摘要：针对锂离子电池在工作过程中产生大量热量,从而导致温度和温差升高,进而威胁电池的性能、使用寿命和安全性的问题,提出了一种新型同心十边形结构液冷板设计方案。该方案旨在通过优化液冷板的冷却性能,有效降低电池的工作温度和温差,从而延长电池的使用寿命并提升其安全性。通过数值仿真,研究了不同结构液冷板的冷却性能,采用熵权法分析的结果表明,同心十边形液冷板在综合冷却性能方面表现最佳。为了进一步提升液冷板的冷却效果,通过单因子分析法研究了环形流道的宽度、深度、液冷板壁厚和圆心距等结构因素对电池组冷却性能的影响。采用正交试验法筛选出了3个对液冷板冷却性能影响最大的结构因素作为设计变量。以电池组的最高温度、最大温差和平均温度作为目标函数,建立设计变量与目标函数之间的响应面代理模型,并采用NSGA-Ⅱ算法对液冷板结构因素进行了优化。利用熵权法确定了帕累托前沿最优解,改善其他研究在选择最优解时受主观影响的缺陷。仿真结果表明:相比于初始结构,优化后的液冷板电池组的最高温度、最大温差和平均温度分别下降了1.39、0.42、1.15℃,并且温度均匀性得到了显著改善。通过在不同放电倍率和环境温度下的验证,证明了优化结构在多种工况下的鲁棒性。该研究结果可为液冷式锂电池冷却结构的设计与优化提供有效的理论依据和实践参考。

摘要：针对基于索引调制的正交频分复用(OFDM-IM)技术在索引信息受限于载波激活模式数量和单一信号星座模式的问题,提出一种多模式选择的OFDM索引调制传输方案。该方案通过设计可区分的信号星座,使得模式组内和模式组间相邻星座点之间的欧氏距离相等,从而提升误码率。此外,通过在多模式选择索引调制的索引信息中引入全子载波激活模式,显著提升系统的频谱效率。同时,由于所提方案的子载波激活模式与二进制数字相匹配,系统能够采用低复杂度的对数似然比检测算法,并保持良好的误码率性能。理论分析与仿真结果表明,在加性白高斯噪声信道和瑞利衰落信道下,相较于OFDM-IM、OFDM-SSIM和MMS-OFDM-IM传输方案,所提方案有效提升了频谱效率且保持了良好的误码率。

摘要：流道非均匀设计是改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部物理场不均匀分布的最主要方式之一。已有研究设计思路主要是基于对PEMFC工作原理的定性理解确定设计方向,再在此设计方向上进行参数优化,而未能把所得结果反馈用于修正设计思路。对此提出了一种结果反馈再寻优的设计思路,首先对PEMFC结构参数进行参数分析,再对计算结果中物质输运过程进行定量分析,从而反馈确定结构设计方向。采用上述思路对单通道PEMFC流道宽度、单电池子流道高度进行了非均匀设计。结果表明:相比于对照组,采用非均匀设计的PEMFC净功率密度提升幅度为4%~6%,且PEMFC内物理场分布均匀性较好。该研究能够指导PEMFC流道结构不均匀设计方向,助力高性能、长寿命PEMFC设计。

摘要：为系统分析深度学习在隧道及地下工程中的应用研究进展,分别从参数反演分析、施工机械参数预测与优化、施工及运营过程控制与风险评估、隧道安全监测与缺陷检测、隧道结构健康预测、围岩分级、掌子面图像识别与分类等7个方向对深度学习在隧道及地下工程问题中的应用现状进行研究。结果表明:1)参数反演理论体系的建立已基本完善,结合新型监测技术、计算机技术及仿真技术,建立多源化智能反演模型是今后隧道及地下工程反演方法的发展方向;2)掘进参数的准确预测对于优化施工机械性能及智能掘进过程具有至关重要的作用,且考虑掘进参数之间的相关性与差异性可进一步提高预测模型的泛化能力;3)以多源监测数据在时间与空间上的高度融合为决策基础,基于数据驱动技术的风险控制分析方法为隧道施工及运营阶段的动态设计与信息化施工提供智能化管理;4)特征融合深度神经网络与自适应像素级分割算法相结合的计算机视觉技术不仅降低了缺陷检测成本,更进一步保障了智慧防灾及安全监测系统与工程现场之间的适用性;5)以结构健康监测方法为核心技术,通过融合物理机制和深度学习算法构建的优化系统保障了隧道稳定性与变形预测的准确性与可靠性;6)基于多源信息获取技术的深度学习框架可提取岩体结构面特征参数并转化为定量指标,实现对不同地质环境及施工方法的隧道围岩智能分级;7)利用图像处理技术和深度学习算法,能够从复杂的掌子面图像中自动提取轮廓的有效信息,并进行精确的裂隙特征识别和量化分析。基于深度学习在隧道及地下工程中7类应用方向的总结分析,指出现有研究中存在数据处理实时共享难度大、缺乏模型预测准确度评价标准等问题,并结合隧道及地下空间智能化、绿色化与可持续化建设趋势,针对深度学习理论与其工程应用、隧道结构智能化防灾技术及“双碳战略”下新型隧道建造方式等方面提出展望。

摘要：针对具有加性扰动的约束连续线性时不变系统,提出一种基于变时域策略的线性系统事件触发模型预测控制方案.首先,基于最优状态轨迹与实际状态轨迹之间的偏差设计无Zeno行为的事件触发机制,以减少求解优化问题的频率.其次,为了降低实际状态趋近终端集时求解优化问题的计算复杂度,设计一种更为高效的指数收缩形式的自适应预测时域更新机制.再次,基于双模控制策略,提出自适应事件触发模型预测控制算法,并给出了保证算法可行性和闭环系统稳定性的充分条件.最后,基于质量-弹簧-阻尼系统验证了所提算法的有效性.结果表明本文方案能够在不损失控制性能的前提下有效降低系统资源消耗和求解优化问题的计算复杂度.

摘要：随着大规模分布式发电设备逐步取代传统的同步发电机,并网系统面临着惯性缺失、电压和频率稳定性下降等一系列挑战。构网型控制技术的引入为分布式发电设备赋予了必要的惯性和频率支持能力。在构网控制技术领域,虚拟同步发电机技术虽已得到广泛应用,但其依赖的传统比例积分(proportional integral,PI)控制策略存在抗干扰能力弱、暂态稳定性不足等问题。针对这些不足,文中在构网型光储系统中提出了一种改进的滑模自抗扰控制策略,并将其应用于系统电压外环以提升系统性能。其中,分数阶扩张状态观测器的设计增强了系统对内部状态的观测能力,而所设计的定时收敛滑模控制器,凭借其能够定时收敛至平衡点的特性,有效抑制了传统滑模控制中的抖振现象,从而显著增强了系统的鲁棒性和抗干扰能力。最后,在MATLAB环境中构建仿真模型并进行实验验证,仿真与实验结果一致表明,文中提出的控制策略有效减少了系统的暂态电压波动,并加快了系统响应速度,对系统性能的改善起到了积极的作用。

摘要：精准检测棉花中混杂的小型异纤是保障纱线与织物质量的基础和关键。针对现有算法在棉花小型异纤检测中存在的漏检率高、网络结构复杂等问题,提出一种基于卷积神经网络轻量化的改进单步多框检测器(SSD)的棉花异纤检测方法。首先,通过引入深度可分离卷积、倒残差结构等创新性设计,将SSD算法中原有骨干特征提取网络VGGNet16替换为MobileNetv2网络;然后,对于SSD算法中生成的候选框尺寸与棉花异纤大小不匹配导致棉花背景占比过高,从而引起正负样本不均衡的问题,采用K-means++算法对棉花异纤尺寸进行聚类分析,根据聚类结果修正候选框尺寸。通过算例进行验证,结果显示所提方法在实现模型轻量化的同时有效提升了异纤检测效果和计算效率。

摘要：为了分析并对比采用开口T形加劲肋形式正交异性钢桥面板的疲劳性能,采用Midas Civil建立全桥模型,提出横隔板顶部不开孔的开口T肋正交异性钢桥面板、横隔板顶部开孔的开口T肋正交异性钢桥面板、闭口U肋共3种设计方案,采用Abaqus分别建立局部三维实体模型,对3种设计方案展开参数分析,并采用热点应力法进行疲劳性能评估。结果表明,全桥疲劳易损断面位置处于跨中顶板厚度为18 mm的E类梁段。方案3在各个疲劳构造细节处的热点应力幅均高于方案1和方案2。方案1仅在疲劳构造细节⑤处的热点应力幅小于方案2,其余几个疲劳构造细节的应力幅均高于方案2,在疲劳构造细节①处的热点应力幅降幅最大,约为34.75%,在疲劳构造细节③的热点应力幅降幅最小,仅为7.16%。无论顶板厚度变化还是横隔板厚度变化,变化幅度最大的位置均是疲劳构造细节①和②,其余位置疲劳应力幅对于顶板厚度变化较横隔板厚度变化敏感。方案2并无超出热点应力S‑N曲线疲劳截止限的位置,而方案1和方案3超出疲劳截止限的位置疲劳性能均满足规范中对正交异性钢桥面板疲劳性能验算的要求。

摘要：为探明高分子超滤膜对于臭氧的耐受机制,以聚氯乙烯(PVC)膜与聚偏氟乙烯(PVDF)膜为代表,通过模拟0.5年的0.1mg/L臭氧暴露的浸泡实验,系统评估臭氧对膜透水能力、污染物截留能力及机械性能的影响,并分析化学性质变化.结果显示,PVC膜在36h臭氧作用下,透水率显著提升,最高达新膜的4倍以上,对腐殖酸(HA)的截留能力下降约27.6%,且透水与截留性能随暴露时间延长持续下降.PVDF膜初始阶段透水率提升更显著,老化36h后HA截留性能降低了40.2%左右,且性能在老化1h后就趋于稳定.臭氧老化导致两种膜的亲水性减弱,但PVC膜亲水性下降幅度较小,显示出其在保持亲水特性方面的相对优势.膜结构机理分析表明,臭氧主要通过氧化并导致亲水添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的流失而损伤膜性能,膜基质本身保持完整,SEM观察亦证实了这一点.老化后两膜的机械性能均有所下降,但PVDF膜展现出相对较高的机械强度.综合比较PVC、PVDF膜的抗臭氧能力,从截留、抗污染、亲水及机械性能综合考量,PVC在抗臭氧老化方面具有相对优势,PVDF次之,这些发现为高分子超滤膜在含臭氧水处理环境中的应用与优化提供了实验依据与理论参考.

摘要：为探究高客水城区截洪设施的分流效果,以渭南市城市防洪建设为例,构建基于GAST和SWMM的二维地表和一维河道耦合模型,模拟计算不同降雨条件下塬区行洪过程和入城规律,分析截洪设施分流能力与设计降雨、设计尺寸的响应关系,预测客水入城的临界雨量和入城路径。结果表明:塬区各冲沟洪峰流量受集水区范围和坡度的影响,差异较大。塬洪入城量自P=10 a一遇后迅速增长,入城增长率为112.1%;随着降雨量的增加,S2截洪沟满溢临界雨量为70.06 mm。当P≤10 a时,截洪沟洪峰流量增长缓慢,而在极端降雨条件下,截洪沟的洪峰流量增长趋于饱和,增长速度减慢;截洪沟尺寸的变化对中等、大重现期降雨下截洪沟的泄流效果影响较大,当P=100 a,3#截洪沟出口流量的增长率达到了89.37%;当P=5 a,S1和S3截洪沟满溢入城;当P=30 a,S2截洪沟满溢入城,溢出量随着降雨量的增大而增大,溢出量从1191 m^(3)增至128 895 m^(3)。以期该研究为极端暴雨下高客水城区的防洪排涝设施建设提供科学依据。