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数据驱动的摩擦系数模型及其在重型齿轮啮合效率预测中的应用研究
在航空航天、船舶和工程机械等领域,重型齿轮因其高可靠性被广泛应用,但高功率运行时的摩擦会导致显著的功率损失和热平衡问题。传统摩擦系数模型如Benedict-Kelley公式、Xu的EHL(弹性流体动压润滑)模型等虽能部分预测摩擦行为,但受限于工况复杂性和数据离散性,难以精准反映实际啮合效率。为此,中国某研究团队提出了一种基于机器学习的解决方案。研究团队采用极端梯度提升(XGBoost)算法,通过网格搜索交叉验证(GSCV)优化超参数,训练了包含6,468组双盘和球盘试验数据的模型。模型利用Shapley加性解释(SHAP)揭示了速度、载荷、表面粗糙度和润滑剂黏度对摩擦系数的非线性影响。在重型齿
来源:Simulation Modelling Practice and Theory
时间:2025-06-26
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基于扩展着色混合Petri网的自动驾驶紧急制动系统建模与功能验证研究
随着自动驾驶技术的快速发展,高级驾驶辅助系统(ADAS)中的紧急制动功能(AEB)已成为保障行车安全的核心组件。然而当前AEB系统面临三大挑战:不同厂商算法差异导致验证标准不统一、硬件故障检测机制缺失、传统测试方法难以兼顾真实性与效率。现有方法如道路测试成本高昂,虚拟仿真无法完全还原复杂路况,而形式化验证又缺乏对混合动态行为的建模能力。这些问题严重制约着AEB系统在量产车辆中的可靠性验证。长安大学的研究团队在《Simulation Modelling Practice and Theory》发表的研究中,创新性地提出基于扩展着色混合Petri网(ECHPN)的解决方案。该研究首先建立基础ECH
来源:Simulation Modelling Practice and Theory
时间:2025-06-26
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基于Vernier效应与碳纳米管掺杂PDMS的超高灵敏度微流控流量传感器
微流控技术因其在化学合成、生物医学等领域的广泛应用而备受关注,但传统流量传感器存在灵敏度低、体积大等问题。例如,激光多普勒测速需添加示踪粒子,而光纤“热线”传感器依赖昂贵的CO2+掺杂。针对这些挑战,上海理工大学的研究团队开发了一种基于Vernier效应和碳纳米管掺杂PDMS(CNTs-PDMS)的超紧凑流量传感器,相关成果发表于《Sensors and Actuators A: Physical》。研究采用级联Fabry–Perot干涉仪(FPIs)结构,通过单模光纤(SMF)与空心光纤(HCF)熔接形成传感臂(SMF-HCF-PDMS)和参考臂(SMF-HCF-SMF)。CNTs-PDMS
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-06-26
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微通道结构优化的液态金属软体电磁驱动器在柔性机器人中的高性能驱动研究
在机器人技术向柔性化发展的浪潮中,传统刚性驱动器因无法适应复杂环境而面临瓶颈。液态金属(LM)因其独特的导电性(3.6×106 S/m)和流体特性成为研究热点,但现有驱动技术普遍依赖酸碱环境去除氧化层,存在生物相容性差、控制精度低等缺陷。更棘手的是,当前液态金属电磁驱动器面临"大角度"与"高驱动力"难以兼得的矛盾——Chen等开发的U型线圈驱动器虽实现110°弯曲,驱动力仅0.76 mN;而Mao的多匝矩形线圈驱动力达40 mN时,弯曲角度却限制在70°。这种性能失衡严重制约了其在精密医疗、工业检测等领域的应用。针对这一难题,广西大学的研究团队在《Sensors and Actuators A
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-06-26
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不同腔室有效长度下流体振荡器的流动特性及其在主动流动控制中的应用
在工程领域,如何实现高效主动流动控制一直是研究者们追逐的目标。传统方法往往依赖复杂机械部件,而流体振荡器(fluidic oscillator)因其无移动部件却能产生稳定振荡射流的特性脱颖而出。这种被称为"扫掠射流"(sweeping jet)的技术,在飞机机翼边界层控制、高速列车尾流调节等领域展现出惊人潜力。然而,一个关键瓶颈始终存在:射流动量与振荡频率的耦合关系限制了控制效率的进一步提升。当工程师们试图通过改变供气速率来调节频率时,射流动量会同步变化,这种"牵一发而动全身"的特性使得优化控制策略变得异常困难。针对这一挑战,中南大学的研究团队在《Sensors and Actuators A
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-06-26
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分数布朗运动局部时间期望的理论突破及其在金融衍生品定价中的应用
金融市场中资产价格的波动往往呈现出长记忆性和非马尔可夫特性,传统基于标准布朗运动的Black-Scholes模型难以准确刻画这些复杂行为。分数布朗运动(fractional Brownian motion, fBm)因其独特的Hurst参数H可调节特性,成为模拟具有记忆效应金融时间序列的重要工具。然而,fBm局部时间期望的精确计算始终是制约分数阶金融模型发展的数学瓶颈,特别是在期权定价和对冲策略评估中,缺乏解析解严重限制了模型的实用价值。为攻克这一难题,中国研究人员在《Scientific African》发表了突破性成果。研究团队通过构建分数布朗运动加权局部时间LBH(t,x)的理论框架,创
来源:Scientific African
时间:2025-06-26
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电流与氢双辅助协同提升Ti-22Al-25Nb合金塑性的机制研究
在航空航天领域,Ti-22Al-25Nb合金因其优异的高温强度被视为新一代发动机叶片候选材料,但其本质脆性导致室温塑性不足1%,热成形温度需高达950°C以上,极易引发氧化和能耗问题。传统热机械处理难以协调强度-塑性矛盾,而单一外场辅助又存在效果有限的瓶颈。哈尔滨工业大学Bin Shao团队在《Scripta Materialia》发表的研究中,开创性地将电流致塑性(ECP)与氢合金化技术耦合,首次实现该合金在750°C中温区的超塑性成形。研究采用电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)解析微观机制,通过高温拉伸试验结合原位氢渗透装置建立工艺窗口。关键发现包括:电流密度7.5 A/mm2
来源:Scripta Materialia
时间:2025-06-26
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超快热处理诱导VCoNi中熵合金形成超细κ相与去层错机制实现2GPa强度与延展性协同提升
研究背景中熵合金(Medium-entropy alloys, MEAs)作为新型结构材料,其强度-延展性平衡始终是材料科学界的"圣杯"难题。传统强化策略如析出强化虽能提升强度,却常伴随灾难性延展性损失——当κ相或金属间化合物在热处理中过度生长时,材料会像脆性陶瓷般突然断裂。VCoNi这类面心立方(FCC)结构MEAs虽具备优异加工硬化能力,但如何突破2 GPa强度阈值同时保持工程应用所需的延展性,仍是悬而未决的科学问题。创新研究哈尔滨工业大学等机构的研究团队在《Scripta Materialia》发表突破性成果。他们采用Gleeble热模拟机对冷轧VCoNi实施"闪电式"热处理(持续时间仅
来源:Scripta Materialia
时间:2025-06-26
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疫苗接种后糖尿病与非糖尿病病例的模糊数学建模及SVIR模型优化研究
全球COVID-19大流行暴露了慢性病患者尤其是糖尿病患者的特殊脆弱性。这类人群因免疫功能障碍更易发展为重症,但传统流行病学模型难以量化其动态风险差异。在此背景下,一项创新性研究通过融合模糊数学理论与经典传染病模型,揭示了疫苗接种后糖尿病与非糖尿病群体的差异化感染规律。来自中国的研究团队在《Results in Engineering》发表论文,构建了改进的SVIR(易感-接种-感染-康复)模型框架。该研究独创性地引入梯形模糊数(TFN)处理临床参数的不确定性,采用分区去模糊化方法(PDM)将模糊区间转化为精确值,并通过Python实现了动态模拟。关键技术包括:1)基于Michaelis-Me
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-26
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铜粉(Cu)、碳化硅(SiC)和氮化硼(BN)纳米颗粒增强相变材料提升太阳能热水器热效率研究
在全球能源转型的背景下,太阳能热水器(SWH)作为清洁能源技术的重要代表,其发展却长期受限于两个"先天不足":一是太阳能供应具有间歇性,二是传统相变材料(PCM)如石蜡的导热系数仅0.2-0.4 W/m·K,严重制约热能存储效率。这种"有阳光时存不住,没阳光时放不出"的困境,使得SWH难以完全替代传统化石能源系统。更棘手的是,随着联合国可持续发展目标(SDG 7)要求2030年前将能源效率改善率提高一倍,开发高性能储热技术已成为当务之急。针对这一挑战,来自国内的研究团队在《Results in Engineering》发表了一项创新研究。他们独辟蹊径地将目光投向纳米材料领域,选取三种特性迥异的
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-26
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航空煤油沉降罐中杂质颗粒动态迁移特性的数值模拟研究及其对油品清洁度的优化启示
航空燃油的清洁度直接关系到航空发动机的燃烧性能和飞行安全,但燃油在储运过程中不可避免地会混入固体颗粒污染物。这些粒径多在10-200 μm的杂质(如金属碎屑、硅酸盐等)可能堵塞油路或磨损涡轮叶片。更棘手的是,在油罐低液位输油作业时,抽油管会对罐底已沉降的颗粒产生扰动,导致污染物重新进入燃油系统。如何控制这一过程中的颗粒迁移行为,成为保障航油质量的关键难题。中国的研究团队在《Results in Engineering》发表论文,首次采用CFD-DEM耦合的欧拉-拉格朗日(E-L)框架,对沉降罐内颗粒动态特性开展系统性数值研究。通过构建三维油罐模型,结合EDEM-FLUENT联合仿真,分析了不同
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-26
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酸性氯化物电解液中电沉积锌涂层的表征与腐蚀分析:优化工艺及性能提升研究
钢铁材料因其优异的机械性能广泛应用于工业和民用领域,但腐蚀问题始终是制约其使用寿命的"阿喀琉斯之踵"。尽管热浸镀锌、阳极氧化等传统防护技术各具优势,电镀锌涂层因其成本低廉、工艺灵活且能形成超薄致密保护层(厚度可低至4μm),成为汽车紧固件、航空部件等精密零部件的首选方案。然而,酸性氯化物电解液体系中锌电沉积的工艺参数复杂,涉及ZnCl2浓度、添加剂配比、电流密度等十余种变量,现有研究多聚焦单一因素,缺乏系统性优化策略。为解决这一难题,研究人员开展了一项创新性研究,通过梯形赫尔槽(Hull Cell)技术对酸性氯化物电解液(含ZnCl2/KCl/H3BO3体系)进行多参数协同优化。研究发现,当电
来源:Results in Surfaces and Interfaces
时间:2025-06-26
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Sm微合金化与多向锻造协同提升Al5083合金力学及摩擦学性能的机理研究
在航空航天、汽车制造等工业领域,轻量化高强材料的开发始终是研究热点。5XXX系列铝合金因其优异的耐腐蚀性和焊接性能备受青睐,其中AA5083作为不可热处理强化合金中的高强代表,已广泛应用于船舶甲板、汽车车身等场景。然而,传统Al-Mg合金的强度提升往往面临瓶颈——通过冷加工虽可提高强度,但会显著降低塑性;而添加过渡族元素微合金化的效果又有限。近年来,稀土元素改性与剧烈塑性变形(SPD)技术的结合为铝合金性能突破提供了新思路,但关于稀土Sm微合金化铝合金在室温SPD过程中的组织性能演变规律仍缺乏系统研究。针对这一科学问题,来自中国的研究团队在《Results in Engineering》发表了
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-26
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脉冲操作下喷嘴与燃烧室结构对旋转爆震火箭发动机性能影响的实验研究
在航天器姿态控制等短脉冲推进场景中,传统化学火箭发动机面临效率瓶颈,而基于爆震燃烧的旋转爆震火箭发动机(Rotating Detonation Rocket Engine, RDRE)因其热循环效率高达26.4%备受关注。然而,高频脉冲(如10 Hz)下RDRE的快速启动、爆震波(Rotating Detonation Wave, RDW)稳定性及推力优化仍是技术难点。针对这一挑战,中国某高校的研究团队在《Results in Engineering》发表论文,系统考察了喷嘴与燃烧室结构对RDRE脉冲性能的影响。研究团队设计了7种发动机构型,包括空心/环形/腔式燃烧室与无喷嘴/塞式喷嘴/拉瓦尔
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-26
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国内物质消费与能源结构对全球社会经济指标的影响:基于1990-2022年的实证分析
随着全球经济的持续扩张,资源消耗与环境可持续性之间的矛盾日益凸显。尽管经济增长常被视为改善社会福利的关键,但其实际效果往往取决于物质消费模式和能源依赖程度。特别是在发展中国家,高水平的国内物质消费(DMC)虽然推动经济增长,却可能导致环境退化并阻碍长期人类发展。与此同时,化石燃料依赖与价格波动带来的经济不稳定性问题也备受关注。在此背景下,深入理解经济增长、资源消耗与社会发展之间的复杂关系,对制定可持续政策至关重要。为探究这些问题,研究人员开展了题为"The impact of domestic material consumption and energy mix on socioeconom
来源:Resources Policy
时间:2025-06-26
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无毒全无机单卤化物钙钛矿/黄铜矿四端叠层太阳能电池的设计与性能优化
随着全球能源需求激增,开发高效、稳定且环境友好的可再生能源技术成为当务之急。钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells, PSCs)因其低成本和高功率转换效率(Power Conversion Efficiency, PCE)备受关注,但铅毒性和有机组分挥发导致的稳定性问题阻碍其商业化。同时,传统钙钛矿/黄铜矿叠层太阳能电池(Tandem Solar Cell, TSC)中使用的CdS缓冲层具有毒性,混合卤化物钙钛矿还存在相分离问题。针对这些挑战,研究人员通过理论模拟与材料创新,提出了一种兼顾性能与环保的解决方案。为突破上述限制,国内研究人员采用密度泛函理论(DFT)与有限
来源:Renewable Energy
时间:2025-06-26
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基于光滑粒子流体动力学(SPH)与流体体积法(VOF)的佩尔顿水轮机内流场对比分析与实验验证
在全球能源转型背景下,水力发电作为清洁可再生能源的重要组成,其核心设备佩尔顿水轮机(Pelton turbine)的性能优化备受关注。这种依靠高速射流冲击转轮叶片实现能量转换的冲击式水轮机,虽在理想工况下效率可达90%以上,但其内部流动却暗藏玄机——从喷嘴喷出的水柱与旋转的转轮叶片(又称"斗叶",buckets)剧烈碰撞时,会产生射流分裂、液滴飞溅等复杂现象,犹如一场微观尺度的"水分子芭蕾"。传统采用流体体积法(Volume of Fluid, VOF)的数值模拟就像用网格捕捉流动的"照片",当遇到剧烈变形界面时,计算网格会像被扯破的渔网般失真。这导致工程界长期面临一个棘手难题:如何精确模拟这
来源:Renewable Energy
时间:2025-06-26
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风力机阵列布局对有限规模风电场功率输出及尾流效应的优化机制研究
随着全球能源转型加速,风能作为增长最快的可再生能源之一,其规模化开发面临关键挑战:上游风力机产生的尾流会显著降低下游机组发电效率,导致风电场整体功率损失高达40%,并增加20%的疲劳载荷。传统对齐布局(AL)因尾流完全覆盖下游机组而效率低下,而横向交错(LS)和纵向交错(VS)布局虽被证明能改善性能,但对有限规模风电场尾流效应的系统性研究仍不足。此外,多风电场集群化建设使得尾流干扰范围可能延伸至20公里,如何平衡发电效率与尾流影响成为规划难题。针对上述问题,兰州理工大学的研究团队在《Renewable Energy》发表论文,采用基于致动盘模型(ADM)的大涡模拟(LES)技术,模拟了10排×
来源:Renewable Energy
时间:2025-06-26
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基于Stackelberg博弈的配电网光伏能量共享优化框架:动态定价与多区域协同策略
全球能源转型浪潮下,光伏(PV)系统的大规模部署为电网带来了双重挑战:如何高效利用间歇性可再生能源,同时维持配电网稳定?传统集中式管理模式难以应对分布式能源(DER)的时空波动性,而点对点能量共享(P2PESh)虽能提升灵活性,却面临动态定价、网络约束和多区域协调的复杂博弈。尤其当光伏渗透率提高时,能量共享区域(ESR)的划分、用户负荷响应与电网运营成本间的矛盾日益突出。针对这一难题,中国的研究团队在《Renewable Energy》发表论文,提出了一种基于Stackelberg博弈的创新型框架。该研究首次将能源服务商(ESP)作为领导者,通过动态定价策略协调多区域能量共享,同时允许用户作为
来源:Renewable Energy
时间:2025-06-26
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太阳能逆变器在分布式无功管理中的激励机制研究:基于VAR的激励策略与电网稳定性优化
随着全球能源结构向可再生能源转型,太阳能光伏(PV)系统的大规模并网给电力系统带来了新的挑战。传统电网依赖同步发电机和专用补偿设备(如STATCOM)进行无功管理(Reactive Power Management, RPM),但分布式PV系统的波动性导致电压稳定性问题日益突出。太阳能逆变器作为PV系统的核心部件,其潜在的无功支撑能力长期被忽视——它们通常仅运行于Active Power Injection (API)模式,将全部容量用于有功功率输出。针对这一技术空白,由Rewa Ultra Mega Solar Limited支持的研究团队开展了一项开创性研究,探索如何通过激励机制激活逆变器
来源:Renewable Energy
时间:2025-06-26