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机械应力下的质子交换膜燃料电池两相流研究

工程热物理学报 2022年第7期43卷 1896-1901页

作者：张恒朱礼军陈奔隋邦杰武汉理工大学汽车工程学院武汉430070

为了研究质子交换膜燃料电池在机械应力下的两相流分布,本文首先选取了四个压缩比:5%、10%、20%和25%来研究压缩对质子交换膜燃料电池性能的影响,研究了最佳压缩比时燃料电池内的两相流分布。研究结果显示:当压缩比为20%时,电池会达到... 详细信息

为了研究质子交换膜燃料电池在机械应力下的两相流分布,本文首先选取了四个压缩比:5%、10%、20%和25%来研究压缩对质子交换膜燃料电池性能的影响,研究了最佳压缩比时燃料电池内的两相流分布。研究结果显示:当压缩比为20%时,电池会达到最佳性能;燃料电池的最高温度发生在阴极催化层,燃料电池的温度随着电流密度的增加而增加;燃料电池阳极没有液态水的产生,燃料电池阴极的饱和度最大值发生在肋板下方的气体扩散层,随着电流密度的增加,阴极饱和度沿流道方向增加,当电流密度为1.51 A·cm^(-2)时,燃料电池的液态水饱和度最大值达到0.4。

关键词：质子交换膜燃料电池机械应力两相流饱和度

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汽车座椅调节参数对体压分布的影响分析

湖南大学学报（自然科学版） 2023年第6期50卷 38-44页

作者：郭巍周蒙蒙范涛彭强阮金伟武汉理工大学汽车工程学院湖北武汉430070

针对汽车座椅调节参数对体压分布的影响,选择靠背角度、座椅高度、滑轨位置3个参数作为因子,设计三因子五水平的正交试验,开展对95百分位、50百分位人体以及人体假人模型装置(H-Point Machine,HPM)在不同调节参数下的体压分布采集试验.... 详细信息

针对汽车座椅调节参数对体压分布的影响,选择靠背角度、座椅高度、滑轨位置3个参数作为因子,设计三因子五水平的正交试验,开展对95百分位、50百分位人体以及人体假人模型装置(H-Point Machine,HPM)在不同调节参数下的体压分布采集试验.对采集的体压数据进行去噪处理和提取体压指标,采用灰色关联度分析方法,分析与体压分布指标关联度较大的因子;对与体压指标关联度较大的因子进行单因子试验,描述各体压指标在单因子动态调整下的变化情况.结果表明,靠背角度和滑轨位置对体压分布影响较大.当靠背角度增大时,不同百分位驾驶员的靠背体压指标增大,坐垫整体体压指标略微变小.当滑轨位置增大时,95百分位人体靠背体压指标变小,坐垫接触面积变小;50百分位人体靠背体压指标变化较小,坐垫接触面积变小.

关键词：汽车座椅压力分布座椅调节参数灰色关联度分析

基于电磁屏蔽的专用车辆屏蔽箱体结构优化及仿真验证

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汽车安全与节能学报 2023年第6期14卷 681-687页

作者：陈一哲于成杰杨郁森霍嘉宸王辉武汉理工大学汽车工程学院武汉430000

为满足专用汽车轻量化与安全的要求,减少专用汽车电磁干扰,该文以专用车辆碳纤维复合材料电磁屏蔽箱为研究对象,使用Ansys Electronics Desktop软件对专用汽车结构设计方案进行了仿真试验,研究了屏蔽箱体厚度、开孔形状对电磁屏蔽性能... 详细信息

为满足专用汽车轻量化与安全的要求,减少专用汽车电磁干扰,该文以专用车辆碳纤维复合材料电磁屏蔽箱为研究对象,使用Ansys Electronics Desktop软件对专用汽车结构设计方案进行了仿真试验,研究了屏蔽箱体厚度、开孔形状对电磁屏蔽性能的影响,并进行轻量化设计优化。结果表明:在低频率和高频率频段的电磁干扰下,箱体的厚度与屏蔽效能呈正相关;相同开孔面积下,箱体的开孔形状为圆形时屏蔽效能更好,而在谐振频率频段内上述因素无明显影响。经过轻量化设计优化后的车体屏蔽箱结构在低频率和高频率频段,屏蔽效能分别达到46.3 dB、32.2 dB,符合专用车辆对电磁屏蔽性能的要求。

关键词：电磁屏蔽箱体结构屏蔽效能优化仿真分析

混合动力重卡自适应等效燃油消耗最小化能量管理策略

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内燃机工程 2023年第1期44卷 1-8页

作者：杜常清陈磊杨贤诚吴先攀武汉理工大学汽车工程学院武汉430070

为解决等效燃油消耗最小化策略的关键参数在不同工况下的动态调整,提出一种适用于混合动力重型汽车的自适应等效燃油消耗最小化策略(adaptive equivalent consumption minimization strategy,A-ECMS)。该策略以层次聚类算法得到的6种典... 详细信息

为解决等效燃油消耗最小化策略的关键参数在不同工况下的动态调整,提出一种适用于混合动力重型汽车的自适应等效燃油消耗最小化策略(adaptive equivalent consumption minimization strategy,A-ECMS)。该策略以层次聚类算法得到的6种典型行驶工况为例,提出了一种基于神经网络工况识别算法。应用改进的混沌粒子群优化(chaosparticle swarm optimization,CPSO)算法优化特定驾驶循环下等效燃油消耗最小化策略(equivalent consumption minimization strategy,ECMS)的3个关键参数:等效因子、惩罚函数的比例因子和发动机起动车速阈值。提出了一种基于工况识别的新型自适应能量管理策略对关键参数进行优化,根据该重型卡车的传动系统构型,建立了车辆的纵向动力学模型,并通过仿真进行了验证。仿真结果表明复合工况驱动循环下的CPSO-ECMS和A-ECMS控制策略与传统等效燃油消耗策略相比,油耗分别降低了5.9%和8.9%。

关键词：能量管理等效燃油消耗最小化策略混沌粒子群优化驾驶工况识别

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燃料电池在机械应力下的工作参数分布

湖南大学学报（自然科学版） 2022年第4期49卷 186-193页

作者：张恒陈奔隋邦傑武汉理工大学汽车工程学院湖北武汉430070

针对质子交换膜燃料电池在机械应力下的气-液两相流进行数学模拟研究,建立了一个二维质子交换膜燃料电池非等温两相流多物理场稳态模型.该模型综合考虑了固体力学、电化学、传热传质以及气液两相流的物理因素,研究了质子交换膜燃料电池... 详细信息

针对质子交换膜燃料电池在机械应力下的气-液两相流进行数学模拟研究,建立了一个二维质子交换膜燃料电池非等温两相流多物理场稳态模型.该模型综合考虑了固体力学、电化学、传热传质以及气液两相流的物理因素,研究了质子交换膜燃料电池在机械应力作用下的两相流分布.计算结果显示:在机械应力作用下,燃料电池肋板下方的多孔介质应力明显大于流道下方的应力,且在肋板和流道交界处下方的气体扩散层会产生明显的应力集中现象;随着电流密度的增加,阴极相对湿度逐渐增加,但阳极相对湿度会减小;液态水仅在阴极产生且主要在肋板下方的多孔介质内形成,其在阴极的饱和度随电流密度的增加而不断增加.

关键词：质子交换膜燃料电池机械应力多物理场两相流液态水

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基于人体姿态估计的分心驾驶行为检测

中国公路学报 2022年第6期35卷 312-323页

作者：尹智帅钟恕聂琳真马晨武汉理工大学汽车工程学院湖北武汉430000

为弥补现有驾驶特征提取方法的不足,提高分心驾驶行为检测的准确性和鲁棒性,将2D/3D人体姿态估计应用于驾驶人行为检测,提出一种适用于驾驶舱环境下的驾驶特征提取方法。首先通过将2D姿态估计网络Simple Baseline和分类网络ResNet进行融... 详细信息

为弥补现有驾驶特征提取方法的不足,提高分心驾驶行为检测的准确性和鲁棒性,将2D/3D人体姿态估计应用于驾驶人行为检测,提出一种适用于驾驶舱环境下的驾驶特征提取方法。首先通过将2D姿态估计网络Simple Baseline和分类网络ResNet进行融合,构建基于2D姿态估计的分心驾驶行为检测模型,并在分心驾驶数据集State Farm上分析不同数据增强方法、不同超参数、不同分类网络对模型性能的影响。其次,融合3D密集姿态估计网络DensePose与分类网络ResNet,构建基于3D姿态估计的分心驾驶行为检测模型。接着,在State Farm数据集上,针对模型的实时性和泛化能力,对比分析基于原始图像和基于2D/3D姿态的分心驾驶行为检测模型。最后,针对效果更优的基于2D姿态估计的分心驾驶行为检测模型,在分心驾驶数据集State Farm上,对使用不同姿态估计算法和分类网络的分心驾驶行为检测模型做了交叉试验,对比分析4个不同检测模型的优缺点。进一步地,将基于2D姿态估计的分心驾驶行为检测模型应用于实际采集的驾驶图片,对模型的泛化能力和有效性进行了测试验证。研究结果表明:与基于原始图像的检测模型相比,基于2D和3D姿态的检测模型都能显著提高分心驾驶行为的检测准确率;基于3D姿态的检测模型在检测精度方面略优,但基于2D姿态的检测实时性更好,检测效率是基于3D姿态检测的4倍;在驾驶舱单一环境下,基于2D姿态估计的分心驾驶行为检测模型能够满足分心驾驶行为检测的需求,在分心驾驶行为检测方面具有重要应用价值。

关键词：汽车工程驾驶分心分心驾驶行为检测人体姿态估计人机共驾

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氨氢混合均质压燃内燃机燃烧特性研究

重庆大学学报 2024年

作者：姚宁一钟绍华武汉理工大学汽车工程学院

基于CHEMKIN软件，建立均质压燃（homogeneous charge compression ignition，HCCI）内燃机仿真模型，分析研究了掺氢比(α)、进气温度、当量比(φ)等各个参数对内燃机燃烧性能的影响，主要是对内燃机缸内温度、压力以及放热率和NO排放... 详细信息

基于CHEMKIN软件，建立均质压燃（homogeneous charge compression ignition，HCCI）内燃机仿真模型，分析研究了掺氢比(α)、进气温度、当量比(φ)等各个参数对内燃机燃烧性能的影响，主要是对内燃机缸内温度、压力以及放热率和NO排放的影响。结果表明，缸内温度、压力和放热率随着α和进气温度的增大而增大，着火时刻提前；φ达到1附近时，缸内温度、压力和放热率峰值达到最大，随着φ的降低，着火时刻提前；缸内NO的生成量受α的影响较小，缸内NO摩尔分数峰值随着α的增加而升高；随着缸内燃烧的结束，NO的排放量都大幅度降低；α从0增加到0.2，NO的主要基元反应种类不变，总反应速率提高，且缸内的NO主要来自于HNO，NH则主要起到消耗NO的作用。为未来氨氢HCCI发动机燃烧及排放性能的改善提供了可行性研究。

关键词： HCCI内燃机氨氢混合仿真模型燃烧性能

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混合动力货车能量管理策略硬件在环仿真研究

内燃机工程 2022年第3期43卷 19-26页

作者：杜常清杨贤诚郭孔辉何隽逸武汉理工大学汽车工程学院武汉430070

针对等效燃油消耗最小策略(equivalent consumption minimum strategy,ECMS)获得优化等效因子的途径提出了一种基于粒子群寻优算法的重型混合动力卡车等效油耗最小控制策略。该策略采用粒子群算法并以整车油耗与终止电池组荷电状态(stat... 详细信息

针对等效燃油消耗最小策略(equivalent consumption minimum strategy,ECMS)获得优化等效因子的途径提出了一种基于粒子群寻优算法的重型混合动力卡车等效油耗最小控制策略。该策略采用粒子群算法并以整车油耗与终止电池组荷电状态(state of charge,SOC)偏离目标SOC程度的绝对值加权之和作为适应性函数,对等效油耗最小策略的关键参数进行选取。根据该重型卡车的传动系统构型,基于Simulink建立了车辆的纵向动力学模型,并基于此模型分别设计了基于动态规划(dynamic programming,DP)算法优化规则的能量管理策略和基于等效油耗最小的控制策略。在选取的测试工况下验证优化后的策略,硬件在环测试结果表明,在保持SOC稳定的情况下相比于基于DP算法优化规则的能量管理策略,所提出的基于粒子群算法优化的等效油耗最小策略使发动机油耗降低3.63%及1.36%。

关键词：能量管理粒子群算法等效燃油消耗最小控制策略硬件在环仿真

油基TiO_(2)纳米流体的制备及流变性研究

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功能材料 2022年第9期53卷 9147-9153页

作者：侯献军苏达王友恒叶心雨江华武汉理工大学汽车工程学院武汉430070

采用“两步法”制备了稳定性良好的油基TiO_(2)纳米流体,并使用旋转黏度计对纳米流体黏度和剪切应力进行了测量,探究了黏度计剪切速率、纳米颗粒浓度以及温度对纳米流体黏度的影响。结果表明,纳米TiO_(2)流体具有剪切变稀的特性,随温度... 详细信息

采用“两步法”制备了稳定性良好的油基TiO_(2)纳米流体,并使用旋转黏度计对纳米流体黏度和剪切应力进行了测量,探究了黏度计剪切速率、纳米颗粒浓度以及温度对纳米流体黏度的影响。结果表明,纳米TiO_(2)流体具有剪切变稀的特性,随温度升高该特性逐渐减弱,同时其黏度随浓度的增加而增大,随温度的上升以指数形式迅速减小。通过对实验数据的分析,并结合传统指数型粘温关系式,提出了涉及温度和颗粒浓度的油基TiO_(2)纳米流体黏度计算经验公式。

关键词：纳米流体流变性黏度温度