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在有限的机载信号采集条件下,通过增强跨域信号处理和基于物理原理的解析方法,对飞机刹车控制阀的故障进行诊断
航空领域中,飞机刹车系统对于飞行安全至关重要。作为该系统的核心组件,刹车控制阀(Brake Control Valves, BCVs)的准确性和及时性诊断是提升飞行安全和运营效率的关键因素。目前,航空公司主要依赖制造商提供的诊断手册来进行此类诊断。这些方法是在飞机设计和开发阶段由原始设备制造商(Original Equipment Manufacturer, OEM)通过分析流程开发的。在液压系统故障诊断方面,方法可以分为两大类:基于模型的方法和数据驱动的方法(Xu et al., 2024; Hou et al., 2023; Qiu et al., 2023; Chen et al., 2
来源:COMPUTERS IN INDUSTRY
时间:2025-10-11
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提高机器人数字孪生在设施管理中的互操作性:一种由行业基础类支持的RoboAvatar方法
随着建筑行业和设施管理(FM)的快速发展,设施管理中的机器人应用正逐渐成为提升效率和自动化水平的重要手段。然而,当前机器人与建筑环境之间的信息交互面临诸多挑战,尤其是在数据格式和系统兼容性方面。本文提出了一种基于行业基础类(Industry Foundation Classes, IFC)的机器人数字孪生(Robot Digital Twin, RDT)方法,旨在解决这一问题,并推动FM机器人在主流BIM(Building Information Model)环境中的高效部署。设施管理本质上是一个多学科交叉的专业领域,其目标是通过整合人员、场所、流程和技术,确保建筑环境的功能性。随着建筑和劳动
来源:COMPUTERS IN INDUSTRY
时间:2025-10-11
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在不确定性环境下,一种针对碳定价和绿色技术投资的优化控制方法
本文探讨了在面对深层面的不确定性时,如何通过碳定价与绿色技术创新投资的综合政策路径来实现最优的气候治理。研究采用了一个动态随机一般均衡(DSGE)模型,该模型由一个社会规划者在气候系统和绿色创新过程中存在的不确定性条件下,最大化家庭福利。通过连续时间最优控制方法推导最优政策规则,并利用价值函数迭代法对模型进行数值求解。模拟从2025年到2100年的经济路径显示,最优政策涉及前期的碳税递增以及显著的早期阶段研发补贴。蒙特卡洛分析揭示了创新不确定性如何激发更强的预防性动机,促使政策制定者提高初始研发投资。福利分析表明,非综合、非协调的政策会导致巨大的福利损失,强调了碳外部性定价与长期技术解决方案之
来源:Energy Policy
时间:2025-10-11
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一种基于混合噪声合成的工业缺陷检测方法
在工业生产过程中,产品的质量控制至关重要。缺陷的识别和定位不仅关系到产品的合格率,还直接影响生产效率和成本。传统的质量检测方法主要依赖人工检查,虽然在某些场景下能够保证较高的检测精度,但存在效率低、成本高以及易受人为因素影响等问题。随着深度学习技术的快速发展,基于深度学习的缺陷检测方法逐渐成为研究热点,为智能制造提供了更加高效、准确的解决方案。深度学习方法在工业缺陷检测中的应用,不仅降低了传统人工检测的成本,还显著提升了检测的准确性与效率。相较于传统方法,深度学习能够自动学习图像中的特征,从而识别各种类型的缺陷。这使得缺陷检测技术在自动化、智能化监控和质量控制等多个方面得到广泛应用。近年来,随
来源:COMPUTERS IN INDUSTRY
时间:2025-10-11
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利用基于区块链的加密锚定技术和双重锁定完整性审计机制来保障增材制造的安全性
**解读:**近年来,3D打印(即增材制造,AM)作为一种变革性的生产技术,以其高度的定制化和效率优势,已成为制造业的重要组成部分。然而,随着AM技术的广泛应用,其面临的网络安全威胁也日益严峻,尤其是在设计文件、知识产权(IP)以及连接的AM系统方面。这些威胁不仅影响制造过程的安全性,还可能对整个产业链的稳定性构成挑战。因此,研究如何在AM过程中引入先进的安全机制,确保数据完整性、产品真实性和知识产权保护,成为当前研究的热点。SAM-BCADA(基于区块链的加密锚定和双锁完整性审计系统)正是针对这些挑战提出的一种解决方案。该系统通过将物理属性与数字表示连接起来,确保产品在整个生命周期中的可追溯
来源:COMPUTERS IN INDUSTRY
时间:2025-10-11
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一种基于模糊特征集成增强网络的表面缺陷检测方法,适用于无维护状态的铁路轨道
表面缺陷检测是工业制造过程中确保安全性和可靠性的重要环节,尤其是在铁路运输系统中,未检测到的缺陷可能导致严重的后果,如轨道断裂、脱轨以及昂贵的服务中断。轨道表面的缺陷包括划痕、裂纹、疤痕和孔洞等,这些缺陷可能破坏轨道的结构完整性,增加在重复应力下发生疲劳失效的可能性。例如,未被发现的裂纹可能会随着时间推移在列车动态载荷的作用下不断扩展,最终导致轨道断裂,威胁乘客和货物的安全。同样,由于腐蚀或磨损产生的缺陷可能会削弱轨道头部,影响车轮与轨道的接触,进而导致轨道不稳定甚至脱轨。这些风险凸显了开发高效缺陷检测系统的重要性,特别是在工业制造过程中,轨道在部署前需要经过准备和检查。随着计算机视觉技术的发
来源:COMPUTERS IN INDUSTRY
时间:2025-10-11
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在大规模电气化背景下,家庭能源贫困问题依然存在:电网可靠性和离网太阳能技术的影响
在非洲国家中,埃塞俄比亚是电力普及速度最快的国家之一。该国通过实施一系列雄心勃勃的电力普及计划,取得了显著的电力生成能力和覆盖范围的进展。然而,尽管有这些努力,家庭能源贫困仍然存在,且在不同社会经济群体之间表现出显著的差异。本文探讨了家庭能源贫困的多维动态,并分析了电网可靠性和离网太阳能技术对能源匮乏的影响,以及这些技术可能的传导机制。研究采用固定效应工具变量和差异在差异(Difference-in-Difference, DID)方法来估计因果关系。研究发现,尽管电力普及取得了进展,但家庭能源贫困仍然高居不下,其中烹饪相关的匮乏是主要来源。提高电网的可靠性可以显著帮助缓解能源贫困,主要是通过
来源:Energy Policy
时间:2025-10-11
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基于图像特征和改进的孤立森林算法的锂离子电池故障诊断方法
在应对全球气候变化的背景下,交通领域的脱碳成为实现净零排放目标的关键环节之一。道路运输贡献了全球近四分之一的能源相关二氧化碳排放,其快速扩张可能会抵消其他行业减排的成果。因此,推动低碳交通技术的采用,特别是电动汽车(EVs)和氢燃料电池汽车(FCEVs),被视为实现交通领域可持续发展的核心策略。然而,这些技术的实际环境效益并不具有普遍性,其表现高度依赖于当地的能源结构和基础设施发展水平。在当前全球能源结构尚不完全脱碳的背景下,如何科学评估不同类型的车辆在整个生命周期中的温室气体(GHG)排放,以及它们在不同能源路径下的表现,成为研究的重点。以沙特阿拉伯为例,该国作为全球主要的石油出口国,其交通
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不同工艺路线和技术规格下煤制芳烃的过程、经济性及环境对比分析
在当今社会,制造业作为各国经济发展的核心动力,其对能源的依赖程度持续上升。随着全球能源价格的上涨、各国政府对环境保护政策的加强以及消费者对可持续发展的关注,制造业正面临着前所未有的挑战。尽管绿色能源技术取得了显著进展,但化石燃料仍然是主要的能源来源,这种依赖不仅加速了资源的枯竭,还导致了二氧化碳排放量的增加。因此,如何在保证产品质量的同时,提高制造过程中的能源效率,成为研究的重点。机器工具在现代制造业中扮演着至关重要的角色,它不仅提升了生产能力和产品竞争力,还直接影响了能源消耗和碳排放水平。根据国际能源署的数据显示,机器工具所消耗的能源占全球总需求的1%至3%,但其加工效率却仅有14%左右。这
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通过双化学循环实现太阳能驱动的H₂/NH₃联产过程的热力学与技术经济分析
随着全球对化石燃料需求的持续增长,温室气体排放问题日益严重,尤其是二氧化碳排放的增加对全球气候造成了显著影响。为应对这一挑战,科学家们致力于研究更环保、更高效的能源利用方式。在这一背景下,传统的煤炭制氢工艺因其高能耗和高碳排放,逐渐受到质疑。因此,一种结合太阳能与煤炭化学循环技术的新型系统应运而生,旨在提升能源利用效率并实现可持续的氨合成。本文通过综合热力学和经济分析,探讨了该系统的性能优势,并验证了其在实际应用中的可行性。化学循环制氢(Chemical Looping Hydrogen Generation, CLHG)作为一种先进的气化技术,能够将低能量密度的碳质固体转化为高纯度的氢气。与
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一种用于旋转三角形辅助性机械超材料的半刚性方法
本研究聚焦于传统基于煤炭的氢气制备工艺在能源效率和可持续性方面的挑战,并提出了一种新型的太阳能辅助系统,该系统与煤炭化学循环技术相结合,运行在优化条件下。通过综合热力学和经济分析,太阳能的引入显著提升了系统的整体性能:在优化条件下,系统能量效率提高了3.1%(达到56.70%),而㶲效率则提升了2.42%(达到47.42%),这是由于间接氧化还原反应的强化所导致的。从经济角度来看,尽管太阳能辅助系统导致资本成本增加了49.5%,但其在单位氨成本(LCONH3)上实现了9%的降低(从358.29美元/吨降至326.52美元/吨),缩短了折现回本期20%(从5.2年降至4年),并且带来了显著更高的
来源:INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES
时间:2025-10-11
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通过光伏-热电容混合技术实现全光谱太阳能收集:具有类似斯特林循环的集成串联电池
这项研究提出了一种创新的综合系统,结合了全无机硫属化物串联太阳能电池(TSC)、斯特林式热电容循环(STC)以及太阳能选择性吸收器(SSA),以应对全光谱太阳能收集和光伏转换中的挑战。该系统通过优化材料选择和结构设计,实现了更高效的能量利用,同时减少了热损失。这种多组件协同工作的设计不仅提升了系统的整体性能,还为未来太阳能技术的发展提供了新的思路。随着全球经济增长的持续加速,传统化石燃料的消耗速度也在加快,这导致了资源枯竭和环境污染问题的加剧。为了解决这些问题,清洁能源的开发和利用变得尤为迫切。太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的可再生能源,因其广泛存在、环境友好和易于转换的特性而受到高度重视。
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基于微观结构不可知论的深度学习方法,用于揭示耐腐蚀Co-Cr-Fe-Ni金属间化合物(MPEAs)的腐蚀机理
本文探讨了在马氏体中锰钢中,半相干与非相干钒碳化物(V carbides)对氢脱附活化能(E_H)的影响,以及这些析出相如何影响氢脆(HE)的抗性。研究中通过热脱附分析(TDA)与第一性原理模拟相结合,识别了四种不同的氢脱附峰,并分析了它们与析出相的界面特性之间的关系。结果表明,钒碳化物在提高氢脆抗性方面具有重要作用,尤其是在特定尺寸下,其界面特性显著影响氢的捕获能力。在工业应用中,马氏体中锰钢因其出色的拉伸性能而受到广泛关注。这类钢通常含有3–10%的锰,能够提供高强度与良好的延展性。然而,其氢脆抗性较差,限制了其在某些环境下的使用。氢脆现象通常与氢在材料中的扩散、聚集和随后的应力诱发裂纹扩
来源:ACTA MATERIALIA
时间:2025-10-11
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飞秒激光纹理处理对通过粘合剂喷射打印技术增材制造的316L奥氏体不锈钢的抗腐蚀性能和抗应力腐蚀开裂性能的影响
本文探讨了飞秒激光纹理化(FLT)对金属增材制造(AM)中316L不锈钢的局部腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响,包括其原始打印状态和经过热等静压(HIP)处理后的性能变化。研究通过不同数量的激光扫描次数(200、400和800次)制造出具有不同深度的微纳级表面结构,并分析了这些结构对材料表面润湿性和腐蚀行为的具体影响。在材料制造方面,316L不锈钢通过结合打印(BJP)技术进行成型,这是一种不依赖高能输入的工艺,避免了熔化、凝固以及显著的热循环过程。因此,BJP合金的微观结构与传统制造(CM)合金类似,呈现出等轴晶粒特征。然而,由于打印过程中存在一定的孔隙率,这种结构可能对材料的机械性能
来源:ACTA MATERIALIA
时间:2025-10-11
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离子热电渗透能量转换技术,用于从电子散热器中回收低品位废热
在现代电子设备迅速发展的背景下,高效利用低品位废热已成为一个重要的研究方向。随着电子制造技术的进步和工业需求的增加,电子设备正朝着高功率密度和紧凑设计的方向发展。这种趋势虽然提高了设备的性能,但也导致了大量废热的产生。如果这些废热不能被有效散发,就会在设备内部积累,造成温度显著上升,进而严重影响设备的运行效率和使用寿命。因此,实施有效的热管理策略,不仅有助于维持设备的稳定运行,也是提升能源利用效率的关键。当前,电子设备的热管理技术主要分为主动冷却和被动冷却两种。主动冷却方法,如强制空气对流、微通道液体冷却、电渗流冷却和喷射冷却等,依赖外部动力驱动传热流体,具有较高的热去除效率,但需要额外的能量
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利用异常SAXS和APT技术研究Al–Mg–Sc–Zr合金中的核壳结构沉淀现象
铝合金中纳米级L12Al3(Sc,Zr)析出相的化学组成演变对于优化其机械性能至关重要。在本研究中,我们首次结合原子探针断层扫描(APT)和异常小角X射线散射(ASAXS)技术,对这两种元素在多步时效处理过程中的化学演变进行了原位研究。通过APT,我们确认了Sc富集的核心层和Zr富集的壳层的形成顺序,而ASAXS则在接近Zr K边的X射线能量下,实现了对Zr在析出相中富集过程的时序跟踪。同时,我们还比较了两种含有和不含Mg的合金,以探讨Mg对析出相的形成动力学、形态演变以及强化机制的影响。在物理冶金领域,Sc的添加被认为具有显著的强化效果,这是因为Sc在铝基体中能够形成纳米尺度、共格的L12A
来源:ACTA MATERIALIA
时间:2025-10-11
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基于LSTM模型的高层住宅建筑集成光伏系统长期预测方法
在当今全球能源危机和环境污染日益严峻的背景下,城市作为能源消耗的主要载体,承担着约75%的全球碳排放。因此,推动城市能源结构向可再生能源转型已成为迫切需求,并且这一趋势正在加速发展。太阳能作为一种丰富的、可持续的能源形式,凭借其成熟的光伏发电技术,提供了稳定且低维护的电力供应。同时,太阳能光伏系统具有高度的适应性,可以灵活安装于不同建筑形态中,且对地理条件的要求较低。根据国际能源署(IEA)的数据,截至2024年,全球太阳能光伏装机容量已达到1419 GWp。尽管太阳能具有诸多优势,但在大规模应用中仍面临一些挑战,例如能量密度较低和土地使用需求较大。为了解决这些问题,建筑一体化光伏(BIPV)
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增强型尾流诱导风能采集技术在串联矩形板-圆柱结构中的应用
本研究提出了一种创新的方法,以提升基于尾流激励振动(Wake-Induced Vibration, WIV)的压电风能收集器的效率。通过将一个弹性支撑的圆形柱体放置在固定矩形板的下游,且与流体方向垂直,利用不稳定的尾流结构来引发振动。研究的主要目标是确定矩形板的最佳设计参数,以最大化从振动柱体中提取的电能。实验在配备图像处理技术的风洞中进行,以评估上游矩形板对能量收集器性能的影响。研究人员测试了不同无量纲宽度(W/D)为7/32、15/32和20/32的板体,调整无量纲间距(S/D)从1到4,同时保持质量和阻尼比不变。研究结果表明,当板体宽度为15/32且间距为1时,收集器的输出功率比单独柱体
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利用基于时间反转的方法对混凝土裂缝进行高分辨率成像
杨子谦|孔庆昭|陈琳南洋理工大学机械与航空航天工程学院,新加坡南洋大道50号摘要在混凝土结构中,裂纹检测与成像对于确保结构的安全性和耐久性至关重要。然而,复杂的波散射以及裂纹的细长几何形状给传统的超声成像方法带来了重大挑战,尤其是在传感器数量有限的情况下。为了解决这些限制,本研究提出了一种基于时间反转(TR)技术的高分辨率成像方法。我们构建了一种新的成像函数,以克服传统TR方法中固有的焦距时间变化问题,因为传统方法往往无法清晰地重建如裂纹这样的细长缺陷。该方法在含有单条或多条不同几何形状裂纹的混凝土板试件上进行了实验验证。结果表明,与传统TR成像策略相比,所提出的方法在成像不同类型裂纹方面具有
来源:INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES
时间:2025-10-11
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生成式人工智能:为智能能源系统的研究与教育开创新的范式
在当前全球能源需求不断增长、气候变化日益严峻的背景下,智能能源系统(Smart Energy Systems)已成为实现碳中和目标的关键支柱。尽管智能能源系统在过去几十年中取得了显著进展,但其“智能化”水平仍存在不足,特别是在应对复杂、多变的能源环境方面。随着生成式人工智能(Generative Artificial Intelligence, GAI)技术的快速发展,这一领域正在经历一场深刻的变革。GAI以其强大的数据处理能力、跨领域知识整合以及创造性问题解决能力,正在重塑智能能源系统的科研与教育实践。本文旨在探讨GAI在智能能源系统科研与教育中的应用现状、挑战与未来机遇,为推动该领域的创新
来源:Energy and AI
时间:2025-10-11