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粉煤灰建材化增值利用:最新技术与未来展望

煤炭学报 2024年第6期49卷 2860-2875页

作者：时雅倩关渝珊葛伟哲夏岩王磊胡艳军王树荣浙江大学能源高效清洁利用全国重点实验室浙江杭州310027 浙江工业大学能源与动力工程研究所浙江杭州310023

粉煤灰是燃煤电厂产生的大宗固体残余物,其产量巨大且逐年增加。大量的粉煤灰不加以处理,则会对生态环境造成危害,也是一种资源的浪费。粉煤灰建材化利用技术可提高资源利用效率、减低环境风险,符合大宗固废高效低碳资源化利用的需求,... 详细信息

粉煤灰是燃煤电厂产生的大宗固体残余物,其产量巨大且逐年增加。大量的粉煤灰不加以处理,则会对生态环境造成危害,也是一种资源的浪费。粉煤灰建材化利用技术可提高资源利用效率、减低环境风险,符合大宗固废高效低碳资源化利用的需求,助力实现国家“双碳”战略目标。利用粉煤灰生产绿色建筑材料,通过优化生产工艺与开发高新技术,可提高其建材化利用效率,进而实现粉煤灰的规模化与高值化利用。总结了粉煤灰的生产概况与物理化学特性,在此基础上,系统地介绍了近年来我国主要粉煤灰建材化利用技术类型,包括用作水泥生产原料、混凝土掺合料、粉煤灰砖、人造骨料、玻璃陶瓷材料、耐火保温材料和新型智能建筑材料等。进一步重点阐述粉煤灰在建材领域资源化利用的研究现状,分析了现阶段不同技术的适用性,总结粉煤灰基绿色建材制备最新技术及未来研究面临的挑战,详细介绍了粉煤灰应用在建筑材料中的作用机理,针对粉煤灰在建材化利用中存在的问题提出思考。最后,对粉煤灰基绿色建材的研发和应用前景进行展望,提出粉煤灰“传统建材化工艺的大规模消纳”与“新型建材化技术的高值化利用”并行研究,理论研究与工程实践互为支撑,为粉煤灰建材化利用研究提供参考。

关键词：粉煤灰增值利用火山灰活性碱激发功能性混凝土绿色建筑材料

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空分系统压缩余热自利用方法的比较研究

工程热物理学报 2024年第2期45卷 343-350页

作者：甘浩然方松张涵玮王凯植晓琴邱利民浙江大学制冷与低温研究所杭州310027 浙江省制冷与低温技术重点实验室杭州310027

利用热驱动制冷循环回收压缩余热,将制取冷量用于冷却各级空压机入口空气,从而实现压缩余热“自利用”,是降低空压机组能耗,促进空分装备低耗化的有效途径之一。本文主要构建了基于有机朗肯–蒸气压缩制冷的空压流程(ORVC-ACS)和基于吸... 详细信息

利用热驱动制冷循环回收压缩余热,将制取冷量用于冷却各级空压机入口空气,从而实现压缩余热“自利用”,是降低空压机组能耗,促进空分装备低耗化的有效途径之一。本文主要构建了基于有机朗肯–蒸气压缩制冷的空压流程(ORVC-ACS)和基于吸收式制冷的空压流程(ARS-ACS)的热力学模型,对比分析了环境温、湿度和冷冻水出口温度对两种压缩余热自利用系统的性能影响。结果显示,当气候条件发生波动时,采用ORVC回收压缩余热可产生更高的节能效益,节能率可达3.5%,而ARS-ACS的节能率仅为2.6%。此外,高冷冻水输送温度更有利于ORVC-ACS的节能效果,六万等级空分系统的节能量最高可达854 k W。

关键词：低温空分系统压缩余热回收有机朗肯–蒸气压缩吸收式制冷

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面向申威众核处理器的规则处理优化技术

计算机研究与发展 2024年第1期61卷 66-85页

作者：张振东王彤刘鹏浙江大学信息与电子工程学院杭州310027 之江实验室智能超算研究中心杭州311100 数学工程与先进计算国家重点实验室江苏无锡214125

高性能口令恢复系统是申威众核处理器的重要应用场景之一,规则处理是主流口令恢复工具中被广泛应用的一种口令生成方式.现有相关研究工作缺少对规则处理算法的优化,导致申威处理器上基于规则的口令生成速度成为口令恢复系统的性能瓶颈.... 详细信息

高性能口令恢复系统是申威众核处理器的重要应用场景之一,规则处理是主流口令恢复工具中被广泛应用的一种口令生成方式.现有相关研究工作缺少对规则处理算法的优化,导致申威处理器上基于规则的口令生成速度成为口令恢复系统的性能瓶颈.通过分析规则处理算法的多层次可并行性,提出了面向申威众核处理器的线程级、数据级优化方案.在线程级优化方案中,探索了规则处理算法的最优任务映射方式,设计了主从核任务分配机制、从核缓冲区配比优化机制、负载均衡机制、变长规则存储机制等技术以提高并行效率;在数据级优化方案中,分析了规则处理算法中规则函数的计算模式,并通过申威SIMD指令集对规则函数进行向量优化以提高执行效率.在SW26010处理器上的实验结果表明,上述优化方案有效解除了规则处理的性能瓶颈,使规则模式下的口令恢复速度提升了30~101倍.

关键词：申威众核处理器口令恢复规则处理异构计算单指令多数据流

无缓存流水线生产系统中AGV调度问题的研究

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 58-67,75页

作者：汪星恺吴维敏邢子超牛昊一浙江大学工业控制技术国家重点实验室浙江杭州310058 浙江大学控制科学与工程学院浙江杭州310058

针对无缓存流水线生产系统中的AGV(automatedguidedvehicle)调度问题提出了复合评分的启发式调度算法,降低了系统中AGV执行任务的间隔等候时间.首先,通过建立数学模型,对目前主流的AGV规模估计方法做出了改进.其次,提出了一种新的基于... 详细信息

针对无缓存流水线生产系统中的AGV(automatedguidedvehicle)调度问题提出了复合评分的启发式调度算法,降低了系统中AGV执行任务的间隔等候时间.首先,通过建立数学模型,对目前主流的AGV规模估计方法做出了改进.其次,提出了一种新的基于复合评分禁忌搜索的AGV前瞻调度算法.不同于目前主流的以空驶距离为优化目标的调度算法,该算法能够以最小化工件延误时间、最小化AGV空驶距离等多目标来统筹调度AGV.最后,为验证所提算法的有效性,从多个角度与已有算法进行了实验对比.仿真实验结果表明,相较于其他算法,提出的前瞻调度算法能够更有效地解决无缓存流水线生产系统这一新场景的AGV调度问题.实车实验也证明了该算法在实际生产中的有效性.

关键词： AGV调度算法 AGV规模确定算法禁忌搜索算法流水线生产系统

航空发动机燃油控制系统故障诊断技术研究进展与挑战

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机械工程学报 2024年第4期60卷 3-31页

作者：严如强许文纲王志颖朱启翔周峥赵志斌孙闯王诗彬陈雪峰张军辉徐兵西安交通大学机械工程学院西安710049 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

随着发动机性能要求的不断提升,燃油控制系统服役的工况变得越来越恶劣、边界条件越来越复杂。燃油泵固有压力脉动与管路、活门的流固耦合振动,密封圈腐蚀或老化导致的泄漏,油液污染或润滑油失效而产生的磨损加剧等均会造成燃油控制系... 详细信息

随着发动机性能要求的不断提升,燃油控制系统服役的工况变得越来越恶劣、边界条件越来越复杂。燃油泵固有压力脉动与管路、活门的流固耦合振动,密封圈腐蚀或老化导致的泄漏,油液污染或润滑油失效而产生的磨损加剧等均会造成燃油控制系统的致命故障。同时,燃油控制系统具有少测点、变工况、强干扰及强非线性等特点,导致该领域对故障诊断技术存在迫切需求,同时也面临巨大挑战。为推动故障诊断技术在燃油控制系统领域的发展,总结燃油控制系统的特点与常见故障,并在此基础上介绍故障诊断技术的主要方法与分类。进一步从液压元件互换性角度,概述基于物理模型、信号处理和人工智能诊断方法在燃油控制系统关键部件中的研究现状。最后指出燃油控制系统故障诊断技术存在的挑战与机遇。

关键词：燃油控制系统故障诊断物理模型信号处理人工智能

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基于导星纳米对准的片上光子引线直写技术

光学学报 2024年第5期44卷 203-210页

作者：孙伯文周国尊杨振宇卞殷旭匡翠方刘旭浙江大学极端光学技术与仪器全国重点实验室浙江杭州310027 浙江大学杭州国际科创中心浙江杭州311215 浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027

针对双光子激光直写片上光子引线波导的纳米级对准需求,提出了基于导星数字匹配与纳米智能对准的方法,实现了高精度、高密度片上光子引线互联纳米结构3D直写加工。面向片上光子引线波导的背景与需求,设计了双光子直写光刻系统的光学系... 详细信息

针对双光子激光直写片上光子引线波导的纳米级对准需求,提出了基于导星数字匹配与纳米智能对准的方法,实现了高精度、高密度片上光子引线互联纳米结构3D直写加工。面向片上光子引线波导的背景与需求,设计了双光子直写光刻系统的光学系统结构,在硬件上设计了独特的导星,在算法上利用机器视觉的智能识别方法,精确定位了片上光子引线波导连接结构。所刻写的光子引线与硅片波导的平均偏差角度为0.19°,绝对位置平均对准精度为29 nm,标准差为17 nm。所提方案为实现高精度、高密度的光学片上互联提供了一种可行的方法,在芯片封装、多材料功能结构制备、复杂结构修饰等高精度加工领域有着重要的科学和应用意义。

关键词：光学设计光刻机器视觉片上光子引线波导加工双光子激光直写

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2023年工业控制系统安全热点回眸

科技导报 2024年第1期42卷 314-328页

作者：程鹏张镇勇车欣陈积明浙江大学控制科学与工程学院工业控制技术全国重点实验室杭州310027 贵州大学计算机科学与技术学院省部共建公共大数据国家重点实验室贵阳550000

2023年,勒索病毒仍然威胁着全球工业控制系统安全,地缘政治冲突加剧导致工控系统成为敌对双方网络攻击的重要战场,供应链攻击再度成为工控系统的软肋。工控系统安全行业关注度持续提升,各国围绕工控系统安全展开大规模演习;工控系统安... 详细信息

2023年,勒索病毒仍然威胁着全球工业控制系统安全,地缘政治冲突加剧导致工控系统成为敌对双方网络攻击的重要战场,供应链攻击再度成为工控系统的软肋。工控系统安全行业关注度持续提升,各国围绕工控系统安全展开大规模演习;工控系统安全政策、标准相继出台,相关行业有规可循、有法可依;软硬件漏洞仍然是工控系统“硬伤”,而“离地攻击”则可绕开漏洞实施“低成本、大威胁”攻击;研究人员开发了新型攻击手段,深度横向移动攻击、PLC勒索病毒使得威胁直指工控系统控制层,模块化、功能强大的工控系统攻击工具Pipedream为攻击者指明攻击路径;工控系统安全防护技术持续迭代更新,安全厂商和研究机构相继推出安全监控平台、可信DCS、攻击取证工具、轻量级密码算法、零信任机制传感器,网络安全逐渐被考虑纳入工控系统设计环节,功能安全、信息安全一体化协同设计取得突破;在PLC运行时安全测试、协议实现正确性测试、协议逆向分析技术、攻击检测技术方面都有创新性研究成果;新兴技术如人工智能、数字孪生、大语言模型等为工控系统安全带来机遇;工控安全外溢到卫星系统,欧美等国开始为网络战的空天战场作准备。

关键词：工业控制系统安全防护技术数字化智能化

半疏水晶胶微球的悬浮特性及固载乳杆菌合成有机酸

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高校化学工程学报 2024年第2期38卷 253-264页

作者：侯东杰楼小玲蔡礼年陈治宏张玮陈冰冰贠军贤浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310023 浙江工业大学绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地浙江杭州310014

针对有机酸生物合成过程中底物和产物抑制、细胞密度低和耐受性弱等问题,采用“结晶致孔-低温聚合”方法制备聚甲基丙烯酸羟乙酯-甲基丙烯酸丁酯半疏水晶胶微球,通过高速成像和数值模拟研究10 L搅拌式生物反应器(STR)内的悬浮行为,通过... 详细信息

针对有机酸生物合成过程中底物和产物抑制、细胞密度低和耐受性弱等问题,采用“结晶致孔-低温聚合”方法制备聚甲基丙烯酸羟乙酯-甲基丙烯酸丁酯半疏水晶胶微球,通过高速成像和数值模拟研究10 L搅拌式生物反应器(STR)内的悬浮行为,通过固载乳杆菌分析半疏水晶胶微球在乳酸和苯乳酸生物合成中的作用。结果表明,数值模拟得到晶胶微球的悬浮特性与高速成像实验结果基本一致,体积分数为3%的晶胶微球均匀悬浮所需最低搅拌转速为55 r·min-1;在晶胶固载乳杆菌发酵联产乳酸和苯乳酸过程中,乳杆菌生物量达10.5 g·L^(-1),相比于无载体发酵提高了84.2%;在第1次补料期间,乳酸的发酵周期大幅缩短至21 h,比无载体发酵周期缩短了50%。

关键词：半疏水晶胶微球搅拌式生物反应器悬浮行为乳杆菌发酵数值模拟

基于异步优势演员-评论家的交通信号控制方法

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浙江大学学报（工学版） 2024年第8期58卷 1671-1680,1703页

作者：叶宝林孙瑞涛吴维敏陈滨姚青浙江理工大学信息科学与工程学院浙江杭州310018 嘉兴大学嘉兴市智慧交通重点实验室浙江嘉兴314001 浙江大学工业控制技术全国重点实验室智能系统与控制研究所浙江杭州310027 浙江理工大学计算机科学与技术学院浙江杭州310018

针对现有基于深度强化学习的交通信号控制方法的模型学习和决策成本高的问题,提出基于异步优势演员-评论家(A3C)算法的单交叉口交通信号控制方法.在模型输入端分别从交叉口和车道2个不同维度构建车辆权重增益网络,对采集的车辆状态信息... 详细信息

针对现有基于深度强化学习的交通信号控制方法的模型学习和决策成本高的问题,提出基于异步优势演员-评论家(A3C)算法的单交叉口交通信号控制方法.在模型输入端分别从交叉口和车道2个不同维度构建车辆权重增益网络,对采集的车辆状态信息进行预处理.设计新的奖励机制,提出融合车辆权重增益网络的A3C算法.基于微观交通仿真软件SUMO的仿真测试结果表明,相比于传统的交通信号控制方法和基准强化学习方法,所提方法在低、中、高3种不同的交通流量状态下,均能够取得更好的交通信号控制效益.

关键词：交通信号控制深度强化学习 A3C 权重增益网络