上海交通大学2019届优异学士学位论文（TOP1%）近日揭晓，suncitygroup太阳新城官网陈巢栩嘉、郭鹏飞、李浩祯3位同学获评上海交通大学优异学士学位论文。

 

为进一步推进校企产学结合的工程教育模式改革，机动学院自2017届起对毕业设计（论文）进行试点改革，改革后的本科毕业设计以项目的形式组织实施，围绕本科毕业设计的要求，紧密结合企业的实际研发需求，协作解决来自企业的实际应用问题。

在2019届本科生毕业设计（论文）评选活动中，suncitygroup太阳新城官网经答辩专家两次遴选后，从优秀项目组中推荐了5位同学送审。

学校从论文的难度、工作量、研究过程、研究结果以及答辩表现各方面综合考察学生素质, 最终机动学院3位同学获此荣誉。

 

附：本科生优异学士学位论文（TOP 1%）毕业设计（论文）简介

 

学生姓名：巢栩嘉

 

指导教师：王彤

 

论文题目：二氧化碳发电循环系统与离心式压缩机设计

 

论文简介：二氧化碳因临界温度接近常温，配合常规发电系统的冷热源，其发电循环是超临界动力循环。近年来，随着材料技术、发电机技术和控制技术的发展，超临界二氧化碳（SCO2）动力循环，因其整体装置占地小、目标发电效率高等优点而成为能源动力领域的研究热点之一。在企业示范工程目标输出参数范围内，离心式压缩机成为循环中的关键部件之一，目前尚无成熟的工业产品。

为了开发可供工程应用的超临界二氧化碳循环系统和压缩机，本文首先分析超临界二氧化碳布雷顿循环参数对应的效率和可实现性，以整体循环效率和稳定性高为目标，确定了压缩机组的进出口状态参数范围；基于热力学、流体力学和气体动力学原来，引入离心叶轮流动损失模型，改进了离心式压缩机热力设计流程；基于C++和Qt环境开发了超临界离心压缩机一段一级和二段二级热力设计可视化程序，引入了美国国家标准技术研究院（NIST）实际物性库使设计计算可推广应用于其他实际气体，同时为避免临界区物性迭代无解情况，建立了计算异常报错机制，改善了压缩机设计体验，具有可视化程度高、运行效率高、拓展性强等特点。最后，基于计算机辅助设计技术和OpenGL构建离心叶轮几何造型，实现了叶轮几何数据的初始图形交换规范（IGES）和TXT格式输出，解决了叶轮快速建模的问题，打通了离心式叶轮热力设计与机械加工之间的连接桥梁。总体上实现了离心式压缩机从热力设计到叶轮建模和输出的全流程，无需数据转化直接可进行后续的计算机辅助叶轮性能分析、优化和先进制造工艺。

    

                

巢栩嘉与指导教师王彤合影

学生姓名：郭鹏飞

 

指导教师：张希

 

论文题目：基于人工势场法的自动驾驶汽车智能决策系统研究

 

论文简介：在当今社会，交通出行的安全与通畅愈发成为社会的焦点问题，自动驾驶也成为了当今学术界和企业界的研究热点，相比于传统的驾驶方式，其具有较高的稳定性与可靠性，较低的人力成本，成为将来汽车行业的重点发展方向之一。

本文着重进行了在自动驾驶系统中决策系统的行为决策与路径规划部分的编写与调试，在行为规划方面提出了以道路开闭状况与临近障碍物信息为输入集的有限状态机，在路径规划方面，选择了实时性和可调节性较优的人工势场法，构建了包含车道方向、车道边线、车道中线、障碍物等元素的势场，并在其中利用梯度最小的方式规划车辆路径。本文针对路径震荡的问题，提出了在规划出初步路径后采集合适特征点，使用三次样条曲线拟合的方式得到更为直观准确的路径，而且在拟合过程之中考虑到了车辆动力学约束的方法，确保了路径的平顺稳定。之后，决策系统和项目内其他三位小组成员的感知系统和控制系统在ROS框架下进行连接沟通，实现了整个自动驾驶平台的实际运行，在最终的实地测试之中，车辆可以顺利完成直线行驶、障碍物避让、紧急制动、跟车行驶，变道行驶等驾驶行为，为日后的研究奠定了基础。 

郭鹏飞与指导教师张希合影

学生姓名：李浩祯

 

指导教师：闫晓晖

 

论文题目：质子交换膜的改性与新材料体系研究

 

论文简介：质子交换膜燃料电池在能源转换和储能方面都有巨大的应用前景。目前广泛使用的Nafion®质子交换膜在电导率、机械强度和化学稳定性方面表现良好，但是仍存在两侧反应物渗透的问题，这极大地影响了燃料电池的性能。本项目提出了一种能够应用于直接甲醇燃料电池的纳米二氧化硅膜，这种膜具有均匀分布、垂直排列的纳米通道，孔径只有1 nm左右，能够有效地分离质子与甲醇分子。实验结果证明，与Nafion®膜相比，改性后的二氧化硅复合膜能够将甲醇渗透率降低70%。在电池测试中，该复合膜能够将最佳甲醇浓度从2.0 M提升到6.0 M，最大功率密度提升近80%。这些结果表明，新型复合膜能够使直接甲醇燃料电池在更高的甲醇浓度下有更好的性能，提升电池能量密度。上述研究工作为解决电化学元件中的渗透问题提供了新的设计思路。

                      直接甲醇燃料电池实物装置                                  甲醇渗透问题优化效果

（a）对照组：Nafion212                                                 （b）实验组：Nafion212+silica
电池性能优化

李浩祯与指导教师闫晓晖合影

 

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