摘要：污水处理厂是温室气体排放的重要来源之一,生命周期评价(LCA)对制定污水处理厂碳减排策略和指导新技术向环境友好型方向发展具有重要作用.为揭示近23年来LCA在污水处理厂碳排放领域的发展历程和研究热点,采用CiteSpace和Origin软件对WebofScience核心合集数据库中该领域相关文献的研究前沿、研究方向、研究热点及热点演变趋势进行定量分析. 2001-2023年间,污水处理厂生命周期碳排放领域年发文量整体呈现增长趋势;研究的中坚力量集中在中国和美国;明确污水处理厂生命周期碳排放研究的目标和范围定义、功能单元和系统边界、数据清单中变量及其来源、影响评估方法和结果解释方法,是应用LCA法设计和优化污水处理厂碳排放的知识基础;该领域目前的研究方向主要集中在评估不同污水处理、污泥处理技术和资源/能源回收技术的碳排放、能源消耗以及全球变暖潜力等环境影响;“资源回收”和“模型”以及两者的结合是未来的研究热点和发展趋势.由此可见,未来的研究应在提高模型评估结果准确性的基础上,深入探究不同处理技术和资源/能源回收技术的碳减排潜力,从LCA的角度优化碳减排方案.

摘要：为提升结构时变稳健可靠性能并兼顾区间变量参数描述精度,提出一种基于遗传区间仿射响应面的结构优化设计方法。首先,根据结构性能分析方法获取结构性能响应,并提取结构不确定性因素。其次,构建结构参数化分析模型并开展试验设计,将试验设计过程分别存储为设计变量及结构性能响应两种数据库,基于区间仿射理论初步构建结构区间仿射响应面,依据设计变量数据库的各变量样本边界及结构性能分析结果,利用遗传算法及误差最小化判别准则优化初始区间仿射响应面,并利用结构性能响应数据库验证优化后响应面的有效性。最后,结合结构性能退化行为及稳健可靠性优化方法,构建结构时变稳健可靠性优化模型并开展结构优化设计,通过工程算例验证了所提优化设计方法的合理性。算例分析表明,遗传区间仿射响应面能够更合理地反映出结构响应的波动区间,所提优化方法能够有效提升结构稳健可靠性水平。

摘要：建立了基于柱面圆周摩擦的直接测力法与间接转矩法两种刷式密封摩擦因数实验识别模型,设计搭建了刷式密封摩擦磨损特性实验装置,设计加工了8种不同结构参数的刷式密封实验件,实验对比分析了两种摩擦因数识别模型的实验结果,研究了结构参数对刷丝与转子表面正压力影响、工况参数对刷丝摩擦因数影响、干涉量对刷丝磨损影响。结果表明:直接测力法与间接转矩法测得的刷丝摩擦因数彼此相差较小,直接测力法稳定性优于间接转矩法。刷式密封刷丝与转子表面静态和动态正压力均随后挡板保护高度的增加而增大,随刷丝径向长度的增加而减小,随刷丝束厚度的增加而增大;相同干涉量下,静态正压力大于动态正压力;刷式密封刷丝与转子表面正压力在干涉加载阶段大于干涉卸载阶段,在转速升高阶段大于转速降低阶段,刷丝表现出滞后效应。刷式密封刷丝摩擦因数随刷丝与转子间干涉量的增加而降低,随转子转速的增加而降低;随摩擦时长增加,摩擦因数在磨损初期先迅速降低,之后基本保持稳定。刷式密封刷丝磨损量随刷丝与转子间干涉量的增加而增大,刷丝与转子间干涉量由0.3 mm增加至0.4 mm时,刷丝磨损量增大了296.66%。

摘要：壁面的红外反射特性由双向反射分布函数(BRDF)表征和求解。目前BRDF测量需要大量实验数据,同时存在精度不高的问题。通过构建壁面反射特性测试平台,使用MR170型傅立叶红外光谱辐射计获取2~15μm波段下入射角度和各个反射角度的目标辐射亮度。针对隐身目标,应用RBF网络对3~5μm以及8~14μm波段的辐射亮度曲线进行拟合,排除大气干扰,进而求解出上述两个波段隐身目标的BRDF值。为了解决BRDF模型精度不高的问题,提出了改进的鲸鱼优化算法(IWOA),对BRDF模型参数进行反演,并设计了基于BRDF的反射率求解方法。IWOA对BRDF计算模型参数反演有良好的效果。根据反射法,应用所得到的BRDF数据求解得到的反射率为0.5496,相对误差为6.17%,满足工程需求。

摘要：如何快速获取铣削作业参数信息与铣磨车车机作业状态是保证钢轨铣磨车钢轨修复作业效率、质量与安全的关键。基于此,提出一种基于灰狼-蚁狮算法的钢轨铣磨车人机交互界面优化方法。综合考虑钢轨修复过程中多维度信息、多流程、多功能、多对象等要求,建立以视觉感知强度为目标的钢轨铣磨车人机交互界面优化模型;提出一种基于灰狼-蚁狮的模型求解算法,解决多决策变量界面布局模型求解时陷入局部最优与极值点逼近问题,获得钢轨铣磨车人机交互界面优化方案。最后,对优化前后的钢轨铣磨车人机交互界面进行眼动实验,实验结果表明,优化后的人机界面布局在舒适性、安全性以及界面的合理性上都优于原装备的设计,验证了该模型与算法的有效性和可行性。

摘要：感应式磁声磁粒子浓度成像(MACT-MI)是一种基于磁声耦合效应的磁性纳米粒子(MNPs)浓度成像新方法。由于其磁声信号的信噪比低,导致系统成像质量不佳,该文提出一种改善MACT-MI信噪比的新思路:首先,基于经典目标场法(TFM)设计梯度线圈的思路,将最小化磁场相对误差定义为适应度函数,并采用鲸鱼优化算法对电流密度系数进行优化,设计了一种结构灵活、激励简单的高质量梯度磁场线圈;其次,为研究梯度磁场空间分布特征对MACT-MI的影响,该文构建不同的MNPs分布模型,并利用多物理场仿真软件COMSOL对MACT-MI的物理过程进行数值求解,得到成像区域的磁力和声压分布。仿真结果表明,磁力和声压的有效波动范围与梯度磁场均匀空间的大小成正比,且随着均匀空间的缩小,磁力和声压的峰值也随之衰减,通过提高磁场的均匀度可以有效提高磁声信号的信噪比,改善系统成像质量。研究结果可为成像装备的设计以及MACT-MI的后续实验应用提供研究基础。

摘要：紫磷烯是一种结构稳定且具有优异光电特性的新型二维材料,研究掺杂效应有助于理解其物理本质,对进一步开发纳米电子器件具有重要意义.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了非金属元素B,C,N,O掺杂单层紫磷烯的电磁性质.计算结果表明,B和N掺杂之后没有产生磁性,体系依旧表现为非磁性半导体;而C和O掺杂导致体系发生自旋劈裂,紫磷烯由非磁性半导体转变成为双极磁性半导体,其自旋密度主要分布在磷原子和间隙区域内而非杂原子上.电场调控氧掺杂紫磷烯可使其载流子的自旋极化方向发生反转,当施加一定大小的正向或反向的静电场时,能带色散程度变强,氧掺杂紫磷烯转变成100%自旋极化向下或向上的单自旋半金属磁体.基于氧掺杂紫磷烯材料设计的场效应自旋滤通器可利用改变门电压方向的方法实现电流自旋极化方向的反转,表明氧掺杂紫磷烯有望成为二维自旋场效应晶体管、双极磁性自旋电子学器件、双通道场效应自旋滤通器以及场效应自旋阀的理想候选材料.

摘要：共享单车库存路径问题是一种受商品总量约束且需求周期性波动的库存路径问题,其优化过程需综合考虑资源利用率和调度成本,在求解大规模算例时难以同时保证求解效率和质量。针对上述挑战,将问题形式化为多目标序列化决策的马尔可夫过程,建立了时间序列混合整数规划模型并提出了一种全局持续自学习算法。算法由离线学习、在线规划和持续学习三阶段构成。离线学习阶段设计了基于随机策略的多智能体协同算法以获取配送载具时空分布和需求点需求模式的定量化描述;在线规划阶段根据历史订单数据,对各时间步中的需求模式进行预测以确定最优的库存分配数量,并利用离线学习阶段的定量信息对供应商配送载具进行调度;持续学习阶段于每个处理周期结束后使用记录的订单数据对周期内调度结果进行持续评估和改进。基于企业真实数据的实验表明,在需求预测模型复杂程度、求解质量、调度载具总数量、总调度距离和站点改善程度等的综合评价指标上,所提算法优于对比方法。此外,通过对多种策略进行对比分析,总结出了库存问题的成本变化规律,并验证了算法在大规模算例下的有效性。

摘要：为更好地研究天线索网结构对展开态形面精度的影响机理,针对六棱柱模块化天线构型,提出一种六边形索网结构高精度几何设计方法。首先,根据支撑结构特点、工作波段及天线形面方程等参数,开展了天线索网构型设计,建立了形面精度与索长、索段等分数间的参数化模型,并基于机器人学齐次坐标变换理论,建立了考虑悬垂效应的边界节点数学模型;其次,以实际应用工程案例作为比较,对上述模型进行了验证,并在六棱柱单模块样机上对索网结构进行了实物研制,对误差进行了分析与研究;最后,开展了多参数影响分析,研究了展开口径、抛物面方程、网格密度等参数对形面精度的影响规律。研究结果表明:索段实测绝对误差均值约为4.9 mm,相对误差均值约为3.38%,实测值与理论值吻合良好;索网形面误差减小的趋势随着索段密度的增加相对变缓;采用增大反射面焦距、降低天线口径等方式可有效改善索网精度。该研究可为后续索网结构找形分析、形面精度调整及同类天线索网结构的研究等提供借鉴与参考。

摘要：由于大比表面积、多孔隙性、结构可调、易于改性、复合容易等特性使得金属-有机框架材料及其衍生物被研究者广泛应用于电极材料、隔膜、电催化剂等储能领域材料,但是MOFs材料在实际投入应用中仍存在许多问题。本文综述了MOFs及其衍生材料在碱金属离子电池、金属-硫属电池、水系锌离子电池、超级电容器等储能器件中应用的最新进展,对于二次电池中常出现的枝晶生长、穿梭效应等问题提出设计解决思路。此外也总结了MOFs衍生碳材料异质结构、金属化合物结构改性的设计思路。最后对MOFs材料前驱体本征调控、衍生材料改性策略进行总结与展望。