用效率以及减少有害气体排放具有重要意义。本文结合可调谐半导体激光吸收光谱技术、波长调制和时分复用技术研制了一款能够同时检测甲烷和乙... 详细信息

甲烷和乙烯是煤化工中煤热解重要产物，其热解演化机理对于理解煤炭的热分解过程、优化燃料利用效率以及减少有害气体排放具有重要意义。本文结合可调谐半导体激光吸收光谱技术、波长调制和时分复用技术研制了一款能够同时检测甲烷和乙烯浓度的在线监测装置，并成功应用于煤热解过程的气体分析。激光光源采用中心波长分别为1653 nm和1620nm的分布反馈式激光器（DFB），激光通入光程为15m的Herriott型高温多光程池，结合硬件电路和相应的软件程序，实现了对甲烷和乙烯光谱信号的调制、解调及浓度反演。通过不同浓度的标准气体对系统标定得到了0.999和0.998的线性拟合度。对200×10-6mol/mol和100×10-6mol/mol的CH4和C2H4标准气体进行1000 s持续测量，得到CH4和C2H4的最大浓度波动分别为2×10-6mol/mol和6×10-6mol/mol,标准差分别为0.7和2.1，对测量结果进行Allan方差分析得到0.025×10-6mol/mol（甲烷）和0.133×10-6mol/mol（乙烯）的最低检测极限。通过对氮气和浓度为200×10-6mol/mol的甲烷标准气体切换测量，得到了装置的动态响应时间为17.8 s。最后对山东烟煤进行煤热解气体检测，得到了甲烷和乙烯气体浓度的释放曲线，并且通过改变实验的升温速率、煤样粒径以及氧气浓度探究了浓度释放曲线与实验条件的关系，得到了两种气体在煤热解时的释放规律，为煤热解工艺的优化和气体排放控制提供了重要的数据支持和技术参考。

关键词：可调谐半导体激光吸收光谱技术煤热解波长调制时分复用在线检测

2:14:1型高熵稀土永磁材料的反磁化机理

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物理学报 2025年第2期74卷 198-205页

作者：史镇华胡新哲周厚博田正营胡凤霞陈允忠孙志刚沈保根太原科技大学材料科学与工程学院太原030024 中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室北京100190 太原科技大学山西省磁电功能材料与应用重点实验室太原030024 中国科学院赣江创新研究院赣州341000 中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201

稀土元素具有相似的基态电子性质,其独特的镧系收缩效应可以降低高熵材料中稀土元素的混合焓,这对于制备廉价且高性能的高熵稀土金属间化合物至关重要.本文在分析磁化和反磁化曲线的基础上,辅以Henkel曲线和磁黏滞系数S计算,研究了Nd_(1... 详细信息

稀土元素具有相似的基态电子性质,其独特的镧系收缩效应可以降低高熵材料中稀土元素的混合焓,这对于制备廉价且高性能的高熵稀土金属间化合物至关重要.本文在分析磁化和反磁化曲线的基础上,辅以Henkel曲线和磁黏滞系数S计算,研究了Nd_(11.76)Fe_(82.36)B_(5.88)(NdFeB),以及高熵稀土永磁合金化合物(La_(0.2)Pr_(0.2)Nd_(0.2)Gd_(0.2)Dy_(0.2))_(11.76)Fe_(82.36)B_(5.88)和(La_(0.2)Pr_(0.2)Nd_(0.2)Gd_(0.2)Tb_(0.2))_(11.76)Fe_(82.36)B_(5.88)等快淬条带的反磁化机理.研究结果发现,与纯NdFeB相比,高熵稀土永磁材料的晶间耦合作用显著增强,而磁偶极相互作用减弱.这表明,含重稀土的高熵材料中元素扩散机制在使样品均匀化的同时,其矫顽力有大幅度提高,矫顽力机制为硬磁相晶粒中的反磁化畴形核.(La_(0.2)Pr_(0.2)Nd_(0.2)Gd_(0.2)Dy_(0.2))_(11.76)Fe_(82.36)B_(5.88)的磁黏滞系数大于纯NdFeB,(La_(0.2)Pr_(0.2)Nd_(0.2)Gd_(0.2)Tb_(0.2))11.76 Fe_(82.36)B_(5.88)由于硬磁相反转与磁晶间耦合作用不同步,导致样品在具有较大各向异性场的同时,磁黏滞系数较小.这表明高熵稀土永磁材料的反磁化机理与传统稀土永磁材料显著不同,值得进一步深入研究.

关键词：高熵永磁体 Henkel 磁晶间耦合作用磁黏滞系数