相变储能材料的相变过程温度模型

基于集总参数法和矩形相变等效比热假设建立了相变材料的相变过程温度模型．该模型与实验结果吻合很好．利用该模型定量研究了环境温度、相变潜热、相变温度范围和换热效率等多种因素对相变行为的影响，初步得出如下结论：环境温度对相变开始时间和持续时间均有明显影响，随着环境温度的升高，该二时间呈指数形式下降；相变材料的潜热对相变开始时间没有影响，对相变持续时间有明显影响，持续时间随潜热线性增加；相变温度范围对相变开始时间也没有影响，而相变持续时间随相变温度范围的增加平缓地增加；相变材料与环境之间的换热效率显著影响相变过程开始和持续的时间，二者随换热效率的提高呈指数形式下降．     

热风式相变蓄热建筑热特性研究

文中设计、加工了一种热风式相变蓄热板,布置在建筑墙体内侧,应用于建筑采暖系统中。实验测试和分析了基于相变蓄热板的模型房间换热特性,在TRNSYS软件中搭建相变蓄热房间的动态热模型,模拟得到相变蓄热房间热特性的变化规律。结果表明,安装有相变蓄热系统的房间平均温度高出普通房间4~5 ℃,说明该相变蓄热系统可以提高房间温度,改善房间的热舒适性,建立的相变蓄热系统动态热特性模型能较好地预测温度变化过程,为太阳能热风式相变蓄热建筑设计提供了参考。     

附加相变微胶囊多孔织物热湿传递模型研究

为了考察附加相变微胶囊对织物内热湿传递的影响,发展了一个新的含有相变材料的织物热湿耦合模型.模型考虑了相交区间对相变及传热过程的影响及加热/冷却率对相变材料特征温度和相变热的影响,同时也考虑到纤维对蒸气的吸附/解吸现象引起的热湿耦合作用.使用等效热容法对相变微胶囊的相变过程进行了模拟,并用控制体积法对方程进行了离散求解.计算结果与实验观测一致,表明该模型可以用来预测含有相变微胶囊织物内的热湿传递过程.     

相变平板可变热容热阻简化模型研究

针对相变平板的传热问题建立了一种可变热容热阻简化模型,对相变平板凝固、熔化过程的传热特性进行了模拟分析.以相变平板传热数值模型的计算结果为参考,进一步将简化模型计算结果与相变平板传热数值模型的求解结果进行对比分析,结果表明:在凝固或熔化过程中平板温度变化及热流变化与数值计算结果基本一致,其平均温度误差小于0.5℃,热流相对误差小于10%;相变平板可变热容热阻简化模型准确性很好,其计算效率远高于数值模型,在同一台计算机上简化模型的计算时长仅为数值模型的1%左右.     

相变蓄能石膏板在建筑围护结构中的热影响分析

在实验室搭建了简易的实验装置,利用敞开式热箱法对相变石膏板的隔热控温特性进行了实验研究,然后利用焓法模型和有效热容法模型对相变墙板的动态传热过程进行了模拟计算,得到焓法模型计算结果更加符合实验值.利用焓法模型对相变墙房间与普通墙房间的室内获得热量进行模拟对比,研究结果表明,在同样的加热和散热条件下,相变蓄能石膏板比普通石膏板具有更强的蓄放热能力,夏季当相变墙体相变温度为26℃时房间节能效果最好,能够使室内获得热量减小37.73％;冬季当相变墙体相变温度为7℃时房间节能效果最好,能够使室内获得热量减小28.71％.     

不变线应变原理及其在相变晶体学研究中的应用

介绍了固态相变的晶体学特征(主要包括位向关系、惯习面、晶体生长方向以及相变应变)的形成机制,以及有关相变不变线应变的前期理论工作,着重阐述了“三维不变线应变模型”的原理、计算方法及其对相变晶体学特征的预测方法．实验研究结果表明,具有针状、棒状或板条状析出相的FCCBCC和HCPBCC析出相变的晶体学特征与不变线应变模型预测的几乎完全一致,表明不变线应变模型实际上已成为一个扩散型相变晶体学表象理论．     

多次相变中固-固相变形核的相场法模拟

综合考虑晶界缺陷与溶质在晶界处富集对区域自由能的影响,建立多次相变中固-固相变的形核模型,采用该模型对Fe-C二元合金多次相变中固-固相变的形核过程进行模拟研究.结果表明:材料多次相变微观组织演化是一个连续的过程,后次相变受前次相变结果的影响;受到形核功和自由能的影响,铁素体晶粒优先在奥氏体的晶界处形核;不同形核位置的铁素体有不同的形态;新模型可以用于相场法研究材料多次相变中微观组织连续演化,能真实地再现多次相变中固-固相变的形核过程.     

Lattice-Boltzmann方法计算多孔介质内固液相变问题

建立了Lattice-Boltzmann 的相变导热模型，通过计算半无限空间内固体的融化过程（单区域问题）及半无限空间内液体的凝固过程（双区域问题）对模型进行了验证，结果表明模型的数值解与解析解非常一致，该模型能很好地预测相变问题中的固液界面位置和温度场. 运用LB相变导热模型模拟了具有复杂几何边界的多孔介质内相变过程，分析了多孔介质骨架对材料相变过程的影响.     

从fcc到sc的相变模型：压力诱导相变

提出了一个从面心立方（ｆｃｃ）到简立方（ｓｃ）的相变模型，模型中的粒子之间的相互作用是势是各向异性的Ｌｅｎｎａｒｄ－Ｊｏｎｅｓ势，用ＭｏｎｔｅｔＣａｒｌｏ方法研究了该模型的有序无序转变以及相变温度与压力的关系，结果表明，序参量和晶格常数随温度而增大并在相变点有一个突变，亚稳态的存在和两相共存表明该相变是一个典型的一级相变，该模型可以唯象地描述固体Ｃ５０的相变特征。     

GaAs纳米晶体压致相变的尺寸模型

基于晶体相变压力和结合能的关系,提出了一种简单的热力学模型计算尺寸依赖的纳米晶体压致相变压力.根据该模型研究了GaAs纳米晶体压致相变的尺寸效应,结果表明GaAs纳米晶体稳定性的下降导致其相变压力随尺度的减小而降低.当尺寸进一步减小时,纳米晶体的相变压力随着尺寸减小急剧降低,显示了强烈的尺寸效应.该模型计算结果与分子动力学模拟结果显示了较好的一致性.     

圆染色在一类五交叉路口信号灯相位优化设计中的应用

通过引入图论中"圆染色"的概念,将城市路口交通信号灯最优相位个数归结为其交通流模型图的圆色数.根据一类特殊五交叉路口交通流状况,由车流的冲突关系给出交通流模型图并求出它们的圆色数,即为给出对应交通信号灯的最优相位个数.     

具有单行线的五交叉路口交通信号相位优化设计

通过引入图论中“圆染色”的概念，将城市路口交通信号灯最优相位个数归结为其交通流模型图的圆色数,介绍了具有单行线的五交叉路口交通流状况，由车流的冲突关系给出交通流模型图，并求出它们的圆色数，即对应交通信号灯的最优相位个数．     

开放性边界条件下优先随机慢化对交通流的影响

NaSch模型是一种描述单车道高速公路交通的概率性元胞自动机,但它不能再现实际交通中出现的同步流现象.研究表明:改变NaSch模型的基本演化次序后,开放性边界系统在高产生概率和高消失概率这两种情形下出现低速的同步相,减小了追尾事故发生的可能性,提高了道路的通行能力.计算机模拟的结果显示了同步流、启止坡、非平衡相变等实际交通所具有的特性.     

基于耦合映象模型的交通流混沌现象分析

针对交通流耦合映象模型中出现的混沌现象，利用Matlab程序产生交通流时间序列，仿真研究了交通流车队中前后车辆之间车头间距的变化过程，并在此基础上讨论了参数变化对交通流运动状态的影响。结果表明，在该模型产生的交通流中，系统由于参数变化沿着Pomeau—Manneville途径走向混沌，从而验证了混沌现象在交通系统中确实存在。     

在开放边界条件下Nagel-Schreckenberg交通流模型的功率谱

在开放性边界条件下,从功率谱的角度讨论Nagel-Schreckenberg随机交通流模型的相变,数值模拟结果充分地反映了交通流从自由流动相到拥堵相的相变,且在相变点上可以观察到1/f噪声信号.     

基于绿灯时间的交通子区划分

针对传统交通子区划分方法对协调系统中车流运行状态分析不够透彻导致车流量与协调系统公共周期不匹配的缺陷,将实际交通量转换成系统公共周期下的协调交通量,通过协调系统中车流散布密度进行初级子区划分;分析协调系统车流进入影响因素及运行时协调相位绿灯间相互作用关系,提出基于绿灯时间的交通子区划分方法;对划分出的交通子区协调相位差求解提出切合实际的求解方法,对子区间协调时相位差调整提出合理计算方法,并以双向绿波带宽和最大为目标函数,寻求最佳相位差;最后选取实例利用Vissim软件对进行仿真验证。仿真结果表明,划分出的交通子区协调控制效果优于传统分区的协调控制效果。     

基于规则的城市交通信号自组织控制

针对复杂的城市交通信号控制系统,基于车流与流体的相似性,将交通路网抽象成双向管网模型,并采用流体动力学理论对网络内车流进行描述.基于相邻路口之间车流信息的共享,通过对N-S方程的数学重构,建立了各路口车流基于相位的自组织控制规则.仿真实验结果表明:自组织控制规则不仅实现了交通网络中的车流量平衡,而且系统的控制性能得到了明显的提高.     

基于混沌理论的高速公路交通流预测研究

对衡枣高速公路短时交通流进行了混沌识别,结果表明其具备混沌特性,利用重构相空间的嵌入维数确定神经网络的结构,建立了基于混沌理论的高速公路交通流神经网络模型,实际数据验证了该方法对短时交通流预测的有效性.     

进离场交通流时距分布特征对比分析

时距分布是空中交通流理论研究的重要概念和组成部分。以中国某机场实测轨迹数据为例,提出一种合适观测点的自动生成方法,该方法能有效提升轨迹数据的利用率,并选择跟驰性较好的轨迹数据用以计算时距。在分别绘制进场和离场交通流时距频率分布直方图的基础上,应用韦布尔、光滑样条和有理函数模型拟合时距分布情况,并从定性和定量的角度对比分析拟合结果。结果表明,在机场运行状态正常时,有理函数模型对离场交通流时距的拟合效果最好,而光滑样条模型对进场交通流时距的拟合效果最好;在机场运行状态不佳时,光滑样条模型和有理函数模型则分别对离场和进场交通流的拟合效果更佳;进场交通流时距分布比离场交通流时距分布特征更明显。     

融合多因素的“时间齿轮”交通流预测模型

为提高交通流预测的准确度,结合城市道路交通的特点,提出一种融合多因素的“时间齿轮”交通流预测模型（TGM）,将模型分为2个模块对交通流的影响因素进行特征挖掘。模块1通过深度分析天气因素的影响,挖掘提取天气因素的特征信息;模块2仿照转轴与齿轮的关系,将目标路段及其邻近交叉口各个方向路段的交通流量数据作为时间轴上的轮齿。模型框架采用正反2个方向都加入注意力机制(attention mechanism)的双向门控循环网络（bidirectional gated recurrent unit,Bi-GRU）。结果表明,TGM模型明显优于多种现有模型;与Bi-GRU模型相比,TGM模型对5,15,25 min的预测精度分别提高了4.75%,6.37%和6.73%。因此,TGM模型能够有效提高交通流预测的准确度,具有更优的中长时预测能力,可为交通组织的优化和交通流理论的研究提供帮助。