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超硫水泥对有害离子的固化以及长期性能

建筑材料学报 2024年第7期27卷 596-603页

作者：班加星陆建鑫潘智生香港理工大学土木与环境工程学系香港999077

普通硅酸盐水泥(OPC)是一种广泛使用的胶凝材料,但其生产会伴随大量的碳排放.为了减少碳排放,一种有效的方法就是利用固体废弃物制备新型低碳超硫水泥(SPCS)来代替OPC.废弃阴极射线管(CRT)玻璃作为固废,可用于制备SPCS,但其含有多种危... 详细信息

普通硅酸盐水泥(OPC)是一种广泛使用的胶凝材料,但其生产会伴随大量的碳排放.为了减少碳排放,一种有效的方法就是利用固体废弃物制备新型低碳超硫水泥(SPCS)来代替OPC.废弃阴极射线管(CRT)玻璃作为固废,可用于制备SPCS,但其含有多种危险重金属.因此,本研究将CRT玻璃粉作为胶凝材料,CRT玻璃砂作为骨料,应用到SPCS与OPC中,并对比了2种胶凝体系对重金属的固化效果以及长期性能.结果表明,相比于OPC体系,SPCS体系具有更优异的重金属固化效果,同时也能更显著地抑制碱骨料反应.

关键词：低碳胶凝材料固化稳定化重金属耐久性废弃玻璃

辐照改性聚丙烯腈/热塑性聚氨酯锂离子电池隔膜的制备与性能

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2385-2394页

作者：王一迪巩桂芬崔巍巍王召阳楼晨霞哈尔滨理工大学材料与化学工程学院哈尔滨150040

聚丙烯腈(PAN)隔膜具有优秀的电化学性能,作为锂离子电池隔膜材料受到广泛关注,但其机械强度与耐热性不足问题依然存在。本文选用由软段与硬段构成的聚合物热塑性聚氨酯(TPU)与PAN进行混纺,并将制备的纤维膜通过^(60)Coγ射线对其改性,... 详细信息

聚丙烯腈(PAN)隔膜具有优秀的电化学性能,作为锂离子电池隔膜材料受到广泛关注,但其机械强度与耐热性不足问题依然存在。本文选用由软段与硬段构成的聚合物热塑性聚氨酯(TPU)与PAN进行混纺,并将制备的纤维膜通过^(60)Coγ射线对其改性,制备出一种新型锂离子电池隔膜。通过FTIR发现辐照改性PAN/TPU隔膜,PAN分子间出现环化反应,并且PAN与TPU分子间出现C=N-N键的交联,环和交联结构的引入都提高隔膜的力学与耐热性能,此外通过100 k Gy改性后的隔膜电化学性能优异,具有较高的吸液率(552%)与孔隙率(68.2%),电化学稳定窗口为5.42 V,界面阻抗为149.44Ω,离子电导率为1.68×10^(-3)S/cm,均优于辐照前的隔膜,1 C下循环100次后放电容量保持率为96.53%,并在循环测试中表现出优异的倍率性能。

关键词：锂离子电池电化学性能隔膜静电纺丝聚丙烯腈辐照

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冷喷涂增材制造技术应用研究进展

表面技术 2024年第16期53卷 19页

作者：吴应东卢静孙澄川陈子斌谢晖季华实验室广东佛山528200 湖南大学机械与运载工程学院长沙410082 香港理工大学工业与系统工程学系香港999077

冷喷涂增材制造(CSAM)技术作为一种新兴的快速增材制造技术,凭借其独特的“气动加速-固态沉积”的工艺特性,以及增材效率高、成形尺寸规模不受限等应用优势,已逐渐成为金属增材制造领域的新热点。通过将CSAM技术与包括选区激光熔化(SLM... 详细信息

冷喷涂增材制造(CSAM)技术作为一种新兴的快速增材制造技术,凭借其独特的“气动加速-固态沉积”的工艺特性,以及增材效率高、成形尺寸规模不受限等应用优势,已逐渐成为金属增材制造领域的新热点。通过将CSAM技术与包括选区激光熔化(SLM)、选区电子束熔化(SEBM)、电弧熔丝沉积(WAAM)、激光金属直接成形(LMDF)以及搅拌摩擦增材制造(FSAM)在内的几种典型金属增材制造技术,进行了制造效率及成本、成形尺寸规模、成形精度、产品机械性能及工艺适用材料等方面的分析对比,并总结了CSAM在当下增材制造应用中的优势和不足。基于改善CSAM目前存在成形质量欠佳、复杂结构成形能力不足等问题,重点综述了近年来关于CSAM工艺研究、喷涂部件改良以及喷涂策略创新三方面的相关研究进展。此外,针对CSAM技术现阶段在旋转增材成形、自由增材成形、损伤修复及再制造等方面的具体应用情况进行总结与讨论。最后,提出了CSAM目前面临的挑战和潜在的发展方向并强调了其在快速增材制造方面的应用价值及意义。

关键词：冷喷涂增材制造金属制造效率成形质量喷涂策略

基于大语言模型的人机交互移动检测机器人导航方法

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1587-1594页

作者：王湉范峻铭郑湃香港理工大学工业及系统工程学系中国香港特别行政区999077

在工业制造领域,移动机器人的广泛应用已成为提高作业安全和效率的关键。然而,现有的机器人系统只能完成预定义的导航任务,无法适应非结构化场景。为了突破这一瓶颈,提出一种基于大语言模型(LLM)的人机交互移动检测机器人导航方法,可代... 详细信息

在工业制造领域,移动机器人的广泛应用已成为提高作业安全和效率的关键。然而,现有的机器人系统只能完成预定义的导航任务,无法适应非结构化场景。为了突破这一瓶颈,提出一种基于大语言模型(LLM)的人机交互移动检测机器人导航方法,可代替操作人员进入工业环境中的危险区域进行检测,并且可以根据人类自然语言指令完成复杂的导航任务。首先,通过高分辨率网络(HRNet)模型进行场景语义分割,并在点云融合阶段将语义分割结果渲染到重建的三维场景网格模型中,得到三维语义地图;然后利用大语言模型让机器人可以理解人类的自然语言指令,并根据创建的三维语义地图生成Python代码控制机器人完成导航任务。最后,通过一系列非结构化场景下的实验验证了该系统的有效性。

关键词：人机交互大语言模型视觉语言导航智能制造工业5.0

基于相干光调控的无透镜光纤成像及其应用(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第6期61卷 25-53页

作者：程圣福仲天庭胡子敏李浩然赖溥祥香港理工大学生物医学工程学系中国香港香港理工大学光子技术研究院中国香港香港理工大学深圳研究院广东深圳518063

基于多模光纤或多芯光纤的无透镜超细光纤内窥成像技术近些年获得了快速发展,有望成为下一代的极微创、高分辨率内窥显微镜。通过对相干入射光场的时空调控,该技术可克服多模光纤中模式色散或多芯光纤中相位畸变的影响,在无需光纤末端... 详细信息

基于多模光纤或多芯光纤的无透镜超细光纤内窥成像技术近些年获得了快速发展,有望成为下一代的极微创、高分辨率内窥显微镜。通过对相干入射光场的时空调控,该技术可克服多模光纤中模式色散或多芯光纤中相位畸变的影响,在无需光纤末端透镜或扫描器件的情况下实现高分辨率的聚焦、成像及相关应用。此外,在无透镜光纤内窥成像或图像传输等场景下,通过构建物理或深度学习模型,从光纤输出测量中也能实现物体信息重建。对相干光纤无透镜成像技术的发展进行综述,首先说明无透镜光纤成像的基础原理,并从主动波前调控和被动目标重建这两类角度阐述无透镜光纤成像方法,接着介绍一些先进光纤成像模态和技术,列举光纤成像相关应用,最后分析该领域所面临的挑战,总结并展望其进一步发展方向和应用前景。

关键词：多模光纤多芯光纤波前整形内窥成像光学显微成像深度学习

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深层生物组织光学技术发展及其应用(特邀)

中国激光 2024年第1期51卷 330-353页

作者：赖溥祥赵麒周颖颖程圣福胡子敏李焕浩余志鹏黄夏子姚靖庞未然李浩然黄浩梵李文钊郑源东王志远袁楚琪仲天庭香港理工大学生物医学工程系中国香港九龙999077 香港理工大学深圳研究院广东深圳518055 香港理工大学光子技术研究院中国香港九龙999077 香港理工大学体育科技研究院中国香港九龙999077

光学技术在生物医学中扮演着越来越重要的角色,其非电离辐射、高分辨率、高对比度和对生物组织异变高度灵敏等特性使其非常适用于生物组织的研究,包括成像、传感、治疗、刺激以及控制等。然而由于光折射因子在生物组织中的分布是不均匀... 详细信息

光学技术在生物医学中扮演着越来越重要的角色,其非电离辐射、高分辨率、高对比度和对生物组织异变高度灵敏等特性使其非常适用于生物组织的研究,包括成像、传感、治疗、刺激以及控制等。然而由于光折射因子在生物组织中的分布是不均匀的,光在生物组织中的传播会受到很强的散射影响,故纯光学技术的穿透深度和空间分辨率是“鱼和熊掌不可兼得”;高分辨率光学成像应用仅限于样品浅表层,当成像深度增加时分辨率急剧下降。实现光在深层生物组织里的高分辨率成像或应用是人们期盼已久的目标。近年来,为解决这一问题,研究者提出了不同的方法,例如切换到更长的光波长以减小组织散射系数,在信号检测时将漫射光转换为散射不明显的超声信号,逆转或者预先补偿由光的多次散射所带来的相位畸变,或借助光纤等微创光学通道实现深层生物组织的高分辨率光学成像、刺激等。基于团队在深层生物组织光学相关领域多年的耕耘,从光在生物组织中的传播特性出发,梳理和总结了近年来研究人员在光-声结合和光学波前整形技术等方面展开的诸多探索,以及在生物组织操控、成像、光学计算以及人工智能等领域中的应用尝试。虽然尚有诸多不足,但随着硬件设备的更新和计算技术的发展,在不远的将来有望实现活体深层生物组织光学高分辨率应用。在这一求索过程中,新方法和新能力将不断激发新的应用灵感,为光学尤其是生物医学光子学带来全新的理念和机遇。

关键词：生物光学光学成像生物医学光子学深层组织光学波前整形光声成像

基于多窗宽核密度估计的风电功率超短期自适应概率预测

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高电压技术 2024年第7期50卷 3070-3079页

作者：王森孙永辉侯栋宸周衍张文杰河海大学电气与动力工程学院南京210098 香港理工大学电机工程学系中国香港999077

精准的风电功率预测是保证新型电力系统安稳运行、促进风电消纳的重要手段。针对核密度估计所求分位数在不同置信度下鲁棒性差的问题,提出多窗宽核密度估计方法,根据不同置信度生成不同窗宽的核密度估计值,实现了风电功率的超短期自适... 详细信息

精准的风电功率预测是保证新型电力系统安稳运行、促进风电消纳的重要手段。针对核密度估计所求分位数在不同置信度下鲁棒性差的问题,提出多窗宽核密度估计方法,根据不同置信度生成不同窗宽的核密度估计值,实现了风电功率的超短期自适应概率预测。首先,结合风电功率曲线和数据驱动模型,建立基于改进双向长短期记忆网络的风电功率超短期确定性预测模型。其次,推导了最优窗宽核密度估计方法,并基于此构建多窗宽核密度估计误差拟合模型,在不同置信度下自适应生成最优窗宽并构建预测区间。最后,基于实际运行数据验证模型的可行性与有效性。结果表明,所提模型可有效提高确定性预测的精度和概率预测的鲁棒性。

关键词：超短期风电功率 BiLSTM 自适应概率预测多窗宽核密度估计

基于单端分支系数的四端柔直环网线路保护方案

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高电压技术 2024年第2期50卷 683-692,I0014-I0016页

作者：束洪春任敏田鑫萃李涛昆明理工大学电力工程学院昆明650504

为提升直流线路保护在柔性直流环网中的速动性与可靠性,提出一种基于单端分支系数的保护方案。分析了不同故障位置下各换流阀提供的故障电流分量,并根据单端换流阀极线电流突变量构造分支系数,结果表明线路保护区内故障下的单端分支系... 详细信息

为提升直流线路保护在柔性直流环网中的速动性与可靠性,提出一种基于单端分支系数的保护方案。分析了不同故障位置下各换流阀提供的故障电流分量,并根据单端换流阀极线电流突变量构造分支系数,结果表明线路保护区内故障下的单端分支系数小于区外故障,利用该特征构造区内、外故障识别元件。在线路高阻接地致使主保护失效时,根据桥臂最大允许电流决定线路纵联后备保护的开放时限,以优化现有主、后备保护方案之间的时序配合方案,保障各种直流线路故障工况下,换流阀不间断运行。保护方案不依赖线路边界元件,算法简单,大量仿真结果表明,该方案有良好的耐受过渡电阻能力,能在换流阀闭锁前实现故障区域可靠识别。

关键词：柔性直流电网分支系数接地故障故障电流解析故障识别保护时序配合

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航空煤油多组分表征燃料碳烟生成分析

航空动力学报 2024年第2期39卷 1-8页

作者：秦文瑾孙智成邵宇景瑞雄严俊上海理工大学机械工程学院上海200093

选取航空煤油的多组分表征燃料Jet-A world average(JW),运用大涡模拟和详细化学反应机理相结合的方法对该表征燃料的碳烟生成过程进行了数值模拟,从碳烟前驱物的生成、碳烟颗粒的生成及氧化等过程进行了详细预测。结果表明:Dalian碳烟... 详细信息

选取航空煤油的多组分表征燃料Jet-A world average(JW),运用大涡模拟和详细化学反应机理相结合的方法对该表征燃料的碳烟生成过程进行了数值模拟,从碳烟前驱物的生成、碳烟颗粒的生成及氧化等过程进行了详细预测。结果表明:Dalian碳烟模型可以较好地预测定容弹内多组分航空煤油表征燃料射流燃烧的碳烟的生长特性;对于描述碳烟生成的特征量,碳烟质量的增长略微滞后于颗粒数密度的增长;碳烟空间分布主要与当量比和温度的分布相关。当量比越小且温度越高的区域,碳烟生成量则越小。

关键词：航空煤油多组分表征燃料大涡模拟定容弹碳烟