重庆理工大学学报（自然科学）

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某列车用动力电池系统风冷散热流场研究

赖晨光１，余琴２，宋洁２，陈祎３，孙友长２，谭伟２

2022 (3): 1-8.

摘要 ( 217 )

PDF(3917KB) ( 267 )

利用计算流体力学的方法，对某款列车用空调强制风冷动力电池系统进行数值模拟，计算出该动力电池在指定工况下充放电结束点的温度和压力，并得到电池系统的温度场、速度场以及压力场，以探究空调制冷对整个电池系统的散热效果。研究发现：当电池组在不同工况下工作时，若根据电池的发热情况对空调工作状态进行调整，则空调无论是全制冷还是半制冷，均能有效保证电池温度保持在合理的工作范围内，这种改变空调工作状态的方法为解决电池组强制风冷的温度控制问题提供了参考。同时将仿真结果与实验结果进行对比，分析电池系统的热量传递过程与散热效果，验证了仿真结果的准确性以及电池系统的设计合理性。

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方形动力锂电池ＣＰＣＭ／翅片液冷式散热系统性能优化

安治国，祝惠，张显，罗雨诗

2022 (3): 9-18.

摘要 ( 208 )

PDF(3157KB) ( 260 )

为了降低方形锂电池在高温、高倍率放电下的最高温度和温差，提出了一种复合相变材料（ＣＰＣＭ）／翅片液冷式复合冷却结构。对提出的电池热管理系统进行了３Ｃ放电工况下的数值模拟，分析了ＣＰＣＭ中膨胀石墨（ＥＧ）质量分数、冷却液流速及入口温度对系统散热性能的影响规律。结果表明：１２％ＥＧ质量分数的ＣＰＣＭ表现出良好的散热性能，继续增大质量分数对最高温度及温差几乎没影响。增大冷却液流速降低了电池最高温度，但是也增加了电池温度的不均匀性。考虑到流速对ＣＰＣＭ液相率影响，流速为０．０２２ｍ／ｓ已满足散热需求。当入口温度为４０℃时，ＣＰＣＭ与液冷的协同效率更好，最大温差达到最小值，仅为２．７８℃

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基于频繁项统计的流－安时积分ＳＯＣ估计方法

李昆１，赵理１，２，赵博阳３，客汉宸１，李俊丽１

2022 (3): 19-27.

摘要 ( 103 )

PDF(3125KB) ( 315 )

针对传统安时积分法由于无法在线更新库仑效率而导致的难以准确估测电池剩余容量的问题，提出一种基于频繁项统计进行电流分段积分，利用不同库仑效率对分段积分后电量进行修正的流－安时积分法。该方法利用连续充放电循环对库仑效率进行在线修正，基于柯西频繁项统计算法对电流进行分段累积，利用修正后的库仑效率对分段累计电量进行校正，最后实现了电池剩余容量的准确估计。仿真和实验分析表明：基于频繁项统计的安时积分法有效减小了传统安时积分法产生的电量累积误差，提高了剩余容量及ＳＯＣ的估计精度。

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Ｐ２构型ＰＨＥＶ的规则型能量管理策略

罗勇，陈国芳，韦永恒，邓云霄，任淋，徐利吉

2022 (3): 28-35.

摘要 ( 225 )

PDF(3262KB) ( 266 )

插电式混合动力汽车（ＰＨＥＶ）具有低排放、低油耗、无续航里程焦虑等优势，当下深受各大车企青睐。如何有效提升整车燃油经济性问题一直是整车控制策略的研究热点和难点。为提高其燃油经济性和整车性能，以Ｐ２构型为研究对象，提出一种基于规则的ＰＨＥＶ能量管理策略。通过设置逻辑门限值，综合考虑车速、整车需求扭矩及电池荷电状态等控制参数，合理选择不同工作模式驱动车辆以使整车工作效率最优。同时，根据发动机工作区域划分整车工作模式，基于逻辑门限值思想提出电量消耗和电量维持的多阶段能量管理策略。结合Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ搭建整车模型并仿真。仿真结果表明：整车模型搭建合理、所设计的控制策略有效性良好，能够较好地实现对整车的控制，与传统燃油车相比提升了２２．７６％的燃油经济性。

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氢燃料电池汽车能量管理系统模糊控制仿真研究

赵天宇１，陈东１，霍为炜１，２，孙超３，任强４

2022 (3): 36-40.

摘要 ( 196 )

PDF(1805KB) ( 218 )

针对氢燃料电池经济性和使用寿命等问题，利用ＡＶＬＣｒｕｉｓｅ和ＭａｔｌａｂＳｉｍｕｌｉｎｋ软件搭建了复合电源系统整车模型；基于中国典型城市公交工况（ＣＣＢＣ）确定整车功率需求，采取功率跟随控制策略和模糊控制策略对整车经济性进行仿真。仿真结果表明：在锂离子动力电池ＳＯＣ处于０．６～０．８时，模糊控制策略相较于功率跟随控制策略，氢燃料电池氢气消耗量降低７８％，氢燃料电池在最佳效率区间的工作时间增加４４．６１％。该控制策略对延长氢燃料电池系统使用寿命和降低氢气消耗具有指导意义。

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四轮独立驱动电动汽车驱动力矩分配方法

朱文静，李刚，姬晓

2022 (3): 41-47.

摘要 ( 189 )

PDF(2964KB) ( 677 )

为提高四轮独立驱动电动汽车（４ＷＩＤＥＶ）行驶中的稳定性，提出以优化轮胎负荷率为目的，应用二次规划理论的驱动力矩分配方法。设计驱动力矩控制策略，对比规则分配、优化规则分配与二次规划分配方法，在ＣａｒＳｉｍ与Ｓｉｍｕｌｉｎｋ联合仿真平台中建立４ＷＩＤＥＶ整车模型，选取方向盘转角为增幅正弦信号的工况、加速单移线工况，将二次规划分配方法与优化后的规则分配方法进行对比实验。结果表明：采用二次规划理论的驱动力矩分配方法能够更好地降低轮胎负荷率，有效提升轮胎的稳定裕度，进一步提高车辆行驶的安全性。

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考虑多指标博弈的电动汽车跟车控制

卢静，金智林

2022 (3): 48-56.

摘要 ( 89 )

PDF(2677KB) ( 149 )

当电动汽车处于自动跟车工况时，其制动能量回收效率、跟车安全性和制动舒适性等指标相互矛盾。因此，如何在跟车控制中动态协调上述指标间的博弈关系，是提高电动汽车在自动跟车场景下整体性能的关键问题。针对上述问题，分析并提出了基于跟车博弈模型混合策略纳什均衡的预测控制方法，实现了在滚动优化过程中动态调整指标权重，从而有效提升理论上可回收制动能量占总制动能量的比例。试验结果表明：提出的混合策略模型预测控制算法不仅提高了制动能量回收效率，而且在前车紧急制动的情况下，提高了跟车安全性和制动舒适性。

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改进指数趋近率的ＰＭＳＭ矢量控制研究

高永超，尹红彬，陈明轩，陈鹏飞

2022 (3): 57-62.

摘要 ( 99 )

PDF(1201KB) ( 204 )

永磁同步电机（ｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒ，ＰＭＳＭ）为具有强耦合特点的非线性系统。传统矢量控制方法存在转速超调量大、抗扰动性能较差的问题。基于ＰＭＳＭ的数学模型，对比了现今常用的几种滑模控制器的特点，通过改进一般指数趋近率得到新型指数趋近率的滑模控制器模型，数学推导证明其稳定性并在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境中搭建仿真模型。与一般的指数趋近率相比，改进的指数趋近率滑模控制器控制永磁同步电机具有超调量小、转速响应快的特点，并且能很好地抑制外界干扰，验证了结论的正确性

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一种ＧＡ-ＤＫＦ的锂离子电池ＳＯＣ估计

罗雪松，朱茂桃

2022 (3): 63-71.

摘要 ( 77 )

PDF(3142KB) ( 173 )

提出了一种基于遗传算法优化双卡尔曼滤波（ＧＡＤＫＦ）的方法进行电池荷电状态（ＳＯＣ）估计。分别利用遗传算法优化模型参数辨识中卡尔曼滤波的噪声协方差矩阵，以及ＳＯＣ估计中无迹卡尔曼滤波（ＵＫＦ）的噪声协方差矩阵。搭建试验平台，依据不同电流倍率下的放电实验数据，得到模型参数动态辨识的结果，分析ＧＡＫＦ算法辨识参数的有效性。通过不同工况下试验结果、仿真结果以及传统最小二乘法（ＬＳ）辨识结果的对比，表明提出的方法能够有效提高锂电池模型精度。最后，采用遗传算法优化双卡尔曼滤波（ＧＡＤＫＦ）进行ＳＯＣ估计，分别验证该模型在动态工况下ＳＯＣ估计的精度和鲁棒性。结果表明：该模型不仅具有较高的估计精度，还能克服不同初始ＳＯＣ的误差，具备良好的鲁棒性。

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某电动汽车低频压耳问题识别与控制研究

李利明１，王恒１，申秀敏１，付江华２

2022 (3): 72-77.

摘要 ( 135 )

PDF(3689KB) ( 251 )

为解决某电动汽车车速在４０～６０ｋｍ／ｈ时车内存在明显的“咚咚声”和低频压耳感问题，进行整车主客观试验，发现是由背门一阶模态被路面激励导致车内噪声被放大。针对存在的问题进行背门模态试验，识别出了背门模态参数。根据模态分析理论和动力吸振器原理，对问题进行确认，并设计了１款动力吸振器。对比加装动力吸振器前后车内噪声及背门振动幅值的变化，结果表明：加装动力吸振器后，同样工况下３７Ｈｚ附近共振带明显消失，前排噪声峰值降低３ｄＢ（Ａ），后排噪声峰值降低５．６ｄＢ（Ａ），背门振动峰值降低０．０５ｇ，主观不适感消失。

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嵌入式角位移传感器动态测量误差建模与补偿

孙世政１，韩宇１，党晓圆２，李洁２

2022 (3): 78-85.

摘要 ( 119 )

PDF(2855KB) ( 199 )

针对嵌入式角位移传感器在工作过程中受到机械结构、电气系统以及外界环境等因素影响导致的原始测量误差较大，传统单一算法难以适用的问题，提出了一种基于集合经验模态分解和极限学习机的嵌入式角位移传感器动态测量误差补偿方法。通过对转子在整周范围内的原始测量误差进行集合经验模态分解，得到了一系列本征模态函数，利用相关性系数阈值法对本征模态函数进行筛选，选出其中对测量误差影响较大的分量，并对其进行希尔伯特变换，计算相应的瞬时幅值和瞬时频率，重构误差序列，利用极限学习机对残余误差进行预测补偿，得到传感器最终测量误差。实验结果表明：嵌入式角位移传感器的原始测量误差的峰峰值由１１７．９″降至４．５″，大幅提高了传感器的测量精度。

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变速器齿轮微观修形对振动响应的影响研究

雷刚１，王虎银１，刘子谦２，姜艳军２，陈超超２，秦凌２

2022 (3): 86-94.

摘要 ( 101 )

PDF(4315KB) ( 204 )

基于某ＤＣＴ（双离合）变速器的详细数据，在Ｒｏｍａｘ中建立刚柔耦合模型，以３挡齿轮为例，结合齿轮微观修形相关理论，使用齿向和齿形组合修形方式。采用经验修形和基于遗传算法修形２种修形方法，对比分析修形前后３挡齿轮的传递误差、单位长度载荷和最大接触应力。结果表明：采用经验修形和基于遗传算法修形均可降低传递误差、单位长度载荷及最大接触应力，其中基于遗传算法修形计算得到的结果更优。通过分析输入轴左轴承和中间轴右轴承中心点处响应节点的加速度可知，提出的２种修形方法均可以改善变速器ＮＶＨ性能，为变速器的微观修形和ＮＶＨ性能分析提供可行的思路。

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钛合金薄壁件切削力与残余应力研究

王长清１，２，张毅飞２，郑勇２，冯陶２，孟凡明２

2022 (3): 95-104.

摘要 ( 90 )

PDF(5838KB) ( 158 )

以钛合金薄壁件为研究对象，建立３５°菱形车刀切削钛合金薄壁件的有限元模型。设计５因素４水平正交试验，使用直观分析法获得了刀具圆角、刀具前角、切削速度、进给速度、切削深度工艺参数对钛合金薄壁件切削力、残余应力的影响权重。利用控制变量法拟合了切削力经验公式，并获得了单次切削后切削深度和进给量对残余应力分布状态的影响规律。研究结果表明：影响钛合金薄壁件端面车削切削力的主要因素为切削深度，影响钛合金薄壁件轴向残余应力的主要因素为进给量；大圆角半径结合大切深车削和小圆角半径结合低进给量车削可有效控制表层最大残余应力位置，并降低工件残余应力。

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空气弹簧各向动刚度特性的有限元研究

李健１，李美１，谭龙２，张少波１

2022 (3): 105-111.

摘要 ( 184 )

PDF(2451KB) ( 490 )

以车用膜式空气弹簧为研究对象，根据超弹性材料的非线性本构关系，考虑空气弹簧的材料非线性、几何非线性和接触非线性等问题，应用非线性有限元软件ＡＢＡＱＵＳ建立空气弹簧垂向、横向和复合向有限元模型，并分别计算其动刚度，对比了垂向动刚度仿真与试验结果，计算值与试验值比较吻合。结果表明：激振频率在１～１０Ｈｚ变化，空气弹簧动刚度变化很大；相同频率下，初始内压越大，空气弹簧动刚度越大；相同初始内压下，激振频率越大，空气弹簧动刚度越大。

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３Ｄ打印用纯钛粉末表面化学镀铜工艺研究

杨美晨１，罗豪１，宋晶晶２，刘成龙１

2022 (3): 112-118.

摘要 ( 138 )

PDF(5135KB) ( 157 )

利用化学镀方法在平均粒径为５０μｍ的３Ｄ打印用ＴＡ０纯钛粉末表面镀铜，探讨了装载量、稳定剂、温度和ｐＨ值等关键工艺参数对ＴＡ０粉末表面化学镀铜的影响规律。利用扫描电子显微镜对ＴｉＣｕ复合粉末表面镀铜层的形貌与均匀性进行观察，利用ＥＤＳ分析镀层成分，利用Ｘ射线衍射技术分析镀层物相。结果表明：选用合适的溶液搅拌速度，采用化学镀可以成功在ＴＡ０粉末表面获得约８０μｍ厚的均匀镀铜层；添加５ｍｇ／Ｌ亚铁氰化钾稳定剂，装载量为１２ｇ／１００ｍＬ，温度为６０℃，ｐＨ值为１１，可以获得质量较好的ＴｉＣｕ复合粉末。

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ＢＰ-Ｇａｒｓｏｎ算法的高桥隧比路段交通事故预测研究

曹雪娟ａ，黄铭轩ｂ，吴博文ｂ，杨晓宇ｂ

2022 (3): 119-125.

摘要 ( 104 )

PDF(2172KB) ( 117 )

基于Ｒ语言平台及ＢＰ神经网络算法对高桥隧比路段交通事故进行拟合建模，并采用Ｇａｒｓｏｎ算法对其进行预测分析。以连续３年的交通事故数据建立预测模型，将该路段的养护数据作为路面路表性能变化的输入参数。对数据样本进行预处理分析，将路面行驶质量指数（ＲＱＩ）、路面横向力系数（ＳＦＣ）和路面车辙深度指数（ＲＤＩ）作为路面路表性能变化的输入参数，以事故是否发生于桥隧段作为输出值，基于“路面性能—桥隧段发生事故”样本建立二值分类预测模型。ＲＯＣ曲线和混淆矩阵的分析结果表明：神经元个数为８时的模型有较好的预测效果；Ｇａｒｓｏｎ算法分析表明：用于表征抗滑能力的ＳＦＣ是影响高桥隧比路段事故发生的主要因素。

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基于集成ＭＱＨＯＡ和支持向量机的相关反馈图像检索

王华秋，刘倩

2022 (3): 126-134.

摘要 ( 120 )

PDF(2194KB) ( 107 )

为了克服当前基于内容的相关反馈图像检索系统检索性能低、未能深入探索特征空间、参数复杂等问题，提出一种基于深度学习和集成多尺度量子谐振子优化算法与支持向量机算法的相关反馈图像检索算法（ＭＱＨＯＡＳＶＭＲＦ）。使用卷积神经网络迁移学习提取更深层次图像特征，利用奇异值分解实现主成分分析，对高维特征进行降维，通过用户与系统不断交互捕获反馈信息。多尺度量子谐振子优化算法能指导特征点更快地向理想查询点靠近，探索更多潜在相关区域，对特征空间进行有效搜索。采用间隔带ＴｏｐＫ排序方式，结合反馈信息筛选合理训练集以指导支持向量机学习，训练出可以将相关图像和不相关图像最大程度分离的超平面。通过实验证明：所提算法相较其他算法需设置的参数更少，具有更高的检索精度、更高的检索效率、更强的鲁棒性。

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动态环境下ＡＧＶ避障轨迹规划问题研究

何均锋，李鹏，申艳红，邹安帮，熊威，吴婷婷

2022 (3): 135-143.

摘要 ( 233 )

PDF(1217KB) ( 195 )

针对自动导引车（ａｕｔｏｍａｔｅｄｇｕｉｄｅｖｅｈｉｃｌｅ，ＡＧＶ）在非协作移动障碍物环境下避障困难的问题，将复杂的动态障碍物环境下的ＡＧＶ避障轨迹规划转化成了一个最优控制问题，建立了ＡＧＶ的运动约束、避碰约束以及两点边界条件，以ＡＧＶ的最终停止位置与期望位置的距离作为优化目标。提出并运用了一种“改进Ａ ＋直接配点”组合优化算法对最优控制问题进行求解。该算法在时间维度上，采用Ａ算法搜索出了路径成本最小的路径节点，并将这些节点作为最优控制问题的初始轨迹点；由于初始轨迹存在尖点，无法满足ＡＧＶ的运动学约束，需要结合直接配点法进行优化，将最优控制问题离散成带约束的非线性规划问题，运用内点法进行寻优。通过算例，分别在单障碍物和多障碍物环境下，对提出的动态环境下ＡＧＶ轨迹规划方案与算法进行了验证，结果显示：在单障碍物和多障碍物环境下，ＡＧＶ外接圆和障碍物外接圆的最小圆心距分别为３．１９ｍ和２．７８ｍ，满足预设的安全距离要求，因此利用改进Ａ 算法能有效搜索出一条无碰的初始轨迹。利用直接配点法优化的结果表明：优化后的轨迹在满足运动学约束的情况下与初始轨迹基本一致；另外，代价函数在每一时刻的梯度都是下降的且在结束时刻趋于平缓，因此，优化后的轨迹能在避开障碍物的同时向目标点逼近

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改进人工势场法在无人机路径规划中的应用研究

巫茜，曾青，罗金彪，邝茜，黄浩

2022 (3): 144-151.

摘要 ( 213 )

PDF(3023KB) ( 235 )

为解决传统人工势场法在低空复杂环境下的无人机路径规划中存在目标不可达、易陷入局部极小值、出现局部震荡等难题，提出了一种改进的人工势场法，并将该方法扩展至三维空间。首先，在斥力势场函数中引入无人机与目标点的相对距离，以解决目标不可达问题；其次，提出一种三维目标分段法，该方法能确保无人机逃离局部极小值并消除局部震荡路径；最后，通过仿真实验验证了改进方法的有效性。研究结果表明：提出的改进人工势场法能应对复杂环境带来的风险，为无人机快速规划出合理可行的三维路径，具有一定的应用价值。

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无人机辅助场景下基于波束成形的ＬＰＤ通信性能分析

胡静雯，戴跃伟，刘光杰，吉小鹏，乔森

2022 (3): 152-163.

摘要 ( 118 )

PDF(3032KB) ( 138 )

为了提高无线通信安全性，研究了无人机辅助场景下的隐蔽通信问题，使用具有波束成型技术的移动无人机对检测方进行干扰，分析并研究该场景下的隐蔽通信性能。首先，对无人机干扰场景下的系统模型进行建模，基于假设检验理论对２种场景下的检测方最优检测门限进行分析；基于所得最优检测门限，对３种情况下平均隐蔽概率进行分析；考虑到无人机会同时对合法接收方造成干扰，采用中断概率对隐蔽通信可靠程度进行判定；设计最优算法对最大隐蔽吞吐量进行求解；最后，通过仿真实验对最优算法进行验证，确定多种情况下系统平均隐蔽概率、隐蔽吞吐量和发送功率、无人机位置、无人机飞行速度以及隐蔽性要求、可靠性要求之间的关系，验证了所提最优算法的有效性。

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眼科筛选的自动眼底图像诊断

丁廷波１，邓鸿１，陈国宝１，方晏红２，严中红１，陈忠敏１

2022 (3): 164-171.

摘要 ( 124 )

PDF(2483KB) ( 172 )

通过研究神经网络对眼底图像疾病诊断的预测模型，提高眼科医生的诊断效率。首先，对原始图像进行归一化处理，统一转换成为２２４×２２４大小的标准图像；其次，针对所有带疾病标签的图像，根据疾病的不同特征进行切割转换，增加训练样本数量；再次，对于增强眼底图像，参考眼底疾病特征进行筛选；最后，输入ＩｎｃｅｐｔｉｏｎＶ３网络为主体搭建的神经网络训练模型，用其中每种疾病的５０张眼底图像验证模型。实验结果表明：针对２２４×２２４眼底图像进行特征切割以后的模型，精确率达７５．９３％，准确率９３６３％，召回率７１．７５％，ＡＵＣ结果９３．７６％。

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一种采用Ｓｐｅａｒｍａｎ相关系数与电流积分比率配合的直流配网纵联保护方法

陈新岗１，２，邹越越１，朱莹月１，马志鹏１，赵蕊１，贾勇１

2022 (3): 172-180.

摘要 ( 77 )

PDF(1161KB) ( 145 )

为满足直流配网故障隔离可靠性与选择性要求，提出了一种采用斯皮尔曼相关系数与电流积分比率配合的直流配网线路纵联保护方法。首先，分析了直流线路在不同类型故障时暂态电流波形相关性的特点；其次，利用线路暂态电流波形在不同故障时的相关性差异构造保护判据，进行区内外故障判定、故障类型区分和故障区段定位，利用单极接地故障时同端电流积分比率的差异判断故障极；最后，在ＰＳＣＡＤ上搭建直流配电网模型对所提保护方法进行仿真验证，所设置的故障区域、类型等与所检测故障一致，验证了方法的准确性与选择性。对该方法抗过度电阻与分布电容能力进行的评估结果验证了方法的可靠性。

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基于改进组合赋权－逼近理想解排序法的综合能源系统规划方案综合评价

陈曦１，彭泓华１，曹杰１，袁梦玲１，穆静霞１，王悠２

2022 (3): 181-190.

摘要 ( 102 )

PDF(1851KB) ( 305 )

针对综合能源系统评价的决策问题，从规划方案的技术性、经济性、可靠性和环保性４个层次提出具有普适性的１６维评价指标体系；改进传统的熵权法，结合层次分析法构建了一种针对综合能源系统评价指标的改进组合赋权法；采用逼近理想解排序法计算各个规划方案与理想解的贴进度，实现对规划方案的优劣排序。对某综合能源系统的４种规划方案开展综合评价，确定最优方案。经过与基于传统熵权法和反熵权法评价方法的比较发现，所提方法的评价结果合理，贴近度更高，能更真实地反映规划方案的综合得分情况。

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旋磁光子晶体元件的高效数值模拟

王雄辉，胡真

2022 (3): 191-198.

摘要 ( 88 )

PDF(2356KB) ( 115 )

针对分析、设计与优化旋磁光子晶体元件需要有效数值方法的现状，扩展了ＤｉｒｉｃｈｌｅｔｔｏＮｅｕｍａｎｎ（ＤｔＮ）映射方法，将其用于计算二维旋磁光子晶体元件的传输和反射光谱。由于ＤｔＮ映射方法避免了单元晶格内部的离散，只需在单元晶格的边界上进行离散，极大减少了未知数的总量，从而得到一个规模非常小的线性方程组，提升了计算速度。采用四端口旋磁光子晶体环形器和波导交叉结构的数值算例验证了该方法的有效性。

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考虑省间现货交易路径的ＡＴＣ计算方法研究

朱军飞１，李京１，李辉１，蒋东荣２，叶东林２，张齐伟２

2022 (3): 199-206.

摘要 ( 90 )

PDF(3083KB) ( 167 )

随着电力市场和特高压的快速发展，电网可用空间及市场开展的边界难以通过人工经验判断，有必要研究省间现货交易的可用输电容量计算方法。针对该问题，结合电力现货市场特点、跨区域输电定价机制和电气距离，构建了考虑电气特性的省间交易网络模型，提出了基于遗传算法的省间交易路径寻优优化方法；与传统高低匹配出清方式下形成的交易路径进行对比，分析验证其可行性，寻得最优交易路径；将可用输电能力（ａｖａｉｌａｂｌｅｔｒａｎｓｆｅｒｃａｐａｂｉｌｉｔｙ，ＡＴＣ）计算方法与交易路径相结合，以最优交易路径上的成交电量进行最优潮流计算，得到省间现货市场下基于交易路径的可用输电容量。

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射流闪蒸研究进展及其应用

邱发成，贺世豪，熊沛，李文生，全学军

2022 (3): 207-214.

摘要 ( 136 )

PDF(1168KB) ( 304 )

射流闪蒸具有结合射流破碎过程中多变的气液交界面与闪蒸耦合强化传热传质的优点，有较好的应用价值。根据射流闪蒸耦合强化特点，首先从射流与闪蒸角度出发，分别介绍射流破碎与闪蒸的基本原理及相关研究进展；随后，基于射流闪蒸的应用领域研究，重点介绍射流闪蒸技术在脱盐工艺、换热冷却、微纳米反应、燃料预混等的应用；最后，从射流闪蒸中的特征现象出发，对射流闪蒸过程中的动量传递、热量传递与质量传递方面进行了综述。研究表明：射流闪蒸耦合强化技术在强化传热传质方面具有很大的优越性，工业化应用的潜在价值巨大。

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某直流喷嘴喷射雾化过程的数值模拟

胡浩威ａ，ｂ，时文博ａ，ｂ

2022 (3): 215-222.

摘要 ( 65 )

PDF(4135KB) ( 52 )

针对废水回收喷射闪蒸过程中的气液两相喷射雾化过程，采用数值模拟方法研究某直流式喷嘴的喷射规律和雾化特性。建立液态水－不同结构喷嘴的物理模型，研究喷嘴的喷射规律及其影响因素，获得不同运行条件下的液滴扩散范围和运动轨迹。研究结果表明：相较于改变进口压力，改变喷嘴结构对喷射规律的影响更大。随着喷孔直径的增大，喷雾液滴速度与含水率逐渐增大，且当孔径增大１倍时，速度提升６５％，含水率提高６１．５％；随着表征喷嘴结构的无量纲数值 β增大，喷雾液滴速度与含水率呈现逐渐增大的趋势，且当 β值增大２倍时，速度提升８５．４％，含水率提高４５．５％。速度与含水率的衰减趋势均随孔径与 β值的增大逐渐变缓，喷射角和含水量面积随之增大。研究结果为提高回收燃煤发电机组中废水的效率和优化喷嘴结构提供了理论依据。

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玻璃熔窑蓄热室外墙结构参数优化研究

宋李俊，唐永晟

2022 (3): 223-231.

摘要 ( 127 )

PDF(2426KB) ( 180 )

玻璃熔窑蓄热室热效率是玻璃生产中节能降耗的关键因素，通过优化蓄热室外墙结构参数，可以达到降低能耗的目的。构建了玻璃熔窑蓄热室多孔介质数值模拟模型，利用响应面法对蓄热室外墙结构参数进行优化，采用树突网络算法拟合得到以蓄热室蓄热效率和出口温度为目标、蓄热室外墙结构参数为变量的优化模型，利用非支配排序多目标遗传算法对优化模型求解，得到了蓄热室外墙结构参数优化的最优ｐａｒｅｔｏ解集。结果表明：优化后的蓄热室结构比初始结构蓄热效率高、能耗低。

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二冲程半直喷煤油发动机性能计算分析

吴昊１，杨海青１，刘锐２，季昊成２

2022 (3): 232-239.

摘要 ( 99 )

PDF(2682KB) ( 156 )

为研究二冲程点燃式半直喷航空煤油发动机的性能特点，通过对一台二冲程电喷原型机结构进行分析，利用发动机一维性能仿真计算平台开展电喷原型机及半直喷发动机建模与仿真分析，结果表明：将原型机改成扫气道半直喷发动机后，在全负荷条件下均燃用航空煤油时，发动机的功率、扭矩及平均指示压力等指标均比原型机有一定的提升，燃油消耗量比原型机要少；通过对６０００ｒ／ｍｉｎ全负荷的工况点进行仿真分析，半直喷航空煤油发动机燃烧比同工况下航空煤油原型机更加充分；通过对比分析半直喷发动机喷油嘴的安装方案，喷油嘴安装在扫气道末端时，发动机燃烧要比安装在扫气道中部与前部稍好。研究结果可为二冲程半直喷发动机的设计提供理论参考。

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埋地管道三参量粘弹性边界地震模型及其动力响应研究

吴静波１，杜强２，曾祥国１，李伟１，赵清龙１

2022 (3): 240-250.

摘要 ( 89 )

PDF(4015KB) ( 138 )

目前，地下工程地震模型边界普遍采用刚性边界和两参数粘弹性边界，一方面，刚性边界完全没有考虑边界上的能量交换；另一方面，两参数粘弹性边界采用的Ｋｅｌｖｉｎ固体模型无法描述松弛特性，即不能描述岩土完整的蠕变、松弛、回复的粘弹性特性。首先，从无限域岩土介质中截取土－结构的有限模型，并在截面的边界节点上施加ＫｅｌｖｉｎＶｏｉｇｔ固体元件，建立三参量粘弹性人工边界，并推导了边界的法向和切向等效参数。然后，利用有限元模拟了Ｌａｍｂ表面源问题和Ｐ波斜入射的波动问题，得到的位移数值解与（近似）理论解吻合良好，验证了三参量粘弹性边界的有效性。最后，针对江油地区的抗震设防要求，使用校正后的ＥＩＣｅｎｔｒｏ波作为输入载荷，建立埋地输气管道的三参量粘弹性边界地震模型，研究了地震波输入角和管道埋深对管道动态响应的影响，获得了埋地管道关键位置的动力学响应规律。提供的方法和获得的数据对埋地输气管道的抗震设计、施工和安全运营具有参考价值。

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带有周期性名义变量的混合型数据聚类分析

肖枝洪，颜伟

2022 (3): 251-259.

摘要 ( 106 )

PDF(1365KB) ( 146 )

针对混合型数据中周期性名义变量的观测之间的距离刻画样品间相似性的不足，提出了一种对周期性名义变量的观测进行量化处理的新方法，并以此为依据定义新的距离来刻画样品间的相似性。在实际数据集上进行实验，实验结果表明：所提出的量化方法及新的距离公式在刻画观测之间的相似度时更合理，能提高混合型数据聚类的精度。

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高速公路经营者与使用者行为策略的演化博弈分析

刘拥华１，姚逸豪１，李洁云２，申科２，段莉珍１，

2022 (3): 260-267.

摘要 ( 136 )

PDF(2560KB) ( 163 )

为研究高速公路差异化收费措施实行后高速公路经营者与使用者的行为策略选择问题，建立演化博弈模型进行分析。首先，通过博弈模型假设与博弈收益分析，构建高速公路经营者与使用者博弈支付矩阵；然后，根据双方的复制动态方程及Ｆｒｉｅｄｍａｎ理论，对博弈系统渐进稳定性进行分析，判断达到均衡稳定策略所需的条件；最后，通过数值仿真阐明双方行为策略的动态演化趋势及内在机理，模拟双方博弈过程中的策略选择及演化规律。研究结果表明：高速公路拥堵率的降低对利益相关者群体的高速公路出行选择、差异化收费调整行为策略的演化速率起促进作用，经济奖励力度与高速公路经营者群体做出差异化收费调整行为策略的演化速率成正比，证明模型有效，假设合理，可为高速公路企业决策提供参考。

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连续离散时间模型的传播速度和行波解

王明龙，李状

2022 (3): 268-273.

摘要 ( 94 )

PDF(1516KB) ( 168 )

考虑物种相对独立的扩散和成长季节，建立具有阶段结构的脉冲反应－扩散模型来研究种群的传播速度和行波解。讨论模型正常数平衡解的存在性，给出存在性条件。在正常数平衡解存在的前提下，研究了种群的传播速度。通过上下解构造，证明了行波解的存在性。

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非线性光纤中耦合非线性薛定谔方程怪波的研究

雷宇祥，宋妮，张毅菲，商慧晶

2022 (3): 274-279.

摘要 ( 154 )

PDF(1772KB) ( 250 )

以描述非线性光纤中电磁波传播的耦合非线性薛定谔方程为研究对象，基于一组特殊形式的种子解，在已有一阶怪波解的基础上，利用广义达布变换及泰勒展式得到了该方程的对称二阶怪波解和非对称二阶怪波解。在一定条件下，选取不同的参数值，研究了参数对怪波动力学性态的影响。通过数值模拟，给出了二阶怪波的等值高线分布图，并对其进行分析，发现二阶怪波具有新的结构，多组波峰呈三角形、中心对称结构分布，所得结果进一步丰富了耦合系统怪波的动力学结构

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时变流体中悬臂梁的振动特性分析

邵明玉，李涛，马驰骋，张忠伟，邵素娟

2022 (3): 280-288.

摘要 ( 116 )

PDF(1468KB) ( 160 )

基于Ｎ-Ｓ方程的近似解和欧拉－伯努利梁理论，建立了时变流固耦合系统的运动方程，对悬臂梁振动的频率和阻尼特性进行了分析，并通过纽马克－β法求解了悬臂梁的瞬态响应。结果表明：流体的运动会引发附加质量、附加阻尼和附加刚度，改变系统的频率和阻尼；其对悬臂梁振动特性的影响随流体流动速度、动力黏度、浸没深度和梁宽度的增加而增大；流体下降时会导致负阻尼，对结构产生不利影响。

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ＢＰ神经网络辅助的氢气泄漏检测方法研究

姚璐峤ａ，张小军ａ，王凯ａ，张蒙ａ，张筱璐ａ，李跃娟ａ，苗扬ａ，ｂ

2022 (3): 289-294.

摘要 ( 92 )

PDF(1497KB) ( 113 )

氢能作为一种清洁高效的可再生能源，具有能量密度高、来源广泛、零污染等优点，被广泛认为是本世纪最具应用前景的能源载体之一。高压气态储氢是目前我国使用最为广泛的一种氢气储存方式，而高压氢气泄漏是高压储氢中的重大安全隐患。结合ＢＰ神经网络设计了一种检测高压氢气泄漏的方法。将激光束穿过氢气射流产生的光斑图像输入神经网络，从而反推出氢气泄漏口的直径和出口压力大小。结果表明：预测值与实际值接近，并且具有很高的稳定性。这项技术可以应用于检测远距离放置的储氢瓶阀门的泄漏、低压电解槽的泄漏、氢储罐管件及密封环的泄漏，以及储氢设备的通风口处的泄漏等。

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锭尖表面涂层对高速锭子振动特性的影响研究

王进，张博，于贺春，张国庆，王文博，王汉斌，殷晓龙

2022 (3): 295-300.

摘要 ( 55 )

PDF(3659KB) ( 117 )

锭子高速运转时，锭尖表面微观形貌的不规整及润滑状态欠佳都会导致振动幅度过大，进而引起锭子失稳和磨损失效。以ＹＤ４２１１ＦＡ型高速锭子为研究对象，利用多功能锭子检测试验台，研究锭尖表面涂层及润滑状态对其振动特性的影响规律。结果表明：自润滑涂层的添加使锭尖表面由原来不规则沟壑结构变为纵向规律性排布，摩擦因数及黏连系数减小，约束轴承润滑更充分，流体漩涡现象削弱，振动特性显著提升；且采用２ｍＬ锭子油润滑的锭子相较于４ｍＬ的具有更小的振幅及更优异的稳定性。

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一种研究死区非线性对系统频率特性影响的图解方法

刘鹏，李怀兵，杨超凡，陈婷，刘凯

2022 (3): 301-308.

摘要 ( 92 )

PDF(2808KB) ( 145 )

基于描述函数法将控制系统中死区非线性环节等效为可变增益的线性环节。通过计算不同频率下控制系统在死区环节中的输入和输出值，得到其等效增益值。将控制系统等效变换为单位负反馈系统，先不考虑死区非线性，得到系统开环传递函数及其开环幅相特性曲线。在复平面上连接原点和不考虑死区的系统开环幅相特性曲线各频率下对应的点，每个频率都形成一条直线。死区非线性的效果是使各频率对应的点沿直线向原点移动。将等Ｍ圆、等Ｎ圆映射到开环幅相曲线上，可以得到系统闭环幅频特性和闭环相频特性。基于上述方法，研究了传动间隙对电动伺服系统闭环频率特性的影响。研究结果显示：可以通过等Ｍ圆、等Ｎ圆及线性部分的开环幅相曲线直观地观测到间隙对系统频率特性的影响；死区非线性对系统闭环频率特性的影响取决于不考虑死区环节时的线性部分；负载间隙比闭环内的间隙对系统闭环频率的影响更大。

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