工程科學學報最新期刊目錄

目標檢測模型的類別語義和全局關系蒸餾————作者：梁彥鵬;馬忠貴;王宗杰;李卓;

摘要：知識蒸餾是一種將知識從復雜的教師模型轉移到輕量級學生模型的模型壓縮技術.現有的為分類任務而設計的知識蒸餾方法在目標檢測任務上的性能并不理想，僅觀察到微小的改進.與分類任務相比，目標檢測任務會在自然圖像中同時定位和分類多個目標對象，這些目標對象往往具有不同的尺度和外觀以及復雜的類間關系，并且分布在不同的位置，導致目標中心或周圍區域以及前景和背景區域等都有可能對蒸餾有不同的貢獻，知識在檢測任務中變得相...

基于GA–BP神經網絡的邊坡變形預測————作者：譚文輝;李凱;劉慧敏;蔡美峰;郭奇峰;

摘要：露天礦山高邊坡的變形預測是保障礦山安全生產的重要手段.本文以西藏某礦山邊坡為對象，采用高精度合成孔徑干涉雷達對礦區南幫邊坡進行了全天候位移監測，分析了邊坡變形的基本規律；采用小波降噪理論對采集的時序位移監測數據進行了降噪處理，并且為了避免預測模型陷入局部極小值，引入遺傳算法（即GA算法）整合進BP神經網絡的訓練步驟中，用于優化BP神經網絡的初始權值和閾值設置，建立了GA–BP神經網絡邊坡變形時序預...

高爐煤氣中HCl脫除研究現狀與展望————作者：陸鋼;邢奕;周華龍;錢李潛馨;丁林;張秋林;冷廷雙;蘇偉;趙榮志;

摘要：為明確高爐煤氣中的氯元素對高爐附屬設備的影響，本文論述了高爐煤氣中氯元素的來源和賦存形態，歸納了氯離子對高爐TRT葉片、煤氣管網和附屬設備以及熱風爐耐火材料所造成的積鹽結垢、腐蝕等危害.針對高爐煤氣中氯離子所造成的危害，在不改變高爐煉鐵工藝的前提下，從高爐入爐原料源頭控制，改善高爐操作工藝、開發管道防腐和TRT阻垢技術，TRT后噴堿脫氯以及TRT前干法脫氯這幾個方面進行了深入研究.通過對上述工藝優...

電解水制氫用鋼基催化劑研究進展————作者：王曉春;陳超;范晉平;劉恩豪;李金洲;黨杰;

摘要：在雙碳目標和能源轉型的背景下，氫能作為具有高能量密度的可再生清潔能源受到了重點關注.在眾多制氫方法中，基于可再生能源的水電解制氫具有無碳排放和可儲存過剩電能的優勢，是未來氫能發展研究的重點方向.水電解是在直流電作用下，將水分解為氫氣和氧氣，理論分解電壓為1.23 V.但在實際電解過程中，電極需要提供超過理論電勢的電勢差才能使反應進行，因此電解水催化劑的選擇直接關系到電解效率與制氫成本.相比于貴金屬...

非貴過渡金屬基電解水催化劑的研究進展及工程應用前景————作者：高秋璐;刁鵬;

摘要：利用可再生電能分解水制取氫氣是理想的綠色制氫方式，是氫能技術發展的基礎，可有效緩解能源消耗對環境的污染，推動我國碳達峰碳中和目標的實現.然而，電解水制氫過程需要消耗大量電能，且受到高昂的催化劑成本的限制，電解水制氫技術的規�；�、可持續發展存在阻力.因此，設計制備低成本、高性能的過渡金屬基催化劑，以及選擇熱力學上更易發生的氧化反應替代高能壘的析氧反應，是提高制氫效率的主要策略.本文系統地總結了非貴過...

熱療機器人在網絡病治療中的應用————作者：殷雪艷;石飛飛;王進強;寧煥生;

摘要：網絡病指的是因過度使用互聯網或電子設備，導致身體和心理上的一系列問題，例如眼睛疲勞、焦慮癥等.隨著互聯網的普及和移動設備的廣泛使用，長時間使用電腦屏幕和手機導致的網絡病已成為影響人們健康的一大問題.熱療法作為治療網絡病的重要方法之一，精準控制熱療溫度是關鍵，但受醫師經驗差異的限制，其推廣受到制約.熱療機器人基于深度學習技術精準識別熱療區域，通過溫控系統實時調節溫度，具有操作穩定、精準和高效等優點，...

基于BCI與VR的認知診療應用————作者：萬象隆;傅岸峰;要逸鐸;劉天歌;段丁娜;謝雪光;于昊;李丹陽;文冬;

摘要：認知涉及注意力、記憶、情感，是人類獲取和應用知識的基本過程.隨著全球老齡化加速，認知障礙如輕度認知障礙（MCI）、阿爾茨海默�。ˋD）和癡呆癥已成為重大健康問題.早期診斷和治療認知障礙能夠改善患者生活質量并減輕社會負擔，但藥物治療、功能性磁共振成像（f MRI）和功能性近紅外光譜（fNIRS）等傳統方法存在診斷準確性低、藥物效果有限及評估工具缺乏等問題.腦機接口（BCI）和虛擬現實（VR）技術的結...

面向在軌捕獲的空間機器人路徑規劃與控制綜述————作者：孫倩;鄭琳鑠;賈英民;

摘要：隨著航天技術的快速發展，空間機器人逐漸被廣泛應用于空間碎片清除、故障航天器維修、失控衛星捕獲等在軌服務中.在這類任務中，空間機器人的末端執行器需要跟蹤預設軌跡到達捕獲點，完成空間目標的捕獲以及后續操作.然而，復雜的太空環境和空間機器人固有的動力學特性使路徑規劃和控制面臨諸多挑戰.本文首先回顧了世界主要航天國家在空間機器人領域的研究現狀，介紹了空間機器人基于廣義雅可比矩陣(Generalized J...

醫用可降解Zn-Fe系鋅合金的研究進展及展望————作者：石章智;趙善鵬;高克瑋;薛喆;姚生蓮;陳穎芝;張晉;王魯寧;

摘要：因為生物相容性好、降解速率合適、抗菌性強等優點,鋅成為繼鎂和鐵之后很有發展前景的醫用可降解金屬.純鋅的強度低,加入營養元素Fe有強化效果.本文從微觀組織、力學性能、降解行為與生物相容性四個方面綜述了Zn-Fe系鋅合金的研究進展.該類鋅合金中的主要第二相是底心單斜結構的FeZn₁₃相,它形成Ⅰ型{110}<-1,1,-2.81>孿晶,在合金熔體凝固過程中以孿晶面{110}為擇優...

煉鋼–連鑄區段的協同智造————作者：劉青;蘭模;信自成;張江山;

摘要：在闡述煉鋼–連鑄區段協同智造技術架構的基礎上，本文從工序/裝置的過程制造到煉鋼–連鑄區段制造進行了較為系統的建模研發，首先，在工序/裝置層構建了轉爐煉鋼、鋼包精煉和連鑄的工藝控制模型；其次，在工序銜接層和生產計劃與調度層構建了多工序協調控制模型，并通過研發關鍵工序工藝控制模型、生產計劃與調度模型、制造執行系統（MES）同動態知識圖譜和數字孿生系統之間的數據接口，實現了MES與生產工藝、流程運行、生...

鋼/Ar及鋼/渣界面非金屬夾雜物碰撞團聚行為原位觀察————作者：吳明暉;程禮梅;尹青;吳小林;趙德利;Jumaev Akhmadjon Abduvokhidovich;任英;張立峰;

摘要：首先介紹了高溫共聚焦掃描顯微鏡（HT-CSLM）的工作原理及主要功能，詳細介紹匯總了近年來使用高溫共聚焦顯微鏡對鋼中夾雜物團聚的研究進展，包括對鋼液表面、鋼渣界面及渣表面夾雜物碰撞、團聚、長大的原位觀察，動力學研究及模型推導.探討了當前計算夾雜物之間吸引力的毛細力模型，分析了密度、尺寸、距離等因素對鋼中夾雜物團聚碰撞趨勢的影響大小，并為后期高溫共聚焦顯微鏡在夾雜物碰撞的研究方向提供思路

雙碳背景下中國鋼鐵行業未來發展趨勢探討————作者：崔志峰;上官方欽;馬文略;李驍;劉正東;殷瑞鈺;

摘要：鋼鐵行業是綠色低碳發展的重要領域,從戰略層面上探討鋼鐵行業的低碳轉型路徑具有重要意義.本文構建了鋼鐵行業粗鋼產量、廢鋼資源產出量、碳排放量、鐵素資源結構、生產流程結構、能源消費結構等預測模型,分設三類情景對鋼鐵行業低碳轉型路徑從戰略層面上進行了深入探討.研究結果表明,隨著產業結構的調整優化,未來我國鋼鐵行業將呈現減量化發展態勢,粗鋼產出總量將逐年降低,2060年有望降低至6～7億噸;隨著社會鋼鐵蓄...

巖石爆破基礎理論研究進展與展望Ⅳ—損傷評價————作者：楊仁樹;肖成龍;左進京;李國營;王浩;許鵬;丁晨曦;李永亮;王雁冰;趙勇;游帥;劉朕;張淵通;

摘要：鉆爆法施工中，爆破成型的關鍵在周邊，周邊爆破的效果決定了地下工程的爆破成型質量與圍巖損傷程度.本文基于分形理論，建立了爆破損傷“宏觀–細觀–微觀”與“點–線–面–體”的“三觀四維”綜合評價體系.“三觀”評價體系以損傷的幾何尺度為劃分依據，宏觀尺度(>10^-3 m)主要關注爆破后巖石的破碎塊度；細觀尺度(10^-6～10^-3 m)側重評...

深部硐室群布置方式及開挖順序優化研究————作者：尹升華;寇永淵;周昀;閆澤鵬;曾德鑫;

摘要：深部硐室群的穩定性與其空間布局及開挖順序密切相關.為優化深部硐室群的空間布局及施工順序，本研究以金川二礦941水平濕噴混凝土攪拌站硐室群為工程背景，采用理論分析、數值模擬及現場監測等方法，對硐室群的斷面形狀與尺寸、空間布置方式及施工工序進行了系統性研究.研究首先分析了斷面形狀與尺寸對硐室群穩定性的影響，探討了地應力方向對硐室布置的約束作用，并提出主輔硐室布置的基本原則.在此基礎上，通過硐室穩定性表...

富鎳三元正極材料的研究進展————作者：郭學益;蔡海燕;毛高強;喻萬景;童匯;訚碩;

摘要：富鎳三元正極材料（LiNi_x Co_y Mn_z O₂,x≥0.8）具有高能量密度、長循環壽命、低成本及綠色環保等優勢，被認為是目前最具發展潛力的鋰離子電池正極材料之一，特別在電動汽車和可再生能源儲存系統中有著廣闊的應用前景.然而，隨著鎳含量不斷提高，富鎳三元正極材料在結構及界面穩定性、循環和安全性能等方面面臨諸多...

深度強化學習及其在工業場景的應用與展望————作者：譚靖;楊利剛;李瀟睿;袁兆麟;崔允端;姚超;王宗杰;班曉娟;

摘要：工業控制系統（Industrial control systems, ICS）在現代工業生產中發揮關鍵作用，負責監控和控制工業過程，確保高效、安全和穩定的生產.隨著工業4.0和智能制造的發展，傳統工業控制方法難以應對日益復雜且動態變化的生產環境.深度強化學習（Deep reinforcement learning, DRL）結合了深度學習與強化學習的優勢，在工業智能控制領域展現出巨大潛力.本文綜述...

面向大規模工業生產過程的數據驅動故障診斷方法綜述————作者：于騫翔;李擎;李琳琳;王義軒;

摘要：聚焦于大規模工業生產過程智能化、精準化和多源化的需求，故障診斷對保障工業生產過程的安全可靠運行與實時有效維護具有重要意義.數據驅動方法作為一種創新范式，通過融合歷史數據、實時數據以及多源信息，避免了對精確模型的依賴，能夠有效提升故障檢測與識別的準確率和效率.首先，本文梳理了數據驅動框架下的故障診斷方法，著重探討了信號處理、統計模式識別、多元統計等系統穩態特性分析方法，并針對系統的動態、非線性和非高...

基于熱–力耦合有限元的大體積混凝土裂縫演化分析————作者：仇安兵;

摘要：伴隨大型工程項目持續增多，大體積構筑物面臨著混凝土澆筑過程中的質量控制問題。本文以大體積澆筑混凝土結構為研究對象，運用Analysis有限元軟件建立熱–力耦合三維數值模型，模擬了4種混凝土入模溫度下，混凝土澆筑構筑物在特定施工時刻的溫度場分布特征和結構裂縫的演化規律。結果表明：入模溫度與構筑物溫升呈正相關，降低混凝土的入模溫度可以有效地降低構筑物的峰值結構溫度和縮小結構溫度差，有利于控制混凝土裂縫...

基于PFC^2D的結構面粗糙度對分層充填體強度的影響分析————作者：王金星;胡宗生;焦華喆;楊小林;張琪;劉曉輝;徐平;許軍強;陳勛;

摘要：井下充填體的分層結構將會導致整體充填體力學性能的降低，對礦山帶來一定的安全問題.為提高分層充填體層與層之間的膠結質量，本文借助3D打印技術制備了四種不同粗糙度結構面（R1、R2、R3、R4）的模具，通過單軸壓縮實驗和PFC^2D數值模擬的方法，研究了在不同變量因素（料漿質量分數、灰砂比、充填間隔時間）條件下膠結面粗糙度對單軸抗壓強度的影響，實現充填體的抗壓強度與膠結面粗糙度關系...

負載型Ru/CN催化劑的制備及其催化氨硼烷水解制氫————作者：劉紓羽;陳辛順;任文婷;馮佳佳;郝思雨;王小燕;許立信;萬超;

摘要：氫的質量分數為19.6%的氨硼烷（AB）被廣泛認為是安全有效的氫氣儲存和釋放介質。氮化碳（CN）材料由于其獨特的能帶結構、優良的化學穩定性以及N原子和C原子的配位框架，是AB水解催化劑的重要載體。以三聚氰胺、三聚氰酸以及檸檬酸為原料高溫焙燒合成氮化碳載體（CN），再采用浸漬–還原法制備得到Ru/CN負載型納米催化劑。利用各種表征手段來探究催化劑的結構組成及微觀形貌，進而考察不同因素對氨硼烷(NH<...

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