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化工进展 2025年

作者：周敬皓张朝阳胡昊星王思茗刘静远魏光华上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海交通大学燃料电池研究所

基于格子玻尔兹曼方法（LBM）建立微孔传质数值模型，采用不同结构参数对质子交换膜燃料电池（PEMFC）中的微孔层（MPL）物理模型进行重构，并对其气体传质性质进行模拟计算。结果表明：MPL的氧气有效扩散系数随孔隙率下降而降低，当孔... 详细信息

基于格子玻尔兹曼方法（LBM）建立微孔传质数值模型，采用不同结构参数对质子交换膜燃料电池（PEMFC）中的微孔层（MPL）物理模型进行重构，并对其气体传质性质进行模拟计算。结果表明：MPL的氧气有效扩散系数随孔隙率下降而降低，当孔隙率由80%下降至40%，受克努森扩散影响带来的阻力由51%上升至83%；若假设MPL孔隙率一致，有效扩散系数随PTFE含量上升而提升，若假设碳格点总量一致，则受孔隙率下降影响，有效扩散系数随PTFE含量上升而下降；MPL的有效扩散系数随碳球半径提升而提升，随碳球种子占比提升而下降。基于以上研究，将具有不同孔隙率的MPL与阴极催化层（CL）组合后进行传质、反应耦合模拟计算。结果表明：当MPL的孔隙率下降时，对应CL中离聚物的氧气浓度下降1.7%，含水量上升2.7%，MPL气体传质阻力的增加具有阻碍反应气传质和增加微孔内相对湿度的作用。研究结果对PEMFC中MPL的设计与利用具有理论指导意义。

关键词：质子交换膜燃料电池微孔层传质数值模拟格子玻尔兹曼方法

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基于模型知识融合的图神经网络多雷达协同任务调度算法

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雷达学报(中英文) 2025年第2期14卷 470-485页

作者：李浩情余点潘常春郁文贤李东瀛上海交通大学电子信息与电气工程学院北斗导航与位置服务上海市重点实验室上海200240 上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海200240

现代雷达的探测、跟踪、识别等任务场景越来越复杂。任务类型的多变性,雷达资源的稀缺性和任务执行时间窗口的严格要求,使得雷达任务调度成为一类强NP-Hard问题。然而,现有的调度算法在处理涉及复杂逻辑约束的多雷达协同调度问题时适应... 详细信息

现代雷达的探测、跟踪、识别等任务场景越来越复杂。任务类型的多变性,雷达资源的稀缺性和任务执行时间窗口的严格要求,使得雷达任务调度成为一类强NP-Hard问题。然而,现有的调度算法在处理涉及复杂逻辑约束的多雷达协同调度问题时适应性不足,效率不高。因此,基于人工智能(AI)的调度算法正在成为研究热点,但是AI调度算法的效率与其对问题特征的提取是否全面密切相关。如何能快速、全面地提取多雷达协同任务调度问题的共性特征,是提升这类AI调度算法效率的关键。因此,该文提出了基于模型知识融合的图神经网络(MKEGNN)调度算法。该算法首先将雷达任务协同调度问题建模为异构网络图模型,利用模型知识来优化GNN算法训练过程。算法创新在于:通过低复杂度的计算手段,获取模型的关键知识,进而优化GNN模型。在特征提取阶段,引入随机酉矩阵变换,利用任务异构图的随机拉普拉斯矩阵谱特征作为全局特征来强化图神经网络对共性特征的提取能力,弱化特定问题的个性化特征;在参数化决策阶段,利用由问题的引导解和经验解构成的上/下界结构知识从原理上减少决策空间大小,引导网络快速优化,加速决策学习过程的收敛。最后,进行了大量数据仿真实验。结果表明,相比目前的算法,MKEGNN算法对于所有任务集在稳定性和精度方面都有所提升,调度成功率性能提升3%~10%,加权调度成功率提升5%~15%。尤其当处理多雷达协同关系复杂的任务集时,任务调度成功率提升4%以上,算法稳定性和鲁棒性显著增强。

关键词：雷达任务调度图神经网络强化学习模型知识拉普拉斯矩阵随机矩阵

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面向培养卓越工程师的物理课程实验教学改革与探索

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高教学刊 2025年第12期11卷 130-133页

作者：袁怡佳刘昱彤邵凌翾夏萌吕智国陆佳亮高晓楠吉宏俊上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海200240

实验不仅是物理课程学习中必不可少的一部分,更是提高物理教学质量,培养卓越工程师综合素养的重要途径。上海交通大学巴黎卓越工程师学院的物理教学组通过设计教学内容、完善实验考核和加强思政教育,培养学生的学科能力、工程技术能力... 详细信息

实验不仅是物理课程学习中必不可少的一部分,更是提高物理教学质量,培养卓越工程师综合素养的重要途径。上海交通大学巴黎卓越工程师学院的物理教学组通过设计教学内容、完善实验考核和加强思政教育,培养学生的学科能力、工程技术能力与科学精神、职业精神。该文将阐述教学团队如何开展一系列的实验教学改革,调研学生的学习体验与效果,为面向培养卓越工程师的物理课程实验教学提供借鉴与思路。

关键词：实验教学改革物理课程工程技术能力问题导向卓越工程师

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基于机器学习的30%TBP/煤油-硝酸体系中主要组分的分配比预测研究

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原子能科学技术 2025年第1期59卷 14-23页

作者：于婷张音音张睿志金文蕾罗应婷朱升峰何辉叶国安龚禾林中国原子能科学研究院北京102413 四川大学数学学院四川成都610065 华东师范大学数学科学学院上海200241 上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海200240

为最优化后处理过程的实验条件、优化工艺、降低实验成本和时间,并提高后处理流程数学模拟的准确性,本文基于随机森林、支持向量回归和K近邻这3种经典的机器学习算法建立了30%TBP/煤油-硝酸体系中主要组分铀、钚、硝酸的分配比数学模型... 详细信息

为最优化后处理过程的实验条件、优化工艺、降低实验成本和时间,并提高后处理流程数学模拟的准确性,本文基于随机森林、支持向量回归和K近邻这3种经典的机器学习算法建立了30%TBP/煤油-硝酸体系中主要组分铀、钚、硝酸的分配比数学模型,并基于不同数据集进行了超参数优化和模型训练。通过对模型进行验证和测试,发现采用随机森林算法建立的分配比模型准确度最高,其对铀预测的平均绝对相对误差达7.73%,较传统方法提高了约7%。与传统建模方法相比,机器学习方法建立模型的准确度更高。

关键词：分配比数学模型随机森林支持向量回归 K近邻

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基于动态搜索的 “板凳龙” 运动状态及路线研究

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数学建模及其应用 2025年第1期14卷 33-41页

作者：游天明陈诺严陈静怡高晓沨上海交通大学数学科学学院上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海200240

本文研究了“板凳龙”表演中盘入、调头和盘出的运动状态及行进路线.针对盘入过程,在极坐标系中建立位置与速度模型,通过几何关系递推求解各把手位置函数,并对其求导得到速度函数;在此基础上,提出了一种结合变步长搜索与二分搜索的碰撞... 详细信息

本文研究了“板凳龙”表演中盘入、调头和盘出的运动状态及行进路线.针对盘入过程,在极坐标系中建立位置与速度模型,通过几何关系递推求解各把手位置函数,并对其求导得到速度函数;在此基础上,提出了一种结合变步长搜索与二分搜索的碰撞检测方法,精确计算首次碰撞时间.针对调头过程,建立了最短螺距的单目标优化模型,利用碰撞检测模型,结合粒子群算法求解调头前保证不发生碰撞的最小螺距;通过几何推导证明调头曲线长度为常数,将调头路径划分为4段曲线,分别求解出其参数方程,并将位置与速度模型扩展应用于调头与盘出过程.针对盘出过程,分析各把手的最大速度,通过比例关系推导出龙头的最大行进速度.

关键词：板凳龙等距螺线动态搜索粒子群算法单目标优化

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“蛋黄蛋壳”结构及表面修饰的低铂合金催化剂氧还原性能

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柴油机 2025年第2期47卷 25-33页

作者：陈浩厉宸威魏光华章俊良上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

通过奥斯特瓦尔德熟化和乙二醇热还原法合成“蛋黄蛋壳”结构的PtCu催化剂,以及表面改性后的Mn和Cr催化剂。基于电化学活性测试,“蛋黄蛋壳”结构的PtCu催化剂的质量比活性和面积比活性分别为商业Pt/C催化剂的4.8倍和6.4倍。此外,催化... 详细信息

通过奥斯特瓦尔德熟化和乙二醇热还原法合成“蛋黄蛋壳”结构的PtCu催化剂,以及表面改性后的Mn和Cr催化剂。基于电化学活性测试,“蛋黄蛋壳”结构的PtCu催化剂的质量比活性和面积比活性分别为商业Pt/C催化剂的4.8倍和6.4倍。此外,催化剂的耐久性显著优于商业Pt/C催化剂,主要是由于高活性Pt(111)晶面的暴露。Mn和Cr的表面改性减少了高活性氧还原晶面的暴露,导致氧还原活性略有下降,但有效提高了耐久性。研究还进行了第一原理计算,并分析了氧还原过程中吉布斯自由能的变化,以及催化剂表面原子d带部分态密度。计算结果表明,Mn或Cr表面改性后反应热的绝对值降低,导致阴极氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)活性降低和耐久性提高,这与实验结果高度一致。

关键词：氧还原反应低铂合金催化剂奥斯特瓦尔德熟化表面调控第一性原理

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微多孔铜表面参数对自驱射流强化池沸腾的影响

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化工进展 2024年第10期43卷 5381-5392页

作者：许锦阳洪芳军张朝阳上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海200240

为强化池沸腾性能,本文基于一种适用于实际池沸腾强化的自驱射流冲击装置,使用R1336mzz(Z)作为工质,微多孔铜表面为加热表面,实验研究了自驱射流装置对沸腾性能的影响,并参数化研究了微多孔表面制备特征对池沸腾性能的影响,如烧结过程... 详细信息

为强化池沸腾性能,本文基于一种适用于实际池沸腾强化的自驱射流冲击装置,使用R1336mzz(Z)作为工质,微多孔铜表面为加热表面,实验研究了自驱射流装置对沸腾性能的影响,并参数化研究了微多孔表面制备特征对池沸腾性能的影响,如烧结过程中的铜粉粒径尺寸(43µm、66µm、101µm)以及微多孔层厚度与粒径尺寸之比(4、6、10)。研究结果表明,自驱射流装置的置入确保了液体对表面的持续供给以及促进了气泡的脱离,从而有效增强了微多孔铜表面的临界热流密度(CHF)。然而,自驱射流的存在会对沸腾产生抑制作用,从而造成换热性能的轻微恶化,且抑制程度强弱与铜粉粒径尺寸大小呈正相关、与厚度与粒径之比大小呈负相关。参数化研究结果显示,沸腾换热性能随粒径增大而增大、随厚度与粒径之比增大先增大后降低。微多孔铜表面吸液能力均随铜粉粒径以及厚度与粒径之比的增加而提升,并且大部分情形下,搭配自驱射流装置与否,均不会影响其与CHF的线性正相关。但是,当粒径尺寸为101µm时,自驱射流装置会放大其过小的毛细力所带来的润湿劣势,进而造成CHF的偏低。与非微多孔铜表面的标准池沸腾性能相比,本研究的CHF和hNB@CHF提升幅度分别可达189.2%和337.5%,最佳为CHF=72.0W/cm^(2)和hNB@CHF=87.5kW/(m^(2)·K)。

关键词：传热相变池沸腾介电液体烧结多孔介质

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用于跨声速叶轮性能计算的多种分裂格式的分析与比较

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热能动力工程 2022年第12期37卷 64-72页

作者：李子玄杨波上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海200240

针对跨声速压气机叶片内复杂的三维流动,采用自行开发的三维CFD程序对跨音速轴流压气机NASA Rotor 37流场进行数值模拟,对比分析了L-F(Lax-Friedrichs)、Steger-Warming及Van Leer 3种通矢量分裂格式和AUSMDV混合格式在跨声速叶轮流场... 详细信息

针对跨声速压气机叶片内复杂的三维流动,采用自行开发的三维CFD程序对跨音速轴流压气机NASA Rotor 37流场进行数值模拟,对比分析了L-F(Lax-Friedrichs)、Steger-Warming及Van Leer 3种通矢量分裂格式和AUSMDV混合格式在跨声速叶轮流场数值计算时的格式效应。研究表明:与其他格式相比,AUSMDV在设计工况下的计算结果与实验误差最小,对激波和叶顶间隙泄漏的捕捉能力最强,Van Leer格式次之;Steger-Warming格式在计算过程中收敛性最好。

关键词：轴流压气机通矢量分裂格式气动性能

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相变储热单元内肋片结构的拓扑优化

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科学通报 2019年第11期64卷 1191-1199页

作者：游吟赵耀赵长颖刘红兵上海交通大学巴黎高科卓越工程师学院上海200240 上海交通大学工程热物理研究所上海200240

以管壳式相变储热系统为研究对象,以强化储热系统的换热能力为目的,基于拓扑优化原理,建立了二维相变储热系统模型,对储热系统模型的传热能力进行了研究,讨论了不同的肋片设计对于传热能力的影响.研究结果表明:通过与传统肋片模型传热... 详细信息

以管壳式相变储热系统为研究对象,以强化储热系统的换热能力为目的,基于拓扑优化原理,建立了二维相变储热系统模型,对储热系统模型的传热能力进行了研究,讨论了不同的肋片设计对于传热能力的影响.研究结果表明:通过与传统肋片模型传热能力对比,验证了拓扑优化的优越性和可靠性;揭示了自然对流对于肋片优化和系统换热能力的影响规律;通过对肋片进行了几何重构并对重构模型进行数值模拟验证,证明了重构模型的准确性和可靠性,为实验验证打下基础.

关键词：相变储热拓扑优化强化传热自然对流数值模拟

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浅谈口试在联合办学中的作用及影响

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高等工程教育研究 2015年第5期63卷 183-185页

作者：钟圣怡李萍陆佳亮袁怡佳欧亚飞王建飞上海交通大学-巴黎高科卓越工程师学院上海交大-巴黎高科卓越工程师学院

口试(Colle)是法国工程师精英教育中的一种特色考试方式,对教学起着极大辅助作用。上海交通大学-巴黎高科卓越工程师学院在本科基础教育阶段引入口试作为学生平时考评的一部分。本文着重介绍了口试的特点及其在学院中的实施情况,进一步... 详细信息

口试(Colle)是法国工程师精英教育中的一种特色考试方式,对教学起着极大辅助作用。上海交通大学-巴黎高科卓越工程师学院在本科基础教育阶段引入口试作为学生平时考评的一部分。本文着重介绍了口试的特点及其在学院中的实施情况,进一步讨论其对提高学生学习效率、改进教师教学方法等方面的积极影响。

关键词：口试大学生学习教学改革

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