2026, 48(2):121-128. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20250108002
摘要:为了研究多桨变速搅拌对脱硫搅拌池均匀性的影响,以均匀布置3个搅拌桨的大型侧进式搅拌器为研究对象,基于欧拉两相流模型和k-ε湍流模型,建立了三维瞬态模型。对比了匀速搅拌与多桨变速搅拌工况下的均匀性,探讨了固相体积分数对变速搅拌的影响,分析了不同变速方式、振幅及频率对搅拌池内部均匀性的作用。研究结果表明,变速搅拌能有效减少底部固体颗粒的堆积,其中三桨变速搅拌效果最优,相较于匀速搅拌高体积分数区域减少13.62%。随着固相体积分数从0.2增加至0.5,多桨变速搅拌均能降低搅拌后的不均匀性,低体积分数时的变速搅拌改善效果较好。变速搅拌速度幅度较大、频率适中时,均匀性更好。多种变速方式中,梯形变速方式的搅拌效果最佳。
2026, 48(2):129-139. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20250101003
摘要:开展自然界和工业应用中广泛存在的液滴撞击尖端凸起结构的界面演化现象研究具有重要意义。采用实验和数值模拟相结合的方法研究了液滴撞击超疏水圆锥体过程中界面的动态演化,重点研究了韦伯数We和锥角α对液滴在圆锥体表面的模态演化的影响,并结合速度场和压力场分析了模态切换的原因。研究发现,随着We的增大,液滴冲击圆锥体时会依次出现4种模态:未被刺穿且完全反弹;刺穿形成环状后完全反弹;刺穿形成环状,在回缩的过程中发生破碎;刺穿形成环状,在铺展过程中发生破碎。此外,随着α的增大,发现不同模态间切换的临界We逐渐增大。本研究工作不仅增强了对液滴在复杂表面上冲击行为的理解,而且可为指导相关工程应用提供重要参考。
2026, 48(2):140-148. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20250218003
摘要:在非均匀加热自然对流系统中,通过合理配置非平直壁面可诱发净水平流动,即热漂移,从而实现对流调控。体积式太阳能集热器中的传热过程主要由非均匀聚光辐射驱动的热对流主导。为探明辐射驱动热对流系统中热漂移的形成条件及其关键控制参数的影响规律,以期为体积式太阳能集热器的传热调控提供理论依据,采用有限体积法开展数值模拟。研究发现:辐射驱动热对流系统中,热漂移的形成源于下壁面的净水平分压力。当非平直下壁面与非均匀入射辐射之间相位差为0或$ \text{π} $时,净水平分压力接近0,流函数对称,没有产生热漂移;其他相位差的情形下,净水平分压力不为0时,产生热漂移。此外,热漂移强度随相位差呈正弦变化,随下壁面振幅与入射辐射振幅增加而增加,随下壁面波数及流体高度先增后减。当瑞利数满足103≤Ra≤1010时,热漂移强度随瑞利数增加而增加,但其增长速率发生了两次转变,由Ra变化至Ra0.6,再至Ra0.37。
2026, 48(2):149-158,208. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20250212002
摘要:半监督视频分割的目标是在给定首帧视频标注的条件下,持续跟踪并分割出后续视频帧中的目标。许多基于时空存储方法的网络,利用过去存储的视频帧背景与目标特征来引导后续帧目标的分割,已经取得了显著的效果。但这些网络多数是按时间顺序存储视频帧,导致存储库不断扩大,增加了匹配分割时间,且存储特征中不断累积的扰动与噪声也降低了分割的精确度。受记忆曲线启发,提出一种分流存储网络来解决上述问题。网络将存储库分为3个级别:初级、中级和高级,并引入分流存储模块作为分流准则,控制特征存储的流向。通过采用不同策略,使网络在提升精确率的同时,缩短了分割时间。在训练数据保持一致的情况下,本文网络与同类型网络相比,在单对象数据集DAVIS16与多对象数据集DAVIS2017上均取得了较好效果。
2026, 48(2):159-167. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20250115001
摘要:设计了一种由金属狭缝-凹槽构成的表面等离子激元(SPPs)干涉仪阵列结构。在单色光照射下,周期性凹槽激发的SPPs与纳米狭缝处的直接透射光发生干涉,参与干涉的两路光的相位差将导致透射光强发生变化。采用7个具有不同狭缝-凹槽距离的干涉仪结构,通过综合分析各个透射能量的变化,检测环境介质折射率。样品加工采用聚焦离子束刻蚀技术在金属膜上制备了狭缝-凹槽结构,并封装成微流控芯片,完成不同折射率溶液环境下透射光能量分布的采集。通过反向传播(BP)神经网络模型的训练和测试,传感方案在折射率误差±1×10-3范围内的识别准确率可达到96.2%,展现了出色的泛化能力和鲁棒性。
2026, 48(2):168-182. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20250118001
摘要:提出一种以贝塞尔曲线拟合骨架运动特征的身份识别方法。首先,利用OpenPose算法提取人体的关键骨骼点,构建肢体步态特征三角形,并通过贝塞尔曲线对其变化规律进行拟合,从而得到具有强区分能力的肢体步态曲线。采用贪心算法结合递增式特征融合策略,筛选出最优特征子集并构建步态特征向量;基于欧几里得距离设计了特征向量的相似度度量机制,实现肢体运动特征的精准对比。最终,结合贝叶斯推理框架,融合上下肢特征的相似度,输出最终的身份识别结果。通过实验证明了该方法较之现有方法在识别精度与效率上均有显著提升,展示了其在实际应用中的广阔前景。
2026, 48(2):183-193. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20250104001
摘要:精准的电力负荷预测是保障电网安全与经济调度的关键。然而,预测过程受时间、天气、经济等多重因素影响,高维数据和冗余信息使预测过程复杂化,降低了预测精度。为此,提出一种基于最优特征选择与“Attention-Bi-LSTM + XGBoost”(“ABL+XGB”)的混合预测方法。该方法综合考虑27种影响因素,通过对比6种特征选择方法,筛选出最优特征子集,并采用“ABL+XGB”组合模型进行预测。基于新加坡与挪威电力市场实际数据集的实验结果表明,所提方法具有较高的预测精度,Lasso回归结合组合预测模型结果最接近真实负荷且误差最小,验证了有效的特征选择对于提升电力负荷预测准确性的重要作用。
2026, 48(2):194-208. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20250210001
摘要:随着国家“双碳”政策的推行,低碳园区综合能源系统的零碳排放需求愈发迫切。为提高低碳园区的可再生能源利用率、多能耦合利用效率及低碳化程度,提出考虑碳捕集、利用及封存(carbon capture, utilization and storage, CCUS)-氢能综合利用(hydrogen energy comprehensive utilization, HECU)的低碳园区综合能源系统优化调度模型。首先,在传统的电转气中加入氢储能,同时对氢燃料电池(hydrogen fuel cell, HFC)及甲烷反应器工作产生的余热进行再利用,实现电-热-气联产,促进HECU模块化和能量的梯级利用。其次,引入CCUS技术并与HECU结合,将捕获的CO2封存和合成甲烷,建立CCUS-HECU综合运行框架。最后,考虑电/热柔性负荷参与综合能源系统需求响应,并将低碳改造后设备减少的搁浅及额外成本加入成本计算中,建立以总成本最小为目标的低碳园区综合能源系统优化调度模型,并利用CPLEX求解器求解。算例结果表明,该模型可有效降低系统综合运行成本和碳排放量,提高可再生能源利用率,实现系统经济低碳化运行。
2026, 48(2):209-224. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20250218002
摘要:考虑氢能、碳捕集等技术对微能源网运行的影响,构建氢、热、电、气多能转换微能源网系统结构;分析国家核证自愿减排量(CCER)交易启动对微能源网交易、运行的影响,计算电-碳-绿证市场耦合下微能源网成本收益。基于成本收益,构建两阶段多时间尺度滚动优化模型,日前制定小时级调度计划,日内实时15 min时间尺度更新风光数据滚动优化运行,并采取情景对照法进行算例模拟。研究结果显示:氢能模块可以降低微能源网的购电成本和需求响应成本,且随着氢模块的效率提高,可有效降低微能源网总运行成本;碳配额价格水平高于绿证价格水平时,微能源网倾向于选择核发CCER抵消超额碳排放或出售CCER获得收益;滚动优化可以有效矫正各单元的出力,进而提高微能源网运行的经济性。
2026, 48(2):225-238. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20250115002
摘要:学界关注亲组织非伦理行为(UPB)的企业盈利和伦理破坏属性,却忽略了UPB利润源头是消费者,伦理维护者是政府,行动者销售员亦存在私利风险。整合销售员、企业、消费者和政府四方的成本收益诉求,探索UPB的形成机制。借助博弈论推算主体稳定性策略及其均衡点位置,并在均衡范围内进行了系统动力学仿真分析。结果发现,销售员UPB会分别受到企业、政府和消费者决策的限制,特别是在缺乏UPB动机时,仅企业管控就可彻底遏制UPB的发生。其中,消费者举报与否对销售员UPB形成的影响强度最大,政府消极监督的影响时效最长。企业加强对销售员UPB的处罚,或在企业不作为时政府代为处罚均能达到理想效果。该结论厘清了UPB的利益相关者成本收益形成框架,为其系统性联合规制方案提供了参考。
2026, 48(2):239-252. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20250116001
摘要:针对多柔性路径下单元制造系统生产效率低、生产能耗高的问题,从优化跨单元运输次数的角度出发,建立了以完工时间、总生产能耗和跨单元次数为优化目标的多目标模型,并提出一种变邻域非支配排序遗传算法进行求解。基于混合全局和随机生成解集法,选取跨单元次数较少的个体为初始解,设计基于跨单元运输的解码方式,并融合3种变邻域算子,降低运输及空闲时间对加工过程的影响, 运用改进交叉和变异非支配排序方法得到高效的进化过程。最后,通过算例仿真验证改进算法的合理性,并在实例部分分析得出:均衡跨单元次数有利于协调优化完工时间与总能耗这两个目标,进一步证实了所建模型的优越性。
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