摘要：针对目前硬脆性材料在普通研磨抛光中存在的加工效率低、加工精度不高等问题,设计了一种超声研磨压电谐振系统。基于超声振动方程和谐振设计理论,对其进行了理论分析和结构设计。通过对变幅杆尺寸优化降低了设计频率的误差,并利用有限元软件ANSYS Workbench验证了变幅杆谐振频率与超声研磨系统谐振频率的一致性,提高了整个系统的纵向谐振性能。最后对该超声研磨系统进行了阻抗和振幅试验,测试结果表明:压电振子工作时电能与机械能的转化效率较高,纵向振幅达到10.85um,符合超声研磨加工振幅要求,验证了理论设计与有限元分析的正确性。

摘要：锂硫电池是一种具有高理论比容量(1675mA·h/g)和能量密度(2600W·h/kg)的锂二次电池,被认为是最具前景的高储能二次电池体系之一。但硫的导电性差、多硫化物的穿梭效应等是阻碍锂硫电池实际应用的关键。本文聚焦于锂硫电池的发展趋势,概述了锂硫电池面临的挑战和金属有机框架(MOF)材料潜在的解决方案。同时,在突出MOF材料多孔结构、富活性位点和功能配体等优势特点之外,也辩证地分析了其存在的导电性差等问题。综述了一系列MOF材料的设计和制备,包括自支撑MOF材料、MOF碳复合材料、MOF(导电)高分子复合材料、MOF衍生碳材料、MOF衍生金属/碳复合材料,同时阐释了MOF材料对于锂负极侧枝晶的抑制作用,深入阐释其构效关系,希望对于相关领域的研究者有所启发,以促进新能源新材料领域的理论和技术进步。

摘要：【目的】为了研究原状花岗岩残积土的表观黏聚力和有效内摩擦角随基质吸力的变化趋势,【方法】以广州市白云区某医院在挖基坑的原状花岗岩残积土为研究对象,通过室内试验研究原状花岗岩残积土的矿物成分、颗粒级配曲线、基本物理性质指标和微观结构等,借助变水头试验研究原状饱和花岗岩残积土的渗透性,结合非饱和三轴固结排水试验与原状土的微观试验,解释微观结构在宏观层面上对残积土的渗透系数、崩解及基质吸力等的影响,探讨了不同类型土体土水特征曲线差异的原因。【结果】结果显示,研究对象的花岗岩残积土为残积黏性土,主要由高岭土、石英和云母等组成,土体内部孔隙大小不均匀且相互贯通。饱和状态下原状花岗岩残积土的有效黏聚力和有效内摩擦角分别为29.17 kPa和20.99°。【结论】结果表明,非饱和状态下,随饱和度的减小,基质吸力对花岗岩残积土的表观黏聚力和有效内摩擦角均有着明显的影响;Khalili给出的非饱和抗剪强度方程式对花岗岩残积土较为合适。

摘要：双向直流变换器作为综合能源系统中储能模块的关键接口设备,需要具备低电流纹波、高电压增益和宽范围软开关的特性。常规双向直流变换器在低压储能侧使用交错技术实现对电池友好的低电流纹波特性,然而受限于实际的生产工艺,这类交错型双向直流变换器存在多相电流不均衡问题。本研究基于耦合电感提出了一种无需复杂控制算法的电流自均衡双向直流变换器。在综合能源储能场景中,该变换器不但具有电流自均衡特性,还具备低电流纹波、高电压增益和宽范围软开关的综合优势。首先,该变换器利用钳位电容的安秒平衡特性,在一个开关周期内强制保持了交错电流的均衡,从而在电路拓扑层面即可实现电流自动均衡的低电流纹波特性。其次,作为储能电感的耦合电感兼顾了变压器功能,通过电路多级增益结构配合,实现了高电压增益特性。最后,本变换器使用了电压匹配控制和移相控制策略,对电压增益和功率大小方向进行解耦控制,保证了不同工作状态下的软开关特性。本研究分析了该变换器的工作原理与电路特性,并以此为基础设计了一款低压侧工作电压30 V至40 V、高压侧工作电压400 V、双向功率1 kW的实验样机。该样机模拟了低压侧锂电池在不同工作电压、功率大小和方向下的运行特性,从而有效验证了该拓扑的可行性。

摘要：为了满足多楼层生产车间之间的物料运输需求,同时减少企业成本,自动存取系统的设计问题变得愈发重要。带有多层级货架的自动小车存取系统因其优秀的吞吐能力和柔性,具有很好的应用前景。为了分析多层车间中带有多层级货架自动小车存取系统并行作业的性能,在分析自动导引小车(AGV)和电梯、伸缩臂作业方式的基础上,构建了半开排队网络模型,并设计了基于近似均值分析法的近似求解算法。该方法首先将半开排队网内部网络分为不同的单独网络模型,并分别重构为等效的闭排队网络模型。这些网络模型最终被聚合成一个节点,与外部的同步节点联合构建闭排队网络模型求解吞吐率。最后,针对内部网络的单独节点进行分析计算,得到其他系统性能指标。通过设计仿真实验,验证了所提方法的有效性和准确性。

摘要：人体肠道微生态在维持人体健康和疾病的发生发展过程中扮演着重要角色。世界面临的如新冠疫情等重大传染病的暴发流行、食源性疾病、致病性耐药“超级细菌”等问题趋于严峻,威胁着人类健康。因此,利用专利大数据,开展基于专利地图的全球肠道微生态产业研发态势分析,对肠道微生态产业发展方向做出初步判断、厘清研发热点具有重要实践意义。基于专利地图,重点从专利管理图和专利技术图维度分析2011—2021年全球肠道微生态产业专利的申请趋势、公开国别、发明人、技术构成、研发热点、核心专利技术路径演进趋势和重点机构竞争影响力。研究发现,全球肠道微生态产业专利申请量呈逐渐快速增长趋势,2020年达到第二个高峰,未来将继续高速增加,其中中国是当前专利申请、受理和公开占比最高的国家,申请量前10第一发明(设计)人主要来自中国;拟杆菌|细菌领域为全球研发热点,各国研发热点各有千秋,整体上形成了优势互补格局。

摘要：电解水制氢具有效率高、操作简单、易于耦合可再生能源等优点,被认为是大规模产氢最有希望的技术之一.通常贵金属基材料Pt和Ir(Ru)O_(2)分别用作阴极析氢反应(HER)和阳极析氧反应(OER)催化剂,进而提高水裂解效率.然而,它们的稀缺性、成本高和稳定性差等缺点严重限制了在电解水中的大规模应用.因此,急需开发廉价且高效的水裂解电催化剂.钼酸钴(CoMoO_(4))由于成本低、储量丰富、氧化还原活性位点多和稳定性高等优点,被认为是替代贵金属基催化剂的理想候选者.但由于CoMoO_(4)复杂的单斜晶体结构,从原子层面揭示其HER和OER电催化机理仍然是一个极大挑战,而在原子水平探索电催化剂不同晶面的催化活性对理解电催化机制和识别活性位点起着推动作用.本文采用密度泛函理论(DFT)从层状晶态CoMoO_(4)的晶面选择到活性位点设计系统研究了其水裂解电催化机制.CoMoO_(4)沿[110]晶格方向呈现层状排列晶体特征,通过表面能计算并基于Wulff原则构造了CoMoO_(4)的热力学稳定晶体结构,结果表明,具有较低表面能的(110)A(62 mJm^(-2))和(001)A(179mJm^(-2)面均为理论热力学稳定晶体结构的主导晶面,分别占据了64.25%和23.53%.因此以(110)A和(001)A晶面为研究对象,重点研究了其碱性水裂解的电催化活性及其深入的催化机制.结果发现,在CoMoO_(4)的(110)A面上的O_(3)位点吸附的H可以与两个氧原子(O_(3)和Oadj)相互作用,理论计算得到的氢吸附吉布斯自由能(ΔGH*)仅为0.22 eV,对应了最高的类似Pt的交换电流密度i0,所以其表现出最优异的HER活性;另外,(110)A面水解离(Volmer反应)能垒约为1.6 eV,远低于(001)A的4.6 eV,说明(110)A面拥有比(001)A面更好的H_(2)O解离能力,更有利于碱性溶液中的HER.过渡态计算结果表明,(110)A上的H*更倾向于与另一个来自吸附水的H结合,Heyrovsky步骤的能垒为1.63 eV,低于两个H*结合形成H_(2)的Tafel步骤能垒(2.04 eV).因此,CoMoO_(4)催化剂上的HER是沿着Volmer-Heyrovsky步骤进行的.此外,根据吉布斯自由能计算,(110)A面上OER过电位仅为0.74 V,优于(001)A面(0.84 V),这是因为(110)A面的Co和O间的结合力更强,中间体*O的吸附状态更稳定,使得决速步(*OH→*O)能垒降低.综上,本文对CoMoO_(4)及其同构物质如Mn(Ni,Fe)MoO4纳米催化剂的选择性合成和电催化机理研究具有借鉴意义.

摘要：本文设计了一款新型紧凑型宽波束定向圆极化天线。天线利用多段金属直立振子和螺旋线串联组成天线辐射体,采用向下弯折的筒状金属壳作为小型化地板,通过控制直立振子和螺旋线的长度,使其为工作频率对应的半波长,通过选择合适的螺旋圈数获得定向圆极化辐射特性。采用50Ω同轴馈电,优化地板尺寸获得了最优辐射性能,并对天线进行了加工与测试。测试结果表明:该天线在2.2~2.61 GHz (17.04%)频段内的|S11|<-10 dB,在2.14~2.84 GHz (28.11%)频段内轴比小于3 dB,综合带宽为17.04%,该带宽内天线的最大增益为6.1 dB。该天线具有水平宽波束特点,结构更加简单,加工与实际应用更加方便。

摘要：目的构建兼具通用性和个性化特色的产品造型形态感性设计评价和优化方法,帮助设计师及相关企业减小产品开发成本,提高设计效率。方法从国际知名设计竞赛中提取评价的通用标准,以专家法和主成分分析确定具体产品造型设计的个性化优化准则,综合利用层次分析、问卷调研等方法构建出适用性强的产品造型感性设计评价流程,并对所构建的评价方法进行验证。结论基于个性化评价的产品造型感性设计评价方法结合了定量分析和定性分析各自的优势,解决了已有评价流程中通用性和差异化评价不兼容的问题,不仅可以提高产品造型设计评价的效率,同时也能够对特定产品提供有针对性的个性化设计优化建议,最后通过鼠标产品造型形态评价验证了评价方法的有效性,为产品造型感性设计评价研究提供新的思路。

摘要：当前大多数的先加密后压缩ETC(encryption-then-compression)方法只能够获得有限固定的压缩率,而无法获取到实际需求的任意压缩率。针对此问题提出一种具有任意压缩率的加密彩色图像有损压缩算法,该算法采用均匀下采样和随机下采样有机结合的方式对加密图像进行压缩,以获得加密图像的任意压缩率。接收方接收到加密图像的压缩序列后通过解压解密获得解密图像,随后把从解密图像有损重构原始图像的过程表征为一个结合下采样压缩方式约束的最优化问题,并设计一种基于卷积神经网络的有损ETC系统图像重构模型ETRN(ETC-oriented reconstruction network)来求解该优化问题。ETRN模型包含浅层特征提取层SFE(shallow feature extraction)、残差堆叠模块RIR(residual in residual)、残差信息补充模块RCS(residual content supplementation)、下采样约束模块DC(down-sampling constraint)。实验仿真结果表明,提出的加密彩色图像有损压缩算法能够获得优秀的加密压缩和重构性能,充分体现了该方法的可行性和有效性。