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基于人工势场法的复杂环境下多无人车避障与编队控制

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工程科学学报 2025年第2期47卷 364-373页

作者：梅艺林崔立堃胡雪岩胡广琦王浩陕西理工大学机械工程学院

针对动态、密集障碍物等复杂环境下多车避障与编队控制存在的容易与障碍物碰撞、编队不稳定等问题，提出一种基于势场法的多车避障与编队控制方法.修改引力势场函数使引力大小在距离较大或较小时收敛于某一值，解决前期引力过大引起的... 详细信息

针对动态、密集障碍物等复杂环境下多车避障与编队控制存在的容易与障碍物碰撞、编队不稳定等问题，提出一种基于势场法的多车避障与编队控制方法.修改引力势场函数使引力大小在距离较大或较小时收敛于某一值，解决前期引力过大引起的无人车与障碍物碰撞以及目标点不可达问题；采用更平滑的斥力计算公式对斥力势场函数进行优化，解决无人车距离障碍物过近时斥力过大引起的无人车在障碍物附近徘徊的问题；定义编队稳定力使编队前进过程中保持稳定队形的同时解决传统人工势场法存在的局部极小值问题；引入动态障碍物速度斥力势场与障碍物数量稀疏区域引力势场使编队在复杂环境下具有更高的避障与路径规划成功率.通过仿真实验与传统人工势场法以及改进后的算法进行对比，实验结果表明：本文方法在复杂环境下能够维持编队稳定性，具有较高的抗干扰能力；相较于传统算法与文献算法在动态障碍物环境下避障成功率分别提高了35%与10%,在密集动态障碍物环境下分别提高了55%与10%;能够在密集动态障碍物环境下躲避障碍物规划出合理的路径.

关键词：人工势场编队控制避障动态障碍物密集障碍物

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适用于壳体h型自适应有限元分析的一组新单元

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计算力学学报 2011年第3期28卷 473-478页

作者：吴丹佘锦炎香港大学机械工程系

推导出一组适用于h型自适应分析的四边形蜕化壳元。对于大多数壳体结构,壳单元的刚度矩阵可分为薄膜、弯曲和剪切三部分。对薄膜部分本文采用杂交应力元方法进行设计,独立假设薄膜应力场以改善其精度;弯曲部分的刚度矩阵则依然由基于位... 详细信息

推导出一组适用于h型自适应分析的四边形蜕化壳元。对于大多数壳体结构,壳单元的刚度矩阵可分为薄膜、弯曲和剪切三部分。对薄膜部分本文采用杂交应力元方法进行设计,独立假设薄膜应力场以改善其精度;弯曲部分的刚度矩阵则依然由基于位移的应变来获得;而剪切部分则采用假设自然应变的方法来获得能克服薄壳下剪切自锁的新剪应变并用于计算此部分的刚度矩阵。在数值算例中,本文的新单元组在h型自适应分析下可以产生较为规整的网格,并且收敛速度比其他单元有所提高。

关键词：壳自适应有限元杂交应力元假设自然应变

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深度势能方法在材料科学中的应用

金属学报 2024年第10期60卷 1299-1311页

作者：文通其刘怀忆龚小国叶贝琳刘思宇李卓远香港大学机械工程系中国香港999077

第一性原理计算准确但成本高昂,而建立在传统原子间势函数(力场)基础上的分子动力学模拟速率快但精度低。为了兼顾速率与准确性,机器学习(ML)势函数应运而生并得到广泛应用。深度势能(DP)为ML势的一种,近年来备受关注。本文概述了DP方... 详细信息

第一性原理计算准确但成本高昂,而建立在传统原子间势函数(力场)基础上的分子动力学模拟速率快但精度低。为了兼顾速率与准确性,机器学习(ML)势函数应运而生并得到广泛应用。深度势能(DP)为ML势的一种,近年来备受关注。本文概述了DP方法在材料科学中的应用。首先介绍了DP的理论基础,随后详细阐述了DP模型的构建和使用,并简要回顾了DP方法在多种材料体系中的应用情况。AIS-Square为DP模型的开发提供了训练数据库及工作流。之后,对比了DP模型与第一性原理计算方法及传统势函数在精度和效率上的表现。最后,对DP方法的发展前景进行了展望。

关键词：深度势能原子模拟机器学习势函数神经网络

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基于载锰沸石分子筛的臭氧催化分解特性

工程科学学报 2025年第1期47卷 170-178页

作者：陈浩玥郭卓男刘应书杨雄裴有康李子宜北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 香港中文大学(深圳)理工学院深圳518172 明尼苏达大学机械工程系明尼阿波利斯55455

臭氧作为重点防控的室内气态污染物广泛存在于人类生产、生活中,亟待开发高效的臭氧分解转化器从源头进行净化,催化剂是其核心关键.本文基于金属离子改性沸石分子筛进行臭氧催化性能研究,基于不同沸石拓扑结构、阳离子种类、改性手段及... 详细信息

臭氧作为重点防控的室内气态污染物广泛存在于人类生产、生活中,亟待开发高效的臭氧分解转化器从源头进行净化,催化剂是其核心关键.本文基于金属离子改性沸石分子筛进行臭氧催化性能研究,基于不同沸石拓扑结构、阳离子种类、改性手段及干燥方法,优选得到了采用等体积浸渍法和微波干燥法组合制备的载锰USY沸石Mn-USY-DT/WB,相较商用臭氧分解催化剂具有可逆再生的优势.通过系列表征,提出了可能的长效稳定催化臭氧的机制:单位时间内臭氧分子在沸石上的吸附与催化分解的相互协调,决定了沸石对臭氧的稳态催化分解,呈现宏观所得的脱除效率随时间变化曲线.通过XPS表征分析优选沸石升温可逆再生的潜在原因,再生后Mn-USY-DT/WB的平均化合态(Average oxidation state,AOS)由2.95降至2.81,经过加热处理后部分吸附在活性位点的中间氧物种脱附,氧空位释放,因此催化活性恢复.将优选沸石涂敷制得整体式蜂窝沸石催化剂,在实际应用条件(170℃、50000 h-1空速)下可维持99%臭氧分解效率1000 h以上.本工作为长效低阻臭氧分解催化剂的开发提供了新思路.

关键词：臭氧催化剂沸石分子筛整体式蜂窝催化剂再生

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二氧化钛光催化分解水制氢技术进展

现代化工 2005年第4期25卷 9-12页

作者：倪萌 LEUNG Michael SUMATHY K 香港大学机械工程系

简单介绍了二氧化钛光催化分解水制氢的基本原理。综述了加入牺牲剂、碳酸钠、贵金属负载化、金属离子掺杂、阴离子掺杂、染料光敏化、半导体复合以及离子注入等提高二氧化钛光催化制氢的方法,讨论了这几种改性技术的机理以及对提高二... 详细信息

简单介绍了二氧化钛光催化分解水制氢的基本原理。综述了加入牺牲剂、碳酸钠、贵金属负载化、金属离子掺杂、阴离子掺杂、染料光敏化、半导体复合以及离子注入等提高二氧化钛光催化制氢的方法,讨论了这几种改性技术的机理以及对提高二氧化钛在可见光下的制氢效率的作用。重点讨论了阴离子掺杂和离子注入技术的机理和研究进展,指出离子注入是目前扩展二氧化钛光响应的最为有效的技术。最后讨论了光催化分解水制氢的氢氧分离问题,并通过与其他制氢技术的对比分析,指出光催化制氢将是通往氢经济的非常有潜力的制氢技术。

关键词：二氧化钛光催化制氢贵金属沉积离子掺杂染料光敏化复合半导体离子注入

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光催化剂纳米粉体的制备技术

粉末冶金技术 2006年第5期24卷 379-383页

作者：倪萌 Leung Michael K.H. Leung Dennis Y.C. 香港大学机械工程系

纳米半导体材料作为光催化剂在环境、能源领域具有广阔的应用前景。光催化剂的制备过程对催化剂的晶体结构有重要的影响,从而影响其光催化活性。本文较系统地综述了国内外对光催化剂纳米粉体制备的研究进展,包括固相法、气相法和湿化学... 详细信息

纳米半导体材料作为光催化剂在环境、能源领域具有广阔的应用前景。光催化剂的制备过程对催化剂的晶体结构有重要的影响,从而影响其光催化活性。本文较系统地综述了国内外对光催化剂纳米粉体制备的研究进展,包括固相法、气相法和湿化学法。对比分析了各种制备技术的优缺点,并对今后的研究方向和应用前景进行了分析。

关键词：纳米材料光催化剂制备

基于中子衍射和同步辐射X射线衍射的TWIP钢位错密度计算方法

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金属学报 2020年第4期56卷 487-493页

作者：李亦庄黄明欣香港大学机械工程系中国香港999077 香港大学深圳研究院深圳518057

本文详细梳理并介绍了被广泛应用于高强钢及其它结构金属材料位错密度计算的修正Williamson-Hall法,并结合中子衍射和同步辐射X射线衍射实验结果,以一种孪生诱发塑性(TWIP)钢为例,计算其在变形后的位错密度演化。本文详细介绍如何正确... 详细信息

本文详细梳理并介绍了被广泛应用于高强钢及其它结构金属材料位错密度计算的修正Williamson-Hall法,并结合中子衍射和同步辐射X射线衍射实验结果,以一种孪生诱发塑性(TWIP)钢为例,计算其在变形后的位错密度演化。本文详细介绍如何正确使用该方法以及如何避免常见的一些错误,并介绍其背后的原理及假设。

关键词：修正Williamson-Hall法位错密度 TWIP钢中子衍射同步辐射X射线衍射

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高强高韧异质结构温轧TWIP钢

金属学报 2022年第11期58卷 1519-1526页

作者：胡晨潘帅黄明欣香港大学机械工程系中国香港999077 香港大学深圳研究院深圳518057 南方科技大学机械与能源工程系深圳518055

通过简单的温轧工艺,制备出高屈服强度(1250 MPa)、高延伸率(24%)和高断裂韧性(K_(JIC)为125 MPa·m^(1/2))的部分再结晶TWIP钢。相比于热轧和冷轧钢,温轧TWIP钢的微观组织具有异质结构特征,即包含高密度位错和孪晶的形变粗晶晶粒以及... 详细信息

通过简单的温轧工艺,制备出高屈服强度(1250 MPa)、高延伸率(24%)和高断裂韧性(K_(JIC)为125 MPa·m^(1/2))的部分再结晶TWIP钢。相比于热轧和冷轧钢,温轧TWIP钢的微观组织具有异质结构特征,即包含高密度位错和孪晶的形变粗晶晶粒以及几乎无缺陷的再结晶细晶。形变粗晶提供高屈服强度,再结晶晶粒提供大的塑性变形能力,从而在拉伸实验中具有优异的加工硬化率。与此同时,在断裂韧性测试中的裂纹扩展过程中,再结晶晶粒能使裂纹尖端钝化和裂纹偏折,提高其断裂韧性。这种温轧产生的异质结构TWIP钢同时取得了高屈服强度和高韧性的优异性能组合。

关键词： TWIP钢温轧部分再结晶断裂韧性异质结构异构变形强化

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聚合物有机光伏的电荷产生机理

高分子学报 2023年第6期54卷 927-942页

作者：周慈勇香港大学工程学院机械工程系中国香港999077

聚合物有机光伏近年来已经获得长足的发展,最新的研究报道以Y6为代表的Y系列非富勒烯受体体系取得了接近20%的能量转换效率,然而其电荷产生的具体机制尚存在争议.本文回顾了近年来对基于富勒烯受体和非富勒烯受体的聚合物有机光伏体系... 详细信息

聚合物有机光伏近年来已经获得长足的发展,最新的研究报道以Y6为代表的Y系列非富勒烯受体体系取得了接近20%的能量转换效率,然而其电荷产生的具体机制尚存在争议.本文回顾了近年来对基于富勒烯受体和非富勒烯受体的聚合物有机光伏体系的电荷产生机理的研究报道,介绍了2种体系工作机理的异同,指出富勒烯体系虽然可以实现超快的电荷分离,却普遍存在较大的能量损失;非富勒烯体系大幅降低了器件的能量损失,但其电荷产生过程相对较慢,并且在一些情况下需要热能的辅助来实现.本文分析了Y系列体系实现高性能的可能原因,分析表明其具有的独特的分子堆积方式和电荷产生动力学均对其优异的性能有所贡献,并提出了进一步降低能量损失和提高器件性能的可能方法与展望.

关键词：聚合物有机光伏非富勒烯受体电荷产生电荷复合能量损失