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弱旋预混火焰中热声振荡多模态转换的实验与模拟研究

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推进技术 2025年第1期46卷 150-162页

作者：陆世康季晨振王萌铭潘登朱彤同济大学机械与能源工程学院上海201800

为研究弱旋预混火焰在当量比变化过程中热声不稳定的频率迁移、模态转换特征及内在机理,通过傅里叶变换、相空间重构、OH*时序及平均火焰图像等方法对实验中出现的极限环、拍振、间歇性振荡等典型燃烧不稳定状态进行分析;结合低阶热声... 详细信息

为研究弱旋预混火焰在当量比变化过程中热声不稳定的频率迁移、模态转换特征及内在机理,通过傅里叶变换、相空间重构、OH*时序及平均火焰图像等方法对实验中出现的极限环、拍振、间歇性振荡等典型燃烧不稳定状态进行分析;结合低阶热声网络与n-τ模型,对热声振荡过程中发生的模态转换现象进行模拟,其中延迟时间τ使用了对流延迟时间进行近似,其基于未燃混合物长度计算得到。实验结果表明,在当量比φ=0.5~0.7内,随着当量比的增加,一阶振荡频率向更高频率迁移;在φ=0.8时,振荡主频从一阶模态转换到二阶模态;φ=0.9~1.2内,一阶振荡频率降低,变化幅度最高达41.48%;并且当φ=1.1时,振荡主频从二阶模态转换回一阶模态;在整个当量比区间内,二阶振荡频率变化幅度小于5%。计算结果显示,振荡频率的预测值与实验值整体吻合良好,尤其是当φ=0.8时,二阶频率的增长率大于一阶频率的增长率,对应实验中发生的一阶模态到二阶模态的转换。同时在部分工况下,预测的振荡频率与实验值也有偏移,其原因是增益的增加导致偏离增大,一阶频率的最大误差为26.4%,二阶频率的最大误差小于12%。本研究表明,对流延迟时间与振荡主频的分布存在反比关系,对流延迟时间的缩短会使得一阶频率向高频迁移,过程中振荡模态会由一阶转换到二阶模态。

关键词：燃气轮机燃烧室燃烧不稳定热声振荡热声耦合对流延迟时间低阶热声网络模态转换

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基于多视角的成像技术与图像增强方法综述

陕西师范大学学报(自然科学版) 2025年

作者：李安虎金佳亮刘也琳马珺琳同济大学机械与能源工程学院

多视角成像技术通过捕捉不同角度的图像而获取丰富的场景信息,可为自动驾驶、智能制造和机器人导航等领域提供关键的视觉数据。该文总结了主流的多视角成像系统的构成要素、工作原理及其实现方法,从动态成像的适应性、成像精度、成本效... 详细信息

多视角成像技术通过捕捉不同角度的图像而获取丰富的场景信息,可为自动驾驶、智能制造和机器人导航等领域提供关键的视觉数据。该文总结了主流的多视角成像系统的构成要素、工作原理及其实现方法,从动态成像的适应性、成像精度、成本效益及系统综合性能等关键维度,深入剖析了不同多视角成像系统的显著优势及其存在的局限。进一步针对视觉图像增强技术,结合传统图像处理方法与深度学习技术,讨论了在提升多视角成像质量方面的应用与效果。小型化与低功耗的硬件系统、深度学习算法的集成和应用及多模态数据融合将是多视角成像技术未来发展的重要方向。

关键词：多视角计算成像图像增强机器成像

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介质微球超分辨光学成像:原理、技术与应用

北京工业大学学报 2025年第1期51卷 100-120页

作者：李红梅闫胤洲蒋毅坚北京工业大学机械与能源工程学院北京100124 北京工业大学物理与光电工程学院北京100124

光学显微技术在生物学、医学、材料学、精密测量学等领域扮演着至关重要的角色,为微纳尺度的探索提供了强大的工具。然而,传统光学显微系统受到衍射极限的制约,最大分辨率极限约为光波长的一半(λ/2)。近年来,突破衍射极限、实现更高成... 详细信息

光学显微技术在生物学、医学、材料学、精密测量学等领域扮演着至关重要的角色,为微纳尺度的探索提供了强大的工具。然而,传统光学显微系统受到衍射极限的制约,最大分辨率极限约为光波长的一半(λ/2)。近年来,突破衍射极限、实现更高成像分辨率成为显微成像领域的研究热点。介质微球透镜通过调控光场,能够将入射光束聚焦于微球底部的极窄区域形成光子纳米射流,打破了阿贝(Abbe)衍射极限,使出射光束半峰全宽小于λ/2。与其他超分辨成像技术相比,微球超分辨成像具有简单直接、无须荧光染料标记、实时成像、可与现有显微系统相兼容等优势,为学术研究和实际应用开辟了新的机遇。该综述首先介绍了介质微球超分辨光学成像原理;随后,详细分析了影响微球超分辨光学成像能力的关键因素,包括微球光学性质、适用环境以及可控性等;最后,探讨了微球超分辨光学成像技术在生物医学、半导体器件、纳米材料科学领域中的应用。此外,还展望了微球超分辨光学成像技术未来发展面临的主要挑战。

关键词：介质微球透镜超分辨成像光学纳米成像远场纳米显微镜光子纳米射流非荧光纳米显微镜

计及混合博弈配电网与氢能系统的多综合能源服务商优化调度

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电力自动化设备 2025年第1期45卷 67-75页

作者：郑杰凯何山韩璐胡兵袁嘉旺樊小朝徐立军新疆大学可再生能源发电与并网技术自治区重点实验室新疆乌鲁木齐830046 新疆大学可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830046 新疆工程学院能源工程学院新疆乌鲁木齐830017

针对多个综合能源服务商(IESP)协同运行中的能源交易问题,在考虑系统内风光不确定性问题的前提下,通过配电网运营商(DSO)制定电价,并协调IESP联盟的购、售电计划以及IESP成员之间的能源交互计划。以典型风光场景的历史出力数据为基础,... 详细信息

针对多个综合能源服务商(IESP)协同运行中的能源交易问题,在考虑系统内风光不确定性问题的前提下,通过配电网运营商(DSO)制定电价,并协调IESP联盟的购、售电计划以及IESP成员之间的能源交互计划。以典型风光场景的历史出力数据为基础,以综合范数为约束条件,提出基于数据驱动的IESP联盟分布鲁棒优化调度模型。构建以DSO为上层领导者、IESP联盟为下层跟随者的主从博弈模型以及以下层IESP联盟为主的合作博弈模型;在下层IESP联盟中建立氢能系统模型,并考虑需求响应与碳交易机制;基于纳什谈判理论将合作博弈模型分解为联盟成本最小化问题与支付效益最大化问题。结合二分法、列与约束生成算法、交替方向乘子法对模型进行求解。算例结果表明:相较于传统的主从博弈模型,所提混合博弈模型能够实现IESP联盟的联合运行成本最小化,所建氢能系统能有效地减少碳排放,具有良好的经济效益;IESP联盟基于各成员的贡献大小实现了合作收益的公平分配。

关键词：综合能源服务商需求响应混合博弈分布鲁棒优化氢能系统配电网优化调度

复杂边界条件下液体管路球阀流致振动建模及特性分析

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船舶力学 2025年第2期29卷 321-335页

作者：孙燕尹莎莎靳国永靳淼孙凯浪叶天贵中国核动力研究设计院哈尔滨工程大学动力与能源工程学院

球阀流致振动是液体管路系统振动噪声的主要来源之一，掌握球阀流致振动特性是液体管路系统振动噪声分析、低噪声设计及控制的关键前提。本文以球阀为研究对象，采用三向弹簧与梁单元模型模拟球阀进出口法兰端面弹性边界条件，以实测干... 详细信息

球阀流致振动是液体管路系统振动噪声的主要来源之一，掌握球阀流致振动特性是液体管路系统振动噪声分析、低噪声设计及控制的关键前提。本文以球阀为研究对象，采用三向弹簧与梁单元模型模拟球阀进出口法兰端面弹性边界条件，以实测干湿模态数据为基准进行边界约束刚度反演与修正，建立实际安装条件下球阀边界约束模型。在此基础上，基于有限元方法和计算流体力学理论进一步建立球阀流致振动计算模型，研究不同质量流量与不同开度瞬态工况下球阀流场与结构振动特性。结果表明：采用三向弹簧与梁单元模型能够较好地模拟液体管路球阀实际安装边界条件；随着球阀开度减小或质量流量增加，流场的扰动更加明显，各测点位置的振动加速度级均有所增大。

关键词：球阀流致振动约束边界干湿模态

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液压支架护帮装置结构分析与参数化优化

机械设计与研究 2025年第01期 275-281页

作者：路亮荆忠亮宁志强冯利军山西工程技术学院机械工程系同济大学机械与能源工程学院

针对大采高综采工作面煤壁稳定性差，片帮时产生压力超过液压支架护帮力时，使护帮装置小四连杆机构变形、断裂失效的问题，采用理论分析与数值模拟相结合的方法，研究小四连杆参数对护帮装置性能的影响。基于煤壁片帮机理，建立护帮装... 详细信息

针对大采高综采工作面煤壁稳定性差，片帮时产生压力超过液压支架护帮力时，使护帮装置小四连杆机构变形、断裂失效的问题，采用理论分析与数值模拟相结合的方法，研究小四连杆参数对护帮装置性能的影响。基于煤壁片帮机理，建立护帮装置力学模型，利用CREO软件中的ANSYS Workbench接口，将参数化模型导入，施加边界条件建立有限元模型，进行结构分析和参数化优化。结果表明，加盖板的护帮板比普通护帮板和加厚顶板护帮板应力应变情况更好，且重量比加厚顶板的护帮板轻139 kg;通过多参数、多目标的方式对护帮装置小四连杆机构进行参数化优化，得到了更加合理的结构尺寸，使护帮板、长杆、短杆的等效应力分别降低了37.79%、13.39%、22.3%。参数化优化后的护帮装置，对煤壁的支护作用力、结构强度和可靠性都得到了提升。

关键词：护帮装置煤壁片帮力学模型有限元参数化优化

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基于关节电流的假肢手手指控制系统研究

机床与液压 2025年第3期53卷 41-45页

作者：岳文槊汤奇荣谢小平崔国华上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620 同济大学机械与能源工程学院上海201804

针对欠驱动假肢手手指拟人性差的问题,基于人手构造及其运动规律,研制一款具有耦合连杆机构传动两自由度欠驱动的假肢手手指。同时,针对假肢手指尖力传感器无法在结构复杂的物体表面实现有效接触力控制的问题,设计基于关节电流的假肢手... 详细信息

针对欠驱动假肢手手指拟人性差的问题,基于人手构造及其运动规律,研制一款具有耦合连杆机构传动两自由度欠驱动的假肢手手指。同时,针对假肢手指尖力传感器无法在结构复杂的物体表面实现有效接触力控制的问题,设计基于关节电流的假肢手手指压力控制系统。通过分析手指传动系统模型,确定手指关节电流与指面压力存在线性关系,并对手指关节电流和指面压力数据进行采集与拟合,得到关节电流与远、中、近指节的指面压力模型,并进行了实验验证。最后,对不同直径的圆柱体进行了抓取实验。结果表明:实际测得的指面压力与设定期望压力的误差在5%以内;所设计的假肢手手指能实现对不同直径圆柱体的抓取,具有良好的抓握能力,基于关节电流的假肢手手指压力控制具有较好的可行性。

关键词：假肢手手指关节电流压力控制

自适应变分模态分解算法在高温高压水空化特性分析中的应用

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 56-67页

作者：许博胡鸿飞王海军西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对高温高压流动工况下,空化状态判断困难、传统分析方法难以有效提取压力脉动信号中的有效信息的问题,以孔板为对象,开展了高温高压水的空化实验,并提出了一种基于遗传算法的自适应变分模态分解(AVMD)算法。该算法通过结合中心频率法... 详细信息

针对高温高压流动工况下,空化状态判断困难、传统分析方法难以有效提取压力脉动信号中的有效信息的问题,以孔板为对象,开展了高温高压水的空化实验,并提出了一种基于遗传算法的自适应变分模态分解(AVMD)算法。该算法通过结合中心频率法、遗传算法、功率谱熵和相对能量等技术,自适应地确定变分模态分解算法中的超参数并有效去除信号中的噪声成分,提高了空化特征的提取精度。结果表明:AVMD算法能够精确捕捉到高温高压水流经孔板时空化现象的发生和发展,识别空化起始点、转捩点以及空化强度的变化;当高温高压水流经孔板后,压力脉动的无量纲频率在0.04~0.35、压力脉动的无量纲幅值在0.014~0.067时,空化现象开始出现;随着空化强度增加,管内压力脉动幅值和频率整体呈增大趋势;空化起始转捩点及空化严重转捩点与入口压力和工质入口过冷度密切相关。AVMD算法能够有效提高空化特性分析的精度,尤其是在复杂流动条件下的空化预测,为压水堆核电站冷却剂系统和高压蒸汽系统的稳定运行提供理论依据和参考。

关键词：高温高压水空化特性自适应变分模态分解孔板

基于LEAP模型的江苏省重点行业碳达峰碳中和情景

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环境科学 2025年第1期46卷 1-9页

作者：罗闯黎林王雨豪姜宜东赵传文葛晖骏南京师范大学能源与机械工程学院南京210046

通过对江苏省未来能源需求和碳排放情景的深入分析,制定达到碳达峰和碳中和目标的战略.采用LEAP模型对2021~2060年不同情景下的能源需求和碳排放进行预测.研究发现,在基准情景下,江苏省重点行业的能源需求呈高速增长,2021~2060年能源消... 详细信息

通过对江苏省未来能源需求和碳排放情景的深入分析,制定达到碳达峰和碳中和目标的战略.采用LEAP模型对2021~2060年不同情景下的能源需求和碳排放进行预测.研究发现,在基准情景下,江苏省重点行业的能源需求呈高速增长,2021~2060年能源消费量增加2.35倍,年均增速为3.46%.而在政策执行、可持续发展和创新推进情景下,能源消费总量显著降低,分别为45.98%、58.96%和86.13%,展现出了不同程度的节能潜力.对碳排放的预测显示,在基准情景下,碳排放总量呈持续增长趋势,达到2060年的5.99亿t,年均增速为4.47%.而在3种情景下,碳排放量显著降低,表现为峰值达到2025年或2030年,并逐步下降.具体来看,工业部门逐年降低,交通运输部门呈增长趋势,建筑部门相对稳定.总体而言,随着产业结构调整和技术水平提升,江苏省有望实现碳排放的逐步减少,但需关注交通运输部门的碳排放增加趋势.

关键词： LEAP模型碳达峰碳中和重点行业情景分析