后疫情时代《金属学原理》课程O2O教学模式探讨

基于信息科学与互联网技术的快速发展以及后疫情时代疫情防控的不确定性,对《金属学原理》基础课程教育的教学模式提出了新的要求。总结了传统的教学模式与改进的教学模式的特点以及各自的利弊,并结合后疫情时代下两种教学模式的不可行性,提出了线上线下(Online to Offline,简称O2O)的新教学模式。该模式教学方式灵活,教学效果良好,兼顾了教师、学生双重主体,激发了学生学习的内在潜力,很好地适应了复杂多变的后疫情时代生活,并逐渐成为一种新趋势。     

基于拓扑优化的海上风电机组三脚架结构设计

为实现海上风电机组支撑结构的轻量化设计,提出基于拓扑优化的海上风电机组三脚架结构设计方法。首先,以结构柔顺度最小化为目标设置体积比约束,基于变密度法实现三脚架结构的概念设计;然后,以拓扑优化结果为依据,通过删除参考结构的水平连杆及增加斜支撑与中心主筒厚度的方式实现三脚架结构的重构;最后,从固有频率、极限强度及疲劳强度3个方面验证优化结构的可靠性及有效性。结果表明:与参考结构相比,优化结构在满足静动态和疲劳设计要求的同时实现了结构大幅减重,充分证明了所提拓扑优化方法的可行性及优越性。     

可重构智能反射面辅助认知无线电多天线安全传输方法

考虑一个可重构智能反射面(RIS)辅助的频谱共享认知无线电(CR)多输入多输出(MIMO)安全通信系统。在存在窃听者的情况下，配备有多根天线的次级发送机与次级用户进行通信。首先，利用统计信道状态信息，得到了系统遍历安全速率的确定性等价表达式。然后，在满足总发送功率约束和干扰功率约束的条件下，提出一种结合泰勒级数展开法和拉格朗日乘子法的交替优化算法，联合优化了发送协方差矩阵和RIS相移矩阵。最后，仿真结果验证了所提算法的有效性。     

多孔与连通结构碳纳米纤维电极的设计及其电化学性能

为开发设计具有高电化学性能的碳纳米纤维电极，采用静电纺丝技术、戊二醛交联和高温炭化制备聚丙烯腈/高直链淀粉(PAN/HAS)基碳纳米纤维，并对其形貌、元素组成、石墨化晶体结构和比表面积进行了研究。结果表明：经过戊二醛交联后的碳纳米纤维呈现连通结构，并具有优异的石墨晶体和多级孔结构、较大的比表面积(647 m²/g)和较高的总孔体积(0.60 cm³/g);将其制备成电极，在三电极体系下，当电流密度为1 A/g时比电容为255 F/g,当电流密度为20 A/g时比电容保持率高达71%;经过10 000次充放电循环后，电极比电容的保持率高达99.8%,显示出优异的循环耐久性。     

基于改进柔性策略评价的风火储多主体博弈电能–调频市场联合竞价模型

针对高风电渗透率的电力系统，提出了一种考虑风火储多主体随机博弈的改进柔性策略评价电能–调频市场联合竞价模型。首先，构建了考虑不同风速区调频机会成本的日前电能和调频辅助服务市场竞价模型，克服了不同风速时风电商参与电能和调频市场时难以权衡收益的问题。其次，针对风电由于规避偏差惩罚风险而产生的弃风问题，结合风电日前中标容量与日内实际出力偏差，新建立了风电偏差P2P交易市场，设计了一个考虑自适应价格约束的风–火双边竞价模型，在实时平衡市场开始前进行博弈竞价交易。最后，针对所建模型中各主体间复杂博弈关系和深度强化学习竞价方法的样本重复问题，提出一种基于样本降重的多主体柔性策略评价竞价方法，避免了竞价策略离散化和确定性策略梯度优化容易陷入局部最优的问题，且样本降重方法减少了各市场主体获得优化竞价策略的训练时间。仿真分析验证了所提模型与方法的适用性及有效性。     

风电机组主轴承座抗疲劳拓扑优化设计方法

为实现风电机组主轴承座抗疲劳轻量化设计，提出基于增广拉格朗日函数的抗疲劳拓扑优化方法。采用准静态法快速获取时序应力值，经过雨流计数得到累积疲劳损伤值。基于变密度法建立抗疲劳拓扑优化列式，为解决单元损伤约束方程数庞大的困难，借助增广拉格朗日函数将原拓扑优化问题转换为一系列无约束优化问题实现优化求解。基于商品化有限元软件二次开发实现抗疲劳拓扑优化功能，并在风电机组主轴承座轻量化设计中得到工程应用，证明了提出方法的可行性和适用性。