基于太阳能吸附制冷的载/蓄冷充填降温系统性能分析

含冰粒的载/蓄冷充填降温是解决深井热害问题的有效方式,但其制冰能耗大、系统运行费用较高。为此,研发了基于太阳能吸附制冷的矿井载/蓄冷充填降温系统(Mine Cold Load/Storage Backfill Cooling System Based on Solar Adsorption Refrigeration),该系统由地面太阳能集热子系统、吸附制冷子系统和地下输冰子系统组成。通过建立子系统的数学模型和地面系统的TRNSYS模型,分别分析甲醇解吸量、吸附制冷量和吸附制冰量在不同太阳能辐射强度、不同季节和不同地区影响下的变化规律,进而得出太阳辐射强度和太阳辐射连续性是造成制冰量差异的主要原因。选取太阳辐射强度和太阳连续性较优的淮南、南宁两区域进行系统制冰能效分析,与传统蒸汽压缩式制冷系统相比,该系统的吸附制冷子系统平均节能效率达到64.71%。研究结果反映出,太阳能吸附制冷与载/蓄冷充填降温相结合的新型矿井降温系统的研发,对于高效解决矿井热害问题有所裨益。

基于三角面元的海岸带机载/船载LiDAR点云配准方法研究

机载LiDAR系统与船载LiDAR系统是获取海岸带点云数据的常用方式。两种测量系统所测数据具有空间差异性和互补性,对这两类非同源点云数据进行配准具有重要意义。本研究提出一种基于三角面元的LiDAR点云配准算法,根据空间分布将目标点云分割成若干不规则的三角面元作为配准基元,利用点-面变换模型,最小化源点云中的测量点与其平面位置处的三角面元间的距离,最终实现海岸带区域点云配准。实验结果表明,配准前后的样本点距离平均误差和点-面距离均方根误差分别从3.30和1.51 m降低到0.76和0.17 m,本研究基于三角面元的点云配准方法可以有效消除海岸带非同源点云数据测量空隙、角度偏差等现象。

硬盘加载/卸载过程磁头悬臂接触面的动力学仿真

针对于微硬盘驱动器斜坡加载/卸载(Load/Unload)过程,对微硬盘的磁头/盘界面及磁头悬臂与支承件接触面的摩擦学及动力学特性进行建模,对加载及卸载过程中的浮动块、悬臂的动态特性和斜坡与提升臂的接触特性进行了仿真,分析了加载与卸载速度及斜坡倾角对斜坡与提升臂的接触变形与接触力及接触面间的摩擦能耗特性的影响。研究结果表明,加载及卸载速度的增加将导致斜坡接触面上的接触力及摩擦力的增大,增大斜坡倾角将使接触面摩擦能量损耗增加。研究结果对微硬盘磁头/盘界面的改进和加载/卸载技术的进一步应用提供依据。

硬盘加载/卸载过程的动力学仿真及参数优化

为研究硬盘驱动器斜坡加载/卸载过程中,磁头/盘界面及磁头悬臂/支承件接触面的摩擦学及动力学特性,建立系统运动微分方程,提出基于PDE的超薄气体润滑气膜力求解方法,并对卸载过程中的浮动块/悬臂及斜坡/提升臂的接触特性进行仿真,分析提升臂刚度和提升臂/斜坡的接触刚度对作用面接触变形、接触力及浮动块动态特性的影响,以及斜坡过渡圆角对运动稳定性的影响.结果表明:基于PDE的气膜力求解方法具有足够的求解精度;提升臂刚度、接触面刚度及斜坡过渡圆角是影响硬盘加载/卸载过程磁头滑动块稳定性的主要因素.研究结果为硬盘磁头/盘界面的改进和L/UL技术的进一步应用提供了依据.

动态压力加载/卸载装置dDAC及原位表征技术研究进展

动态压力加载/卸载装置dDAC(Dynamic diamond anvil cell)是近年来备受高压界关注的研究装置之一,可以用来开展亚稳态材料制备、相变动力学、超高压化学等方面研究,在材料学、凝聚态物理学、化学、地学等领域具有重要的应用前景。综述了近年来国内外动态压力加载/卸载装置及原位表征技术的研究进展,详细介绍了一套新型与原位时间分辨光谱测试系统及原位加热/冷却系统相结合的、具有较大加载/卸载速度和较宽压力范围的动态压力加载/卸载装置。该动态压力加载/卸载装置及原位光谱表征系统的建立,将成为新的高压实验研究平台,从而促进高压极端条件下材料新结构和新性能等方面的研究。

硅胶固载/N、S共掺TiO_2光催化剂的表征与性能

以正硅酸乙酯、钛酸丁酯为硅胶固载TiO_2的前驱物原料,以不同比例的硫酸和硝酸的混合酸既做掺杂氮、硫源,同时又做溶胶凝胶的引发剂.采用溶胶凝胶法和水热蒸压法原位共生合成产物前躯体,再在氮气气氛下烧结制得硅胶固载/氮、硫共掺TiO_2光催化剂(N、S/TiO_2-SiO_2).通过TG-DSC、XRD、XPS、FT-IR和UV-vis等测试手段对样品的物相、形貌、结晶结构等进行分析表征.通过光催化降解实验来考察制备样品的光催化性能,以此研究非金属元素共掺杂对改性TiO_2光催化性能的影响.研究结果表明:氮、硫共掺杂TiO_2晶粒处于硅胶介孔骨架结构中,成功实现了N和S的有效共掺杂,拓宽了TiO_2光催化剂的光响应范围,达到了光催化红移和高效利用太阳光的目的.而且产物纯度高、结晶状况好.在n(Ti)∶n(Si)=1∶4、n(Ti)∶n(N、S)=1∶0.05、烧结温度700℃时,可生成光催化性能最佳的硅胶固载TiO_2介孔材料.

天然气管线压缩机组加载/卸载及负荷分配控制研究

天然气在长输管道的输送过程中由于各种原因会造成压力损失,而为了提高输送流量必须要求增压输送,这就要求管线上每隔一段距离设置一个压气站为天然气增压,一般情况下会为每个压气站配套2台或2台以上并联运行的离心压缩机,这就涉及到多台机组并联运行时机组负荷的控制问题:怎样依据负荷变化,实现压缩机平稳自动并网(加载)、切除(卸载、包括故障机组的卸载);怎样调节并联运行机组的负荷,实现总管压力稳定,提高机组群的整体运行效率。为了便于阐述,该文以2台压缩机并联运行为例进行说明,提出一种基于等距原理的负荷分配控制,以解决上述两个核心问题。

关于散货船压载/扫舱水系统的设计分析

压载/扫舱水系统是船舶上重要的保船系统。根据船型及要求不同,其选择压载/扫舱水的设计布置也不同。2008年船舶市场昌盛时候,船企及设计中心为船东所供的压载/扫舱水系统,性能及建造成本比较高。如今全球船舶市场继续低迷,我国船舶工业的发展也受到了严峻考验。目前建造同种吨位的散货船价格只有2008年的一半,甚至更少。由于现在船价低订单少,直接考验着船企的生存与发展。因此目前船企在签订散货船订单时,要充分考虑在满足规格书及各种规范要求下,尽可能优化船舶设计建造成本,这样才能为企业在船市低迷情况下签订订单提供保障。而压载/扫舱水系统设计方式的不同也会在船企建造成本上有所不同体现。文章着重介绍大于50000T散货船不同压载/扫舱水管路系统的设计分析。

加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响

为探究加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响,开展16根RC梁(质量损失率0%~8.7%)在不同加载速率(0.5~300 mm/min)下的粘结性能测试,据此提出考虑加载速率和钢筋锈蚀影响的粘结强度计算公式,并开展锈蚀钢筋混凝土梁粘结力学行为的数值模拟,分析高加载速率(30~30000 mm/min,应变率10^(-4)~10^(-1)s^(-1))下锈蚀梁的粘结滑移力学行为。研究表明:(1)加载速率对锈蚀钢筋混凝土梁式试件的粘结应力-滑移曲线形状以及粘结强度与残余粘结强度的比值影响不大;(2)随着加载速率的增加,锈蚀钢筋与混凝土的粘结强度和残余粘结强度显著增加,粘结区应力峰值显著增加并逐渐向加载端靠近;(3)本工作提出的考虑加载速率和钢筋锈蚀影响的粘结强度计算公式在0.5~30000 mm/min的加载速率范围内有很好的适用性。

面向绿色计算的车辆协同任务卸载方法

车辆边缘计算(VEC)为处理计算密集、延迟敏感型任务提供了新的范式,然而边缘服务器在整合可再生能源方面的能力较差。因此,为了提高边缘服务器的能效,该文设计了一种面向绿色计算的车辆协同任务卸载框架。在该框架中,车辆配备能源收集(EH)设备,通过彼此间共享绿色能源和计算资源协作执行任务。为有效促进车辆的参与积极性,该文通过动态定价激励车辆,并综合考虑了车辆的移动性、任务优先级等。为了使卸载决策适应动态环境的变化,该文提出了一种基于双延迟深度确定性策略梯度(TD3)的任务卸载方法,以在最大化所有车辆平均任务完成效用的同时减少边缘端电网电力的使用。最后,仿真结果验证了该方法的有效性,相比基于深度确定性策略梯度(DDPG)和基于贪心原则(GPE)的方法在性能上分别提升了7.34%和37.47%。

高速铁路无砟轨道车辆荷载传递特性研究

为进一步探讨无砟轨道荷载设计参数取值,为我国时速400 km及以上高速铁路建设提供重要理论支撑,通过开展无砟轨道静力分析以及钢轨焊缝、车轮扁疤激励下车辆-轨道动力相互作用,揭示列车静、动力载荷特征及传递规律;同时根据轨道承载特点和无砟轨道设计原理,提出车辆竖向设计荷载取值建议。研究结果表明:(1)高速列车车轮扁疤和钢轨焊缝不平顺将造成显著的轮轨冲击,其轮载动载系数最大可达5.79,远高于现行规范取值;扣件系统对扁疤和焊缝不平顺引起的轮轨力高频成分衰减作用明显,扣件支反力的动载系数最大为2.64;(2)钢轨焊缝不平顺引起的轮轨冲击力随着车速提高以及焊缝不平顺幅值的增大而迅速增大,建议500 km/h及以下高速铁路的钢轨焊缝平直度标准取0.2 mm/m;(3)列车轮载通过扣件支反力作用于轨道板,从传递特性的角度来说,以扣件支反力作为轨道板竖向设计荷载更为合理,其动载系数可取3.0,且能满足400 km/h及以上高速铁路的行车需求。

移动边缘计算不确定性任务持续卸载及资源分配方法

移动边缘计算场景中任务的不确定性增加了任务卸载及资源分配的复杂性和难度.鉴于此,提出一种移动边缘计算不确定性任务持续卸载及资源分配方法.首先,构建一种移动边缘计算不确定性任务持续卸载模型,通过基于持续时间片划分的任务多批次处理技术应对任务的不确定性,并设计多设备计算资源协同机制提升对计算密集型任务的承载能力.其次,提出一种基于负载均衡的自适应策略选择算法,避免计算资源过度分配导致信道拥堵进而产生额外能耗.最后,基于泊松分布实现了对不确定任务场景模型的仿真,大量实验结果表明时间片长度减小能够降低系统总能耗.此外,所提算法能够更有效地实现任务卸载及资源分配,相较于对比算法,最大可降低能耗11.8%.

水工混凝土矿化微生物固载及自修复试验研究

直接内掺方式制备微生物自修复混凝土会因拌合的机械挤压摩擦、生存环境受限等因素影响矿化微生物的长期活性。本文选择巴氏芽孢杆菌为矿化微生物,以膨胀珍珠岩和陶粒为微生物载体,以水泥浆和偏高岭土浆液为载体包覆材料,通过试验优选有助于微生物释放和保护的载体及其合理粒径、包覆材料,并研究微生物固载对裂缝自修复效果的影响。结果表明:掺入定量的膨胀珍珠岩的水工混凝土试样劈裂裂缝处拉裂面积比更大,作为水工混凝土微生物固载材料时较陶粒更能有效释放矿化微生物;偏高岭土浆液较水泥浆更适合作为载体的包覆材料,其包覆的微生物14 d存活率为86.63%,有效保证了固载微生物的长期活性;对微生物进行膨胀珍珠岩固载和偏高岭土浆液包覆,修复养护90d裂缝最大修复宽度为0.616mm,高于直接内掺的0.453mm,有效改善了混凝土试件的裂缝自修复效果。

载抗生素骨水泥治疗糖尿病足坏死性筋膜炎致小腿筋膜室综合征

背景:目前坏死性筋膜炎的治疗方法大多是充分彻底清创后使用负压封闭吸引,该方法需要反复多次清创才能彻底清除坏死感染组织,给患者造成严重的身体负担和经济负担。目的:介绍一种临床少见的病例——糖尿病足坏死性筋膜炎导致的小腿筋膜室综合征,总结使用载抗生素骨水泥进行治疗与综合管理的临床经验。方法:选择2017年8月至2020年8月苏州大学附属无锡九院收治的糖尿病性坏死性筋膜炎导致的小腿筋膜室综合征患者6例,男5例,女1例,平均年龄54岁,围术期整体把控患者全身情况并进行全身营养支撑治疗,所有患者均一期行彻底清创+载抗生素骨水泥填塞+负压封闭引流以控制感染、二期取出骨水泥并行创面修复治疗。出院后随访时观察患者创面愈合情况及有无红肿渗液发生。结果与结论:①4例患者经过2次载抗生素骨水泥填塞后创面新鲜,诱导膜形成良好,1例经过3次抗生素骨水泥填塞后诱导膜形成良好,这5例患者二期经过植皮手术后创面均愈合良好;1例患者急诊手术时因术中血压难以维持且小腿4个间室均出现感染,急诊行膝上截肢,同时残端创面放置载抗生素骨水泥,二期骨水泥取出后创面直接闭合,创面一期愈合;②6例患者出院后随访6-24个月,末次随访时,6例患者创面均愈合良好、无红肿渗液等症状,患者生活质量明显改善,均对疗效表示满意;③对于临床高度怀疑糖尿病足坏死性筋膜炎时应警惕小腿筋膜室综合征的发生,早期诊断、及时切开减压至关重要,应用载抗生素骨水泥治疗糖尿病性坏死性筋膜炎导致的小腿筋膜室综合征短期疗效较好。

大跨度钢桁架结构卸载模拟及监测技术研究

以江苏省盐城黄淮湿地博物馆钢桁架结构卸载施工为背景,旨在通过有限元技术及基于多传感器融合的现场监测技术研究大跨度桁架结构卸载施工关键技术。研究结果表明:有限元计算结果能够获取卸载施工过程中的关键要素,为后续监测方案的设计提供参考。后续的监测结果表明,有限元方法对位移的计算结果可靠性要高于应力,与实际情况更加接近;基于多传感器融合的监测方法能够提高监测结果的准确性和远程监控效果,为桁架结构的安全性和可靠性提供了有力支撑。研究结果可为大跨度钢结构建筑的施工提供参考。

不同围压及加载速率下的塑性混凝土动力特性研究

为研究塑性混凝土在三向应力状态下的动力特性与破坏规律,设计符合工程实践的配合比方案,借助动三轴试验仪开展了其在不同围压和不同加载速率条件下的强度、应力及应变规律研究。最后依据试验成果建立了基于Bresler-Pister三参数的强度准则。结果表明:塑性混凝土抗压强度与加载速率呈近线性正相关,材料抗压强度小于5.0MPa时对低加载速率更敏感,抗压强度大于5.0MPa时对高加载速率更敏感;不同加载速率下材料应力-应变规律基本一致,当应变达到1.47%~1.90%后其应力出现峰值,随后大幅度降低;不同围压条件下塑性混凝土抗压强度随围压的增加同样呈线性增长趋势,随着围压的提高,塑性混凝土峰值应力维持时间越长,材料抗裂性能越好;基于Bresler-Pister的强度准则公式其计算剪应力与三轴实测误差在1.61%~4.35%之间,基本反映了材料的变形破坏规律。

无人机辅助MEC系统中的联合计算卸载和轨迹设计

文中提出了一种无人机辅助移动边缘计算(MEC)系统,其中一架配备计算资源的无人机作为飞行基站(BS)处理从用户迁移来的应用任务,以节省用户设备的能耗.考虑了一种通用的瑞森衰落信道模型,通过联合优化无人机轨迹、用户发射功率、用户调度和比特分配,以最小化所有用户设备的平均能耗.设计了一种基于迭代分块连续上界最小化算法,并引入二次惩罚项进行交替求解.结果表明:文中所提出的联合优化方案优于其他基准方案,能显著降低用户的能量消耗.

基于加速加载试验的青川岩改沥青混合料疲劳性能研究

为评价青川岩改沥青混合料疲劳性能,该文设计了基于比例尺为1∶3的路面加速加载试验系统的动轮载三点弯曲加载疲劳试验装置,对双层沥青混合料复合车辙试件进行轮胎碾压下的三点弯曲重复加载疲劳试验,结合沥青混合料小梁试件MTS弯曲疲劳试验,评价青川岩改沥青及复合改性沥青等对沥青混合料疲劳性能的改善效果。结果表明:青川岩改沥青提高了沥青混合料承受重复弯拉荷载的能力,改善了沥青混合料的抗疲劳性能,其抗疲劳性能优于青川岩沥青与SBS复合改性沥青、SBS改性沥青和基质沥青;基于比例尺为1∶3的路面加速加载试验的动轮载三点弯曲重复加载疲劳试验,能更真实地模拟现场路面轮载作用,减少了小梁试件尺寸效应对疲劳寿命的影响,再现了轮载作用下路面结构的受力状况。

考虑加载历史的小半径曲线桥梁梁轨相互作用分析

目前,大部分考虑加载历史的梁轨相互作用研究都集中在直线桥梁上,针对曲线桥梁,尤其是小半径曲线桥梁,梁轨相互作用的研究相对较少。采用理想弹塑性滞回阻力模型模拟扣件纵向阻力,运用有限元软件,建立以城东特大桥为研究对象的钢轨-桥梁-墩台三维有限元空间力学计算模型,研究曲线半径对于梁轨相互作用的影响,探究了多荷载耦合作用、往复荷载作用以及循环荷载作用下考虑加载历史效应的曲线桥梁梁轨相互作用情况,并提出“拉力百分比”以及“压力百分比”的概念以便分析曲线半径对传统线性叠加法误差的影响。结果表明,曲线桥梁中梁轨纵、横向相互作用分别与曲线半径成正、反比,相关数据改变幅度与曲线半径成反比且当曲线半径超过800 m时基本收敛,此时可采用“以直代曲”的简化算法;曲线半径对于横向梁轨相互作用影响程度大于纵向,相较于挠曲、制动工况,伸缩工况受曲线半径影响更加显著;多荷载耦合作用下,采用传统线性叠加法相较于考虑加载历史更为保守且温度荷载起主要贡献;考虑加载历史时钢轨在往复荷载作用下会产生不可忽视的残余内力,且在循环荷载作用下将会产生收敛于第1次往复荷载下的残余内力,这是扣件纵向阻力的弹塑性滞回特性决定的;线性叠加法误差与曲线半径具有相关性,相较于挠曲、制动工况,伸缩工况下对其更为敏感。研究结果可为考虑加载历史下曲线桥梁结构设计提供参考。

面向移动边缘计算的任务卸载方法研究

目前大多计算卸载策略是在任务整体卸载情况下进行的,且仅考虑时延或能耗单一指标,未将二者结合进行优化,为此,以任务处理的时延与能耗加权和为优化目标,提出一种基于强化学习的部分卸载算法。将单个任务的处理分为本地计算和部分卸载两种方式,且在部分卸载中引入了变量确定卸载权重,最后利用强化学习Q-learning完成了所有任务的计算卸载与资源分配。实验结果表明,所提算法能有效降低任务处理的时延与能耗。