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杂志简介
《湖南工业大学学报》(Journal of Hunan University of Technology)是由湖南省教育厅主管、湖南工业大学主办的科学技术类综合性学术期刊(双月刊),于1987年创刊,国内外公开发行(ISSN 1673-9833, CN 43-1468/T)。本刊主要为自然科学领域的科研成果提供发表平台,促进该领域的学术交流和学科发展,推进产学研交融。刊物开设土木工程、机械工程、电气工程、信息技术、应用技术、碳达峰·碳中和等栏目,其中“应用技术”获评第八届湖南省优秀栏目。刊物多次被评为“中国高校优秀科技期刊”,荣获湖南省第十届“双十佳”期刊。 查看全部
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      土木工程
      • 地铁盾构隧道管片安全状态评价

        张 勇,付山贤

        2024,38(5):1-9, DOI:

        摘要:

        为准确评价地铁盾构隧道管片安全性,基于对地铁盾构隧道管片结构病害的形成机制分析,从管片变形、渗漏水、裂缝、拱顶脱落、材料劣化5个方面建立评价指标体系,划分管片结构安全状态评价等级,构建未确知测度函数,通过基于熵值改进的G2法确定权重,根据置信度识别准则判断风险等级,并将模型应用于某地铁盾构隧道,对其管片结构进行安全状态评价。研究结果表明:采用未确知测度理论能够准确评价隧道管片的安全等级,结果准确,实用性强。

      • 微尺度城市冠层模型下的通风与放射性核素扩散特性

        高 菡,文雅冰,赵福云

        2024,38(5):10-17, DOI:

        摘要:

        采用数值模拟方法研究了城市冠层形态对放射性核素迁移扩散特性的影响,并引入速度比(VR)、空气龄(τp)、滞留时间(τc)和大气弥散因子(ADF)4个指标评价城市冠层行人高度处放射性核素的流动和扩散状况。数值结果表明,城市冠层形态的改变对主街道上的空气龄影响较小,但对街道峡谷内的空气龄影响较大;在较高建筑迎风侧下洗风的现象较强,通风状况较好,而在其背风侧存在气流停滞现象,通风状况较差。放射性核素的迁移扩散主要受城市冠层形态的影响,通风良好的街道峡谷不一定有较小的滞留时间,而通风较差的街道峡谷也不一定有较大的滞留时间。受建筑群的机械扰流影响,大气弥散因子明显降低,当城市冠层为凸型和递增型时,放射性核素在下游距离450~900 m区域内扩散效果最好。

      电气工程
      • 基于改进自适应粒子群算法的MPPT追踪系统

        刘吉庆,王 艳

        2024,38(5):18-25, DOI:

        摘要:

        为优化最大功率点追踪(MPPT)技术的追踪精度和追踪时间,提出一种改进自适应粒子群算法(APSO)。对传统PSO算法进行优化,引入自适应惯性权重和非线性学习因子,使其在全局寻优-局部寻优-全局寻优状态下加速MPPT追踪,最后搭建光伏发电系统对自适应粒子群算法进行仿真验证。试验证明:相比于传统PSO算法,改进的APSO算法追踪精度更高,收敛速度更快。未遮挡环境(STC)恒温和变温下收敛速度提升了30.6%和39.2%,局部遮挡(PSC)恒温和变温下收敛速度提升了54.0%和53.7%,改进的APSO算法在PSC环境下更具优势;PSO算法最大功率稳定后占空比存在震荡现象,而APSO算法的占空比为稳定状态,提高了系统的稳定性能。

      • 考虑传输时滞的电力负荷频率采样控制系统稳定性分析

        王玉雯,曾红兵,付国龙

        2024,38(5):26-32, DOI:

        摘要:

        研究了一类考虑传输时滞的电力负荷频率采样控制系统相关稳定性问题。首先,采用PI型的LFC系统方案,并建立考虑采样和传输时滞的LFC闭环系统模型;其次,根据建立的模型,采用基于双边闭环泛函判据计算系统的时滞稳定裕度,研究系统采样周期与时滞稳定裕度之间的关系,并通过单区域LFC系统对结果进行仿真验证。计算结果表明,与现有文献结果相比,在相同的系统参数条件下,使用提出方法得到的结果保守性降低,且采样周期越大,系统时滞稳定裕度越小,而一定大小的时滞可以增大系统采样周期上界;仿真结果进一步验证了所提出方法的有效性和优势。

      • 基于机器学习的有机太阳能电池能级预测及分子设计

        彭鑫裕,雷 敏,赵潇捷,彭志嫣

        2024,38(5):33-39, DOI:

        摘要:

        作为分布式可再生能源关键组成部分的有机太阳能电池,其效率的主要限制因素是分子的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)之间的能级差异。为了能降低有机太阳能电池的制造成本,提高有机太阳能电池的能量转换效率,提出利用机器学习分析有机太阳能电池的能级,指导分子设计。首先,利用机器学习的高效性和成本效益,筛选出20个关键特征,以深入分析其如何影响光伏器件的性能。随后,构建了6种不同的预测模型,对比发现其中基于梯度提升的XGBT模型在预测有机太阳能电池性能方面表现最佳,其决定系数为0.8,并且其均方根误差仅为0.2。最后,利用该模型有效地预测了有机太阳能电池的性能,并且通过对HOMO与LUMO的深入分析,成功识别出两种影响有机太阳能电池能级的关键分子结构。

      应用技术
      • 基于微通道液冷板的动力电池热管理性能分析

        周宇轩,赵福云,杨 明

        2024,38(5):40-46, DOI:

        摘要:

        为了保证锂离子动力电池的安全性能并延长电池的循环使用寿命,设计了一种基于微通道液冷板的电池热管理系统,对锂离子棱柱形电池进行冷却。建立了电池冷却系统的三维热模型,研究高放电倍率、冷却液温度和进口质量流量对电池放电过程中最高温度和最大温差的影响。结果表明:锂离子电池组在5C高倍率放电工况下,电池最高温度为301.942 K,温差为1.942 K,达到预期冷却效果;随着冷却液温度降低和进口质量流量增加,电池最高温度降低;随着进口质量流量增加,电池冷却性能改善,但趋势逐渐变小。当冷却液温度为296 K时,电池最高温度为297.662 K;当质量流量为15×10-7 kg/s时,温差为4.407 K。

      • P(DM-co-HEMA)水凝胶电化学传感器的构建及其性能研究

        许利剑,邬俊晖,雷 清,周日阳,周佳慧,唐曾民,杨平平

        2024,38(5):47-54, DOI:

        摘要:

        以二甲基二烯丙基氯化铵(DM)为主要成分用以提供阳离子基团、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和N, N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为辅助结构单体,制备出聚电解质P(DM-co-HEMA)水凝胶薄膜。在水系环境中,DM为水凝胶提供了良好的抗溶胀性、水解稳定性以及导电性。利用该水凝胶薄膜修饰玻碳电极(GCE),构建了多巴胺(DA)电化学传感器(P(DM-co-HEMA)/GCE)。性能检测结果表明,制备的P(DM-co-HEMA)/GCE对DA有较好的电化学响应。在0.1~0.4 mmol/L和0.4~2.9 mmol/L的DA浓度范围内,氧化峰电流与还原峰电流相应值随DA浓度的增大呈线性增加,相应的检出限为7.41 μmol/L(信噪比为3);与裸GCE相比,P(DM-co-HEMA)/GCE具有更好的稳定性和抗干扰性。

      • 异构云系统中成本和能耗联合优化的调度方法

        艾明慧,张龙信,谭润提,张艳芬

        2024,38(5):55-61, DOI:

        摘要:

        为了解决异构云系统(HCS)中成本和能耗联合优化问题,将群体智能优化算法应用于任务调度问题,提出了一种基于反向解的白鲨优化算法(RS_WSO)。RS_WSO是一种元启发式算法,包括种群初始化、计算反向解、追踪猎物、寻找猎物阶段。在表观基因组(EP)和高斯消元(GE)两个科学工作流进行实验,结果表明RS_WSO算法相比当前先进的元启发式算法,在节约成本、减少能量消耗方面,具有明显优势。

      • 弹性车轮动刚度与随机振动疲劳仿真分析

        王俊杰,邱显焱

        2024,38(5):62-69, DOI:

        摘要:

        在城市轨道交通中,弹性车轮作为列车的主要承载部件,在减振降噪方面发挥着极大的作用。为了进一步探究某型弹性车轮相对于刚性车轮在减振降噪方面的优势,在弹性车轮建模方法和对弹性车轮中橡胶材料本构模型研究的基础上,利用Hypermesh软件建立了弹性车轮和刚性车轮的有限元模型,基于Optistruct模块对弹性车轮和刚性车轮的动刚度进行仿真分析,得出了两者在相同测试点的速度、加速度频率响应曲线,结果表明弹性车轮在高频率区间内具有显著的减振效果。另外在Ansys软件中对该型弹性车轮在随机振动条件下的疲劳寿命进行了预测,通过分析车轮的等效应力分布云图和疲劳寿命分布云图,对弹性车轮应力集中部位进行尺寸改进,结果表明改进后弹性车轮的疲劳寿命显著提高。

      管理科学与研究
      • 双碳背景下广西城市能源碳排放影响因素分析

        周馨冉,王金叶,杨依慧

        2024,38(5):70-75, DOI:

        摘要:

        基于STIRPAT扩展模型和2000—2020年广西各类能源消费数据,通过IPCC清单法计算广西能源消费碳排放,定量分析广西能源消费碳排放与城市化水平、能源消费结构、经济发展水平、产业结构、对外开放程度、人口密度、公路总里程数、环境规制投入、国内外旅游人数之间的关系,通过岭回归拟合后发现,这些影响因子每增加1%,将引起广西能源消费碳排放相应增加0.486%, -0.035%, 0.134%, 0.242%, -0.005%, 0.001%, 0.265%, 0.058%, 0.09%。

      • 考虑洪涝灾害强度的城市应急物流配送中心选址研究

        别昊田,黄国平

        2024,38(5):76-83, DOI:

        摘要:

        当前应急物流领域中,应急物流配送中心存在网络布局不合理、应急物资配送效率不佳等问题亟待解决。为了解决上述问题,针对洪涝灾害发生后城市应急物流配送中心选址问题提出了一个优化模型。首先,通过灰色关联评价法对各地区洪涝灾害的相对强度进行评估,得到各地区的洪涝灾害强度系数;其次,在考虑各地不同的洪涝灾害强度系数、应急物资不同需求量和配送成本等多个因素下,构建满足多个约束条件的应急物流配送中心选址优化模型;再次,根据模型特点设计免疫算法对其进行求解;最后,以上海市突发大范围洪涝灾害为假设案例进行分析。结果表明:在考虑洪涝灾害强度的情况下,利用该选址方法可较快获得合理的应急物流配送中心选址方案。

      • 社会责任信息披露能否助力企业高质量发展——基于链式多重中介效应分析

        李新海,冯志威

        2024,38(5):84-95, DOI:

        摘要:

        基于信息不对称等理论,以我国2011—2021年沪深A股上市企业为研究对象,采用链式多重中介效应模型,探讨社会责任信息披露对企业高质量发展的作用机制。结果表明,社会责任信息披露可通过融资约束和绿色创新间接影响企业高质量发展,其并行、链式中介效应均表现为显著的促进效应;进一步通过异质性检验发现,社会责任信息披露对企业高质量发展的促进作用在重污染企业、民营企业、两职分离企业以及应规披露企业中更为显著;研究结果为社会责任信息披露是实现企业高质量发展的重要因素提供了证据,有助于增进对二者间作用关系的理解,丰富了企业高质量发展的路径研究。

      • 逆向混改对民营企业技术创新的影响

        罗拥华,黄 聪,马永军

        2024,38(5):96-104, DOI:

        摘要:

        基于民营企业引入国有资本的“逆向混改”视角,以2008—2020年民营上市公司为样本,运用多期双重差分法(DID)实证检验逆向混改与民营企业技术创新之间的关系。研究发现,逆向混改对民营企业技术创新有显著的促进作用,且这一结论在一系列稳健性检验后依然成立。机制分析发现,逆向混改主要通过缓解融资约束、改善公司治理进而提升民营企业技术创新;异质性分析表明,逆向混改对民营企业技术创新的影响在非东部地区和行业竞争程度高的企业中更加显著。故建议政府部门应积极推动民营企业逆向混改的发展,打造支持民营企业创新的融资环境,进一步完善民营企业的公司治理结构。

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      应用技术
      • 基于MATLAB的多电平高压变频器的仿真研究

        周 凌, 葛照强

        2008,22(4):64-66, DOI:

        摘要:

        级联式多电平变频器具有输出波形好、谐波含量低、无需滤波器等特点。在介绍级联式多电平变频器工作原理的基础上,对多载波控制算法进行了分析和研究。为了降低系统的研发成本和加快系统研发进程,使用MATLAB软件进行系统建模与控制算法的仿真。结果表明,级联式变频器能够有效抑制电压变化率和共模电压,且谐波含量低。仿真结果与理论分析一致,验证了MATLAB软件应用于多电平变频器系统分析的可行性,为研究分析级联式变频器提供一条新途径。

      管理科学与工程
      • 长株潭城市群低碳产业发展战略研究

        曾红元, 刘建文, 张公武

        2012,26(2):103-108, DOI:

        摘要:

        发展低碳经济是转变经济发展方式、调整国民经济结构和建设“两型社会”的需要,也是经济社会实现可持续发展的迫切要求,符合人民群众根本愿望和长远利益。通过对低碳产业及其低碳技术内涵、以及低碳产业发展路径和战略实施思路进行分析,提出政策促进、创新驱动、示范带动、高端推进和人才支撑是长株潭城市群低碳产业发展的战略选择。

      电气工程及其自动化
      • 基于LSP的SOCKS5代理客户端设计

        范雄飞, 汪 霖

        2009,23(5):102-105, DOI:

        摘要:

        随着Internet技术的飞速发展和广泛应用,网络已经成为人们工作和生活中不可缺少的一部分,而网络中的代理技术更是得到了普遍应用,如IE、QQ、MSN等常用的网络工具都提供了代理支持。但目前仍然有很多的应用程序尚不支持代理,通过深入研究Winsock和SOCKS5代理技术,基于LSP完成了SOCKS5代理通用客户端的设计与实现。

      信息技术
      • 基于边缘检测的Kinect深度图像去噪算法

        邹星星, 钟 莎, 马增强

        2013,27(6):36-39, DOI:

        摘要:

        Kinect实时提取的深度图像映射得到的彩色图像以及目标背景分离图像边缘存在明显锯齿,且图像噪声大,质量较差。对此提出一种针对Kinect深度图像去噪算法。运用基于Prewitt算子的分块自适应阈值边缘检测算法可得到比较精细的图像边缘;进而根据获取边缘信息对深度图像进行分类,边缘区采用单向多级中值滤波算法进行降噪处理,而非边缘区采用双向多级中值滤波算法进行降噪处理。最终利用Kinect得到边缘清晰,噪声较小的高质量深度图像,实验证明了算法的有效性。

      电气工程及其自动化
      化学与化学工程
      • APTES改性介孔二氧化硅的制备及其 对重金属离子的吸附

        孙静静, 许利剑, 李 文, 汤建新

        2013,27(2):16-20, DOI:

        摘要:

        以介孔二氧化硅为载体,3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)为改性剂,成功制备了氨基硅烷改性介孔硅球。并利用透射电子显微镜、能量色散X射线光谱仪和傅里叶变换红外光谱仪等对制备的介孔硅球进行了表征,同时考察了改性后的介孔硅对重金属铅的吸附效应。结果表明:通过改性处理,3-氨基丙基三乙氧基硅烷被成功接枝到介孔硅表面;氨基功能化介孔硅溶胶吸附剂对重金属Pb2+具有选择吸附特性,且吸附量随反应原料中APTES含量的提高呈现出相应的增加趋势。

      基础研究
      信息技术
      • 基于非均匀光照下文本图像二值化改进算法

        黄莅辰, 张 剑, 周 游, 谭芳芳

        2013,27(6):40-45, DOI:

        摘要:

        针对传统局部阈值算法分割非均匀光照图像效果不佳,且计算时间较长的问题,提出了一种基于局部均值的图像二值化改进算法。该算法首先使用积分图像的快速算法计算出局部均值,再将计算出的局部均值代入改进的阈值模型算法中,最终完成分割,从而进一步改善了在非均匀光照下的图像分割效果。对比实验结果表明,改进的二值化算法大大提高了运算效率,增强了图像分割效果,在视觉效果和处理时间2个方面都优于Niblack算法、Sauvola算法、Bernsen算法以及基于局部对比度和均值的算法。

      基础研究
      • 多目标规划的LINGO求解法

        吴有平, 刘 杰, 何 杰

        2012,26(3):9-12, DOI:

        摘要:

        针对目前用“化多为少法”求解多目标规划问题时,计算过程繁琐或结果不理想的现状,提出了将理想目标转换为现实目标或约束,再用LINGO软件求解的方法。给出了2个实例的分析与求解过程,结果表明,与传统方法相比,该方法过程简单结果也较优。

      电气工程及其自动化
      机械工程
      • 螺旋铣孔技术研究进展

        李忠群, 郑 敏, 王 鑫

        2013,27(1):38-42, DOI:

        摘要:

        作为一种新型制孔方式,螺旋铣孔工艺具有切削过程平稳、切削力小及使用单一刀具可加工多种直径孔等诸多优点,被广泛应用于以飞机装配为代表的机械制造业。以螺旋铣孔工艺为研究对象,分析其相对于传统钻孔工艺的优点,从运动学、动力学和虚拟样机设计等角度,阐述了螺旋铣孔技术的研究进展,并展望了其研究方向。

      基础研究
      • ZnO薄膜光谱计算与颜色预测

        潘文武, 李 冬, 柳闻鹃

        2013,27(3):12-15, DOI:

        摘要:

        简述了色彩形成的物理过程,建立一较有效的材料光谱特性仿真与色彩预测模型。采用密度泛函理论,计算了纤锌矿ZnO的复折射率,计算结果与实验结果相符。计算并分析了ZnO薄膜的反射光谱性质,预测了ZnO薄膜颜色为黄色,与实际样品相符。研究了薄膜厚度对ZnO薄膜色彩的影响,结果表明,在相干长度范围内(<1 300 nm),膜厚对ZnO薄膜颜色调制作用显著,膜较厚时(>1 300 nm),色彩及明度趋于稳定。

      应用技术
      • 心电信号工频干扰陷波器的设计与实现

        张喜红, 王玉香

        2014,28(2):72-76, DOI:

        摘要:

        为了使心电监护装置便携化、低成本,以C8051F362为核心处理器,利用窗函数法设计FIR型滤波器。借助Matlab仿真平台,设计了30 Hz低通滤波器和40 Hz低通滤波器,并将二者级联组合为一个50 Hz陷波器,再采用试探法和零、极点调整法对陷波器的滤波系数进行调整,使其满足心电滤波要求,并能移植到C8051F362单片机上。以MIT-BIH数据库中的多段心电信号为数据源,对本陷波器进行测试,测试结果证明了本算法的有效性和优越性。

      电气工程及其自动化
      应用技术
      • 基于L*a*b*色彩空间的自动白平衡算法

        蒋 云, 朱文球, 谢保良

        2013,27(3):70-74, DOI:

        摘要:

        针对数码相机自动白平衡不准确、色彩还原不够真实的问题,提出了一种基于L*a*b*色彩空间 的自动白平衡算法。该算法通过色彩空间转换,先将sRGB图像转换至L*a*b*色彩空间;然后,在L*a*b*色 彩空间利用灰度世界模型对a*, b*色彩分量进行颜色校正;最后将L*a*b*图像转换至sRGB色彩空间。试验 结果表明:在L*a*b* 色彩空间对图像进行自动白平衡能获得较好的色彩还原效果。

      基础研究
      • 产铁载体抗镉微生物的筛选

        朱生翠, 曾晓希, 汤建新, 魏本杰, 廖 毅, 邹春城, 谢成林

        2013,27(1):102-108, DOI:

        摘要:

        植物-微生物联合修复是一种颇具潜力的治理重金属污染土壤的方法,筛选合适的微生物提高植物对重金属的吸收是该修复方法的重要内容。采集株洲市清水塘工业区株洲冶炼厂附近土壤作为研究对象(采样深度为0~20 cm),采用稀释培养法和CAS检测平板分离筛选产铁载体的抗镉微生物;通过对目的菌种镉离子最低抑菌浓度的测定和显微镜及扫描电镜(SEM)对其形态的观察,实验结果表明细菌X19,X22和真菌Z1能分泌铁载体,且对镉产生较强的抗耐性,根据CAS变色程度初步断定其分泌铁载体的能力为Z1>X19>X22;菌株X19 ,X22和 Z1的镉离子最低抑菌质量浓度(MIC)分别为450, 220, 800 mg/L。

      应用技术
      土木与机械工程
      • 橡胶球铰疲劳裂纹扩展寿命预测

        杨荣华, 丁智平, 黄友剑, 卜继玲, 方建辉

        2013,27(2):48-53, DOI:

        摘要:

        通过橡胶纯剪试样疲劳裂纹扩展试验,得出了裂纹扩展速率与撕裂能之间的关系;以单位撕裂能范围为损伤参量,建立了复杂应力状态下的橡胶疲劳裂纹扩展寿命预测模型。基于ABAQUS有限元结构分析和橡胶材料等效应力计算方法,得出橡胶球铰在疲劳载荷下的单位撕裂能范围;对橡胶球铰的疲劳裂纹扩展寿命进行分析预测,并通过产品台架疲劳实验进行验证,结果表明橡胶球铰经过200万次疲劳试验后无明显裂纹,没有发现失效破坏,与寿命预测值基本吻合。

      机械工程
      • 橡胶减振支座动态性能仿真分析研究

        方建辉, 丁智平, 卜继玲, 黄友剑, 李 飞, 白晓鹏

        2014,28(2):16-22, DOI:

        摘要:

        基于Mooney-Rivlin、Ogden 3阶和Van der Waals三种橡胶超弹材料本构模型,考虑载荷频率、载荷幅值、载荷均值诸因素影响,分别建立风力发电机橡胶减振支座有限元模型,对橡胶减振支座动态性能进行数值模拟。通过橡胶支座动态承载测试实验,分析不同橡胶材料本构模型对橡胶弹性元件仿真精度的影响。橡胶减振支座仿真分析与动态承载实验结果的误差分析显示,压剪变形载荷工况适合选用Van der Waals模型;Mooney-Rivlin模型适合中、小变形载荷工况;Ogden 3阶模型则更适合较大变形载荷工况。为提高橡胶弹性元件有限元仿真精度,应根据所受载荷工况选用合适的橡胶材料本构模型。

主管:湖南省教育厅

主办:湖南工业大学

主编:胡帆

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