摘要：质子交换膜燃料电池电堆中水热管理策略与电堆结构与大小息息相关,开发过程必须引进电脑辅助设计模拟工具,本文基于COMSOL软件开发了快速成型电堆二维模型,模型中考虑膜电极的零部件、双极板及冷却水槽道中的气、水、热、电的相互影响,在模型中加入阴极进气和排气歧管,真实地模拟了整个电堆的气体流动分布。该模型中几何尺寸及单电池数量经过参数化,能依据设计要求快速建模并进行仿真,在进行更详细三维模拟仿真之前,为电堆设计提供初步设计方案。本文以一个10个单电池串联的二维燃料电池堆模型为例,求解了气体流道,多孔介质、电极耦合表面和固体流体传热的一整套质量、动量、组分和温度守恒方程。针对U型进气方式,分析了电池堆氧气速度、质量分数和电极耦合表面电流密度分布特点。基于该电堆模型,研究了电压,质子交换膜电导率,空气进气流速等参数对电堆水气分布的影响。模拟结果发现高电压工作,较大的质子交换膜电导率,较大的进气流速均会提高电堆性能。通过优化现有模型结构,实现了电池堆水气更均匀地分布,为燃料电池堆的进一步设计提供参考。

摘要：湖北地区水资源丰富,河流众多,加之汛期降雨量增加,易发生洪涝灾害,造成生命和财产损失。本研究在文献研究和实地调研的基础上,根据现有地方志、相关期刊论文及调研案例,分析了湖北地区水患灾害的严重程度,深化了对该地区古村落水利设施、选址、水环境、洪涝原因、洪涝周期性规律等方面的认知,并探讨了该地区对洪涝灾害的应对措施,希望通过分析总结湖北地区传统滨水聚落空间应对洪涝灾害的建筑设计方法,针对性地提出现代建筑在防汛防涝方面的设计建议,以期减少洪涝灾害对人民生命和财产造成的损失。

摘要：共生理念已经在多个学科领域得到了应用,但目前尚未见将其应用于产品设计的深入探究。本文将产品设计视为共生系统的建构,通过对该共生系统中共生要素的分析,提出一套产品共生要素“拆解—梳理—重构”流程,并借鉴黑川纪章在建筑领域的共生手法,提出产品设计领域重构共生关系的方法。研究希望这种方法的提出有助于设计者创造更具创新性和情感共鸣的产品,为产品设计的优化与更新提供新的思路参考。

摘要：针对基于阿克曼转向的越野车最小转弯半径大、转向机动性不足的问题,利用轮毂电机驱动车辆转矩独立可控的优势,开发了路面自适应的原地转向控制策略。构建整车七自由度原地转向动力学模型,阐释原地转向过程中纵横向耦合运动轮胎力的演变规律,建立原地转向阻力矩和横摆力矩随车轮滑转率、路面附着系数变化的量化模型。以转向动力响应性为优化目标设计了不同附着条件下的横摆角速度期望轨迹,并以各轮滑转率安全阈值作为稳定性约束以减小转向中心偏移量,执行层基于模型预测算法进行横摆角速度的跟踪控制,同时引入自适应滑模控制器反馈调节车轮滑转率以确保纵横向运动的稳定性。仿真测试与实车试验表明,开发的原地转向控制策略在高、中、低附路面下均实现了期望原地转向轨迹的精确跟踪,并将转向中心偏移量限制在500 mm以内,提高了越野车原地转向灵活性和横向稳定性,实现了“既快又稳”的原地转向。

摘要：轮毂电动机驱动车辆各轮转矩独立可控,动力响应迅速,驱动系统冗余配置,在车辆动力学集成控制方面有显著优势,但其复杂的行驶工况和较高的功率需求容易使电动机发生温升故障,最终影响驱动效率.为了研究轮毂电动机温度故障诊断以及温度失效情况下的各轮转矩分配策略,保证整车稳定性及动力性,设计了模糊逻辑检测算法用于诊断电动机温度故障,提出温度失效因子量化表征轮毂电动机失效状态,根据期望速度和前轮转角计算纵、横向力需求,设计容错控制策略实现转矩重构优化分配.对所设计的算法进行实车试验验证.结果表明:故障诊断和处理策略能及时判断电动机失效状态并进行转矩重构分配,提高了行驶安全性,实现了整车动力性与稳定性的协调控制.

摘要：为提高滑移转向车辆机动性和稳定性,以轮毂电动机驱动滑移转向车辆为研究对象,充分利用转矩矢量控制在车辆动力学中的优势,针对传统滑模控制存在抖振问题,提出了一种基于自适应模糊滑模控制(adaptive fuzzy sliding mode control,AFSMC)的直接横摆力矩控制方法.设计自适应模糊滑模控制器,计算跟随控制目标所需的附加横摆力矩,构建模糊系统实时逼近变增益符号函数,模糊自适应律通过Lyapunov方法导出,提高控制策略的鲁棒性并抑制输出控制量的抖振问题.对下层控制器,提出了一种基于优化分配的驱动力分配方案,根据轮胎负荷率和加权因子建立目标函数.所提出的策略充分考虑了车辆的非线性动力学特性.实车试验结果表明:所提出的控制策略能够在车辆操纵性和稳定性方面获得良好的性能,控制系统具有较强的鲁棒性.

摘要：标记小病毒的磁纳米粒子弛豫时间达到微秒甚至纳米量级,病毒磁弛豫检测(MRX)电路关断时间会严重影响小病毒或者蛋白的精确测量。以亥姆赫兹线圈磁场发生装置作为研究切入点,发现传统关断电路在电压切断后,电路中仍然存在若干周期电压震荡干扰源,严重影响MRX电路快速关断时间,基于此提出了一种双闭环快速关断电路,有效解决传统电路存在周期电压震荡干扰难题,大幅提高基于亥姆霍兹线圈的磁测量系统的动态响应上限。仿真实验验证亥姆霍兹线圈励磁系统的关断时间快于30ns,标记小病毒的磁纳米粒子粒径下限约为11nm。

摘要：为提高轮毂电机车辆在中高附路面快速转向时的防侧翻性能,提出了一种基于动态横向载荷转移率(LTR)调配4轮力矩的防侧翻控制策略。通过构建车辆侧翻运动模型,分析并阐述了车辆发生侧翻运动的机理。以LTR及速率检测方法实时判断并预测了车辆侧翻状态的变化趋势。将动态LTR作为侧翻评价指标及控制目标,提出了LTR速率预测的控制阈值优化方法,将LTR定点阈值扩充为区间阈值增加系统预测性能。以跟踪期望横向载荷转移率为控制目标设计了变论域模糊PID控制器,基于车辆防侧翻稳定性准则提出了最优车轮选取律及4轮力矩链式分配策略,并通过协调控制双侧电机驱/制动运动方式将系统决策的广义横摆力矩转化为4轮目标力矩,在稳定车身的同时减小了左右侧轮荷差异,实现了车辆的防侧翻稳定性控制。基于Simulink/CarSim软件联合仿真平台,选取鱼钩工况和双移线工况对该策略进行了验证。仿真结果表明:基于差扭控制的变论域模糊PID控制器开发的控制策略使LTR区间明显缩小,相比无主动控制时车辆在转向时侧倾角速度降低了约43%,有效地提升了轮毂电机车辆在中高速转向时的侧翻稳定性。

摘要：提出同时采用钢、铝、碳纤维板作为泡沫铝芯体的夹层板,充分利用钢、铝、碳纤维板各自的性能优势,设计和制备了钢-铝-碳纤维板异质夹层板协同填充泡沫铝填充管的新结构,并分析了此结构的力学性能以及不同应变下的失效形式。而后将其与空管、纯泡沫铝填充管、单一材质夹层板填充结构进行了对比。结果表明,异质夹层板强化泡沫铝填充管结构的总吸能、平均压缩力、峰值压缩力、压缩效率、载荷波动度的值分别为26.56×103k J/m3、47.81kN、87.49k N、54.65%、0.20,均优于其他结构。基于有限元分析平台ABAQUS对不同结构进行了有限元仿真,模拟新型结构在准静态压缩时夹层板的变形行为,并验证了新型复合结构的吸能性能。

摘要：在“碳达峰碳中和”的社会环境和“碳成本”的经济环境下,可再生能源的消纳成为数据中心运营商负荷调度决策的重要影响因素。分析了可再生能源消纳与数据中心负荷调度协同的价值潜力、模式及挑战;介绍了数据中心负荷调度优化目标和算法;分别从负荷空间转移、负荷时间转移、负荷时空转移3个顶层设计方面对基于可再生能源消纳的数据中心负荷调度策略进行分析、总结和对比。