-
在电动汽车(行驶速度为10-120公里/小时)的驱动条件下,通过引入倒角角度来优化阶梯式Z型BTMS风室的结构
摘要电动汽车(EV)中电池的热管理对于确保其性能、安全性和使用寿命至关重要。本研究提出了一种优化设计的风冷电池热管理系统(BTMS),旨在提高冷却效率的同时最小化压力损失。标准的Z型BTMS结构存在严重的热不均匀性问题,导致热量在电池的特定区域积聚。为了解决这一问题,引入了阶梯式腔室结构,从而改善了冷却分布,温度偏差降低了8.2%,峰值温度降至56°C。然而,这种修改使压力损失增加了23.8%。为了进一步缓解这一问题,研究人员分析了倾斜角度分别为15°、30°、60°和90°的倒角阶梯设计。结果表明,在所有进气速度条件下,30°倒角阶梯结构始终表现出最佳性能,在35 m/s的流速下,与初始阶梯
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
利用人工智能开发一种3D视觉机器人系统,该系统能够在传送带上抓取物体
摘要用于输送线上自动抓取的机器人系统需要精确的3D视觉技术来实现物体检测、定位和在动态环境中的操作。传统的机械臂由于编程固定和传感器静态,缺乏适应性。深度学习的进步(如YOLO模型)以及深度传感技术的改进提升了机器人的感知能力。然而,使用低成本深度相机实现精确的3D定位仍然具有挑战性,因为噪声和深度估计误差会影响抓取精度。为了解决这一挑战,我们提出了一个集成3D视觉系统,将YOLOv8物体检测模型与Intel RealSense D435深度相机相结合,以实现实时且准确的3D定位。该系统使用一个四自由度(DOF)的SCARA机器人,并由可编程逻辑控制器(PLC)进行控制,从而能够高精度地抓取物
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
用NaOH处理的沙丘沙与塑料废物混合物的岩土工程性质及微观结构特征
摘要本研究探讨了利用塑料废弃物来改善沙丘沙的力学性能,沙丘沙在土工学上被认为是一种性能较弱的材料。研究将聚丙烯(PP)地毯碎片和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄片(分别来源于废旧地毯和塑料瓶)添加到沙丘沙中,以提升其颗粒结构和力学性能。实验内容包括颗粒大小分析、标准普罗克特压实试验、加州承载比(CBR)测试以及直剪试验,并进行了微观结构分析(XRD、XRF、SEM)。此外,还对PET薄片进行了氢氧化钠(NaOH)化学处理,以增强其与沙粒之间的粘附力。实验中测试了不同比例的添加物:PET薄片(0.5%、1%、1.5%、2%)和PP碎片(0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%及3%)。结果表明,
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
甘油酸胆碱浸渍的ZIF-8复合材料在增强二氧化碳捕获方面的应用
摘要大气中二氧化碳(CO2)浓度的不断增加仍然是气候变化的重要驱动力,这凸显了开发创新和可持续碳捕获技术的必要性。本研究探讨了用胆碱甘氨酸([Chl][Gly])浸渍的复合材料在ZIF-8载体上的CO2吸附性能,重点研究了低离子液体(IL)负载量(4 wt.%、8 wt.% 和 12 wt.%)对吸附效率的影响。使用生物相容性和可生物降解的[Chl][Gly]旨在平衡物理吸附和化学吸附机制。通过单组分CO2吸附等温线、氮气吸附实验以及扫描电子显微镜(SEM)分析了这些复合材料在广泛压力范围内的气体吸附行为。实验结果表明,在1巴压力下,4 wt.%的复合材料吸附的CO2量为26.34 mmol/
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
增益平坦度优化的高压宽带线性放大器,适用于超声波仪器
摘要本研究提出了一种用于超声仪器的增益平坦度改进型宽带脉冲放大器。为了提升增益平坦度,专门设计了电源电路以及信号检测与调理电路,并对电源的控制算法进行了相应修改。为了验证增益平坦度改进的效果,在三种不同条件下进行了对比测试:未经校正、采用传统校正方法以及采用本研究提出的校正方法。在50Ω负载下,未经校正时脉冲放大器的增益在312.5kHz至20MHz频段内下降了1.1dB;而传统方法将这一降幅降至0.3dB,本研究提出的方法则将其降至0dB。同样在470pF负载条件下,未经校正时增益下降3.8dB,采用传统方法时下降0.7dB,而采用本研究提出的技术时仅下降0.09dB。此外,该技术还通过提高
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
一种微型单层频率选择性吸收器,其在传输带范围内具有窄带吸收特性
摘要微型化频率选择性吸收器(FSR)设计常常面临一些关键挑战,例如对集中式电阻元件的依赖性、有限的角稳定性、由于多层结构导致的增加的体积以及制造复杂性。这些限制阻碍了它们在紧凑型及低轮廓电磁系统中的集成。在这项研究中,提出了一种基于交错几何结构的紧凑型双极化FSR,该设计避免了使用任何集中式无源元件。该结构由位于介质基板上的单层吸收器和底部的带通滤波表面组成。交错设计通过有效地将八个周围的单元单元组合成一个中心响应,实现了小型化,在吸收频率处的厚度仅为\(0.08\lambda_{0}\)。所提出的FSR在12.2 GHz处具有强吸收特性,并在5.3 GHz处具有明确的传输带,同时保持了极化不
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
在循环环境作用下,使用Leca增强材料的GFRP增强轻质骨料混凝土梁的弯曲性能与耐久性研究
摘要本研究评估了掺入Leca骨料的玻璃纤维增强聚合物(GFRP)增强轻质骨料混凝土(LWAC)梁的弯曲性能和耐久性。通过实验和数值模拟方法研究了其在冻融(F–T)和干湿(W–D)循环作用下的性能。在ABAQUS中开发的非线性有限元模型(NLFEMs)经过实验结果验证。对GFRP增强Leca LWAC梁的结构响应进行了分析,并将其性能与对照组梁进行了比较:一组使用传统的钢增强Leca LWAC,另一组使用钢增强普通重量混凝土,两者均处于相同的试验条件下。实验结果表明,GFRP增强Leca LWAC在干湿循环作用下的韧性较高,其极限抗弯强度仅降低了约2%。相反,冻融循环作用导致Leca LWAC梁
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
CAgMLP:一种基于MLP架构的图像分类模型,采用跨轴门控令牌混合器(Cross-Axis gated token mixer)来实现特征融合
Jielin Jiang|Quan Zhang|Yan Cui|Shun Wei|Yingnan Zhao南京信息科学技术大学软件学院,中国江苏省南京市210044引言卷积神经网络(CNNs)[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]在计算机视觉领域取得了显著进展,成为许多应用的主流技术。近年来,受到自然语言处理(NLP)成功的启发,基于自注意力的Transformer模型[7]被引入计算机视觉领域,并展示了出色的性能。尽管ViT[8]及其变体[9]、[10]、[11]、[12]在许多视觉任务中超越了传统CNN,但它们需要大量的数据和计算资源,这可能导致在小型数据集上从头开始训练时性能不佳
来源:Journal of Visual Communication and Image Representation
时间:2025-09-27
-
具有粗到细层次信息的结构保持型点云补全与分类
近年来,随着三维传感技术的快速发展,三维计算机视觉领域也取得了显著进步。三维点云作为一种能够全面表达物体形状信息的数据格式,已成为视觉研究中的主流形式。相比其他数据格式,点云具有存储效率高、信息完整性强等优点,因此在诸如机器人导航、医学成像、自动驾驶系统、文化遗产保护等实际应用中具有广泛的需求。然而,由于各种物理和环境因素的限制,如光线反射、遮挡、传感器分辨率以及大气扰动等,实际获取的点云数据往往并不完整,呈现出部分缺失的特性。这种不完整的形状信息在实际应用中可能会带来诸多问题,例如影响模型的鲁棒性、降低任务执行的准确性等。因此,如何从不完整的原始数据中重建出准确且完整的点云,成为了一个具有重
来源:Journal of Visual Communication and Image Representation
时间:2025-09-27
-
气体流在多孔介质中诱导交联聚丙烯酰胺凝胶的剪切增稠行为
摘要在油气井中,过度产水是一个长期存在的挑战,通常采用聚合物和凝胶溶液来控制水的产出。本研究探讨了交联聚丙烯酰胺凝胶的流变行为及其对气井封水处理的影响。通过流变测量、使用Berea砂岩样本进行的岩心注水实验以及微模型流动可视化研究来评估凝胶的性能。结果表明,在注水过程中,水的残余阻力系数\({(\text{Frr}}_{\text{w}}\)随流速的增加而降低,这主要是由于凝胶的剪切稀释效应以及残余气体饱和度的降低。凝胶中较高的聚合物浓度有助于更有效地降低水的渗透性。相比之下,在气体流动的情况下,当气体流速超过某个临界值(Qgc)时,凝胶会发生剪切增稠现象,此时气体的残余阻力系数(\({\te
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
不同水平应力差下含方解石脉页岩中水力压裂裂缝演化特征的研究
摘要方解石脉作为页岩储层中的薄弱结构面,与贵州北部显著的现场应力差异共同影响着水力压裂行为。本研究基于CT扫描和数值模拟,构建了一个三维非均质模型,以阐明水平应力差分系数(\(K_{h}\))与方解石脉倾角对方解石脉中流体裂缝扩展的耦合机制。结果表明,由于主应力和破坏轴的角度效应,页岩的破坏应力随着方解石脉倾角的增加而先增大后减小。同时,方解石脉的弱面效应决定了裂缝的初始扩展方向,使得水力裂缝优先沿着脉走向延伸,然后分支并扩散到页岩基质中。在水力压裂过程中,\(K_{h}\)与裂缝复杂度指数(\(F_{CI}\)之间存在显著的负相关关系:随着\(K_{h}\)的增加,\(F_{CI}\)减小,
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
基于磷石膏的复合水泥材料防水性与隔热性能的协同优化
摘要利用磷石膏(PG)部分替代水泥来生产基于磷石膏的胶凝材料(PGCMs)是实现磷石膏资源化利用的重要途径。然而,仅使用磷石膏作为替代水泥的PGCMs具有较高的吸水性,从而导致其防水性和隔热性能较差。为了解决这一问题,本研究在制备PGCMs的过程中同时加入了半水化磷石膏(HPG)、粉煤灰和生石灰,以提高其防水性和隔热性能。首先,通过正交实验研究了HPG用量、粉煤灰用量、生石灰用量以及水-水泥质量比对PGCMs防水性和隔热性能的影响。其次,基于微观结构形态分析,探讨了这些因素影响PGCMs防水性和隔热性能的机制。随后,采用效能系数法建立了回归方程,并提出了一种协同优化方法来平衡PGCMs的防水性
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
一种基于功能连接性和集成学习的脑机接口框架,用于运动想象分类:迈向医疗和工业领域的实时应用
摘要脑机接口(BMI)的应用对医疗保健和工业领域(如辅助技术和控制系统)具有益处。然而,由于缺乏能够记录多种上肢和下肢运动的全面脑电图(EEG)数据集,基于运动成像(MI)的BMI开发面临重大挑战。在本研究中,我们使用了包含多种运动想象数据的MILimb数据集。随后,我们开发了一种特征提取方法,该方法结合了利用相位锁定值(PLV)的功能连接性和时域特征。提取的特征被输入到集成学习模型中,用于将不同的运动想象动作与睁眼基线状态进行分类。结果表明,所提出的方法显著优于传统方法,分类准确率介于93.98%到98.99%之间。此外,该模型还通过实时在线分类成功控制了无人机,证明了其在动态条件下的鲁棒性
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
独立式太阳能光伏供电、基于传感器的MPPT控制五聚体电池转换器,用于无刷直流电机驱动的铣削系统
摘要本文介绍了一种由无位置传感器的无刷直流(BLDC)电机驱动的、自给自足的太阳能光伏(PV)动力铣床,专为没有电网接入的偏远地区设计。该系统采用五单元电池(PC)转换器和先进的升压DC-DC转换器,并由基于简化传感器的最大功率点跟踪(MPPT)算法进行控制。这种创新的MPPT方法无需电压传感器,仅依赖电流传感器,从而简化了系统结构,降低了成本,并提高了控制速度。五单元电池(PC)转换器相比传统升压转换器具有多个优势:它提供连续的输入电流,减少了开关上的电压和电流应力,并实现了零电流切换,从而最小化了损耗并提高了效率。其较低的输出电压和电流纹波使得电容器尺寸更小,使其在太阳能光伏铣削应用中具有
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
阴极通道中 recess 结构配置对质子交换膜燃料电池性能的影响
摘要具有直通道的质子交换膜燃料电池(PEM燃料电池)在反应物分布方面面临挑战,这是由于反应物传输受限所致。为了解决这一问题,本文提出了一种采用不同类型凹槽的直通道PEM燃料电池阴极通道的新设计,并研究了其对温度、反应物传输、电流和功率密度的影响。首先,分析了不同凹槽长度和宽度下的电流和功率密度,以确定其最佳参数。随后首次引入了四种不同的凹槽设计:三角形凹槽、梯形凹槽、矩形凹槽和反向梯形凹槽。这些新模型与基准模型进行了比较,两者在阳极和阴极侧都使用了相同的活性反应面积和入口质量流量。结果表明,与基准模型相比,引入凹槽设计后电流和功率密度提高了约30%。在新引入的模型中,反向梯形凹槽设计的输出功率
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
陶瓷成分及热处理对Al-6082/TiB2/Al2O3混合复合材料冶金性能和机械性能的影响
摘要本研究探讨了不同增强颗粒种类及含量对搅拌铸造法制备的铝基混合复合材料的微观结构、力学性能和摩擦学特性的影响。所使用的增强材料为TiB2和Al2O3,其添加量范围为1%至3%。制备完成后,这些复合材料经过优化的T-6热处理工艺。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对材料的金相组织进行了分析。研究了拉伸强度、硬度和抗冲击性等力学性能,以评估复合材料的承载能力。与铸态样品相比,热处理后的样品性能提升了25%至40%。在恒定载荷20 N和滑动速度300 rpm的条件下,通过销-盘试验装置进行了干摩擦磨损测试,结果表明增强颗粒显著提高了材料的耐磨性。对磨损表面的SEM分析为磨损机制提供
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
位移率对不同含水量重组层理岩对偶体直接抗剪强度特性的影响
摘要层状粘土是一种沉积物,主要分布在冰川作用区域,其特点是具有明显的层理结构,由交替的粉砂层和粘土层组成。通过一系列直剪试验,本研究考察了在不同正应力、剪切位移速率以及不同最佳含水量条件下的层状粘土样品的剪切强度行为。研究结果表明,剪切强度参数和破坏时的峰值剪切应力受到水分条件和剪切速率的显著影响。当剪切速率从1.25毫米/分钟降低到0.24毫米/分钟时,剪切强度参数增加了1.2至2.8倍。此外,当剪切速率进一步增加到0.024毫米/分钟时,摩擦角和内聚力比在0.24毫米/分钟时的值分别增加了2.5至8.0倍。研究表明,内聚力的变化对剪切速率的变化更为敏感。在所有剪切速率下,重组的层状粘土样品
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
利用灰雁优化算法增强时间序列分析的智慧城市电力负荷预测
摘要智慧城市电力预测对于实现可持续的城市发展、高效的能源分配以及基础设施的实时决策至关重要。本研究提出了一种混合时间序列预测模型,该模型将自回归积分滑动平均(ARIMA)方法与受生物启发的灰雁优化(GGO)算法相结合,以提高创新城市环境中电力需求的预测精度。所提出的GGO-ARIMA模型应用于一个包含天气、公共假期和学术日程等外生特征在内的每小时电力负荷数据集——这些因素都会影响城市能源消耗。实验评估表明,GGO-ARIMA模型的表现显著优于传统的ARIMA模型和其他优化增强模型,其均方误差(MSE)为0.002135,R²值为0.99995,表明预测误差大幅降低。这种混合方法为智慧城市能源管
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
-
利用无偏模型预测控制提升厌氧消化性能
本研究提出了一种用于厌氧消化过程的非线性模型预测控制器(NMPC),通过调整稀释率来追踪目标甲烷流量。该NMPC框架采用了一个简化的两阶段厌氧消化模型作为预测器,并结合扩展卡尔曼滤波器(EKF)来估计系统状态和一个额外的扰动状态,以弥补模型预测与实际系统数据之间的偏差。扰动状态的估计引入了积分作用,使控制策略能够在简化模型无法准确反映实际系统动态的情况下,依然实现无偏移的性能。所提出的算法已在模拟环境中成功测试,使用了易生物降解的可溶性废物作为实验对象,其中厌氧消化模型编号1(ADM1)被用作植物模拟器。积分作用和扰动状态估计对于控制器的性能至关重要。厌氧消化(AD)在新兴能源经济中扮演着重要
来源:Journal of Water Process Engineering
时间:2025-09-27
-
镁(Mg)与氮(N)键以及表面羟基(–OH)之间的协同调控作用,使得过一硫酸盐(peroxymonosulfate)在MgCN表面上能够高效活化,从而实现有机污染物的降解
该研究探讨了一种新型的催化剂——MgO掺杂的g-C₃N₄(MgCN),其通过硫脲热解法合成,并用于高效激活过硫酸氢盐(PMS)以降解多种抗生素。这一成果在水处理领域具有重要意义,特别是在应对抗生素等有机污染物所带来的环境问题方面。随着全球范围内抗生素的广泛使用,其在水体中的残留已成为一个严峻的挑战。这些污染物不仅具有持久性,还可能通过水体进入食物链,对人类和动物健康构成威胁。因此,开发高效且环保的水处理技术成为当前研究的重点。传统上,高级氧化工艺(AOPs)是处理这类污染物的重要手段之一。这类技术通常依赖于生成高活性的自由基,如羟基自由基(•OH)和硫酸根自由基(SO₄•⁻),以实现污染物的降
来源:Journal of Water Process Engineering
时间:2025-09-27