平板太阳空气集热器应用与设计的技术及计算分析

平板太阳空气集热器是节能环保的绿色技术,在建筑节能及干燥等领域有很大的应用开发潜力。文章对其开发应用进行了概述、分析与建议;在基本结构、工作过程、集热器形式等方面进行了技术原理分析,通过设计参数、传热过程分析、算式方程等方面综合分析了设计计算基础,并给出了关于设计及计算的技术方法一定讨论、分析与建议。     

GRAPES新一代全球/区域变分同化系统研究

概要叙述了新发展的全球与区域同化预报系统的资料同化部分的科学设计与初步试验的结果. 本阶段的目标设定为建立可以直接同化卫星辐射率等遥感观测资料的系统框架, 采用三维变分同化方法, 并实现全球与区域一体化. 为了与预报模式一致, 分析变量定义在离散格点上. 将分析变量分解为动力平衡与不平衡两个部分, 并引入递归滤波或谱变换滤波进行变量变换, 得到与分析变量相异的控制变量, 它们使目标函数的极小化过程的性状得以大大改善. 而平衡关系的选择可以根据分析变量的尺度特征来确定, 其在总分析方差中所占的比例则由背景场的误差方差所控制. 理想试验的结果与解析求解一致, 表明了系统数值方案的正确性. 利用实际观测资料进行连续同化试验, 结果表明即使在使用常规资料条件下, 变分同化方案与过去通行的同化方案相比也有突出的优势. 最后讨论了系统进一步发展的问题.     

槽式集热器集热管外热流分布均匀性的量化评价方法

定量化描述槽式集热器中集热管外热流分布的均匀程度,对于集热器的优化设计有着重要的意义.工程领域中,现有的均匀性评价指标往往只计及物理量在数值上的分布特征,没有考虑物理量在空间相对位置上的分布特征.本文将"均匀度"分解成"均度"和"匀度"两个子指标,从物理量的数值及其相对位置两个层面较为全面地对热流这一物理量分布的均匀程度展开定量化描述.通过对特殊分布和4种典型的集热器中集热管外热流分布的均匀性进行量化评价,验证了该指标的合理性以及在管外热流分布均匀性量化分析中的有效性.同时,新指标具有严格有界、无量纲等特征,便于在集热器的优化设计中使用,同时在其他工程领域也具有应用潜力.     

平板太阳能集热器传热性能的(火积)理论优化

平板太阳能集热器是太阳能热利用系统中常见的核心部件, 其传热性能的优化对于提高能源利用效率具有重要意义. 现有平板集热器大多采用厚度均匀的金属吸热板来吸收太阳辐射, 将相似文献   

锂-空气电池正极催化剂研究进展

锂-空气电池是一种具有高能量密度、环境友好等优点的最具潜力的下一代储能电池体系.然而,其正极电化学反应缓慢的动力学过程导致了锂-空气电池充/放电过电位高、能量效率低、倍率性能差,而且催化剂的不稳定性也导致电池循环寿命短.开发高效且稳定的正极催化剂材料是解决上述问题的主要途径,也是锂-空气电池未来研究的重点.本文总结近几年来锂-空气电池正极催化剂的研究进展,并结合本课题组研究工作,以催化剂种类为切入点,深入综述及讨论了锂-空气电池催化剂的发展和存在的问题,并且展望了未来锂-空气电池正极催化剂的设计思路及对催化剂表界面反应机理的研究,对未来开发出高效、实用化的锂-空气电池具有重要的意义.     

GRAPES 变分同化系统中卫星辐射率资料的直接同化

变分方法能够处理与代表大气状态的预报模式变量有复杂非线性关系的观测资料, 使得直接同化与大气状态量有着非线性关系的观测量(如卫星辐射率)成为可能. 各种观测资料的同化都需要有一个对应的观测算子, 观测算子给出了大气状态物理量和观测物理量之间的确定映射关系. 详细介绍了GRAPES-3DVar同化系统对实际卫星辐射率资料直接同化的实现, 包括系统中不同选择的模式变量所对应的空间插值、直接同化卫星辐射率观测的物理量变换和质量控制等观测算子的各个组成部分. 之后, 考虑实际卫星辐射率资料, 进行了应用试验. 为此使用NOAA17 AMSU-A和AMSU-B的辐射率资料, 设计了两个同化试验方案. 根据试验结果能够在清楚的物理意义上理解和反映GRAPES-3DVar系统直接同化卫星辐射率资料的合理效果.     

与建筑一体化太阳能双效集热器系统在夏季工作时对建筑负荷的影响

特别针对已提出的与建筑一体化太阳能双效集热器系统以自然循环方式工作的集热水模式, 建立了与建筑耦合计算的系统理论模型并进行了实验验证. 实验验证结果验证了该理论模型的正确性. 另外, 为了讨论该新型系统在夏季工作时对室内热环境的影响情况, 还特别针对一个依据一般实际建筑的结构和围护结构材料特点而设计的虚拟房间, 采用验证的理论模型, 模拟计算了该房间带新型集热模块和不带新型集热模块的冷负荷情况. 模拟结果得到, 在夏季工作时, 房间带新型集热模块时的全天冷负荷量比不带时要降低约1.02%. 尽管这个降低量不大, 但这个结果表明, 与建筑一体化太阳能双效集热器系统在夏季工作时不仅可以有效利用太阳能制热水, 而且不会遇到传统被动采暖系统在夏季要遇到的夏季过热问题, 更特别的是还能一定程度上改善室内热环境.     

Fisher判别与回归模型的等价性

关于Fisher判别与回归模型的关系曾由许多作者讨论过,两类的Fisher判别与回归模型完全等价,这一事实已为人们所熟知;多类的Fisher判别,当伪变量采用0-1时,例如Glahn指出与回归模型不等价,两者有密切的关系.杨自强又重新证明了上述的各种关系,并采用     

与建筑一体化太阳能双效集热器系统在被动采暖工作模式下的模拟和实验研究

提出并建立了一种新型的与建筑一体化太阳能双效集热器系统,该系统有两种工作模式:在冬季的被动采暖工作模式和在其他无需供暖的时期的集热水工作模式.针对该新型系统的被动采暖工作模式,实验测试了系统在被动采暖工作模式下的运行情况,同时建立了该新型系统在被动采暖工作模式下与建筑耦合传热计算模型并进行了实验验证.实验和模拟研究结果表明,该新型系统在被动采暖工作模式下工作时,对系统房间的温度提高作用明显.在9:00～17:00的测试期间,系统房间的平均温度达到24.7℃,而期间环境平均温度只有约4.8℃.研究结果还显示,系统房间内空气存在温度分层现象.此外,通过验证的理论模型,还讨论了涂层特性对系统在被动采暖模式下的性能影响情况.     

柔性电子喷印制造: 材料、工艺和设备

喷印技术直接将功能材料沉积到基板上形成图案, 有望成为高性能柔性电子的主流制造工艺之一. 目前, 喷印技术面临材料、工艺和设备等诸多挑战. 本文讨论了无机、有机以及纳米复合喷印材料的电学性能, 分析了打印性能与黏度、表面张力、蒸发率等关系. 压电、热泡等传统喷印可实现微米级分辨率图案化, 而电喷涂、电纺丝、电喷印等电流体动力喷印可实现纳米级分辨率图案化, 如何通过多场调控提高其喷印过程操控性至为关键. 讨论了电流体动力喷印设备实现关键技术, 包括液滴操控、喷嘴设计、卷到卷输送等. 最后展望了柔性电子喷印制造需研究并解决的关键科学技术问题.     

Research and Application of Vacuum Coating Machine Modular Design System

文章提出了一种将真空镀膜机的结构进行模块化划分,并结合专家知识库及案例知识库应用的真空镀膜机模块化设计系统.论述了数据库和案例推理方法为基础的敏捷设计系统,并且讨论了模块化设计方法以及结合案例推理的设计方法.选择镀膜机的型号并设置基本的设计参数,自动从案例知识库中导出此型号的常规配置,也可修改某个设计参数再从专家知识库中获取此设计参数所约束的其他参数并进行修改,所有参数确定之后自动生成各模块的物料清单和设计式样书等,实现了结构设计、工艺设计、产品数据管理一体化的设计过程,避免了因人为原因导致的设计错误,提高了企业生产的效率.     

非完整系统的非等时变分方程与积分不变量的构造

Whittaker首先研究了完整力学系统的第一积分和积分不变量之间的关系,并证明了已知一个第一积分可以确定系统的一个积分不变量。最近梅凤翔将这一结论进一步推广到非完整系统。鉴于文献[1,2]的工作还局限于等时变分下的讨论,本文将考察非等时变分下的一般性结论。     

多尺度土壤侵蚀评价指数

针对不同尺度研究土地利用与土壤侵蚀的关系是自然地理学研究的前沿领域和热点问题. 基于景观生态学的“尺度-格局-过程”原理, 在考虑土地利用、地形、土壤、降雨等影响因素的基础上, 应用尺度转换的方法, 构建了不同尺度土壤侵蚀评价指数, 提出了多尺度土壤侵蚀评价指数的研究思路与方法. 多尺度土壤侵蚀评价指数适用于土地利用与土壤侵蚀的关系评价和多尺度土壤侵蚀评价研究, 为区域土地利用格局的优化设计和多尺度综合研究提供了新的方法.     

关于先进制造技术(下)

先进制造技术的要素与前沿: ——现代设计理论与方法 先进的设计是决定产品品质、环境相容性、经济性、适应需求的基础,设计的水平、质量和效率是决定产品自主开发能力和市场竞争能力的首要环节。现代设计理论与方法表现为功能结构和价格、安全性、环境相容性、工业造型等的综合优化设计;表现为设计过程、开发过程与生产过程的紧密结合趋势;表现为计算     

35 kV变电站电气一次部分设计技术分析

针对变电站电气接线系统在很大程度上直接影响到变电站电气系统的工作性能,因此本论文结合35 kV 变电站电气系统,重点对电气一次部分进行了设计分析,给出了电气主接线的基本设计要求与设计步骤,并在此基础上从电气一次接线设计及其设计过程中注意的技术问题等角度详细论述了35 kV 变电站电气一次系统的设计,对于进一步提高变电站电气系统优化设计应用水平以及更高电压等级变电站的电气系统设计应用水平均是具有一定借鉴意义的.     

生物油燃烧与污染物排放特性的数值模拟

应用CFD(computational fluid dynamics)软件FLUENT对实验室自砌小型窑炉装置内生物油的燃烧进行三维数值模拟.获得了炉膛流场、温度场、组分分布、火焰形状及污染物排放的详细信息,揭示了炉膛内部流动、燃烧及传热传质过程的特点.对不同过量空气系数下生物油的燃烧进行数值模拟,结果表明,随着过量空气系数的增加,炉膛内最高温度减小,燃烧区域增大,尾气中CO的浓度减小,但NO的浓度增加.模拟结果与试验数据吻合良好,验证了模型的可靠性,为燃烧工况的优化设计和污染物的控制提供了一定的依据.     

建筑空气环境人因工程学:问题、思考与探索

针对传统建筑空气环境理论局限,提出构建建筑空气环境人因工程学:采用实时环境和生理数据检测、大数据分析揭示建筑空气环境与人的关系,提出“经效比”等概念和确定建筑空气环境优化控制方略的反问题-变分方法.     

教学质量评价系统的设计与实现

文章首先进行了系统的需求分析和框架设计,针对学校目前的教学现状设计了新的课堂教学质量评估方案,并对整个评估系统所要完成的功能进行了讨论分析,描述了系统软件设计与实现过程.     

高速半导体激光器组件的综合优化设计

高速半导体激光器组件的综合优化设计需要全面考虑激光器组件封装过程中的各种因素. 在研究高速光电子器件的频响测试、建模分析和寄生补偿等技术的基础上, 提出了一种高速半导体激光器组件的综合优化设计方法, 并进行了半导体激光器的TO封装和优化实验, 封装后组件的带宽达到10 GHz, 并且改善了带内平坦度和相频线性度等特性, 验证了该方法的可行性.     

锂离子电池极片制造中的微结构演化

锂离子电池是能源领域的革命性创新,具有能量密度高、循环寿命长等优点,推动了新能源、新能源汽车等新兴产业的跨越式发展,并应用于卫星、无人机等国家战略领域,成为世界各国竞争的战略高地.锂离子电池的广泛应用不仅源于新兴能源材料的创新,还与制造工艺及装备技术的进步密不可分.极片制造作为生产锂离子电池最核心的过程,包括制浆、涂布、辊压三大关键工序,制造的正负电极构成了电化学反应载体和整个电池的核心.在电极制造中,多孔多组分电极微结构发生复杂的演化与定构过程,很大程度上决定了单体电池的能量密度、倍率特性等性能.本文分析极片制造中制浆、涂布和辊压技术进展与应用情况,重点讨论电极微结构在制造过程中的演化以及其对电池电化学性能的影响,旨在从“制造工艺-微结构-性能”之间的关系视角形成对电极微结构设计、材料制备、制造工艺的进一步认识,为研发高性能锂离子电池提供指导.