摘要：锂离子电池(lithium ion batteries,LIBs)具有高比容量和良好的循环稳定性等优点,广泛应用于动力电池和储能领域.然而正极材料理论比容量不高,传统的制备过程会带来电极电化学性能不均匀等问题,制约了LIBs的进一步发展.电极多孔结构优化设计是突破此瓶颈的一种有效方法.本文将以磷酸铁锂(LiFePO4,LFP)为正极电极,锂金属为负极的LIBs作为研究对象,建立了基于粒子Packing的活性材料球形颗粒填充模型和基于三周期极小曲面(triply periodic minimal surface,TPMS)的电极微结构三维模型;研究了电极的比表面积等特征参数对不同类型多孔结构的影响以确定代表性体积单元;建立了LFP正极的LIBs放电过程多尺度数学模型,并对恒电流密度放电过程进行数值模拟.研究表明:粒径为3200 nm的球形颗粒填充电极以5C放电倍率放电时容量减小量为47%,以1C放电倍率放电时电极表面浓度差异为66%;而4种新型TPMS电极以5C放电倍率放电时容量减小量均在1%以内,以1C放电倍率放电时电极表面浓度差异也均在1%以内,极大提升了电池的性能,且Gyroid型结构表现最优.本文对后期LIBs的优化设计具有指导意义,并提供数据和理论基础支持.

摘要：超大型航天器是空间资源探索和利用的重要空间基础设施,也是实现航天强国目标的重大战略性航天装备。由于这类结构的质量和尺寸巨大,将带来在轨运行中的姿-轨-结构耦合和在轨姿态控制问题。同时,结构的超大尺度、构型变化与空间环境相互作用将产生极复杂的结构振动和大型结构特有的波动现象。这些为其动力学建模与数值求解、在轨精确姿态控制、低频结构振动抑制和振动波动耦合的特性调控等提出了新的挑战。本文介绍了本团队近十年基于保辛方法针对上述问题取得的研究进展,包括超大型航天结构在轨耦合动力学与姿态控制、超大型航天结构波动力学行为与控制、可展开结构设计以及变刚度主动控制方法等。

摘要：LNG凭借其经济性与环保性,目前已成为各国未来水运行业绿色可持续发展首选的清洁燃料。为此,调研了国内外LNG内河运输相关标准规范及LNG近海航运和内河运输的标准法规、规范性指南和相关论文,归纳总结后得出认识:LNG内河运输安全标准主要涵盖了LNG船舶、船与船过驳、船岸交接、岸上设施、水上运输等5个技术领域,其重点是LNG加注码头和LNG加注船的设计标准,以及LNG船舶内河输运规则和LNG燃料动力船加注标准的制订。对比分析国内外安全标准后认为:①安全风险评估是对LNG船舶装卸过程和航道运输中可能出现的危险性及安全控制定量评价的科学方法,也是标准制订的发展方向;②目前我国的LNG内河运输安全标准体系尚不完善,主要缺乏LNG作为船用燃料的质量要求、加注作业的定义和加注操作规范、加注安全控制区域和船员专业培训要求等。整理归纳核心标准的主要内容和应用现状,对推动我国LNG在内河运输上的应用和相关标准的制修订有参考意义。

摘要：采用均质法和单胞有限元法,研究了斜纹机织碳纤维/环氧树脂复合材料的三维本构模型,并应用于轻量化电动汽车结构的设计计算中。通过光学显微镜观测获得T300碳纤维/环氧树脂复合材料层合板细观结构几何参数,依据参数建立了代表体积元的几何模型;结合有限元分析方法与层合板理论对代表体积元模型进行受力分析,获得了复合材料三维本构模型参数,并运用单向拉伸与三点弯曲物理试验对所建立的本构模型进行了验证;通过二次开发,把该三维本构模型用于轻量化电动汽车结构件的设计中,并根据汽车安全测试标准对所设计的结构进行了强度校核。研究表明:运用所建立的三维材料本构模型进行的仿真实验结果与真实拉伸和弯曲试验结果相吻合,误差分别为4.04%和7.79%,可用于轻量化结构的设计;研究开发的电动汽车,轻量化效果明显,在满足车身强度要求下整车质量减轻了12%。

摘要：针对复杂事故再现模型的响应难以用显式函数表示的问题,借助试验设计方法和响应表面法,将试验设计方法中拟合的全部仿真结果,用一个近似的等效响应函数来表示,然后利用这个响应函数和各物理参数的上下极限值,直接计算出仿真结果的取值范围。这就构成了事故再现模型为隐性表达式时的不确定性分析近似方法。最后将此方法应用到一个具有简单模型的事故案例中,并与不确定度评定基本方法和蒙特卡罗方法进行对比,结果十分接近。

摘要：高分辨率遥感图像语义分割在航空图像分析领域中具有重要的理论价值和应用价值。但由于高分辨率遥感图像中建筑物语义的丰富性和图像背景的复杂性,以往的分割方法往往容易产生边缘模糊、细节信息丢失和分辨率低等缺点。为了解决高分辨率卫星图像语义分割边界模糊和信息丢失的问题,本文提出一种端到端的卷积神经网络Dilated-UNet(D-UNet)。首先,通过改进U-Net网络结构,采用Dilation技术拓展四通道的多尺度空洞卷积模块,每个通道采用不同的卷积扩张率来识别多尺度语义信息,从而提取更丰富的细节信息。其次,设计了一种交叉熵和Dice系数的联合损失函数,更好的训练模型以达到预期分割效果。最后,在Inria航空图像数据集上进行综合评估与检验。实验结果表明,本文提出的遥感图像分割方法能够有效地从高分辨率遥感图像中进行像素级城市建筑物的分割,与其他方法相比,分割精度更高,具有较高的实际应用价值。

摘要：引入多元指数型插值基函数,采用正交实验设计和有限元分析生成插值点,建立指数插值响应面函数,采用随机投点法和有限元分析生成校核样本点,以校核样本点原函数值与插值函数值距离最小为优化目标,求解多元指数插值函数的待定参数,并构造迭代求解格式控制求解精度,建立了复杂结构可靠度分析的多元指数插值响应面方法.算例分析结果表明,该方法对非线性程度较强的隐式功能函数具有较高的分析精度和效率.

摘要：目前我国相关防火安全规范缺管道明确规定适用于工程事故的分析模型。针对LNG站场主要危险源及防火间距的问题,依据NFPA59A—2009标准推荐的DEGADIS、LNGFire3和PoFMISE模型原理,研发了适用于我国LNG工程设计的LNG蒸气扩散模型和池火热辐射模型,并对模型的准确性和可靠性进行了对比验证:与Burro实验测定值对比,所研发的LNG蒸气扩散模型计算结果相对误差为19.04%,优于原DEGADIS模型32.88%的相对误差。将池火热辐射模型与PoFMISE和LNG Fire3模型的标准结果进行了对比,结果表明:其兼具两者的优点,更趋安全可靠。据此开发的"液化天然气(LNG)站场危险性分析平台"可用于主要危险源及工艺设备的防火间距及LNG站场选址、规划和设计过程中事故后果的分析评价。

摘要：为有效提高电动汽车的综合性能,提出了一种基于质量功能展开和正交试验法的动力系统参数综合设计与优化方法.首先,基于质量功能展开建立了满足顾客需求的车辆性能与技术特性的耦合模型,应用粗糙数和灰色关联法确定各技术特性的加权因子;然后,基于正交试验法,以车辆综合性能最优为目标构建了动力系统参数优化设计模型,应用灰色关联法获得车辆综合性能指标系数,进而确定最优解,并对各因素进行灵敏度分析;最后,基于Matlab平台建立了电动汽车动力系统参数的设计优化模型,并以某款电动汽车为实例进行了仿真优化.仿真结果表明,优化后的车辆综合性能提升了32.3%,证明了文中方法的有效性.

摘要：高倍聚光光伏组件通常采用光电转化效率较高的三结太阳电池.由于聚光器件的非理想性,电池承受的光照分布通常是高度非均匀的,在光伏组件中可通过适当增大光斑与电池面积的比率来降低光照非均匀性对电池电学性能的影响.通过对某一特定三结电池进行电路网络建模计算,分析光斑的强度分布和照射面积对电池的影响,并对比了四种设计方案(均匀光照、非均匀光照、电池效率最大、组件效率最大)下的光斑强度、光斑大小、电池效率以及电池温度分布.对比分析结果表明,组件达到效率最大时的电池效率并不是电池在标准测试条件下的最大效率,而使电池工作在效率最大值的设计方案中组件效率最低.组件效率最大方案中使用的聚光器透镜面积较小,因此该方案将导致组件成本增大.电池效率最大方案中使用的聚光器透镜面积较大并且电池温度最低,故该方案组件成本较低且可靠性较高.这表明在实际组件设计中应充分考虑对发电量的实际需求,选择合适的几何聚光倍数和光斑覆盖电池的比率.