摘要：为了优化孔洞分布形式,提高部分填充相变材料(phase change materials, PCM)轻质墙体的传热性能,在相同的孔洞率条件下,以4种孔洞分布形式部分PCM填充的多孔砖为研究对象,构建自然对流与相变导热耦合传热模型,采用数值模拟方法分析讨论了周期性边界条件下不同孔洞分布形式对墙体内外壁面温度、热流密度、融化液相分数等参数的影响。获得具体结论:4种形式的墙体均具有消减室外温度振幅和延迟作用;随着孔洞分散程度的减小,内外表面平均温度振幅、平均温度延迟及内表面平均热流密度振幅越大,内外表面平均热流密度、外表面平均热流密度振幅及PCM液相分数越小;相比其他形式,孔洞分散程度最小的case 2形式,内表面平均温度下降0.14~0.50 K,内表面平均热流密度下降1.24~4.29 W/m^(2),PCM平均液相分数下降0.024~0.114,具有更好的传热性能;靠近室外侧孔洞内空气的流动方向随时间发生变化,而靠近室内侧保持不变;部分PCM填充轻质墙体几何结构优化设计应考虑孔洞的分布形式对传热性能的影响。

摘要：可展开天线机构是网面可展开天线的关键组成部分,对天线展开后结构的稳定性和刚度具有重要影响。针对空间可展开天线大型化、高收纳率、高精度化发展趋势,设计了一种辐射肋式空间可展开天线机构新构型。首先,开展了天线整体结构设计,根据结构组成进行尺寸计算并建立了结构的三维模型;然后,采用数值仿真软件开展了机构运动学仿真研究,并分析了运动的变化规律;最后,建立了有限元模型,开展了结构模态分析。研究结果表明,所提出的机构能够实现由收拢至展开的运动变化,展开过程中机构具有良好的同步性,构件间无干涉,验证了结构方案及原理的正确性和可行性。研究结果对于空间可展开天线基础理论及工程应用等具有较高的参考价值。

摘要：针对铝材表面缺陷检测时存在参数量大和检测性能低的问题,提出了基于轻量化网络的GD-YOLOv5铝材表面缺陷检测方法。首先,通过融合组卷积、深度可分离卷积和shuffle操作,设计了轻量化卷积模块GDConv。其次,在GDConv的基础上设计了GD Bottleneck结构。最后,利用一次性聚合方法来设计跨级部分网络GDCSP模块。这能够显著降低网络参数量,同时增强对铝材表面缺陷深层特征的提取能力。实验结果表明,GD-YOLOv5在网络性能方面优于YOLOv5。GD-YOLOv5模型在铝材数据集的平均精度均值(mAP@0.5)分别为89.6%,与YOLOv5相比,参数量降低了54.3%,mAP@0.5提高了2.1%,为铝材表面缺陷的高效检测提供了新的解决方法。

摘要：为提高灾后无人机(UAV)救援的效率,本文研究多无人机灾后侦察任务分配问题。考虑无人机续航时间、灾区地形以及是否遇到飞行障碍等因素,以无人机执行任务总时间最小为优化目标建立多无人机侦察任务分配模型,设计了混合动态规划的改进拍卖算法(hybrid dynamic programming auction, HDPA)求解模型。首先将无人机执行任务所需时间价值化,以单无人机执行任务所获收益最大为优化目标,设计动态规划算法获得单无人机执行任务最优序列作为初始投标方案,以防止拍卖算法陷入局部最优、提高算法的收敛速度;其次设计价格更新机制,解决投标任务之间的冲突,最终获得多无人机侦察任务分配最佳方案。实验结果表明,各无人机执行任务较为均衡,完成任务的总时间与传统的拍卖算法、遗传算法、海洋捕食者算法(marine predators algorithm, MPA)相比平均缩短了3.5%、5.6%、4.75%。

摘要：针对电磁超声换能器(EMAT)激发的Lamb波存在多模态和换能效率低的问题,提出一种基于Halbach阵列的电磁超声换能器设计,其永磁体磁极方向按照Halbach阵列排布。与传统EMAT单一磁铁对比,相同尺寸下Halbach阵列产生的静磁场强度有明显提高。为提高Lamb波单一A0模态的信号幅值,对换能器曲折线圈和磁铁阵列参数进行优化。通过理论分析和二维有限元仿真,结果表明,Halbach阵列的换能器最大磁通密度、磁通密度x分量和y分量分别是传统型的2倍,Halbach阵列换能器激发的Lamb波在铝板表面处位移是传统型的8.8倍。

摘要：磷脂酶C(PLC)是动植物中重要的脂质水解酶,在哺乳动物细胞的代谢、生长、炎症、分化、衰老和凋亡中起着重要作用,与许多癌症的发生、发展显著相关。蛋白质催化原子转移自由基聚合(PATRP)是高分子设计、制备的有效手段,可通过链式反应将数百个电活性单体连接成一个高相对分子质量的聚合物链,从而使分子识别信号大大增强。首先,在柔性碳布(CC)电极表面修饰纳米金(AuNPs),之后通过3-巯基丙酸、碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺,将PLC的特异性底物磷脂酰乙醇胺(PE)固定在电极上,经过PLC对PE的特异性水解产生磷酸基团,引入Zr^(4+),通过Zr^(4+)的配位作用将聚合引发剂α-溴苯乙酸修饰到电极表面,最后在蛋白质催化作用下进行2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)的PATRP聚合反应,在电极表面引入电活性聚合物分子链,构建信号放大型电化学传感器P(TEMPO)/PE/AuNPs/CC,用于磷脂酶C的高灵敏度检测。结果表明,该传感器检测PLC的线性范围为10~1×10^(5)mU/L,检出限为3.568 mU/L(S/N=3)。与其他检测PLC的方法相比,该传感器具有较宽的检测范围和较低的检出限,且在检测实际乳腺癌细胞中的PLC方面有巨大的实际应用潜力。

摘要：目的研究考虑不确定性和相关性的近远场地震作用下超高层结构抗震能力,提出超高层结构多元联合易损性分析方法。方法建立并验证了某超高层结构鱼骨模型,选取相关性最强的两个最优强度参数进行多元概率地震需求分析,建立强度参数与工程需求参数间的对数线性关系,基于最小信息化准则和贝叶斯信息准则判别最优Copula函数。结果采用最优Copula函数与蒙特卡洛模拟方法,生成了结构多元联合地震易损性曲面,量化了考虑不确定性和相关性的近远场地震作用下超高层结构抗震能力。结论近场地震动对超高层结构破坏能力较大,未来超高层抗震设计和评估不能忽视近场地震动影响。

摘要：物联网(physical internet,PI)驱动的机器通信从数字化生产角度为可持续汽车供应链提供了新的解决方案。从经济、环境与社会可持续三个维度全面评估了PI驱动的可持续汽车生产-运输系统,构建了物联网环境下数字化汽车供应链的生产-运输集成优化问题多目标整数非线性模型,并设计了一种改进的基于分解的多目标进化算法-动态资源分配(improved multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition with dynamical resource allocation,I-MOEA/D-DRA)进行求解。该算法提出了自适应邻域选择、环境选择、局部搜索机制与基于子问题的动态规划策略来提升算法性能。基于华晨宝马公司实际运作的数值实验,验证了模型的有效性与I-MOEA/D-DRA算法的性能。

摘要：为实现分布式制造环境中上下游工序和机器间的协同生产,研究了带有运输的混合流水车间调度问题。以包含加工时间、运输时间和加工等待时间的完工时间最小为目标,建立了带有运输约束的混合流水车间调度模型,基于Q-learning设计了改进的遗传算法(QGA)求解该模型。在该算法中,首先基于工件序号设计编码和遗传算子等遗传操作;然后根据种群适应度函数构建种群的状态集合,以交叉概率和变异概率的取值作为动作,以最佳个体适应度和种群平均适应度作为奖励;最后采用Q-learning对交叉和变异参数进行智能调整,提高算法的收敛速度与全局搜索能力。仿真实验结果表明,与改进的遗传算法(GA-TS)相比,本文QGA的最大完工时间平均减少了2.0%,收敛速度提升了18.1%。

摘要：为高效准确确定离散元细观参数,针对冻结道砟单轴压缩试验的离散元模拟,基于Plackett-Burman试验设计和BoxBehnken响应面法进行模型参数优化。以线性接触弹性模量、摩擦系数、粘结弹性模量、抗拉强度和黏聚力为试验因素,以冻结试样的宏观弹性模量和抗压强度为试验指标,采用Plackett-Burman试验筛选出对试验指标影响显著的试验因素,采用BoxBehnken响应面试验进行离散元细观参数优化并验证。优化结果表明,线性接触弹性模量、摩擦系数和粘结弹性模量是影响显著的试验因素,对应的最优参数分别为62.461 GPa、0.281和8.109 GPa。采用优化后参数计算得到的宏观弹性模量和抗压强度结果与对应物理试验结果的相对误差分别为0.97%和0.19%。该优化方法对离散元参数确定具有一定参考意义。