Engineering Reports 2022年第一季度文章分享

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  1. Advances in solid lithium ion electrolyte based on the composites of polymer and LLTO/LLZO of rare earth oxides

基于聚合物与稀土氧化物LLTO/LLZO复合材料的固体锂离子电解质研究进展

Qian Zhang, Kun Liu, Yajing Wen, Yaqi Kong, Yuhao Wen, Qi Zhang, Nailiang Liu, Junpeng Li, Chunjie Ma, Yaping Du

摘要:复合固体电解质是开发新一代安全、高性能全固态锂电池的一种很有前景的解决方案。它结合了无机电解质和有机聚合物电解质的优点,具有离子电导率高、机械强度高、与电极接触良好、加工性能高等特点。近几十年来,稀土氧化物因其高离子电导率而受到研究人员的广泛关注。中国稀土资源丰富,有机会为世界提供优质的含稀土功能材料。本文重点介绍了聚合物和稀土复合固体电解质含锂锆和锂钛氧化物研究的最新进展,并对该领域的挑战有了深入了解,希望能对开发ASSLB的高性能电解质的合理设计有所帮助。

https://doi.org/10.1002/eng2.12448

  • An electronic textile embedded smart cementitious composite

一种嵌入电子纺织品的智能水泥复合材料

Muhammad S. Irfan, Muhammad A. Ali, Kamran A. Khan, Rehan Umer, Antonios Kanellopoulos, Yarjan Abdul Samad

摘要:使用自感应水泥基材料的结构健康监测(SHM)之前已有报道,其中纳米填料被纳入水泥基质中作为功能性传感元件。为了使导电的纳米填充物改性的混凝土可用于健康监测,总是需要一个渗流阈值。尽管如此,任何自传感水泥基质取得的最佳压力/应变灵敏度结果都是<0.01 MPa-1。在这项工作中,我们首次介绍了基于部分还原氧化石墨烯的新型电子织物(e-textile)嵌入到普通和聚合物粘合剂改性的水泥基质中,用于SHM应用。这些嵌入水泥基复合材料的电子织物由于在主基质内的相互连接的织物,不受任何渗流阈值的影响。压阻反应是通过施加直接和循环压缩载荷(范围从0.10到3.90兆帕)测量的。带有嵌入式电子织物的自感应水泥结构系统获得了1.50 MPa-1的压力灵敏度和2000的超高测量系数。这种带有嵌入式电子织物的新系统的灵敏度比最先进的基于纳米颗粒的自感应水泥基复合材料高一个数量级。复合材料在1000次的长期循环压缩试验中显示出机械稳定性和功能耐久性。此外,一个双时间常数模型被用来验证嵌入电子织物的复合材料的衰减响应的实验结果。

https://doi.org/10.1002/eng2.12468

  • Implicit sentiment analysis based on graph attention neural network

基于图注意神经网络的隐式情感分析

Shanliang Yang, Linlin Xing, Yongming Li, Zheng Chang

摘要:情感分析是自然语言处理领域的关键任务之一。隐式情感是该领域的重大挑战,因为句子不包含明确的情感词、情感表达模糊。本文提出了一种新的基于图注意卷积神经网络的隐式情感分析模型。图卷积神经网络用于传播语义信息。注意机制用于计算对单词情感表达的贡献。为解决多重注意力保留重复信息的问题,采用正交约束,使不同层存储不同的情感信息;鉴于情绪信息分布不均,提出了分数注意力约束,使模型专注于有限数量的基本词。在隐式情感数据集上验证了所提出模型的性能,F值达到88.16%,高于文献中的基准模型。同时,本文还分析了注意机制,验证了正交约束和分数约束的有效性。

https://doi.org/10.1002/eng2.12452

  • Capacity-based optimization using whale optimization technique of a power distribution network

基于容量优化的配电网络鲸鱼优化技术

Bawoke Simachew, Baseem Khan, Josep M. Guerrero, Sanjeevikumar Padmanaban, Om Prakash Mahela, Hassan Haes Alhelou

摘要:在配电网络中,实际功率损耗和电压曲线管理是关键问题。通过提供有功和无功功率支持,可以管理这两个问题。分布式发电和电容器组可用于解决上述问题。因此,本文利用最佳放置和尺寸的分布式发电和电容器组来最大限度地减少损耗并改善电压曲线。使用基于多目标鲸鱼优化算法(MWOA)的聚合方法的适应度分配和解决方案追逐的升级方法来优化整体问题。将具有生物质的风能和太阳能光伏源用作具有概率输出的分布式发电源,并使用埃塞俄比亚巴赫达尔市配电网络的两个实际馈线对开发的方法进行了测试。

https://doi.org/10.1002/eng2.12455

  • A new approach for system-wide power system frequency model validation via measurement data

通过测量数据验证全系统电力系统频率模型的新方法

Mahsa Sajjadi, Hossein Seifi, Hamed Delkhosh

摘要:模型常被用于各种电力系统研究。本文提出了一个新的框架来估计和验证涡轮调速器的参数以及多机电力系统环境中的负载模型。所提出的方法利用测量设备记录的惯性中心频率和生成单位信号(尤其是有功功率)来验证参数。目标函数是最小化某些事件的模拟响应和测量响应之间的总平方误差。粒子群优化用于估计参数。通过敏感性分析研究估计参数的准确性。此外,为了提高大规模网络识别过程的效率,本文基于模拟时间范围内每个估计参数的影响提出了一种新的方案。在IEEE 9和IEEE 118系统上的仿真结果表明了该方法的有效性和优势。

https://doi.org/10.1002/eng2.12446

  • A detailed solution framework for the out-of-plane displacement of circular dielectric elastomer actuators

圆形介电弹性体致动器平面外位移的详细解决方案框架

Daniel Korn, Carson Farmer, Hector Medina

摘要:近年来,圆形介电弹性体致动器 (DEA) 膜的平面外位移 (OPD) 已被探索用于各种重要应用。圆形DEA由弹性体膜组成,该膜被预拉伸到刚性框架并涂有顺应电极。这种简单的配置已经发现了许多有趣的应用,例如泵、脉冲跟踪、跳跃搜索和救援机器人、用于可再生能源收集的介电弹性体发电机、线性致动器等等。在这里,我们通过在微分代数方程组 (DAE)上使用打靶法(SM)的详细数值求解,提出了一个易于实现的圆形DEA的OPD求解框架。合并的材料模型遵循稳健的Gent超弹性表示。基于SM结果边界值,DAE问题的数值解被应用于基于报告文献的实际值范围。本文提供了结果分析和与其他研究的比较。目前的工作提供了进一步的研究框架,对包括软机器人领域的在内的更广泛的受众有潜在应用。

https://doi.org/10.1002/eng2.12442

  • Development of a moving model rig with a large Reynolds number and measurement of aerodynamic drag

具有大雷诺数的移动模型装置的开发和气动阻力的测量

Qiansuo Yang

摘要:介绍了开发由压缩空气驱动的移动模型设备(MMR)的原理和技术,用于大雷诺数(≥106)的移动模型试验。开发了一个相应的方法来精确测量空气动力阻力。MMR的主要功能包括拖车和模型的加速、拖车的减速以及模型的减速。加速动力由管道中的压缩空气膨胀提供,而模型的减速则来自于永磁体和静态铁质减速地板之间的相对运动。拖车的制动是由磁阻尼力或拖车活塞对管道内空气的压缩提供的。模型在试验段的自由运动遵循戴维斯方程。在此基础上,提出了一种利用测量的加速度数据测量模型空气动力阻力的方法,并在本工作中开发的MMR中进行了实验证明。

https://doi.org/10.1002/eng2.12447

  • Effect of organic conditioning layers adsorbed on stainless steel AISI 304 on the attachment and biofilm formation of electroactive bacteria Shewanella putrefaciens CN32

吸附在AISI 304不锈钢上的有机调理层对电活性细菌Shewanella putrefaciens CN32的附着和生物膜形成的影响

Nina Wurzler, Gundula Hidde, Matthias Schenderlein, Ozlem Ozcan

摘要:研究了电活性细菌Shewanella putrefaciens CN32的初始附着和随后的生物膜形成,以阐明有机调理层的影响。本工作制备了一系列具有不同链长和官能团的大分子和自组装单分子层(SAM),并通过红外光谱对其化学性质进行了表征。调节层的表面能和Zeta (ζ-)电位通过接触角和流动电流测量来确定。在所研究的表面参数中,表面能的高极性成分和高极性与分散成分的比例已成为抑制腐败沙门氏菌初始沉降的成功指标在AISI 304不锈钢表面上。考虑到浮游腐烂沙门氏菌细胞的表面负电荷,以及带正电荷的聚乙烯亚胺 (PEI) 调节层对细胞附着的强烈抑制,结果表明静电相互作用在控制这种微生物在AISI 304不锈钢表面上的附着方面确实起次要作用。对于生物膜的形成,SAM的组织影响了生物膜的局部分布。随着SAM的无序性增加,促进了三维和斑片状生物膜网络的形成。

https://doi.org/10.1002/eng2.12458

  • Direct numerical simulation of a pulsatile flow in a stenotic channel using immersed boundary method

使用浸没边界法直接数值模拟狭窄通道中的脉动流

Siamak Mirfendereski, Jae Sung Park

摘要:本文开发了一个三维直接数值模拟模型,结合沉没边界法,模拟具有单侧和双侧半圆形收缩的平面通道中的脉动流。为了与大动脉中的血流相关,在雷诺数为750和1000时进行了模拟。提出了流动物理学和基于结果的壁面剪切应力(WSS)的血液动力学参数。瞬时涡流动力学、平均流动特性和湍流能谱被评估为流动物理学。随后,在狭窄壁上计算了三个基于WSS的参数,即时间平均WSS、振荡剪切指数和相对停留时间,并与流动物理学相关联,以确定容易发生动脉粥样硬化斑块进展的区域。结果显示,双重狭窄通道导致下游高强度和宽带湍流特性,促进了狭窄后区域基于WSS的参数的临界值。此外,两个狭窄之间的空间区域显示出多种强烈的再循环,使得这一区域极易发生动脉粥样硬化的进展。研究了狭窄程度对基于WSS的参数的影响,其程度最高可达60%。

https://doi.org/10.1002/eng2.12444

  1. Study on the wear of spiral drum cutting coal containing rock

螺旋滚筒切削含岩煤的磨损研究

Hongmei Liu

摘要:使用采煤机螺旋滚筒切割煤岩时会遇到明显的负载波动,导致滚筒过度磨损。为此,建立了煤岩耦合离散元模型,并利用离散元法和多体动力学建立了煤岩滚筒切割双向耦合仿真模型。分析了滚筒磨损以及截齿和螺旋叶片的磨损位置。结果表明,截齿磨损主要集中在截齿尖和轴肩处,而外螺旋刃刃一般磨损在截齿根部附近。在模拟中获得的最大磨损深度为 0.00316mm。滚筒的切向累积能量和法向累积能量分别为1.794e5和7.819e4J。与冲击磨损相比,滚筒的摩擦磨损更为突出。采用单因素法,得到了滚筒转速、牵引速度、岩石硬度系数、切削深度、螺旋叶片角度与滚筒磨损之间的关系。本研究为研究磨损规律提供了一种快速而直接的方法。

https://doi.org/10.1002/eng2.12450

  1. Impact of processing parameters in plasma electrolytic oxidation on corrosion resistance of magnesium alloy type AZ91

等离子电解氧化工艺参数对AZ91镁合金耐腐蚀性能的影响

Talal A. Aljohani, Sami Aljadaan, Meteb T. Bin Rubayan, Fuad Khoshnaw

摘要:本工作旨在研究等离子体电解氧化(PEO)中的加工参数对AZ91型镁合金的耐腐蚀性的影响。使用碱基电解液在样品上制备PEO涂层。对单极/双极、不同的频率和占空比都进行了测试。使用电位极化、线性和循环以及电化学阻抗光谱技术,对收到的和PEO涂层的样品进行了腐蚀测试。扫描电子显微镜被用来研究表面形态,例如微孔以及涂层的厚度。结果显示,微孔的大小与占空比和电流极性相互关联,频率越高,涂层越薄,微孔越少,因此耐腐蚀性越强。此外,增加占空比,可以得到更密集和更紧凑的涂层。XRD结果显示,在使用双极、最高频率(1666赫兹)和最高占空比(66.6%)的PEO涂层样品中,α-镁相的峰值丢失。每年的密尔计算表明,PEO涂层的腐蚀率比接收的合金至少低8倍。

https://doi.org/10.1002/eng2.12459

  1. Effect of software implementation on the result of computational fluid dynamics simulation of circulating fluidized bed risers

软件实现对循环流化床提升管计算流体动力学模拟结果的影响

Markku Nikku, Timo Niemi, Sirpa Kallio, Alexander Daikeler

摘要:虽然在文献中,很多重点都集中在模型验证、比较,甚至是对单个模型参数的参数研究上,但在很大程度上忽略了使用的计算流体动力学 (CFD) 软件对结果的可能影响。在本文中,使用Ansys Fluent 和 OpenFOAM对循环流化床(CFB)进行CFD建模,以研究软件实施对仿真结果的影响。在湍流和循环流化床条件下,对两种不同的实验室规模CFB冷模型进行了瞬态欧拉-欧拉模拟。两个软件都使用相同的网格以及尽可能相同的模型和设置。获得的压力、速度、和固体体积分数在软件之间进行比较,并与可用的测量值进行比较。在软件之间确定了颗粒能量方程的差异,并进行了修改以实现相同的公式。还研究了边界条件的影响。结果发现,根据具体情况,该软件可能会对结果产生显着影响。这些差异尤其体现在颗粒分布中,在垂直压力和固体体积分数剖面以及外部循环质量流量中可见。

https://doi.org/10.1002/eng2.12460

  1. Working mechanism and method for theoretical calculation of arch–chord coupled anti-sliding structure

拱弦耦合抗滑结构理论计算工作机理与方法

Guoping Hu, Yingzhi Xia, Xiaoxue Ruan, Mingxin Zheng

摘要:随着世界各地高铁里程的增加,与之相关的路基问题也大量涌现。针对常规抗滑桩在路基应急加固过程中施工速度慢、扰动大等缺点,本研究提出了一种“拱弦耦合抗滑结构”,基于其三维特征。路基蠕变及其抗滑机理分析;此外,还提出了一种理论计算方法。结果表明,拱弦耦合抗滑结构在受推力作用下可形成包含多个围桩的耦合体,从而提供类似于挡土墙的桩土复合结构。这导致很大的抗滑动力。通过设置虚拟桩来规范结构桩的布置,可以准确计算桩内力。本研究结果为今后耦合抗滑结构的分析和设计提供了理论依据。

https://doi.org/10.1002/eng2.12454

  1. Joint optimization of imperfect condition-based maintenance and lot sizing via an availability-cost hybrid factor

通过可用性-成本混合因子联合优化基于不完美状态的维护和批量大小

Jianhua Yang, Xiao Zhao, Mengying Han

摘要:本文针对单机制造系统开发了基于状态的维护 (CBM) 和经济生产量 (EPQ) 的联合模型。系统的退化过程由随机系数增长模型描述,其中均值和方差可能随时间增加。在每个批量大小之后监控系统的状况。考虑了三种类型的行动:预防性维护 (PM)、预防性更换和纠正性维护 (CM),它们根据多级阈值执行。PM是不完善的,系统处于两种状态之间,即在 PM之后以一定的概率与新的一样好或与旧的一样坏。不同的动作导致不同的计算,以确定基于更新奖励理论的最优PM策略。提出了可用性-成本混合因子来平衡单位时间的成本和系统的可用性。提供数值模拟来说明该方法,然后通过真实案例研究进行敏感性分析。与单级阈值策略的比较证明了所提出方法的有效性。

https://doi.org/10.1002/eng2.12462

  1. OAAE: Optimized adaptive anomaly detection ensemble—Base model boosting by parameter optimization

优化的自适应异常检测集成——通过参数优化提升基础模型

Joash Kiprotich Bii, Richard Rimiru, Ronald Waweru Mwangi

摘要:由于人为错误、计算错误或恶意的系统行为,可能会出现不规则的数据或异常情况。异常情况的检测是一项艰巨的任务,需要使用多种战略方法和模型。理想的检测模型应该在做出最终决定之前评估其基础模型的优势并优化其结果。这项优化基础模型结果的任务有助于在整体上产生更准确的结果。这项工作提出了一个使用异质算法的优化自适应异常检测组合。在第一阶段,它通过加权决策和寻找高性能的决策,自适应地提升前面模型的结果;在第二阶段,它通过分数边际最大化优化基础模型,在融合前扩大异常点和其他数据的分数对比,以提高检测精度。为了验证该模型,对基线和10个基准数据集的测试结果进行了比较。为了评估其在区分异常情况方面的有效性,对所提出的模型进行了测试和评估。分析的数据以交叉表的形式呈现,并有详细的解释和说明。实验表明,即使在使用最少的异常情况(单项达10%)时,结果也有改善。

https://doi.org/10.1002/eng2.12449

  1. Signal integrity analysis and Peripheral Component Interconnect Express backplane link compliance assessment

信号完整性分析和PCIE背板链路合规性评估

Evgeny Orekhov, Anton Smolenskiy, Boris Popov

摘要:本文介绍了对中央处理器根复合体和端点设备之间的四代PCIe链路进行的研究,以确认其合规性。信号完整性分析使用的方法包括信道分割、信道段拐角模型的开发、利用有限元方法 (FEM) 的全波电磁仿真和级联信道模型的创建,以及确定最差的信道模型。渠道案例模型。然后将该分析的结果用于修改通道设计以降低插入损耗。设计中的变化包括为背板使用非常低损耗的电介质,校正差分对的尺寸并减少通孔短截线。修改后的通道设计的频域仿真表明插入损耗降低了25%。修改后设计的眼图计算已确认通道参数符合四代PCIe标准的要求。

https://doi.org/10.1002/eng2.12453

  1. Maximum power extraction from a switched reluctance generator based wind power generating system using optimization techniques

使用优化技术从基于开关磁阻发电机的风力发电系统中实现最大功率提取

Swagata Mapa, Bhuvaneswari Gurumoorthy

摘要:本文提倡使用两种不同的优化技术,即重力搜索算法(GSA)和粒子群优化(PSO),以获得非对称半桥转换器(AHBC)的合适的发射角组合,确保在任何给定的风速下从基于开关磁阻发电机(SRG)的风力发电系统中提取最佳功率。由于SRG的非线性磁行为,其最佳发电量是一个多维搜索问题,优化技术可以被恰当地用于获得合适的控制参数值。在这项工作中考虑的技术(即GSA和PSO)不需要关于机器的几何特征的任何信息。这两种技术都是通过一个外部功率控制回路来实现的,以推动机器在可变风速下发挥最佳性能。通过在MATLAB环境中对这些技术进行建模得到的模拟结果与实验室原型的实验结果进行了验证,实验室原型由一个1马力、2000rpm、8/6 SRM和一个AHBC组成。提出的结果显示了优化技术的相对优点和缺点,从而突出了它们对实际现场实施的适用性。

https://doi.org/10.1002/eng2.12457

  1. Developing a two-stage stochastic programming model in tolerance optimization using a guard band approach

使用保护带方法在公差优化中开发两阶段随机规划模型

Russell Krenek

摘要:通过考虑制造过程的不确定性以及不确定的市场条件,通过随机视角提出了查看公差优化的另一种方法。这可以通过查看两阶段随机规划模型来实现,其中决策者在第一阶段采取行动,例如根据产品质量设定产品售价,之后发生随机事件,导致第二阶段的追索决定。生产过程面临影响产品特性的不确定性。追索决定是规范限制和上下保护带是监控过程所必需的。这导致产品的分箱基于其质量、不确定的市场需求和不确定的生产过程。销售价格,然后根据这些不确定条件确定规格限制和保护带。提出的模型基于机会约束规划,利用样本平均近似方法来解决问题。

https://doi.org/10.1002/eng2.12461

  1. A novel active-input cascode current mirror with high precision and low power dissipation

一种高精度、低功耗的新型有源输入级联电流镜

Haiqing Xie, Zhenyu Wang, Gang Liu, Junlin Lu, Xinbo Yi

摘要:在本文中,提出了一种具有高精度和低功耗的新型有源输入级联电流镜(CM)。首先,在有源输入CM上采用级联输入结构,以降低对高增益运算放大器的要求。此外,还设计了通往地面的额外分支。随后,电阻自适应环路与电流复制环路分离,以消除两个运算放大器之间的匹配障碍。所提出的CM在0.18μm CMOS 技术中实现,能够在1.0 V的电源电压、100 nA~1 mA的宽输入范围、40 μW的低功耗和低于1.4%的复制误差下工作。

https://doi.org/10.1002/eng2.12451

  • A highly selective tri-band bandpass-to-bandstop filter with the third band independently tunable

一种第三波段独立可调的高选择性三波段带通到带阻滤波器

Hong Yang, Dewei Zhang, Junjie Zhang, Xian Wang, Dalong Lv, Yi Zhang, Dongfang Zhou

摘要:本文提出了一种具有第三个可调波段和另外两个固定波段的高选择性三波段带通(BP)到带阻(BS)滤波器。该滤波器基于一种新颖的交叉谐振器,该谐振器由一个两端开路的UIR 组成,一个开路短截线和一个短截线并联在谐振器中心的两侧。PIN二极管用于实现BP到BS的可切换特性。然后,使用加载在开路短截线处的变容二极管来获得独立可调的第三波段。此外,由于谐振器结构的对称性,采用偶模和奇模分析方法推导出谐振频率。为了验证,设计、制造了一个工作在2.4 GHz (WLAN)、3.3 GHz (WiMAX)和4.9 GHz (LAA/LTE-U)的三频BP到BS滤波器,并测量实现了第三频段的连续频率调谐范围(FTR)从4.52到 4.90 GHz,在BP特性下回波损耗(RL)优于10.05 dB,从4.55到4.90 GHz,抑制水平(RL)高于在BS特性下为15.53 dB。实测结果与模拟结果吻合良好。

https://doi.org/10.1002/eng2.12463

  • All optical multi-functional signal processing scheme for D8PSK and DQPSK format using four-wave mixing in semiconductor optical amplifiers

在半导体光放大器中使用四波混频的D8PSK和DQPSK格式的全光多功能信号处理方案

Wei Yang, Yafei Wang

摘要:本文提出了一种基于半导体光放大器(SOA)中四波混频(FWM)效应的差分八相移键控(D8PSK)和差分正交相移键控(DQPSK)的多功能光处理单元。通过仿真同时实现全光波长转换、D8PSK到DQPSK格式转换以及10-Gbaud DQPSK和D8PSK光信号的信号加密。详细的理论分析和仿真结果验证了方案的可行性。从波长和格式转换的分量中恢复的电信号的Q因子和误码率大约为6和10-9, 表明方案的可行性。对于加密信号,利用另一个SOA的FWM效应对加密信号进行解密,同时验证了10-Gbaud DQPSK和D8PSK光信号的加密功能。

https://doi.org/10.1002/eng2.12465

  • Fast 3D microwave imaging inside cavity with minimum number of antennas and modified inverse algorithm

用最少的天线和改进的逆算法在腔内进行快速 3D 微波成像

Omid Babazadeh

摘要:本文提出了一种优化的方法,用于对完美电导体腔内的各种未知物体进行3D微波成像。全场散射场技术是利用有限差分时域法获得前向散射问题中空腔内的散射场。然而,共轭梯度法在逆散射问题中被优化并与组合正则化项一起使用,这对于重建过程至关重要。偶极天线作为来自发射天线的入射波定位。本文的创新点包括使用最少数量的发射和接收天线,以及新开发的算法,计算时间更短,识别不同形状、大小、材料和位置的未知物体。此外,所实现的方法可用于多散射问题的3D微波成像。

https://doi.org/10.1002/eng2.12466

  • A novel top-k key node query problem in subgraph matching and its greedy strategy

一种新的子图匹配中top- k关键节点查询问题及其贪心策略

Zhengyuan Xue

摘要:图数据中的前k个节点选择是计算机科学和应用中的一个基本问题。针对图数据领域的一个重要问题–子图匹配问题,我们定义了该问题并提出了针对子图匹配的top- k关键节点查询的方法。与一般的top – k查询问题不同,我们的目标是找出k个节点,这些节点使数据图G中的匹配子图尽可能被k个节点覆盖。这是子图匹配的最大覆盖问题,属于NP-hard问题。我们基于贪心算法研究问题并给出直观的解决方案,提出了一种改进和更有效的贪心算法。在真实社交网络图数据集(Twitter)上的实验表明,相关结果代表了数据图G中能更好地揭示查询图本质特征的关键节点。本文提出的子图匹配中的关键节点查询问题在现实中可能具有广泛的应用,如社会网络中特定群体成员影响力的评估、计算机通信网络中异常通信的检测、道路交通评价和道路交通网络中的负载平衡问题等。

https://doi.org/10.1002/eng2.12469

  • Identification of the characteristic parameters for gas pipe sections using the maximum likelihood method and least square method

使用最大似然法和最小二乘法识别燃气管段的特征参数

Huiyu Chen, Da Qi, Hui Wang, Qiang Zhang, Yaran Bu, Lili Zuo

摘要:管道效率系数(E值)和整体传热系数(K值)分别是描述气体管段流动和传热行为的特征参数。这些参数对气流处理的热水力计算的准确性有很大影响。因此,应该对它们进行详细的研究。由于影响在役燃气管道段运行的E值和K值的各种复杂因素,使用基于物理学的公式往往难以准确计算这两个特征参数。基于在役燃气管道的准稳态历史运行数据集,分别用最大似然法和最小平方法确定特征参数。此外,天然气管段的特征参数是通过解决稳态热水力计算的反问题得出的。这两种方法都适用于一条在役管道,两个参数都是从144个历史运行数据中获得的。通过将这两个参数引入同一天然气管段某些准稳态历史条件下的热液计算,计算结果与测量数据之间发生的最大相对误差分别为2.91%和2.66%。此外,两种方法之间的差异很小,K值的差距为0.0037 W/(m2 K),E值差距为0.0206。本研究所提出的识别方法是可以扩展的,可以为大规模的天然气管网提供足够的技术支持。

https://doi.org/10.1002/eng2.12471

  • Optimization of continuous variable crown work roll shifting strategy using k-nearest neighbors algorithm for hot strip rolling mill

基于k近邻算法优化热连轧变凸度工作辊移位策略

Dian-yao Gong, Feng-hua Li

摘要:在精轧热轧机中,适当的工作辊移位策略可以使轧辊磨损均匀,轮廓光滑。为了消除由于现有的轧辊移位策略造成的轧辊移位位置重复的问题,在具有连续变冠工作辊的热连轧机上,利用k-近邻算法提出了优化的工作辊移位策略。用自重参数来描述工作辊的集中磨损情况。提出了位置重复参数来评估轧辊移动的位置历史。根据在热连轧机上收集的现场数据,分析了集中移位和不均匀轧辊磨损之间的关系。使用C语言对优化策略的程序进行编码,并使用该程序进行离线模拟以获得优化的移位位置。使用散点图和核密度估计法评估了现场工程数据和优化的移位位置之间的比较。比较结果表明,新策略可以很好地解决移位重复的问题。建立了一种简化的方法,使该策略易于应用于在线应用,现场应用表明该优化策略具有良好的实际效果。

https://doi.org/10.1002/eng2.12464

  • Lens antenna adjustment for telecommunication and imaging modes in a sub-THz radio system

亚太赫兹无线电系统中电信和成像模式的透镜天线调整

Ali Ghavidel, Sami Myllymäki, Mikko Kokkonen, Nuutti Tervo, Heli Jantunen

摘要:本文提出了一个双模式操作的次太赫兹频率无线电系统的概念,通过调整透镜-天线的距离来实现电信或成像模式。使用工作频率为220至330GHz的连续波操作的收发器演示了信号传输和成像能力,6G无线无线电系统可以分配在这里。研究了一个高增益的子弹形透镜天线,用于在短距离视线无线电链接中对自然物体(Bergenia叶子)进行成像。子弹形透镜的增益为28dB,频带上的波束宽度为1°。为了演示双模式操作,叶子被放置在无线电链路的中间,然后利用反合成孔径雷达技术在三个镜头与天线的距离上合成其图像。为了合成图像,运动模式区域(100毫米×100毫米)被定义为以5毫米的步长来扫过物体区域。从焦轴距离(4、15和30毫米)的不同镜头位置以5毫米的步长合成了三幅100毫米×100毫米的图像。比较表明,15毫米的距离具有最高的增益,30毫米的距离具有更高的图像质量。因此,有可能通过改变进给方面的镜头位置,从高增益低分辨率模式切换到低增益高分辨率模式。如果使用可调镜头系统,成像的可行性可以应用于6G无线电系统,揭示了未来无线电的新潜在功能。

https://doi.org/10.1002/eng2.12474

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