两种石油焦气化制氢工艺的系统模拟研究

为评价湿法进料气化技术合成气冷却方式对制氢工艺性能的影响,建立了两种石油焦气化制氢方案的工艺流程,即:水焦浆+全激冷+高水气质量比变换(方案Ⅰ)和水焦浆+辐射废锅+激冷+低水气质量比变换(方案Ⅱ),并对这两种石油焦气化制氢工艺进行了系统模拟。结果表明:两种方案副产蒸汽总量相当,但方案Ⅱ所产高品位蒸汽比例较大;方案Ⅱ的系统能量转换效率(74%)与方案Ⅰ的系统能量转换效率(74%)相等,但效率(62%)高于方案Ⅰ的效率(61%);从能量分析角度综合考虑,方案Ⅱ优于方案Ⅰ,适合石油焦气化制氢。     

基于盾构隧道斜交下穿的修正Peck公式法

在盾构隧道下穿导致的地表沉降计算中,通常需利用Peck公式理论计算盾构横断面的二维沉降.当盾构以斜交下穿时,盾构横断面不再平行于上部线路沿线方向,其沿线沉降的形式不符合正态分布,因此需要将Peck法推广到平面上任意一点的沉降计算中.综合考虑盾构坡角及隆起效应等影响因素,引入角度系数对Peck公式进行修正,使之可直接计算盾构斜交条件下地表平面上任一点的沉降,进而直接计算上部线路沿线沉降.通过有限元数值分析法进行验证,并在此基础上利用动力学仿真分析研究不同斜交角度所产生的不同沉降形式对脱轨系数及减载率的影响.     

单双层石墨烯的制备及电导特性调控

石墨烯二维材料有着优异的物理、化学特性,在多个科学领域展现出广阔的应用前景.采用化学气相沉积方法在Cu-Ni合金表面制备了二维石墨烯薄膜并揭示其生长机制;研究生长时间、温度等对石墨烯覆盖度和晶格质量的影响.通过优化生长条件,成功制备了大面积单层及具有强烈层间耦合作用的AB堆叠双层石墨烯薄膜.进一步运用表面沉积技术在单层石墨烯上构建零维Au团簇和二维Au薄膜,研究其对石墨烯电导特性的影响;并结合第一性原理计算,揭示Au的形态及覆盖度影响石墨烯电导特性的规律.据此制作了石墨烯场效应晶体管器件,通过精确控制Au的覆盖度,实现石墨烯电导类型和载流子浓度的有效调控,拓展了其在微电子领域的应用.     

叶绿体信号通过诱导抗氧化酶和花青素参与拟南芥环境胁迫响应

本文研究了渗透胁迫和冷胁迫对于叶绿体信号缺失突变体gun1、gun5和abi4的影响.实验结果表明,叶绿体信号缺失突变体对胁迫的抵抗力下降,表现在植株含水量降低,电导率和丙二醛含量升高.并且发现叶绿体信号缺失突变体中抗氧化酶如POD、SOD、APX活性明显下降,活性氧(超氧离子)积累明显加重,此外叶绿体信号缺失突变体不能诱导植物体内花青素的合成.本文初步探讨了叶绿体信号与植物体内活性氧和花青素合成途径的关系,表明叶绿体信号可以通过诱导抗氧化酶和花青素从而抵抗环境胁迫.     

明代雹灾的关联信息挖掘研究

本文对收集的明代雹灾史料进行整理和分类,构建了我国明代的雹灾数据库,将雹灾的定性描述转化成定量描述.根据冰雹的大小和造成的危害进行等级划分,对发生雹灾时伴随的其它阵性天气现象进行统计分析.利用关联挖掘模型——CARMA算法挖掘不同等级的雹灾与风、雨、雷电等阵性天气的关联性及其有关规律.结果表明,明代的雹灾与雨的关联性最大,其次是风和雷电,它们易带来大雨雹或大风雨雹等灾害.同时不同等级的雹灾发生时伴随着其他的阵性天气的置信度也存在着差异,因此当雹灾出现的时候,应同样考虑到其他如暴雨、狂风、雷电等强对流天气灾害造成的危害.作者通过本文的研究获得了雹灾的关联信息,对于指导雹灾的预报与支持决策有一定的参考价值.     

小型数据中心气流组织及能耗优化

数据中心空调系统的首要任务是保证服务器的安全可靠运行.为了达到这个目标,很多数据中心的空调系统在欠负荷下运行,造成能源的浪费.这主要是因为气流组织的不合理造成局部区域报警从而启动了多余的制冷设备.为了节省能源和研究合理的气流组织,以一个存在上述问题的小型数据中心为例进行了研究.首先用数值分析的方法建立了数学模型,然后用实测数据提供了模拟中需要的边界条件,模拟得到其速度场和温度场情况,再用实测数据验证了模型模拟结果,然后根据实测和模拟结果用评价参数评价其能耗水平,最后提出改造方案.结果表明,在热扩散不好的区域增加智能风扇系统有效地改善了气流组织的情况,与一般的通风系统相比,这种系统每年可以降低38%的能耗.     

初始裂缝对重力坝地震响应特性的影响

初始裂缝对重力坝抗震安全性的影响不可忽视,甚至成为控制结构安全储备和破坏模式的关键因素.将水平集方法应用到初始裂缝界面的描述及加强单元类型的判别,并与扩展有限元相结合,通过在相关节点的影响域上富集非连续位移模式,描述裂缝的扩展.基于扩展有限元算法研究了不同位置深度和倾角的初始裂缝对重力坝地震全过程中动力性态、最终破坏模式和缝面动力行为的影响.结果表明:坝顶水平向位移波动幅值、缝面的张合及最终滑移状态均随着初始裂缝深度的增大而增大;初始缝倾角并不作为坝体最终破坏模式的控制因素,坝体的最终破坏形态主要受坝体在地震作用中的应力场条件控制;倾斜向上初始缝一定程度上抑制了开裂路径的发展,对坝体的地震危害最小.     

密封皮碗骨架结构改进及优化分析

针对钻井作业中密封皮碗在高压下失效的现象,设计了一种密封皮碗的钢制骨架。应用ANSYS Workbench,通过建立具有钢质骨架的密封皮碗模型,进行35MPa密封压力下的承压能力分析;通过对骨架结构相关参数进行优化设计,得到满足设计要求的密封皮碗骨架形式。     

Ⅰ型超导体全离散T-ψ有限元法的误差估计

采用将磁场H进行T-ψ有限元分解的方法来解决Ⅰ型超导的问题,其中带有奇异核的卷积项是误差估计的关键.首先我们要给出T-ψ具体形式,以及变分形式和相关的函数空间;其次,给出全离散格式,并证明其变分问题解的存在唯一性;最后,进行稳定性研究和误差估计.     

求解时谐涡流问题T-ψ有限元迭代算法

介绍麦克斯韦方程组在时谐涡流场的边界条件,给出所要求解的T-ψ格式.然后,提出全离散的耦合T-ψ有限元算法和解耦T-ψ有限元迭代算法.最后,进行数值实验,验证两种算法的可行性和收敛性.