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正方形泄放口尺寸对高压氢气泄漏激波传播与自燃特性的影响研究

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火灾科学（中英文） 2024年第1期33卷 1-9页

作者：吴云帆段强领汤静蒋光波曾倩张嵩林金凯强孙金华中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室合肥230026

实验研究了高压氢气从不同尺寸泄放口释放到管道中的激波传播特性和自燃发生规律,采用了三种尺寸的正方形泄放口,面积分别为113 mm^(2)(开口率λ=4/5),75 mm^(2)(λ=2/3),49 mm^(2)(λ=1/2)。结果表明,开口率的减小会削弱管道内激波的... 详细信息

实验研究了高压氢气从不同尺寸泄放口释放到管道中的激波传播特性和自燃发生规律,采用了三种尺寸的正方形泄放口,面积分别为113 mm^(2)(开口率λ=4/5),75 mm^(2)(λ=2/3),49 mm^(2)(λ=1/2)。结果表明,开口率的减小会削弱管道内激波的强度和传播速度,并抑制激波在向下游传播过程中的发展。同时发现,随着开口率的减小,氢气自燃所需的最小泄放压力增大。进一步,当开口率减小时,氢气自燃的整体火焰强度减弱,火焰传播速度减小。特别是在开口率较小的条件下(λ=1/2),当泄放压力增大时,管道内最大火焰强度未有明显增长,表明开口率减小对整体火焰强度有一定的抑制作用。

关键词：高压氢气泄漏开口率激波自燃

泄放口性质对高压氢气泄漏自燃影响的实验研究

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泄放口性质对高压氢气泄漏自燃影响的实验研究

作者：吴云帆中国科学技术大学

学位级别：硕士

化石能源的过度使用导致了环境污染和气候变化,氢能作为零污染、燃烧效率高、来源广泛的可再生清洁能源,对可持续发展和能源转型具有战略意义。目前主流的氢能储存和运输方式为高压气态储氢,然而,由于氢气自身具有易泄漏、氢脆效应、点... 详细信息

化石能源的过度使用导致了环境污染和气候变化,氢能作为零污染、燃烧效率高、来源广泛的可再生清洁能源,对可持续发展和能源转型具有战略意义。目前主流的氢能储存和运输方式为高压气态储氢,然而,由于氢气自身具有易泄漏、氢脆效应、点火能极低和燃烧范围宽的物化性质,为氢能的利用带来了危险因素。并且,高压氢气发生泄漏后,在没有明显的外界点火源的情况下有较大可能发生自燃,甚至造成进一步的氢气火灾或爆炸等事故,这已成为氢能安全利用的重大障碍。因此,需要对高压氢气泄漏自燃现象进行广泛的研究和深入的理解。使用高压氢气泄漏模拟实验装置,利用压力测试和光电探测设备,对高压氢气经不同形状、材质及尺寸的泄放口泄放到管道内的激波传播和自燃特性进行实验研究,旨在探究不同泄放口性质对高压氢气泄漏自燃的影响规律。首先,通过改变泄放口的形状和长宽比探究泄放口形状对高压氢气泄漏自燃的影响,采用圆形、长宽比为1的正方形、长宽比为2和3的狭缝形状共4种不同形状的泄放口。实验结果发现非圆形泄放口条件下的激波压力和激波速度均小于圆形泄放口,并且长宽比越大,激波受到的削弱作用越强,同时氢气自燃所需的最低泄放压力随之升高。但在非圆形泄放口条件下,管道内氢气与空气的混合作用会增强,从而增强氢气自燃火焰的强度。泄放口形状改变带来的激波削弱作用会抑制氢气自燃的发生,而气体混合效应的加强会促进氢气自燃的发生,二者互为拮抗,共同影响氢气自燃。相比圆形泄放口条件,在长宽比为1的正方形泄放口条件下,两种效应强度相当,自燃强度没有明显变化;在长宽比为2的狭缝形泄放口条件下,气体混合效应强于激波削弱效应,氢气自燃强度显著提高;在长宽比为3的狭缝形泄放口条件下,气体混合效应略强于激波削弱效应,氢气自燃强度小幅度提高。其次,对结合了泄放口面积因素的不同爆破片材质条件下的高压氢气泄漏自燃进行了研究。在泄放口面积为79 mm2时,爆破片未完全打开,镍爆破片条件下的爆破片打开程度、管道内激波压力和速度、以及火焰强度和速度均大于不锈钢爆破片条件。泄放口面积为79 mm2时,镍和铝爆破片均未完全打开,其打开程度差异、以及激波压力和速度差异均较小;泄放口面积为177mm2时,镍和铝爆破片均完全打开,管道内激波压力和速度均明显增大,且镍爆破片条件下的激波压力、激波速度和火焰强度略微大于铝爆破片条件,同时火焰出现时间较早。在泄放口面积相同时,不同材质爆破片条件下管道内的激波和自燃特性与爆破片打开程度有关,爆破片打开程度越大,则激波压力和速度越大,氢气自燃可能性以及自燃火焰强度越高。当泄放口面积减小时,不同材质爆破片的打开程度均减小,激波强度以及氢气自燃可能性均降低;并且在泄放口面积较小时,不同材质爆破片条件下的激波和火焰特性之间的差异减小。最后,结合泄放口形状因素对不同泄放口开口面积下的高压氢气泄漏自燃进行了研究。结果表明相比于泄放口形状的改变,管道内激波和火焰特性对泄放口开口面积的改变更敏感。对于正方形、长宽比为2和3的狭缝形状,开口面积的减小都会导致管道内的激波压力和激波速度、以及火焰强度和火焰速度显著降低,并且会使最大火焰强度受泄放压力提高的增强作用减弱。在较小的泄放口开口面积条件下,狭缝形泄放口长宽比的变化对高压氢气的激波传播和火焰强度的影响消失。泄放口面积减小时,氢气自燃可能性降低,自燃所需的最小泄放压力升高。而泄放口形状不同时,泄放口面积的减小对高压氢气自燃的抑制作用不同,正方形和长宽比为3的狭缝形泄放口条件下的氢气自燃临界泄放压力升高值较小,而长宽比为2的狭缝形泄放口条件下自燃临界压力升高较大。

关键词：高压氢气自燃泄放口激波传播火焰传播

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人体肝脏中氧气传输过程的数值分析

人体肝脏中氧气传输过程的数值分析

作者：吴云帆武汉工程大学

学位级别：硕士

肝脏是人体内含有物质种类最多、功能最复杂的器官,国内外对肝脏的研究从未停止。肝小叶是肝脏的基本结构单元,也是肝脏实现所有功能的场所,因此对肝小叶的研究受到很大的关注。肝小叶的结构非常特殊,由于实现肝脏的多种功能需要大量的... 详细信息

肝脏是人体内含有物质种类最多、功能最复杂的器官,国内外对肝脏的研究从未停止。肝小叶是肝脏的基本结构单元,也是肝脏实现所有功能的场所,因此对肝小叶的研究受到很大的关注。肝小叶的结构非常特殊,由于实现肝脏的多种功能需要大量的氧的参与,因此肝小叶拥有肝动脉和肝门静脉的双重供血,一方面提供充足的营养物质,另一方面提供充足的氧,肝组织内的氧浓度的变化会导致整个肝脏的生理状态发生变化。由于肝小叶的结构复杂、其内包含的物质及其繁杂,任何参数的变化都可能会成为肝组织内氧浓度变化的原因。针对肝小叶的结构和功能特点,本文利用数值计算方法探究了氧在肝小叶中的传输过程,并且探讨了肝组织内氧浓度的分布以及影响因素。首先,根据实际的肝小叶结构,对其内的肝细胞和肝血窦分布进行了合理的假设和简化,同时基于传质理论,建立了肝小叶内的传质模型;其次,在考虑肝细胞排列的基础上,将此模型应用于分析肝小叶内的氧传输过程,并自行推导了肝血窦内氧传输微分方程;其三,基于上述模型,自行编写了计算代码,通过数值计算得到了氧在肝组织内的分布以及变化情况,并进一步分析了不同因素对肝组织内氧浓度变化及分布的影响,例如:肝血窦内血流速度、肝血窦壁以及肝细胞膜的通透性等因素的变化,均会对肝组织内的氧浓度水平产生影响。最后,对肝小叶内的氧传输特性进行了总结,并提出了对肝小叶开展进一步研究的建议。

关键词：传质肝小叶氧传输数值分析

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基于薄膜铌酸锂的光信号处理芯片的研究

基于薄膜铌酸锂的光信号处理芯片的研究

作者：吴云帆华中科技大学

学位级别：硕士

随着光通信技术的发展,可调谐全光网络正成为研究热点,对全光网络中的光信号进行实时调制的光信号处理芯片成为其中的核心光电子器件。传统的基于液晶空间光调制器(Liquid Crystal Spatial Light Modulator,LC-SLM)的光信号处理技术存... 详细信息

随着光通信技术的发展,可调谐全光网络正成为研究热点,对全光网络中的光信号进行实时调制的光信号处理芯片成为其中的核心光电子器件。传统的基于液晶空间光调制器(Liquid Crystal Spatial Light Modulator,LC-SLM)的光信号处理技术存在控制速度较慢,控制范围较小的不足。为此本论文开展了一种基于阵列波导光栅(Array Waveguide Grating,AWG)的光信号处理芯片的研究,在薄膜铌酸锂平台上完成了芯片的设计、测试及优化工作,该芯片具有快速控制的特点。本论文的主要研究内容如下:(1)提出了一种基于AWG的光信号处理芯片。该芯片在薄膜铌酸锂上单片集成AWG、调制器阵列和反射器阵列,实现了对输入光信号各个频率分量的幅度和相位控制。通过在频域内对入射光信号进行处理,可以实现光学滤波器、任意波形发生器等功能。(2)设计了基于AWG的光信号处理芯片。介绍了AWG的基本原理并基于傅里叶衍射理论建立了AWG的理论分析模型,在薄膜铌酸锂上设计了中心波长1550 nm,波长间隔50 pm,共100个通道的AWG;阐述了多模干涉耦合器(Multimode Interferometer,MMI)的基本原理,对1×2MMI和2×2MMI以及S-bend结构进行了仿真和优化;并基于MMI设计了马赫曾德调制器(Mach-Zehnder Modulator,MZM)和反射器。(3)介绍了光信号处理芯片的工艺制作流程,进行了光信号处理芯片的版图设计,并搭建了具有偏振控制功能的芯片测试系统,利用该系统对制作的光信号处理芯片进行了性能测试。测试结果表明AWG通道间隔为50 pm,MZ调制器的半波电压约为2.5 V,响应时间小于0.5μs,初步验证了该方案的可行性。(4)对光信号处理芯片进行了优化设计。在阵列波导区域采用浅刻蚀,采用TE偏振模式,并缩短了阵列波导的长度差,从而减小了AWG的插入损耗和通道串扰;仿真获得AWG的插入损耗约3 d B,串扰低于20 d B。同时优化设计了MMI结构,并在调制器区域采用共面电极结构,仿真获得MZ调制器的电压长度积为8.76V·cm。综上所述,本论文提出了一种基于薄膜铌酸锂的光信号处理芯片,并进行了制作和测试,初步验证了方案的可行性,并根据测试结果进行了进一步的优化。

关键词：阵列波导光栅马赫曾德调制器多模干涉耦合器薄膜铌酸锂

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纸质档案管理与电子档案管理的融合分析

造纸装备及材料 2023年第11期52卷 169-173页

作者：吴云帆泉州职业技术大学福建泉州362268

随着数字技术的飞速发展和社会的不断进步,档案管理方式也正在经历前所未有的变革。传统的纸质档案作为主要的资料保存形式,承载着社会的历史、文化和知识。档案不仅是历史的见证,还是未来决策的基础,无论档案是纸质形式还是电子形式,... 详细信息

随着数字技术的飞速发展和社会的不断进步,档案管理方式也正在经历前所未有的变革。传统的纸质档案作为主要的资料保存形式,承载着社会的历史、文化和知识。档案不仅是历史的见证,还是未来决策的基础,无论档案是纸质形式还是电子形式,确保档案的连续性和可访问性是档案管理的核心目标。然而,数字化时代的到来为档案管理带来新的机遇和挑战。纸质档案与电子档案的管理如何融合,成为学术和实践领域都极其关心的问题。基于此,文章分析了纸质档案管理的弊端和电子档案管理的优势,介绍了纸质档案管理和电子档案管理的融合现状,并针对问题从不同角度详细阐述纸质档案管理与电子档案管理的融合路径。

关键词：纸质档案管理电子档案管理档案保管

图像处理技术在位场数据边界识别中的应用进展

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海洋测绘 2022年第1期42卷 36-40页

作者：王风帆吴云帆孔敏田先德国家海洋信息中心天津300171 海军研究院天津300061

边界识别方法是重磁位场数据解释中非常重要的反演技术,是进一步深化解释工作的基础。在总结传统边界识别方法的基础上,阐述了图像处理技术在边界增强与边界拾取方面的应用现状,讨论了图像处理技术的优势与不足,最终指出利用人工智能深... 详细信息

边界识别方法是重磁位场数据解释中非常重要的反演技术,是进一步深化解释工作的基础。在总结传统边界识别方法的基础上,阐述了图像处理技术在边界增强与边界拾取方面的应用现状,讨论了图像处理技术的优势与不足,最终指出利用人工智能深度学习技术中的图像分割方法,可提升边界识别的效果与自适应能力,为位场解释技术的自动化与智能化发展提供新的研究思路。

关键词：重磁勘探位场解释图像处理边界识别边界增强边界拾取

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基于三次样条插值法的凸轮型线误差算法研究

制造业自动化 2023年第10期45卷 66-70页

作者：吴云帆张仕明吴玉国时礼平安徽工业大学机械工程学院马鞍山243032 安庆中船柴油机有限公司安庆246005 特种服役环境的智能装备制造国际科技合作基地马鞍山243032 特种重载机器人安徽省重点实验室马鞍山243032

针对三坐标测量机在检测凸轮型线时数据处理困难的问题,提出了一种基于三次样条插值法的凸轮轮廓误差算法。以凸轮理论升程数据为基础,采用三次样条插值法处理升程数据后得到其拟合曲线,相较于传统的最小二乘法精度更高,边缘处的误差更... 详细信息

针对三坐标测量机在检测凸轮型线时数据处理困难的问题,提出了一种基于三次样条插值法的凸轮轮廓误差算法。以凸轮理论升程数据为基础,采用三次样条插值法处理升程数据后得到其拟合曲线,相较于传统的最小二乘法精度更高,边缘处的误差更小。在得到原始的测量数据后,结合三次样条的边界条件和求解方法,完成算法程序编写和数值实验的验证。结果表明:针对凸轮轮廓的位点数据,以三次样条插值法为核心构筑的算法能够有效地计算出凸轮型线的误差,同时完成误差判定。

关键词：凸轮型线三次样条插值法凸轮轮廓误差算法

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基于多尺度相干分析的船测重力数据压噪技术

海洋测绘 2023年第4期43卷 6-9页

作者：王风帆吴云帆孔敏韩璐遥刘玉龙国家海洋信息中心天津300171 海军研究院天津300061

为解决从国外数据共享网站下载的船测重力资料中可能存在的系统性误差问题,利用多尺度小波变换与相干性分析技术,基于水深与重力异常的径向对称相关性,建立针对国际重力船测数据的噪音压制方案,并利用从NOAA下载的船测重力与多波束测深... 详细信息

为解决从国外数据共享网站下载的船测重力资料中可能存在的系统性误差问题,利用多尺度小波变换与相干性分析技术,基于水深与重力异常的径向对称相关性,建立针对国际重力船测数据的噪音压制方案,并利用从NOAA下载的船测重力与多波束测深数据,以及卫星测高重力模型(DTU21)开展实验,对船测重力数据中存在的系统性误差进行识别与针对性去噪处理,最终获得了较好的噪音压制效果。实验证明多尺度相干分析技术可以作为船测重力质量控制的有效手段。

关键词：船测重力卫星测高多尺度小波分析相干分析噪音压制

国有企业社会责任绩效审计评价指标体系及应用研究 ——以中国神华为例

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国有企业社会责任绩效审计评价指标体系及应用研究 ——以中国神...

作者：吴云帆浙江工商大学

学位级别：硕士

随着时代的不断发展,在当今的社会中,企业早已不是一个只为谋取利益而存在的工具了。社会责任问题的愈发凸显,导致政府与社会公众对企业的要求也越来越高,仅仅用单一的经济指标与财务数据来衡量一个企业已经远远不能满足公众与政府的需... 详细信息

随着时代的不断发展,在当今的社会中,企业早已不是一个只为谋取利益而存在的工具了。社会责任问题的愈发凸显,导致政府与社会公众对企业的要求也越来越高,仅仅用单一的经济指标与财务数据来衡量一个企业已经远远不能满足公众与政府的需要。伴随着可持续发展理念的的推行,公众更需要从社会、环境等多个角度去评价一个企业。对于作为我国经济支柱的国有企业,政府更是先后发布了《关于中央企业履行社会责任的指导意见》以及《关于国有企业更好履行社会责任的指导意见》等文件,对国有企业的社会责任履行绩效提出了更高的要求。同时,社会责任角度的绩效审计作为一种能够评价企业社会责任履行情况的方式,能够很好地督促企业更好地履行其社会责任。而一个完善、科学的国有企业社会责任绩效审计评价指标体系可以更好地指导审计人员对国有企业进行社会责任绩效审计,进而提高国有企业社会责任表现,满足国家与社会的要求。因此构建一个明确的国有企业社会责任绩效审计评价指标体系是有其必要性的。本文对社会责任理论以及委托代理理论、利益相关者理论等相关理论进行了整理与分析,在此基础上构建了国有企业社会责任绩效审计的理论框架。在理论框架的基础之上,本文以评价分析国有企业社会责任履行情况是否具有经济性、效率性、效果性为目标,从社会责任的内容以及我国的特殊国情出发,从定性与定量的角度并结合层次分析法构建了国有企业社会责任绩效审计评价指标体系,包括3个一级指标,9个二级指标,42个三级指标。最后本文运用该指标体系对中国神华2016年-2018年社会责任履行的绩效进行了评价,对其存在的主要问题进行分析并提出了改进建议。本文的研究丰富了从审计监督的角度对企业社会责任的理论研究,特别是对国有企业社会责任的理论研究。在政府与社会都对企业有着更高社会责任绩效要求的当下,国有企业应当在企业中起到榜样作用。本文有助于推动国有企业提升其社会责任履行情况的同时鼓励更多的企业承担更多的社会责任,进而实现企业社会责任履行绩效的总体提升。

关键词：国有企业社会责任绩效审计评价指标体系层次分析法