锂电池肋片液冷板的传热与流动特性研究

对于锂离子电池热管理系统,在锂电池两侧插入带通道的冷板是一种有效的高温散热方法。针对电动汽车用方形锂电池,在传统并行流道冷板的基础上,设计了六种肋片强化换热冷板。通过数值模拟方法研究和比较了不同雷诺数下冷板的换热效果,同时计算了流场的压降、摩擦因子和速度等来分析其流动特性,最后采用综合考虑流体流动和传热特性的无量纲因子来判断冷板的综合性能。结果表明,不同雷诺数下六种肋片强化冷板散热性能均优于传统并行流道冷板,但压降也不可避免地增大,各个方案中矩形交错肋片液冷板的综合性能最优。

基于改进的V-Net模型肺结节分割算法的研究

由于CT图像是三维图像,在原始的V-Net模型分割中,易出现结节漏检和边界分割不清晰,以及损失函数Dice训练时不稳定等问题。根据这些问题,提出3D多尺度SE V-Net,简称MSEV-Net网络,同时通过联合损失函数来提高训练的稳定性。该网络模型在V-Net网络的基础上,使用多尺度卷积模块来替换原有的5×5×5卷积,同时在残差连接后加入SE通道注意力模块,通过不同尺度的特征融合和学习不同通道之间的关系,解决肺结节小不易分割的问题。同时在V-Net网络残差连接基础上加一条短跳跃连接,使得整个网络更好利用全局特征。联合损失函数选择Dice和交叉熵损失函数进行融合,可以很好地解决训练不稳定问题。提出的MSEV-Net网络模型和联合损失函数在平均分割准确率PA达到0.998,DSC达到0.837。实验结果表明,该方法在提高肺结节分割精度方面具有一定的效果。

基于LoRa通信的物联网太阳能路灯控制系统设计与实现

传统路灯控制系统只能执行开关控制,无法实现对太阳能路灯的控制、定位及状态监控。为了实现对太阳能路灯的远程监测,设计开发了一种基于LoRa通信的物联网太阳能路灯控制系统。该系统实现了路灯终端100W的照明功率和单一集中器互联100个终端,可对每个路灯终端的功率、电池状态、温度等信息进行实时采集,对城市照明系统进行在线控制和管理,具有一定的社会实用价值。

环介导等温扩增技术结合乳胶微球试纸条检测副溶血性弧菌

目的建立环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)技术结合乳胶微球试纸条(latex microsphere test strips,LMTS)快速检测副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus,VP)的方法。方法以副溶血性弧菌的不耐热溶血素(TLH)基因作靶标设计引物,6-羧基荧光素(6-carboxyfluorescein,6-FAM)和生物素(Biotin)标记引物,对体系各项反应参数进行优化;将新鲜菌液作10倍梯度稀释后进行LAMP、聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)和实时荧光定量LAMP(quantitative LAMP,qLAMP)反应,比较三者的敏感度;对副溶血性弧菌、大肠埃希氏菌、福氏志贺氏菌、粪链(肠)球菌、单核细胞增生李斯特菌、鼠伤寒沙门氏菌、铜绿假单胞菌进行LAMP扩增,验证其特异性;虾样品用菌液进行模拟污染,分析LAMP-LMTS的可靠性。结果LAMP-LMTS方法的灵敏度可达4.16×10^(2)copies/μL,与qLAMP、LAMP-琼脂糖凝胶电泳(agarose gel electrophoresis,AGE)方法结果一致,检出限要比利用外引物建立的PCR方法低10倍的拷贝数,灵敏度更高。结论该方法检测副溶血性弧菌具有检测时间短、灵敏度高、特异性强、操作简便等特点,可应用于基层实验室、应急检测或现场监测,具有较高的推广价值。

叶形仿生优化对离心血泵水力性能及溶血特性的影响

离心血泵的优化对于体外膜肺氧合的临床应用具有重要意义。本研究参考座头鲸在深海中作原地转身运动时其鳍状肢的流线形,重新设计血泵的叶片。采用计算流体动力学对血泵性能进行预测和评估;通过水力试验来验证数值计算的准确性;溶血预测模型采用渐进一致数值近似方法。仿真结果表明,叶片尾缘形状对出口隔舌处的流场分布和该区域的壁面剪应力分布均有显著影响;当叶片尾缘达到一定扭转角度时,叶片结构能较好地适应泵内的流场环境,但当扭转角度不足时,流场扰动反而会增大。与原模型相比,扭转角为20°的模型在转速为2500 rpm、流量为5 L/min的工况下,扬程试验结果增加11.6%,水力效率提升3.1%,溶血指数下降40.1%。总的来说,具有一定扭转角度的仿生叶片尾缘结构可以提高半开放式离心血泵的性能。

融合深度信息的室内场景分割算法

针对室内复杂场景中,图像语义分割存在的特征损失和双模态有效融合等问题,提出了一种基于编码器-解码器架构的融合注意力机制的轻量级语义分割网络.首先采用两个残差网络作为主干网络分别对RGB和深度图像进行特征提取,并在编码器中引入极化自注意力机制,然后设计引入双模态融合模块在不同阶段对RGB特征和深度特征进行有效融合,接着引入并行聚合金字塔池化以获取区域之间的依赖性.最后,采用3个不同尺寸的解码器将前面的多尺度特征图进行跳跃连接并融合解码,使分割结果含有更多的细节纹理.将本文提出的网络模型在NYUDv2数据集上进行训练和测试,并与一些较先进RGB-D语义分割网络对比,实验证明本文网络具有较好分割性能.

人工血管用PVA/CMCS/OCD水凝胶的制备及性能研究

以聚乙烯醇(PVA)和羧甲基壳聚糖(CMCS)为原料、醛基环糊精(OCD)为交联剂,通过物理-化学交联制备了高强度、血液相容性良好的PVA/CMCS/OCD水凝胶,然后研究了多糖组分含量对水凝胶性能的影响。通过红外光谱仪和扫描电子显微镜表征水凝胶的微观结构,结果表明,PVA和CMCS通过动态亚胺键、氢键和网络缠结形成互穿网络,这不仅减小了水凝胶的孔径,还提高了水凝胶的网络稳定性。同时,力学性能和抗疲劳性能也因为“刚柔相济”的网络结构而得到加强,拉伸模量从0.54 MPa提高到0.76 MPa,性能更贴近天然血管。此外,PVA/CMCS/OCD水凝胶还具有良好的细胞相容性和血液相容性。细胞毒性和溶血率均符合医疗器械生物学评价要求,蛋白质吸附、血小板粘附测试结果表明该水凝胶具有良好的抗凝血性能;复钙化时间测试和动态凝血时间测试结果显示该水凝胶的内源性凝血程度低。因此,成本低廉、制备方法简便、综合性能良好的PVA/CMCS/OCD水凝胶有望用于人工血管。

不同材质瓶盖及夹具的夹持力选用研究

由于不同材质的夹具表面,以及对应的不同材质瓶盖,其相对的摩擦因数不同,因此夹持性能要求不同,需要的夹持力要求也不相同。日常生产中,瓶盖旋合夹具的夹持力选用和生产线设备上拧盖扭矩的设置缺乏理论依据。因此,以三爪夹具为例,建立力学模型进行受力分析,针对几种常见的材质,分析计算不同材质瓶盖和夹具的夹持力需求,结果表明不同材质瓶盖和夹具对夹持力的影响很大,决定着夹爪的选用依据,能够为实践生产时夹持力的选取和夹持夹具的选用提供重要参考。

基于倒S形枝节的宽带圆极化天线设计

为满足无线通信日益增长的带宽需求,扩展圆极化微带天线阻抗带宽和轴比带宽的同时保持无线设备的小型化,本文基于微带缝隙天线提出了一种宽带圆极化微带天线的设计。该天线整体尺寸为30 mm×30 mm×1.6 mm,顶部结构为倒S形枝节,采用偏心侧馈的馈电方式,通过在微带线上加载矩形短截线改善天线的阻抗匹配,扩展了天线的阻抗带宽,在接地板上切角、挖槽扩展了天线的轴比带宽。测量结果表明,天线的-10 dB阻抗带宽为62.1%(5.14~9.81 GHz),3 dB轴比带宽为63.9%(4.43~8.59 GHz)。该天线具有小型、宽频带的特性,适用于5.8 GHz频段和WiFi-6E频段的无线通信系统中。

锂离子电池仿生树状通道液冷板数值优化

目的 将锂离子电池在5C放电倍率、环境温度298.15K的工作条件下的最大温度和温差控制在适宜范围内。方法 在锂电池两侧插入带通道的仿生树状液冷板,建立电池模块液冷散热模型。首先验证液冷数值模型的准确性,然后通过正交试验设计研究分支流道角度、入口流速、分支流道宽度和液冷板厚度对冷板散热性能的影响,并通过极差分析对4种影响因素进行重要程度排序,确定最佳的参数组合。结果 经优化后,锂电池的最高温度为302.4 K、温差为3.4 K,满足设计要求,但冷却剂在流动循环过程中存在泄漏风险。结论 提出的树状液冷板满足锂电池热管理性能的要求,优化后电池模块的表面温度在安全范围内,同时电池的温度均匀性显著提高。应选择导热系数高的冷板材料,并注重冷板结构设计,防止冷却剂泄漏。

基于改进YOLOv5-face和双目视觉的坐姿检测方法

目前基于深度学习的坐姿检测方法目前虽然精度有了很大提升,但其在边缘计算设备中无法兼顾高精度和快检测速度。为此,基于双目视觉和人脸关键点检测,设计了一种坐姿实时检测方法,首先使用双目摄像头采集用户图像,然后对YOLOv5-face人脸关键点检测模型进行剪枝优化后得到轻量化P-YOLOv5-face模型,最后结合双目视觉测距和决策树分类器构建完整模型,并将其部署到边缘计算设备中进行坐姿实时检测。实验结果表明,设计的模型识别准确率高,8种坐姿多分类准确率达96.24%,并且在边缘设备中也能实现500 ms内的检测速度,满足日常生活基本要求。

基于轻量级姿态估计的跳绳检测计数算法

针对人体姿态估计算法可实施性低以及基于姿态估计的跳绳计数精度不高的问题,提出了一种基于轻量级人体姿态估计网络的跳绳计数算法.该算法首先输入跳绳视频,接着利用帧间差分法提取关键帧图像并送入人体姿态估计网络进行关节点检测;同时为了解决轻量级网络检测精度不高的问题,提出优化的LitePose检测模型,采用自适应感知解码方法对模型的解码部分进行优化从而减少量化误差;然后采用卡尔曼滤波对坐标数据进行平滑降噪,以减小坐标抖动误差;最终通过关键点坐标变化判断跳绳计数.实验结果表明,在相同图像分辨率和环境配置下,本文提出的算法使用优化的LitePose-S网络模型,不仅未增加模型参数量和运算复杂度,同时网络检测精度提高了0.7%,且优于其他对比网络,而且本算法在跳绳计数时的平均误差率最低可达1.00%,可以利用人体姿态估计的结果有效地判断人体起跳和落地情况,最终得出计数结果.

未来新型储能应用的发展探索

活跃的市场需求推动了新能源产业的高速发展,尤其是开展新型储能应用的产品和技术竞争。因此,研究传统能源向新型电力能源转型的关键技术应用,成为了科研技术经济发展研究的重要课题。介绍新能源微电网关键技术及应用场景,提出未来新型储能市场发展及产业技术突破方向。

基于肝脏仿生形态的储肝容器结构理论设计

离体器官机械灌注技术可以有效解决供体短缺的问题,减少术后并发症的风险,是近年来器官保存的研究热点。为了解决肝脏移植转运过程中因储肝容器的结构缺陷导致的器官损伤问题,提出了一种基于肝脏仿生形态进行储肝容器的结构优化设计的方法。首先通过医学三维重建软件Mimics软件,对人体肝脏CT图像进行扫描,重建肝脏三维模型,然后计算肝脏体积,最后根据计算结果基于肝脏仿生形态设计储肝容器的结构。新的储肝容器结构能模仿肝脏在人体内的形态,结构稳定,大大减轻了转运时肝脏在储肝容器内的振动,便于机械灌注,更好地维持肝脏生理机能,提升了肝脏移植成功率。该结构设计可以为以后储肝容器的设计制造提供参考。

磁介质对磁力影响在实践中的应用

由于不同材质及厚度的磁介质,对磁吸力以及闭合噪声有着很大的差异影响。日常生产或生活中,不适合的磁力组件会产生磁吸力过大或过小,造成闭合噪声过大、吸合不紧、门或墙面损伤、使用寿命短等问题,因此往往需要在磁力组件中设计相应的磁介质进行磁吸力和闭合噪声的优化。日常应用中,磁介质对磁吸力和闭合噪声的影响缺乏数据分析性研究。以门吸应用为例,搭建简易门吸实物模型,针对几种常见的磁介质,采集并分析其相应的磁吸力及闭合噪声数据,表明不同磁介质对磁吸力及闭合噪声的影响很大,对磁吸力及闭合噪声有着明显的优化功能,能够为实践应用时磁吸组件及磁介质的选用提供重要参考意义。