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厚松散层矿区开采沉陷拉伸区域土体内部变形演化规律研究——以淮北孙疃煤矿为例

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煤炭科学技术 2024年

作者：蔡毅沈华章黄厚旭严家平蔡国军蔡永祥杨博孙斌杨安徽建筑大学土木工程学院安徽建筑大学安徽省智能地下探测技术研究院安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽理工大学地球与环境学院

为了研究厚松散层矿区开采沉陷拉伸区域相应土体内部变形演化规律，针对淮北孙疃煤矿10111工作面，沿垂直于工作面推进方向，于拟采空区地表投影区域外侧（拉伸区域）以60 m间隔由近及远布设1 ～ 3#竖向钻孔；采煤沉陷过程中基于光纤（1... 详细信息

为了研究厚松散层矿区开采沉陷拉伸区域相应土体内部变形演化规律，针对淮北孙疃煤矿10111工作面，沿垂直于工作面推进方向，于拟采空区地表投影区域外侧（拉伸区域）以60 m间隔由近及远布设1 ～ 3#竖向钻孔；采煤沉陷过程中基于光纤（1#钻孔）、测斜仪（2 ～ 3#钻孔）技术开展钻孔变形监测；将煤炭开采引发移动的上覆岩层与松散层所占区域视为变形区，并引入任意厚度地层移动角的概念，分析开采沉陷拉伸区域相应松散层变形演化特征。结果表明：1#钻孔发生应变的最大孔深约157 m，且钻孔深部较浅部先达到活跃期；2#、3#钻孔孔口最终累计水平位移量分别为129.8 mm和99.4 mm，最大位移深度分别约为108 m和75 m；2#、3#钻孔监测范围内地层从下至上均可分为稳定段、变形区下段、中段与上段；2#、3#钻孔从下至上水平位移量总体分布较均匀，每米深钻孔的平均水平位移量分别约为1.2 mm和1.3 mm；2#、3#钻孔变形区下段均先于上段达到活跃期，且变形区下段稳定后上段仍有微弱变形；松散层内一定厚度地层，其地层移动角随地层深度的增加而增加，松散层变形区下边界的深度h随着与工作面水平距离l的增加而减小，h与l存在较好的指数函数关系。

关键词：厚松散层矿区拉伸区域土体内部变形光纤监测钻孔测斜

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改进RRT算法的机械臂路径规划

组合机床与自动化加工技术 2024年第5期 60-64,70页

作者：栾庆磊郭继智屈紫浩史艳琼陈中安徽建筑大学机械与电气工程学院合肥230601 安徽建筑大学安徽省工程机械智能制造重点实验室合肥230601

为解决快速拓展随机树(RRT)算法随机性强,收敛速度慢和结果可行性差等问题,提出了一种基于全局自适应步长与目标偏置采样的改进型RRT算法。首先,利用环境信息自适应的计算初始步长,同时在拓展过程中利用节点周围障碍物信息调整当前步长... 详细信息

为解决快速拓展随机树(RRT)算法随机性强,收敛速度慢和结果可行性差等问题,提出了一种基于全局自适应步长与目标偏置采样的改进型RRT算法。首先,利用环境信息自适应的计算初始步长,同时在拓展过程中利用节点周围障碍物信息调整当前步长,以增强对地图的探索能力;其次,通过目标偏置采样结合改进的最近点选取策略提高算法的搜索效率,快速生成一条从起始点到目标点的路径;随后,对生成路径进行两次冗余点移除并结合最大曲率约束减少路径代价和转折角;最后,利用基于最小二乘法的五次多项式拟合对其进行优化,进一步提高路径的可行性。在机械臂上进行仿真实验,结果表明在三维空间下改进RRT算法相较于传统RRT算法,路径代价减少38.1%,规划时间减少68.4%,节点个数减少77.4%,验证了算法的有效性。

关键词：机械臂路径规划 RRT 自适应步长最近点选取

纤维素模板改性钙基CO_(2)吸附剂的蒸汽水合活化

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环境工程 2024年第5期42卷 163-171页

作者：吴岩荣鼐韩龙刘开伟王久衡穆正勇王珊珊石秀良安徽建筑大学环境与能源工程学院合肥230601 安徽省建设领域碳达峰碳中和战略研究院合肥230601 浙江工业大学机械工程学院能源与动力工程研究所杭州310014 安徽建筑大学安徽省先进建筑材料工程实验室合肥230601

采用挤出-滚圆法制备了改性钙基吸附剂颗粒,基于双固定床反应系统测试了吸附剂CO_(2)循环捕集性能。添加质量分数5%的水泥和10%纤维素模板的吸附剂20个循环后,CO_(2)吸附量最高为0.19 g/g。为再生其CO_(2)捕获性能,采用不同蒸汽体积分... 详细信息

采用挤出-滚圆法制备了改性钙基吸附剂颗粒,基于双固定床反应系统测试了吸附剂CO_(2)循环捕集性能。添加质量分数5%的水泥和10%纤维素模板的吸附剂20个循环后,CO_(2)吸附量最高为0.19 g/g。为再生其CO_(2)捕获性能,采用不同蒸汽体积分数和温度对改性钙基吸附剂进行煅烧后单独水合活化。结果表明:体积分数30%蒸汽、300℃为最佳活化再生工况,20个循环后改性吸附剂的CO_(2)吸附量为0.59 g/g。为探究水合处理对吸附剂碳酸化阶段的反应动力学影响,基于热天平进行了水合活化后吸附剂的第1、10、20次碳酸化,发现蒸汽水合活化可提升吸附剂碳酸化过程产物扩散控制阶段的反应速率。水合活化前后吸附剂颗粒的微观形貌、孔隙结构和机械性能测试结果表明,活化后吸附剂表面出现裂隙,破碎力和抗磨性能显著下降。

关键词： CO_(2)捕集钙基吸附剂纤维素模板蒸汽水合机械性能

首都住宅建筑燃料电池热电联供系统建模与能量供需分析

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 3905-3915,I0013页

作者：彭黎菊李爽史翊翔蔡宁生王随林北京建筑大学环境与能源工程学院北京市西城区100044 清华大学能源与动力工程系北京市海淀区100084

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)热电联供(combined heat and power,CHP)系统作为一种建筑供能新手段,可有效降低建筑运行能耗、推动能源绿色低碳转型。针对北方地区住宅建筑电热需求大且热电矛盾突出,... 详细信息

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)热电联供(combined heat and power,CHP)系统作为一种建筑供能新手段,可有效降低建筑运行能耗、推动能源绿色低碳转型。针对北方地区住宅建筑电热需求大且热电矛盾突出,全年负荷波动大等特点,以北京市为代表,利用DeST软件对住宅建筑进行负荷分析并搭建燃料电池热电联供系统模拟平台,研究不同参数对联供系统性能的影响;以负荷特性和参数分析结果为依据,设计一年不同时段下北京住宅建筑管理策略:冬季采用“以热定电”,其余季节均采用“以电定热”;与基线系统相比,在春、夏、秋、冬4个典型日中联供系统天然气耗气量分别减少了39.16%、31.63%、36.01%和14.04%,对热电联供系统用于未来建筑供能具有一定借鉴意义。

关键词：热电联供燃料电池能耗分析模拟能量管理策略

深部开采地表移动延续时间预测模型及其参数分析

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岩土力学 2024年第2期45卷 577-587页

作者：张亮亮程桦姚直书王晓健安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽大学资源与环境工程学院安徽合肥230022

基于改进Knothe时间模型,根据地表移动延续时间定义,建立能够综合考虑采高、平均采深、松散层厚度、基岩层厚度和开采速度等因素的深部开采地表移动延续时间理论预测模型,并根据概率积分法给出了模型参数确定方法。采用24个深部工作面... 详细信息

基于改进Knothe时间模型,根据地表移动延续时间定义,建立能够综合考虑采高、平均采深、松散层厚度、基岩层厚度和开采速度等因素的深部开采地表移动延续时间理论预测模型,并根据概率积分法给出了模型参数确定方法。采用24个深部工作面开采地表移动延续时间监测数据对预测模型的合理性和精确性进行验证。结果表明:地表移动延续时间模型预测结果与24个工作面监测结果基本吻合,两者平均绝对误差仅38 d,均方根误差仅为47 d,平均绝对误差百分比仅为9%,远小于现有3种经验模型的预测误差,验证了地表移动延续时间预测模型的精确性;地表移动延续时间受采高、平均采深、松散层厚度、基岩层厚度和开采速度的影响,随采高的增加而非线性增加,随平均采深、松散层厚度、基岩层厚度的增加而线性增加,但随开采速度的增加而非线性减小。该研究可为深部开采地表移动变形稳定性评估和科学制定开采计划提供理论指导。

关键词：地表移动延续时间改进Knothe时间模型预测动态沉降开采速度

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干扰环境下的大气偏振导航方法

激光与光电子学进展 2024年

作者：董万卷范之国金海红合肥工业大学计算机与信息学院安徽建筑大学电子与信息工程学院

仿生偏振光导航可以利用大气偏振信息进行导航和定位，在大气偏振信息测量过程中，当太阳直射镜头或视野受到遮挡时，测得的大气偏振信息会受到干扰，从而导致导航精度降低。为了解决这些受干扰区域对偏振导航精度产生的影响，本文提出... 详细信息

仿生偏振光导航可以利用大气偏振信息进行导航和定位，在大气偏振信息测量过程中，当太阳直射镜头或视野受到遮挡时，测得的大气偏振信息会受到干扰，从而导致导航精度降低。为了解决这些受干扰区域对偏振导航精度产生的影响，本文提出了一种基于偏振角信息与偏振度信息的去干扰算法，并基于瑞丽散射模型获取太阳子午线方向实现导航定向。实验结果表明，本方法不仅能够对受干扰区域进行准确划分，还能够提高偏振导航方法的精度。对于去干扰前航向角误差大于2度的数据，去干扰前航向角误差平均值为5.37度，去干扰后航向角误差平均值为1.56度。对于去干扰前航向角误差小于2度的数据，去干扰前航向角误差平均值为1.13度，去干扰后航向角误差平均值为0.59度。

关键词：大气偏振模式偏振光导航图像聚类偏振角偏振信息干扰

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基于MD3QN算法的微电网能量协调优化

安徽大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 46-52页

作者：李小豹赵婵娟程志友徐恒安徽大学互联网学院安徽合肥230039 安徽建筑大学电子与信息工程学院安徽合肥230601

可再生能源出力的波动性、间歇性、用户电力负荷的随机不确定性,使微电网的能量调度极具挑战性.为此,该文提出激励竞争双深度Q网络(motivation dueling double deep Q-network,简称MD3QN)算法,对微电网能量进行协调优化.仿真分析结果表... 详细信息

可再生能源出力的波动性、间歇性、用户电力负荷的随机不确定性,使微电网的能量调度极具挑战性.为此,该文提出激励竞争双深度Q网络(motivation dueling double deep Q-network,简称MD3QN)算法,对微电网能量进行协调优化.仿真分析结果表明:采用MD3QN算法对微电网进行能量调度,能实现削峰填谷,使微电网的经济效益最大化;相对于其他4种算法,MD3QN算法具有更高的综合性能.因此,MD3QN算法具有有效性.

关键词：并网型微电网能量管理 MD3QN 实时电价激励机制

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磁场诱导取向碳纳米管强化凝固行为研究

化工新型材料 2024年

作者：张中天邢美波景栋梁张洪发北京建筑大学环境与能源工程学院北京市建筑能源高效综合利用工程中心

基于纳米材料相变储能的研究进程，采用化学共沉淀法制备了Fe3O4包覆多壁碳纳米管(MWCNT)水基纳米磁流体。在引入浓硝酸和分散剂两种功能化方法的基础上，对磁场诱导取向MWCNT磁流体的凝固特性进行了实验研究。结果表明，反应温度70℃... 详细信息

基于纳米材料相变储能的研究进程，采用化学共沉淀法制备了Fe3O4包覆多壁碳纳米管(MWCNT)水基纳米磁流体。在引入浓硝酸和分散剂两种功能化方法的基础上，对磁场诱导取向MWCNT磁流体的凝固特性进行了实验研究。结果表明，反应温度70℃和反应时间30min可以制备高饱和磁化强度的磁性MWCNT，添加表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的MWNCT磁流体在磁场诱导取向下具有最佳的凝固特性，与水相比，过冷度降低68.6%，成核时间提前76.4%，总凝固时间缩短36.2%。此外，对凝固速率和热流密度进行研究，发现磁场诱导取向碳纳米管磁流体的凝固速率可达8mL/min，是水的1.60倍，前25%凝固时间内的平均凝固速率是总平均速率的2倍；且初始热流密度最高可达5500W/m2，为水的1.55倍。

关键词：凝固磁性碳纳米管磁流体过冷度磁场

基于改进轻量化U-Net模型的光伏电池EL图像缺陷检测

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电子测量技术 2024年第5期47卷 102-111页

作者：汪方斌李文豪安徽建筑大学机械与电气工程学院合肥230601 安徽建筑大学建筑机械故障诊断与预警重点实验室合肥230601

基于实际工程检测现场神经网络结构庞大、参数量巨大、环境复杂,硬件设备性能差等原因导致缺陷的实时检测速率慢、精度低的问题,本研究结合MobileNet中的深度可分离卷积配合ECA注意力机制模块的轻量化思想,以及U-Net网络的特征提取模型... 详细信息

基于实际工程检测现场神经网络结构庞大、参数量巨大、环境复杂,硬件设备性能差等原因导致缺陷的实时检测速率慢、精度低的问题,本研究结合MobileNet中的深度可分离卷积配合ECA注意力机制模块的轻量化思想,以及U-Net网络的特征提取模型提出了一种基于改进U-Net网络模型的光伏电池板缺陷检测方法。同时,根据光伏电池缺陷的特点,选择适合的激活函数以及对交叉熵损失函数进行了改进。实验结果表明,改进的U-Net算法较原算法不仅将参数量减少了36%,而且对裂纹、黑斑等缺陷的检测精度达到了97.05%,相对传统网络具有较好的光伏电池表面缺陷分割效果。

关键词：电致发光光伏电池缺陷检测深度可分离卷积 U-Net ECA 图像分割