摘要：采用多目标进化算法对正铲挖掘机工作装置进行优化设计,目标是水平直线挖掘铲斗切削后角变化量、主要挖掘区域内纵向斗杆挖掘最大挖掘力和纵向铲斗挖掘最大挖掘力3个性能指标。针对NSGA-Ⅱ处理具有复杂Pareto最优前端优化问题能力不足的问题,提出动态拥挤排序策略,提高算法求解的多样性,引入差分算子和柯西变异算子,提高算法的全局寻优能力。使用ZDT系列测试函数对改进算法进行测试研究,结果表明改进算法的收敛性指标和多样性指标均有很大提高,能够很好地处理具有复杂Pareto最优前端的优化问题。基于改进的优化算法对正铲挖掘机工作装置进行优化设计,并利用理想解法得到了最满意优化方案,优化结果表明了改进算法应用于实际工程问题的有效性和可行性。

摘要：对于混流式水轮机,活动导叶与固定导叶以及转轮的相对位置直接影响导水机构和转轮内部流动,对水轮机安全、稳定、高效运行起到重要作用。采用商业软件ANSYS CFX 16. 0对某电站水轮机模型机全流道进行三维数值模拟计算,提出了5种活动导叶分布圆直径方案,分析不同方案下水轮机的外部能量特性与内部流场,寻找活动导叶安放的最佳位置。结果表明:适当增大活动导叶分布圆直径,可以有效改善叶片吸力面的低压区,降低活动导叶流域内水流的最大速度,改善转轮进口水流角,同时减小导水机构与转轮的水力损失。小流量工况下,D_0/D_1增大0. 031,水轮机效率提高了5. 28个百分点;设计工况与大流量工况下,活动导叶分布圆的变化对水轮机效率的影响相对于小流量工况较小,最高效率与最低效率的差值分别为0. 17%与0. 48%。因此,在一定范围内改变活动导叶的分布圆直径具有可实施性,对水轮机的优化设计有一定参考价值。

摘要：多端柔性直流系统直流故障保护是直流系统发展的关键技术之一,主要技术难点包括直流故障的可靠识别和快速隔离。该文从故障快速隔离和提高供电可靠性的角度出发,设计基于直流断路器和不基于直流断路器的直流故障保护方案。设计的直流故障保护方案无需通信,能可靠实现故障识别。同时与传统基于交流断路器的保护方案相比,所设计的方案在动作速度和供电可靠性方面均有显著改善。最后,在MATLAB/Simulink仿真平台上分别搭建基于直流断路器和不基于直流断路器的四端柔性直流系统,通过仿真测试验证所设计的保护方案的可行性以及与已有保护方案相比所具有的优越性。

摘要：FBC分组密码算法是入选2018年全国密码算法设计大赛第2轮的10个分组密码算法之一.FBC主要采用四分支两路Feistel结构设计,是一个实现效率高的轻量级分组密码算法.将FBC算法抽象为FBC模型,并研究该模型的伪随机性和超伪随机性,在FBC轮函数都是相互独立的随机函数的条件下,给出能够与随机置换不可区分所需的最少轮数.结论表明,在选择明文攻击条件下,4轮FBC与随机置换不可区分,因而具有伪随机性;在自适应性选择明密文攻击条件下,5轮FBC与随机置换不可区分,因而具有超伪随机性.

摘要：氮氧化物(NOx)是一类有害的空气污染物,会引发酸雨、雾霾、光化学烟雾等严重的环境问题。目前,如何有效地去除空气中低浓度的NOx(十亿分之一)是研究的热点和难点。半导体光催化氧化法可以将空气中低浓度NOx氧化成无毒的硝酸盐,是一种经济有效的净化技术之一。本文主要围绕二氧化钛(TiO2),氮化碳(g-C3N4)和Bi系三类半导体光催化材料,对近年来包括本课题组在内的国内外对光催化去除低浓度NOx研究进行了简要概述。其中,通过代表性的工作介绍了贵金属沉积、元素掺杂、构建异质结和表面空位缺陷工程等改性策略,以提高半导体材料在去除低浓度NOx的光催化活性和性能。此外,对半导体材料在光净化低浓度NOx的未来发展进行了展望,以期待为高性能半导体光催化剂的理性设计和制备以及催化机理的探索等方面的研究提供思路。

摘要：具有可控形貌的铂合金纳米晶,尤其是表面由(111)面构成的纳米八面体或二十面体等,被认为是一种理想的高催化活性燃料电池电极催化剂,其重要的应用价值吸引了国际上许多研究组的兴趣和大量研究.近年来有关铂合金纳米晶的形貌可控合成和催化性能取得了突飞猛进的进展;但与此同时,如何在长期的催化反应服役过程中保持合金纳米晶的形貌和催化性能的长期稳定是拓展其实际应用的重要瓶颈.本文首先回顾了近年来在铂合金纳米晶的形貌调控和催化性能提升上的重要进展,进一步介绍了铂合金纳米晶在催化反应前后形貌和催化性能的稳定性,以及基于高分辨透射电子显微镜和谱学分析的失效机制研究;最后,总结了提高形貌和催化性能稳定性的一些可行途径.这些结果对进一步设计具有高活性、长寿命的燃料电池铂合金纳米催化剂具有较好的指导作用,同时也对用于其他催化反应的金属合金纳米晶催化剂具有一定的借鉴作用.

摘要：随着世界能源结构的转型,电力系统向着具有高比例新能源和高比例电力电子装备接入的新一代电力系统转型。建模是研究新一代电力系统动态特性与控制策略的基础。而现有电力系统软件存在自定义模型困难,不够灵活的缺点。难以适用于新一代电力系统的建模,基于此,文章开发了一种基于MATLAB/Simulink的新一代电力系统动态仿真工具箱。该工具箱可方便地实现含新能源和直流输电的新一代电力系统的仿真,具有可移植、模块化、开放式等优点,还可以充分利用MATLAB中的各种工具箱进行模态分析和控制器设计。文章在详细阐述该工具箱仿真建模核心思路的基础上,以风电经四端直流电网并网系统为例,通过对比所开发工具箱中建立的动态模型与在Simscape建立电磁暂态模型的仿真结果,验证所开发工具箱的正确性和准确性,最后,对带风电场的交直流混联系统的仿真分析结果表明,该工具箱能准确反映系统内各设备模型动态,方便地得到小干扰分析结果并进行振荡分析,适合于新一代电力系统的控制与动态分析方面的研究。

摘要：离心压缩机一维预设计中,准确的性能预测可以有效地缩短设计周期,提高设计效率。为了提高性能预测的准确性,在传统两区域模型的基础上,引入外界能量输入与叶轮旋转效应,提出一种叶轮扩压度计算模型,并结合无叶扩压器的特点,将两区域模型应用于无叶扩压器性能预测中。通过与文献中已有的实验结果进行对比,验证了改进模型的可用性。对比结果表明:改进的两区域模型有效减少对工程经验的依赖性,可以实现不同压比、不同后弯角离心压缩机性能预测,总体预测精度较高,与实验数据偏差在4%以内。

摘要：设计加工了可单独控制孔压和围压的三点弯试验装置,对多组均质性较好的岩石试样在不同孔隙压力条件下进行了三点弯试验,同时建立考虑2D流固耦合的有限元数值模型,采用LVDT测量的裂纹张开位移和DIC(数字成像技术)监测裂尖处应变分布,对建立的有限元模型进行验证和标定,得到裂纹扩展过程中尖端附近的孔压分布及裂纹扩展参数。研究结果表明,岩石破裂过程中裂纹尖端前部存在低孔隙压力区,该低孔隙压力区在裂纹尖端附近形成非均匀孔隙压力分布,使岩石I型断裂韧性大于均匀孔隙压力条件下的I型断裂韧性;I型断裂韧性增加幅度与低孔隙压力区孔隙压力梯度正相关。

摘要：多孔含油保持架凭借其内部微孔隙结构存储和释放润滑介质实现自润滑效应,对保持架自身微米、亚微米级孔隙结构的几何建模是其多力场作用过程及自润滑机理分析的前提。针对现有多孔材料建模方法孔隙率大、局部失真等问题,基于冷压烧结工艺的成型原理,提出一种面向多孔保持架二维及三维结构的数字化快速建模方法。基于随机种子方法确定颗粒中心位置及颗粒几何尺寸,结合堆叠原理模拟颗粒在烧结过程中随机堆叠挤压过程,采用伪随机数发生器确保多次堆叠过程的颗粒中心及尺寸的随机性。在此基础之上,借助Rhino软件完成三维建模并与真实多孔含油保持架结构进行对比验证。最后通过COMSOL Multiphysics平台开展多孔保持架二维几何建模及多场耦合分析,从微孔隙内部的流动与传热过程分析验证了本文建模方法的可行性与正确性,为小尺度孔道、小孔隙率三维模型构建提供了新思路。