摘要：基于石蜡和高孔密度的泡沫铜制备了复合相变蓄热材料,设计并搭建了一套可视化蓄热实验装置,分析了高孔密度下泡沫铜填充率对石蜡相变过程的强化传热机理,得到了复合相变蓄热材料的综合传热系数。实验结果表明,当泡沫铜填充率为0、0.43%、1.29%和2.15%时,复合相变材料的综合传热系数先减小后增大,分别为1.26W/(m·K)、1.18W/(m·K)、1.44W/(m·K)和1.88W/(m·K),因此随着泡沫铜填充率的增加,复合相变材料的融化时间先增长后缩短。此外,随着泡沫铜填充率从0.43%增至2.15%,复合相变材料融化时传热机制中导热占比从17.26%上升到86.01%,自然对流占比从82.74%下降到13.99%。

摘要：针对目前渗吸岩心移位核磁成像实验存在表面油相损耗与空气吸附,进而影响实验结果精度的问题,改进设计出原位核磁成像渗吸实验方法,采用该方法开展砂岩岩心在纳米流体中的渗吸实验,记录了整个纳米流体渗吸过程中原油的实际运移图像,同时结合砂岩岩心的物性、渗吸过程中的驱动力变化,分析了不同渗透率砂岩岩心在纳米流体中的渗吸特征。研究表明:纳米流体能大幅降低油相的界面张力,改善渗吸排油效率,浓度越高,界面张力越低,渗吸排油效率越高,但浓度达到一定值后,渗吸排油效率增速趋缓;温度升高,有利于降低原油黏滞阻力和界面张力,提高渗吸排油率;岩心渗透率相对较高,渗吸时底部原油向上运移排出,且岩心渗透率越高,该现象越明显,表现为顶部排油特征;岩心渗透率相对较低,渗吸时岩心四周原油先排出,然后内部原油向四周扩散排出,表现为四周排油特征,但在纳米流体长时间作用下,岩心亲水性不断增强,油水界面张力不断降低,渗吸后期也会出现顶部排油特征。

摘要：水系锌离子电池(ZIBs)由于价格低、安全性好、储能性能优异等优点,在电网和可穿戴设备中具有极大的前景。然而,锌离子电池的锌金属负极并不稳定,例如,锌负极上会形成锌枝晶,同时还会发生析氢反应和其他副反应。这些不稳定的因素阻碍了ZIBs的应用。最近,纳米炭材料因其独特的结构、优异的导电性和良好的稳定性成为优化锌负极的重要材料。这篇综述系统地概述了纳米炭材料用于稳定ZIBs中锌负极的最新进展。总结了纳米炭材料稳定锌负极的4种策略,包括使用炭材料作为基底、保护涂层、电解质添加剂和隔膜改性。最后,指出了纳米炭材料在稳定锌负极方面的挑战和前景。

摘要：随着5G、物联网(Internet of things,IoT)和云计算等技术的发展,制造系统中数据的体量持续增长,并涌现出了全新的大数据特性与内涵,逐渐成为支撑制造系统运行优化的关键要素。为了进一步释放制造大数据的要素红利,对制造大数据分析方法展开综述,理清制造大数据的内涵,梳理大数据分析方法的发展历程,归纳制造大数据分析的应用,总结挑战与发展趋势。首先,从制造大数据的特点、数据密集型科学的内涵、大数据驱动的智能制造系统新模式三方面论述了制造大数据的新内涵;接着,从支撑技术与方法特点,对制造领域的大数据分析方法的发展历程进行回顾。然后,从产品设计、生产调度、产品装配、质量优化、设备运维和制造服务六个关键应用领域,对大数据分析方法在智能制造中的应用进行综述。最后,讨论制造大数据分析方法面临的挑战,展望未来大数据分析方法的发展方向,以期激发制造大数据分析方法的新思维、新理论,并推进制造大数据技术进一步发展。

摘要：类比推理是设计师在产品外形设计阶段最常用的设计方法之一,然而设计结果严重依赖设计师经验,具有不确定性与随机性。为了辅助设计师进行创意生成,优化设计流程,提出一种基于类比推理的设计生成方法,结合循环一致性对抗网络(CycleGAN)以及相关图像处理技术,实现产品外形类比推理过程的智能化。首先,通过爬虫框架、主体目标检测与计算机视觉库(OpenCV)等处理汽车前脸轮廓,构建设计对象数据集。其次,收集图像构建启发源数据集。然后,使用CycleGAN对启发源数据集和设计对象数据集中的图像进行训练。最后,进行设计评价并整合训练数据,设计并实现原型系统推理者(Analogist),实现类比推理方案的智能生成。本项研究以猫的正面轮廓图像作为汽车前脸轮廓图像的类比推理对象,通过Analogist可以生成新的具有显著类比推理特征的汽车前脸轮廓图像。结果表明,该方法可以有效便捷地辅助设计师进行产品外形的类比推理设计,在一定程度上提升了设计效率,并为智能设计领域的发展提供了理论依据和实践基础。

摘要：盾构输水隧道工程常采用复合衬砌结构型式,钢筋混凝土内衬具有施工便捷等优势成为常用内衬之一,但在内水压作用下容易开裂,钢筋混凝土内衬开裂后复合衬砌承载能力成为工程中设计的关键问题。本文对盾构隧洞钢筋混凝土内衬复合衬砌结构展开原型试验,研究内水压作用下复合衬砌的全过程变形破坏规律,揭示复合衬砌内压承载机理。试验结果表明:(1)内外压差达到0.22MPa时,内衬开始开裂,内衬开裂后盾构管片承担更多内水压力,随着内水压增长,接头手孔处混凝土出现损伤,最终内外压差达到1.78MPa时,管片接头混凝土断裂,复合衬砌丧失承载能力;(2)管片接头是复合衬砌薄弱环节,裂缝首先产生于内衬临近盾构管片接头处,然后沿环向均匀增加,内衬产生裂缝后,混凝土通过与钢筋的黏结作用共同承担内水压力,因此随内水压增加内衬发生多次开裂;(3)内衬开裂、接缝损伤后复合衬砌抗拉刚度分别下降为其弹性状态时的23.8%,12.3%,内衬开裂对复合衬砌承载能力影响最为显著。

摘要：深远海无人船在开发渔业资源时,面临着续航能力不足和路径规划算法收敛慢、精度低等问题,为尽可能减少渔业无人船在实际任务执行过程中环境影响和最大限度地优化航行路线,在保证其安全航行的前提下,设计了以路径长度、转舵和海流能耗等多个参数最小为目标的路径规划算法。通过对无人船在航行时海域环境和任务目标的分析,建立了时变海流干扰下的无人船多目标计算模型,采用改进的自适应灰狼优化算法进行求解,算法通过引入多项策略进行统筹优化。该算法应用于复杂水域下渔业无人船多目标优化领域的仿真实验,证实了算法的可行性和改进策略的有效性,多目标相较于3个单目标仿真结果对总目标值的优化率分别提高了9.2%、1.7%、11.9%;不同海流状态下的仿真路径表明了相较于传统的以距离最优算法能够节省更多的成本,有效地提高了无人船全局航迹的规划性能。

摘要：为提高跨层穿梭车双提升机系统的效率,对系统的作业任务排序问题进行研究。在其作业中考虑了穿梭车系统能耗,建立了作业时间和穿梭车系统能耗的双目标模型。引入去标量化的方法将双目标模型转化为单目标模型,设计了自适应遗传模拟退火算法,并通过算例验证了模型与算法的有效性。结果显示,自适应遗传模拟退火算法相比于传统的遗传算法,求解精度更高,对时间的优化率提高了20.7%,对能耗的优化率提高了15.5%。结果表明,所建立的跨层穿梭车双提升机系统入库作业模型及其所设计的求解算法,能有效降低作业时间和能耗,提高入库效率。

摘要：为探究泡沫金属填充率对相变材料融化过程中传热机理的影响,设计并搭建了一套半圆柱体式蓄热装置,制备了填充率为0.43%,1.28%和2.15%3种复合相变材料。通过实验研究了填充率对复合相变材料温度分布、液相率、融化过程中导热和对流换热强度以及蓄热性能的影响。实验结果表明,随着泡沫铜填充率增大,复合相变材料融化时间缩短;当填充率为0.43%时,自然对流作用占融化过程的68%,当填充率为2.15%时,自然对流占比减少至17%;当泡沫铜的填充率为0.86%时,蓄热量和蓄热速率均比纯石蜡提高0.96%,复合相变蓄热材料的蓄热性能较好。

摘要：向列相液晶是一种研究空间光孤子的绝好的非局域非线性介质。为了对向列相液晶中空间光孤子的偏转进行灵活的调制,设计了具有梳状电极结构的液晶盒。对这种定制电极结构的液晶盒施加电场可以实现向列液晶在周期阵列内的调制,从而实现了向列子和向列子对的可控偏转。在液晶分子的不同取向区域,入射激光束形成的向列子可以产生不同角度的偏转。当光束入射到定制电极宽度为910μm的液晶盒中,通过改变光束的入射位置可以实现单光束约60°范围内的偏转。双光束入射到不同的位置可以形成多种偏转组合形式。改变光束的入射角度,可以观察到向列子对在界面处的非线性全反射。此外,将定制条纹电极的宽度更改为300μm后,向列子对可以实现平行传输到相互会聚或发散之间的切换。这些关于向列子偏转的调控方法可以在全光电路和光通信中发挥重要作用。