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基于EQA和AD的产品仿生创新设计方法

机械工程学报 2024年第1期60卷 329-342页

作者：陈亮张活刘晓敏林章敏福州大学机械工程及自动化学院福州350116

针对分布式资源环境下仿生学与创新方法集成应用于产品创新设计问题,提出一种基于抽取式问答(Extractive question answering,EQA)和公理化设计(Axiomatic design,AD)的产品仿生创新方法。首先,构建基于知识挖掘的生物文本及工程设计信... 详细信息

针对分布式资源环境下仿生学与创新方法集成应用于产品创新设计问题,提出一种基于抽取式问答(Extractive question answering,EQA)和公理化设计(Axiomatic design,AD)的产品仿生创新方法。首先,构建基于知识挖掘的生物文本及工程设计信息数据库,实现生物及工程数据的处理与储存。其次,构建基于EQA的问答系统并提出一种生物参数获取方法,从设计功能的角度匹配合适的生物参数。然后,以融合EQA和AD的产品仿生创新设计流程为基础,实现从用户需求到设计方案的转换,获得可行的产品设计方案。最后,开发了相应的仿生创新设计辅助软件系统,辅助设计者进行产品创新设计,并以紫外线消毒车设计为例,验证了所提出的产品仿生创新设计方法的可行性与有效性。

关键词： EQA AD 仿生设计创新设计紫外线消毒车

基于界面电荷极化特性的变压器油纸绝缘寿命预测方法研究

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电力系统保护与控制 2024年第7期52卷 138-148页

作者：邹阳陈啸轩张云霄林锦茄林昕亮福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108

准确预测变压器油纸绝缘寿命对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。根据微观介电响应机制剖析界面极化与油纸绝缘老化的内在机理联系,并基于混合极化模型——一种在扩展德拜模型基础上引入界面极化支路的等效电路拓扑,探究界面电... 详细信息

准确预测变压器油纸绝缘寿命对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。根据微观介电响应机制剖析界面极化与油纸绝缘老化的内在机理联系,并基于混合极化模型——一种在扩展德拜模型基础上引入界面极化支路的等效电路拓扑,探究界面电荷极化特性在油纸绝缘寿命预测中的应用。首先,分析温升过程中频谱特性变化背后蕴含的普适弛豫极化规律,基于混合极化模型重构回复电压极化谱。结合温度对主时间常数和模型参数的影响规律,提出一种单一温度测试下的油纸绝缘活化能计算方法,通过界面极化电容构建出频温平移因子。其次,剖析介质损耗因数随老化加深的变化规律,探究损耗峰偏移现象与界面极化弛豫时间的内在联系,凝练全新表征油纸绝缘聚合度含量的频域特征参量——界面极化支路极点Ph2。最后,联合界面极化支路极点Ph2、频温平移因子和损失累积动力学方程构建油纸绝缘寿命预测模型,并将不同运行年限变压器现场实测数据代入模型验证实效性,为油纸绝缘寿命预测提供了一种新思路。

关键词：油纸绝缘活化能频域介电谱混合极化模型寿命预测

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多材复合高温基线密封件的研究进展

复合材料学报 2024年第7期41卷 3453-3466页

作者：魏雨函曾琴白鸿柏薛新福州大学机械工程及自动化学院福州350116

多材复合高温基线密封件是一种集隔热芯材、金属编织弹簧管和陶瓷纤维编织管于一体的新型多孔复合结构材料,在动载荷作用下具有柔性、耐高温、耐磨和密封等多功能优异性能,尤其对提高新一代高速飞行器热端部件的综合性能上起到关键性作... 详细信息

多材复合高温基线密封件是一种集隔热芯材、金属编织弹簧管和陶瓷纤维编织管于一体的新型多孔复合结构材料,在动载荷作用下具有柔性、耐高温、耐磨和密封等多功能优异性能,尤其对提高新一代高速飞行器热端部件的综合性能上起到关键性作用。它综合利用了内层隔热芯材的热防护、中间层高温合金编织弹簧管的弹性回复和外层陶瓷纤维管的耐热、耐磨等各自的性能优势。然而,由于各基材结构和性能之间的差异性,多材混杂结构与整体性能调控之间的内在联系尚不明确。基于此,首先介绍了多材复合高温基线密封件各组成材料特性及其制备工艺;其次,对现有高温基线密封件的理论和数值模型等研究方法进行梳理和归纳;再次,阐述了多材复合高温基线密封件在关键制备工艺和高温动载荷服役过程中存在的主要技术挑战;最后,对多材复合高温基线密封件的研究发展趋势和潜在工程应用进行了展望。

关键词：高温基线密封动密封制备工艺弹性行为耐磨

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中断离港航班恢复的改进NSGA2算法

北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 1784-1793页

作者：陈可嘉吴钧涛福州大学经济与管理学院福州350108

为解决因突发事件产生的航空公司航班中断问题,对中断的离港航班进行恢复,构建最小化航空公司总延误成本和最小化乘客总延误时间的双目标优化模型,设计基于支配强度的自适应非支配排序遗传算法(ANSGA2-DS)。提出3种改进操作:快速支配排... 详细信息

为解决因突发事件产生的航空公司航班中断问题,对中断的离港航班进行恢复,构建最小化航空公司总延误成本和最小化乘客总延误时间的双目标优化模型,设计基于支配强度的自适应非支配排序遗传算法(ANSGA2-DS)。提出3种改进操作:快速支配排序方法、新的拥挤距离和自适应精英保留策略。通过福州长乐国际机场某航空公司的运行数据对所提算法进行验证,实验结果表明:与传统的先规划先服务方法相比,所提算法得到的解有大幅优化;与ε约束法相比,所提算法的求解时间总体上低于ε约束法,且求解结果接近ε约束法所得最优结果;与NSGA2、MOEAD等多目标优化算法相比,所提算法表现出更优的性能,能够有效且高效地解决问题,为航空公司达成优化的解决方案提供基础。

关键词：航空运输中断航班恢复多目标遗传算法离港航班双目标优化

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标准模型下基于格的变色龙签名方案

电子与信息学报 2024年第7期46卷 3002-3009页

作者：张彦华陈岩刘西蒙尹毅峰胡予濮郑州轻工业大学计算机科学与技术学院郑州450001 福州大学数学与计算机科学学院福州350108 西安电子科技大学通信工程学院西安710071

作为一种比较理想的指定验证者签名,变色龙签名(CS)通过在签名算法中嵌入变色龙哈希函数(CHF)对消息进行散列,更简便地解决了签名的2次传递问题。在获得不可传递性的同时,变色龙签名还要求满足不可伪造性、签名者可拒绝性以及不可抵赖... 详细信息

作为一种比较理想的指定验证者签名,变色龙签名(CS)通过在签名算法中嵌入变色龙哈希函数(CHF)对消息进行散列,更简便地解决了签名的2次传递问题。在获得不可传递性的同时,变色龙签名还要求满足不可伪造性、签名者可拒绝性以及不可抵赖性等特性。针对基于大整数分解或离散对数等传统数论难题的CS无法抵御量子计算机攻击,以及随机预言机模型下可证明安全的数字签名方案在实际具体实现中未必安全的问题,该文给出了标准模型下基于格的变色龙签名;进一步地,针对签名者可拒绝性的获得需要耗费其较大的本地存储的问题,给出了标准模型下基于格的无需本地存储的变色龙签名,新方案彻底消除了签名者对本地签名库的依赖,使得签名者能够在不存储原始消息与签名的条件下辅助仲裁者拒绝任意敌手伪造的变色龙签名。特别地,基于格上经典的小整数解问题和差错学习问题,两个方案在标准模型下是可证明安全的。

关键词：变色龙签名格不可传递性标准模型无需本地存储

基于距离及相对角度信息的多智能体系统刚性编队任务规划

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航空兵器 2024年第2期31卷 79-90页

作者：黄捷李俊杰福州大学电气工程与自动化学院福州350108 福州大学5G+工业互联网研究院福州350108

针对仅在获取多智能体局部距离及相对角度信息条件下如何保持多智能体系统刚性编任务规划队问题,本文提出了两种多智能体刚性编队任务规划方案。首先提出一种基于距离和相对角度的刚性编队规划方案,规划在未知相对位置情况下确保智能体... 详细信息

针对仅在获取多智能体局部距离及相对角度信息条件下如何保持多智能体系统刚性编任务规划队问题,本文提出了两种多智能体刚性编队任务规划方案。首先提出一种基于距离和相对角度的刚性编队规划方案,规划在未知相对位置情况下确保智能体刚性编队。其次利用零空间投影的任务规划方法解决编队任务与避障任务的冲突,确保编队移动过程中编队队形的稳定。再次结合距离和相对角度提出一种整体刚性编队规划方案,并在避障过程中将多智能体系统视为整体进行避障,确保稳定的刚性编队和避障任务的完成。经过仿真验证本文提出的两种方法在弱化相对位置信息的条件下能够较好的保持刚性编队并完成避障任务,对比于依赖相对位置的零空间行为控制方法弱化了对于相对位置信息的依赖。

关键词：刚性编队任务规划多智能体系统相对角度信息距离信息

废旧锂离子电池正极材料直接再生技术研究进展

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化工进展 2024年第09期43卷 5207-5216页

作者：李红彦谢书涵张燕如王永净王永好吕源财林春香李小娟福州大学环境与安全工程学院

随着锂离子电池(LIBs)需求量的急剧增长，必将产生大量废旧LIBs，如若处置不当，将带来严重的环境污染问题。废旧LIBs的正极材料中含有大量稀缺有价金属，对这些金属进行回收会产生环境和经济的双重效益。相较于传统的正极材料中金属组... 详细信息

随着锂离子电池(LIBs)需求量的急剧增长，必将产生大量废旧LIBs，如若处置不当，将带来严重的环境污染问题。废旧LIBs的正极材料中含有大量稀缺有价金属，对这些金属进行回收会产生环境和经济的双重效益。相较于传统的正极材料中金属组分的分离纯化回收技术，正极材料直接再生的策略因其具有工艺简单、能耗低、回收周期短、产品附加值高等优势而备受关注。本文综述了共沉淀法、溶胶-凝胶法、固相烧结法、水热法、离子热/熔盐法和电化学修复法6种废旧LIBs正极材料直接再生技术及其优缺点。其中共沉淀法和溶胶-凝胶法因其相对复杂的步骤、较高的设备要求和试剂成本，在工业化应用中具有一定的局限性；固相烧结法、水热法、离子热/熔盐法和电化学修复法因其便捷性和经济性，具有巨大的发展机会。同时展望了废旧LIBs正极材料直接再利用的前景和发展趋势，旨在为废旧LIBs回收领域研究提供参考。

关键词：锂离子电池(LIBs) 正极材料直接再生回收

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基于最优觅食算法的增材制造中多种类零件分批排样研究

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计算机集成制造系统 2024年第7期30卷 2340-2349页

作者：朱光宇蒋起爽林晓斌福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108

增材制造中多种类零件分批排样存在打印时间成本高和工作台空间利用率低等问题,且需考虑零件高度的影响。分批排样问题包括零件在工作台上放置策略和成型批次分配两个子问题。放置策略涉及成型方向选择、零件碰撞检测和定位策略。基于... 详细信息

增材制造中多种类零件分批排样存在打印时间成本高和工作台空间利用率低等问题,且需考虑零件高度的影响。分批排样问题包括零件在工作台上放置策略和成型批次分配两个子问题。放置策略涉及成型方向选择、零件碰撞检测和定位策略。基于建立的成型方向准则,利用多边形表示零件投影轮廓,提出基于临界多边形的改进移动碰撞法以确定3种不同形态多边形零件的免碰撞排放范围,提出新的左下定位策略放置零件,新定位策略融合了改进的建设性方法和契合度;提出单机台面积占用最大化策略实现零件成型批次分配。基于上述研究,提出基于最优觅食算法的分批排样算法,算法采用双重编码表达零件放置顺序和旋转角度,以最小化完工时间为目标实现优化分批排样。以案例库零件为对象,与3种对比算法比较,表明所提方法的方案能有效提高增材制造的空间利用率和缩短完工时间。

关键词：增材制造分批排样最优觅食算法三维排样

自浸润式纳米压印耦合实现量子点发光二极管性能提升

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发光学报 2024年第4期45卷 613-620页

作者：梁龙郑悦婷林立华胡海龙李福山福州大学物理与信息工程学院福建福州350106

胶体量子点材料因其优良的窄发射光谱、可调发射波长、高发光效率和优异的稳定性而被广泛研究,且同时具有溶液可加工性使得量子点发光二极管(Quantum dot light-emitting diode,QLED)具有广泛的适用性和应用。然而,器件自身存在的基底... 详细信息

胶体量子点材料因其优良的窄发射光谱、可调发射波长、高发光效率和优异的稳定性而被广泛研究,且同时具有溶液可加工性使得量子点发光二极管(Quantum dot light-emitting diode,QLED)具有广泛的适用性和应用。然而,器件自身存在的基底模式导致QLED器件大量光子被限制在内部无法利用。本文基于纳米压印工艺同时利用聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)材料本身的表面结合能开发出溶剂自浸润式纳米压印工艺,对压力依赖度低的同时简化了工艺流程,制备出高质量周期性的1.3,1,0.5μm三种尺寸的微纳结构图案层,对红、绿、蓝三色QLED器件进行耦合实现光提取。在这种情况下,1.3μm微纳结构耦合绿光QLED器件亮度达到715069 cd·m^(-2),最大外量子效率(External quantum efficiency,EQE)和电流效率分别提升至12.5%和57.3 cd·A^(-1);1μm尺寸耦合的蓝光QLED器件各电学性能提升接近200%;0.5μm尺寸耦合红光QLED器件EQE也从17.3%提升至20.5%。并通过角分布测试,证明微纳结构不会对QLED器件发光强度造成影响,仍然接近朗伯体发射。本工作提出的溶剂自浸润式纳米压印工艺及QLED光提取方法,为QLED的性能提升提供了一条简单有效的途径。

关键词：量子点发光二极管纳米压印耦合光学性能光学仿真

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