• 2023年第45卷第5期文章目次
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    • >特约专题:“双碳”目标下能源高效利用
    • 高压湿烟气中煤燃烧及挥发分氮迁移特性研究

      2023, 45(5):425-432. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20230509001

      摘要 (902) HTML (1169) PDF 2.28 M (1345) 评论 (0) 收藏

      摘要:加压富氧燃烧(POFC)是一种具有巨大发展潜力的清洁高效燃烧技术。由于烟气的循环利用,烟气中的水蒸汽体积分数高于常规燃烧形式,这就丰富了烟气中的自由基池,从而影响煤燃烧过程及气态污染物的排放。利用固定床反应器进行了煤及其挥发分的POFC实验,并结合化学动力学模型研究了挥发分氮的迁移机理。研究结果表明,压力和水蒸汽的协同作用会显著影响燃烧过程,缩短燃烧时间,降低尾气中的CO体积分数,提高燃烧效率。挥发分氮来自煤中部分吡咯、吡啶和全部季胺的热解。更高的压力影响了NO形成的主要反应途径,同时增强了整体NO的还原并最终抑制NO排放。

    • 微波耦合铁基催化剂辅助废塑料裂解脱氢研究

      2023, 45(5):433-439. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20230514002

      摘要 (1157) HTML (1709) PDF 1.89 M (1456) 评论 (0) 收藏

      摘要:塑料裂解脱氢可以实现废塑料的高值化利用。与传统塑料热解相比,微波催化可以在较短时间内实现更高的H2产率和转化率。对比研究了不同结构的Fe基催化剂在微波场下对塑料脱氢产率的影响,探讨了催化剂组成与塑料脱氢活性之间的作用机制。结果表明,Al2O3负载型Fe催化剂和Fe-Al复合氧化物均可以获得较高的H2产率,并促进碳纳米管的生成,后者的H2产率可达46 mmol/g。通过X 射线衍射和穆斯堡尔谱的表征分析,发现催化剂的微波吸收性能、催化剂中铁的形态和分散度是决定塑料在微波场下裂解脱氢性能的重要因素。此外,采用SiC管反应器屏蔽微波电磁场,研究了微波对塑料裂解脱氢反应的影响。在相同的温度条件下,SiC管反应器中的塑料裂解脱氢性能显著下降,证明微波电磁场对塑料裂解脱氢反应具有促进作用。

    • 燃煤发电机组灵活运行控制技术研究进展

      2023, 45(5):440-447. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20230825001

      摘要 (1302) HTML (1155) PDF 966.06 K (1884) 评论 (0) 收藏

      摘要:加快构建新型电力系统是助推“双碳”目标实现的核心关键。风、光可再生能源的大比例接入给电力系统的安全稳定运行带来了新的挑战,对燃煤机组的安全、深度、灵活调峰控制也提出了更高要求。依据煤电机组智能灵活调峰控制技术的发展历程,从被控对象建模和灵活运行控制方法两个层面进行梳理与分析,研究结果表明,辅以机器学习和其他智能系统辨识方法的混合建模方式,以及融合预测控制、自适应控制、多目标智能寻优等先进控制技术更加适合未来煤电机组灵活智能控制的需要,是未来煤电机组灵活、智能控制技术发展的主要方向。

    • >研究论文
    • 不同冷热壁面对方腔内对流换热影响的格子Boltzmann模拟

      2023, 45(5):448-459. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220531002

      摘要 (838) HTML (1509) PDF 5.72 M (2240) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于格子Boltzmann方法,选取多弛豫时间(MRT)模型对具有局部冷热壁面立体方腔中的三维自然对流换热进行模拟研究。分别采用三维D3Q19模型描述速度场,D3Q7模型描述温度场,研究不同瑞利数Ra(103Ra≤105)和局部冷热壁面位置变化对三维方腔内自然对流的影响。结果表明:冷热壁面的布置方式对流动换热有显著影响,且瑞利数Ra越大,其影响效果越明显。其中,冷热壁面均处于中间位置(工况5)的自然对流换热能力最强,并且随着Ra逐渐增大,自然对流能力增强,流线逐渐复杂。在相同工况条件下,随着Ra增大,平均努塞尔数Nuav也逐渐增加,换热能力增强。在相同Ra条件下, 工况5的Nuav最大,表明其自然对流换热能力最强。

    • 猫耳形气膜孔的参数化设计与组合实验优化

      2023, 45(5):460-467,476. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220525002

      摘要 (852) HTML (1040) PDF 4.01 M (1775) 评论 (0) 收藏

      摘要:孔型是提高气膜冷效的关键途径, 猫儿形气膜孔冷却效果好,但是构型复杂。基于Isight软件, 采用参数化建模优化猫儿形气膜孔。通过敏感性分析减少设计变量并缩小变量的取值范围,组合运用拉丁超立方法和均匀设计法构建实验样本,提高冷效预测代理模型的精度。结果表明:代理模型的冷效预测值与数值模拟的偏差小于1.0%。采用多岛遗传算法获得的优化孔的面平均冷效比参考孔提高了85.7%。采用实验方法测量结果显示,与参考孔相比,优化孔的面平均冷效提高了76%,横向冷效与中心线冷效与数值计算结果一致。

    • 基于可重构电路的电池组充电均衡方法

      2023, 45(5):468-476. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220701003

      摘要 (913) HTML (1190) PDF 2.22 M (1492) 评论 (0) 收藏

      摘要:为缓解锂离子电池组在恒流充电结束后因压降导致的电池组电压不一致问题,提出了一种改进型可重构均衡电路。在电池组充电过程中,改进型可重构均衡电路可等效为传统可重构电路,通过可重构电路控制各个电池充电状态,使电池组在充电过程中达到均衡;充电结束后并静置一段时间,通过改进型可重构电路中的Buck-Boost电路进行再均衡。改进型可重构电路能够在保证充电均衡的基础上对因压降现象而造成的电池组电压不一致进行再均衡。最后,通过搭建实物平台对该改进型可重构均衡电路进行验证,并与传统可重构电路进行比较,实验结果表明该均衡电路具有良好的性能。

    • 融合多尺度特征和子空间注意力的黏膜下肿瘤检测

      2023, 45(5):477-487. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220830001

      摘要 (826) HTML (1301) PDF 1.80 M (1647) 评论 (0) 收藏

      摘要:计算机辅助检测工具可以帮助医生减少在临床检查中漏检误检的情况,从而提高诊断准确度,同时减轻医生的劳动强度。针对超声胃肠镜检查中黏膜下肿瘤的定位与分类问题,提出了一种融合多尺度特征和子空间注意力的黏膜下肿瘤检测算法(MFSA-YOLOv7t)。首先,移除小目标预测头,在保证精度下使网络轻量化;然后,基于浅层特征提出多尺度特征融合模块,提取肿瘤细节信息;其次,改进上采样结构,在保留上层信息的同时增强感受野;最后,引入子空间位置注意力模块,捕获肿瘤的位置和边界特征,进一步提升黏膜下肿瘤的检测性能。实验表明,MFSA-YOLOv7t在平均精度均值、敏感度以及准确度上分别达到97.32%,96.99%和96.24%,相比YOLOv7-tiny算法检测性能有较大的提升,分别提高了2.39%,2.75%和2.59%。MFSA-YOLOv7t为医生在临床检查中的辅助诊断提供更加可靠的肿瘤类型参考,同时为黏膜下肿瘤的检测提供了一个新的思路和研究方向。

    • 肛瘘封堵器的材料设计与生物力学研究

      2023, 45(5):488-494,502. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220119004

      摘要 (729) HTML (1028) PDF 3.08 M (1154) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对肛瘘的手术治疗,设计一款可降解的肛瘘封堵器,主要利用高温熔融法制备不同分子量、不同基团的左旋聚乳酸试件,通过拉伸试验获得材料的应力–应变曲线,确定了封堵器的最佳制作材料。利用有限元仿真分析软件ABAQUS,系统地研究了封堵器在植入过程中的应力–应变分布以及径向支撑力等参数的变化。结果表明:分子量为110万、基团为酯封端的左旋聚乳酸弹性模量值最高;封堵器在封堵过程中受到的最大应力没有超过其许用应力(4.55 kPa),初始接触阶段应力仅集中在封堵器周围区域,并且距离接触中心越远,应力值越大;随着封堵器的不断侵入,接触应力以环形波的方式从接触中心向四周扩散;封堵器基本保持了初始形状,没有发生明显的挤压变形,在封堵过程中具有良好的封堵效果且不易被破坏。

    • 基于多通道卡尔曼滤波方法的砖砌体墙基本频率识别

      2023, 45(5):495-502. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220422004

      摘要 (747) HTML (796) PDF 2.55 M (956) 评论 (0) 收藏

      摘要:基本频率是评定砖砌体墙安全性的重要指标。为在识别砖砌体墙的基本频率时有效降低噪声干扰,设计了多通道的动力测试方案,并将卡尔曼滤波与奇异值分解相结合进行降噪处理。首先,通过伪静力试验获取砖砌体墙不同的损伤状态,并在环境激励下获取墙体在对应损伤状态下多个位置的加速度响应记录。然后,分别针对单一位置的加速度响应记录,采用KF方法引入墙体的物理参数进行降噪处理,进而识别墙体的基本频率。最后,采用奇异值分解综合利用所有降噪处理后的加速度响应记录,再识别墙体的基本频率。识别结果符合基本频率因损伤而降低的规律,能定量表示降低砂浆强度、增加开洞率和增加高宽比时基本频率的变化以及墙体损伤发展的过程。研究表明:采用卡尔曼滤波方法能够利用对墙体物理参数的合理先验判断有效降低噪声影响,较准确识别墙体的基本频率;在此基础上,结合奇异值分解能够综合利用多个加速度响应记录中的有用信息,提高基本频率的识别效果。

    • 众筹环境下图片线索对融资效果的影响及项目类型的调节效应

      2023, 45(5):503-512. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220509003

      摘要 (765) HTML (1242) PDF 925.54 K (1976) 评论 (0) 收藏

      摘要:图片是众筹平台融资项目介绍中关键的表现形式之一,针对现有研究较少分析图片因素对众筹项目融资效果的影响,基于图像语义层次视角,从视觉层、对象层和概念层3个维度提取图片线索,根据媒介丰富度理论分析图片线索对众筹项目融资效果的影响,以及项目类型对其产生的调节作用。通过实证研究,检验了Kickstarter平台上6336个众筹项目,结果表明:产品图像、团队成员人物图像、人物图像的大小及人物表情等图片线索能显著提高众筹项目的融资成功率。相较于科技类、游戏类、食品类项目,出版类项目的融资效果受图片线索影响更为显著。本研究有助于指导众筹项目的筹资者运用图片和文本等多元媒介,打造具吸引力的项目介绍,以提高融资成功率。

    • 基于麻雀搜索算法考虑病患流的医院诊疗设备维护优化研究

      2023, 45(5):513-522. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220317004

      摘要 (798) HTML (891) PDF 1.39 M (896) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对医院诊疗设备出现故障后对病人的影响不可控、产生的维修费用高等问题,提出了一种基于病患流分布不均的预防性维护决策模型。首先,针对医院诊疗设备退化速度受病患流分布影响的特点,采用病患流因子反映其人流量变化规律,并基于设备衰退演化规则构建了设备退化过程模型。其次,通过将量化的诊疗设备故障风险成本以及延迟或提前维护带来的变动成本纳入成本计算体系,提出了病患流分布不均状况下以故障风险值为约束的设备维护策略。最后,采用麻雀搜索算法进行寻优获取关键初始变量,并对模型进行数值仿真分析,结果表明,新维护策略在保障诊疗设备可靠度的同时,也能保持较低的维护成本。

    • 考虑心理偏好的球型模糊质量功能展开方法研究

      2023, 45(5):523-533. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220628001

      摘要 (826) HTML (1399) PDF 1004.90 K (1394) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对质量功能展开(quality function deployment, QFD)中评价信息的模糊性和不确定性问题,考虑球型模糊具有独立确定隶属度、非隶属度和犹豫度的优势,采用球型模糊数处理专家语义评价信息,将供应商和顾客需求映射为工程特性。针对现有模糊QFD分析中反模糊化造成信息损失以及没有考虑决策者心理偏好的问题,采用TODIM(交互式多准则决策方法葡萄牙语缩写),考虑专家规避风险的心理偏好,通过计算工程特性的总体优势度进行其重要度分析。为验证该方法的有效性,以某电动汽车产品服务系统为例,进行工程特性重要度分析、损失规避系数灵敏度分析,并对比了不同多属性决策方法的工程特性排序结果。结果表明,所提方法能够解决评价信息的模糊性和不确定性问题,同时考虑了决策者风险偏好,更符合实际决策情境。

    • 基于ROAD-CPN业务架构的可执行建模方法

      2023, 45(5):534-542. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220321002

      摘要 (727) HTML (1250) PDF 1.83 M (1594) 评论 (0) 收藏

      摘要:开放组架构框架(TOGAF)业务架构作为数据架构、应用架构和技术架构的基准,在企业系统架构设计中占据引导作用。但由于其自身描述形式的局限性,存在无法对系统业务架构框架动态特征进行分析的问题,故提出一种基于ROAD业务架构的着色petri网(CPN)可执行模型生成方法。该方法基于TOGAF业务架构ACF元模型划分提出的4类模型——规则模型(RM)、组织模型(OM)、活动模型(AM)和数据模型(DM),建立4类模型不同描述形式与CPN建模语言间的对应关系,进而提出以RM,OM,AM和DM为主体的可执行模型五阶段建模方法。最后,以幼儿园智能晨检机器人系统业务架构为例,验证了所提方法的可行性和有效性。该方法实现了灵活、自动化的CPN可执行模型的生成,打破了业务架构建模语言和CPN建模语言之间的限制。