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海上风场短时风速混合威布尔逼近方法

太阳能学报 2023年第11期44卷 224-230页

作者：叶星汝董树锋严秋雨赵一凡栾富豪朱嵘华浙江大学海洋学院舟山316021 浙江大学海洋领域交叉人才培养平台杭州310027 浙江大学电气工程学院杭州310027 阳江海上风电实验室阳江529500

海上风场风速分布特性是评估海上风场发电能力的重要因素,海上风场短时风速常呈现多峰特性,需采用混合威布尔分布。针对混合威布尔分布参数多、逼近难度大的问题,提出一种海上风场短时风速混合威布尔逼近方法,该方法以方差最小为优化目... 详细信息

海上风场风速分布特性是评估海上风场发电能力的重要因素,海上风场短时风速常呈现多峰特性,需采用混合威布尔分布。针对混合威布尔分布参数多、逼近难度大的问题,提出一种海上风场短时风速混合威布尔逼近方法,该方法以方差最小为优化目标,以矩估计值为参数初始值,以各参数取值范围为约束条件,利用改进后的粒子群算法DAIW-tanh优化参数,提高多峰型风速分布的逼近精度。算例表明:使用该方法对海上风场短时风速分布进行参数逼近,模型简单,计算速度快,不易陷入局部最优,能达到较好的逼近效果。

关键词：海上风电海上风场威布尔分布参数估计粒子群算法

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浮式风机的全寿命周期工程经济性分析

船舶物资与市场 2023年第6期31卷 105-110页

作者：朱嵘华栾富豪赵一凡张勋奎李振川孙香浙江大学海南研究院海南三亚572024 阳江海上风电实验室广东阳江529599 大唐三亚未来能源研究所有限公司海南三亚572025 福建平潭大唐海上风电有限公司福建平潭350499

随着海上风电产业向深远海逐步发展,漂浮式海上风电将作为未来深远海风资源开发的重要方式之一。由于漂浮式风电面临着水深过大、环境载荷复杂等问题,其整体构造、施工过程、运输等均与固定式海上风电不同。因此,建立浮式风机包括设计... 详细信息

随着海上风电产业向深远海逐步发展,漂浮式海上风电将作为未来深远海风资源开发的重要方式之一。由于漂浮式风电面临着水深过大、环境载荷复杂等问题,其整体构造、施工过程、运输等均与固定式海上风电不同。因此,建立浮式风机包括设计、建造、施工、运维、拆除的全寿命周期工程经济性评估模型,将对指导漂浮式海上风电开发具有重要意义。首先,参考国内外工程样机的开发经验,调研了国内浮式风机基础相关的机组、部件、塔架、浮式平台、锚泊系统的供应产业链情况。其次,结合虚拟机位结构的概念设计成果和现场施工方法,建立全寿命周期经济性分析模型,为浮式风机经济性分析提供理论基础。最后,计算评估了浮式虚拟样机的设计、建造、施工、运营全寿命周期工程经济性。

关键词：漂浮式风机全寿命周期经济性成本模型平准化成本

原位构建四联吡啶钴@半导体复合体系光催化还原CO2研究

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原位构建四联吡啶钴@半导体复合体系光催化还原CO2研究

作者：易富豪东莞理工学院

学位级别：硕士

近半个世纪来,世界人口快速增长和全球经济的快速发展迫使化石燃料过度使用和开采,所累积产生的二氧化碳加剧了全球气候变暖问题。因此,利用太阳光将二氧化碳转化为高附加值的化学品或燃料是缓解气候变暖的理想方式之一。在光催化二氧... 详细信息

近半个世纪来,世界人口快速增长和全球经济的快速发展迫使化石燃料过度使用和开采,所累积产生的二氧化碳加剧了全球气候变暖问题。因此,利用太阳光将二氧化碳转化为高附加值的化学品或燃料是缓解气候变暖的理想方式之一。在光催化二氧化碳还原中,分子催化剂易分解,并且贵金属配合物作为光敏剂,价格昂贵且与分子催化剂的电子转移效率低。为降低成本和提高电子的迁移效率,需要在分子催化剂与光敏剂间构建合适的连接方式,从而提高整个光催化二氧化碳还原体系的活性。通过分子催化剂与半导体材料杂化可构建兼具分子催化剂高活性以及半导体材料高稳定性的多相催化体系。本文以廉价金属钴配合物为分子催化剂,半导体材料g-CN和g-CN/GO为光敏剂,构建了杂化光催化二氧化碳还原体系。通过简单改变两种半导体光敏剂,实现了酸碱调控光催化二氧化碳选择性还原为甲酸和一氧化碳。主要内容如下:1、在席夫碱反应的启发下,设计合成的带有醛基的分子催化剂Coqpy-Ph-CHO,以半导体材料g-CN为光敏剂,Coqpy-Ph-CHO和g-CN通过亚胺键共价连接,原位构建了Coqpy-Ph@g-CN杂化体系。该体系可高效、高选择性光催化还原二氧化碳制甲酸。以N-甲基吡咯烷酮为溶剂,三乙胺和BIH为电子牺牲剂,光照24小时,Coqpy-Ph@g-CN杂化材料产甲酸的转化数（TON）最高可达到2185,选择性99.5%。与无共价键键连Coqpy/g-CN杂化材料相比,Coqpy-Ph@g-CN材料催化性能提升了3倍。通过紫外可见漫反射光谱、光电流响应、电化学阻抗谱和光致发光光谱等表征发现,Coqpy-Ph-CHO与g-CN两者间的共价键合,不但有效提高了g-CN光生电子-空穴对的分离效率,而且加速了光生电子由g-CN向Coqpy分子催化剂的转移速率,从而可高效、高选择性地实现光催化还原CO制甲酸。2、为了进一步探究Coqpy-Ph@g-CN杂化体系的性能,g-CN与碳基纳米材料GO杂化后形成异质结材料g-CN/GO,原位构建Coqpy-Ph@g-CN/GO杂化体系。以N-甲基吡咯烷酮为溶剂,苯酚和BIH为电子牺牲剂,光照72小时,Coqpy-Ph@g-CN/GO杂化材料产生一氧化碳的转化数（TON）最高可达到2487,选择性99.8%。通过表征证明了在该杂化体系中作为电子转移桥梁,加速了g-CN中光生电子-空穴对的分离,电子通过亚胺键继续转移到分子催化剂Coqpy-Ph-CHO上。这拓宽了分子催化剂Coqpy-Ph-CHO的应用,实现了酸碱调控产物的产生。

关键词： CO2还原 g-C3N4 GO 钴配合物席夫碱反应

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改性磷石膏对超硫酸盐水泥水化特性的影响

材料导报 2024年第14期38卷 138-143页

作者：王露涂拥军高富豪刘数华武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室武汉430072

本工作研究改性磷石膏对超硫酸盐水泥(SSC)早期水化热、强度、孔溶液pH值、水化产物和微观形貌的影响。与通用硅酸盐水泥(CPC)体系相比,SSC体系早期水化速率较慢、水化热较低、诱导期延长,第二放热峰出现延后,表现出较低的早期水化特性... 详细信息

本工作研究改性磷石膏对超硫酸盐水泥(SSC)早期水化热、强度、孔溶液pH值、水化产物和微观形貌的影响。与通用硅酸盐水泥(CPC)体系相比,SSC体系早期水化速率较慢、水化热较低、诱导期延长,第二放热峰出现延后,表现出较低的早期水化特性,磷石膏的改性方式可调控早期水化速率和体系水化活性。SSC体系主要水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶,浆体pH值稳定在11,其强度与磷石膏特性有关,煅烧处理可提高其中后期强度,而石灰中和处理可提高全龄期强度。磷石膏经处理后,活性增加,产生更多的AFt和C-S-H凝胶,使其结构密实、强度增加。

关键词：磷石膏改性处理超硫酸盐水泥早期水化热微结构

拔罐、俯卧两头起及拔罐联合俯卧两头起对健康男青年动脉硬度的急性影响

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拔罐、俯卧两头起及拔罐联合俯卧两头起对健康男青年动脉硬度的急...

作者：齐富豪首都体育学院

学位级别：硕士

硫酸锌与不同叶面肥及助剂配施对水稻产量及籽粒锌营养的影响

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硫酸锌与不同叶面肥及助剂配施对水稻产量及籽粒锌营养的影响

作者：何富豪扬州大学

学位级别：硕士

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基于深度学习的拓扑优化算法研究

基于深度学习的拓扑优化算法研究

作者：崔富豪烟台大学

学位级别：硕士

拓扑优化是工业设计领域中常见的数学方法,旨在给定的物理领域内,在满足各种约束条件、负载和其他边界条件等前提下,生成最佳的拓扑结构。传统的拓扑优化方法大多使用有限元法(Finite Element Method,FEM),但有限元方法的迭代计算很大... 详细信息

拓扑优化是工业设计领域中常见的数学方法,旨在给定的物理领域内,在满足各种约束条件、负载和其他边界条件等前提下,生成最佳的拓扑结构。传统的拓扑优化方法大多使用有限元法(Finite Element Method,FEM),但有限元方法的迭代计算很大程度上增加了拓扑优化的时间成本和算力成本。如今,机器学习和深度学习在图像生成领域内的快速发展为拓扑优化的发展带来了机遇。其中,扩散模型是一种新兴的图像生成模型,因生成效果优秀、细节完美等特点被广泛使用;条件生成对抗网络作为经典的图像生成模型,能够根据给定的条件信息生成相应的高质量图像。本文对将在这两个模型的基础上提出基于深度学习的拓扑优化方法,通过优化网络结构,使其更适应拓扑优化生成特性和要求。本文的主要工作如下:(1)提出了基于条件扩散模型的拓扑优化算法(Topology Optimization using Conditional Diffusion Modes,TOu CD)。针对预测拓扑优化最终结构问题,提出采用扩散模型进行预测的深度学习方法为了预测有特定需求的拓扑结构,使整个拓扑优化更具有针对性和物理意义,在扩散模型中创新性地在时间编码器(Time Embedding)中加入了条件信息;为了提高模型的训练效果,损失函数采用均方误差(Mean Squared Error,MSE)和绝对值误差(Mean Absolute Error,MAE)分段式启动模式,使模型快速收敛并趋向于稳定,预测结果与金标准高度相似。通过实验验证,该方法产生的预测结构具有多样化、噪声少等优点。(2)提出了基于级联条件对抗网络的拓扑优化算法(Topology Optimization using Multi-stage c GAN,mc GANs)。针对基于深度学习的拓扑优化方法在条件信息的生成中仍需大量前期准备工作的问题,本文提出级联网络。网络前两个自网络用于生成应变、应力等物理条件信息,后一个子网络用于预测最终拓扑结构,在保证拓扑结构具有物理意义的同时极大地节省了时间成本和算力成本。为了提高网络生成效果,模型生成器采用U-Net架构并加入注意力机制;为了解决模型深度增加导致的梯度爆炸问题,模型引入了残差模块;最后,为了优化部分预测结果出现噪声问题,采用局部二值化方法对最终结果进行后处理。通过实验验证,该方法在时间成本上远远小于传统方法并且领先于TOu CD,预测结果也和传统方法高度相似,且无需迭代计算为实验做前期准备。(3)提出基于条件对抗网络的热扩散拓扑优化算法(Thermal Diffusion Topology Optimization Using c GAN,TDuc GAN)。针对TOu CD预测时间成本依旧很大和mc GANs无法适应热扩散拓扑结构预测问题,本文提出了TDuc GAN网络;针对于深度学习网络不能很好识别出拓扑优化过程中的重要信息问题,本文在TDuc GAN网络中引入了CBAM注意力机制;针对于预测结构与真实结构存在差异性问题,本文多次对TDuc GAN模型进行实验分析,归纳出合理的损失函数。

关键词：扩散模型条件生成对抗网络拓扑优化 U-Net模型

聚丙烯粉体预辐射接枝AHB及其紫外光稳定性

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塑料工业 2024年第9期52卷 155-161页

作者：吴富豪黄斌李建喜江西理工大学化学化工学院江西赣州341000 中国科学院上海应用物理研究所上海201800

将紫外吸收官能团接枝在聚合物主链上,使之“永久”地固定在聚合物制品中,从而防止其迁移、挥发和抽出损失是大分子紫外吸收剂的研究热点之一。本文通过预辐射接枝的方法将4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮(AHB)接枝到聚丙烯(PP)粉体上,研究了... 详细信息

将紫外吸收官能团接枝在聚合物主链上,使之“永久”地固定在聚合物制品中,从而防止其迁移、挥发和抽出损失是大分子紫外吸收剂的研究热点之一。本文通过预辐射接枝的方法将4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮(AHB)接枝到聚丙烯(PP)粉体上,研究了AHB质量百分比对接枝率的影响。采用单电子自旋(ESR)研究了辐照后PP粉体的自由基衰减,结果表明预辐射PP粉体的适宜存储时间低于96 h。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG)、差示量热扫描仪(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)对接枝前后PP粉体进行了表征。FTIR测试结果表明,AHB成功接枝到PP上;TG测试结果表明,随着PP接枝率的增加,样品的起始热分解温度(T_(onset))、第一和第二分解阶段的最大热分解速率温度T_(1max)和T_(2max)均不断增大;DSC测试结果表明,样品的结晶温度(T_(c))变化较小,而熔融焓变(ΔH_(m))和结晶度(X_(c))随着接枝率的增加先上升后下降;SEM结果显示随着接枝率的增加,PP-g-AHB表面的沟缝隙逐渐减少,表面变得光滑平整。将PP-g-AHB添加到PP中,得到PP-g-AHB/PP复合材料,其与PP片材的紫外光稳定性研究结果表明,当紫外光照射时间达到384 h时,PP的拉伸强度和断裂伸长率与未被紫外光照射过的PP相比分别下降85.6%和60.9%,而PP-g-AHB/PP复合材料的拉伸强度和断裂伸长率与未被紫外光照射过的PP-g-AHB/PP复合材料相比分别下降46.1%和35.1%,PP-g-AHB/PP复合材料具有优异的紫外光稳定性。

关键词：预辐射接枝聚丙烯 4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮紫外光稳定性拉伸性能

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挡风墙对风区隧道火灾排烟效果的影响研究

铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1979-1989页

作者：栾蝶范传刚中南大学土木工程学院湖南长沙410075 轨道交通工程结构防灾减灾湖南省重点实验室湖南长沙410075

烟气是隧道火灾中的最致命因素。针对处于风区的隧道受环境风影响,火灾烟气无法有效排出导致隧道内热量积聚和人员受困的问题,建议在风区隧道出口设置合理尺寸的挡风墙。以标准的2车道公路隧道为例,基于对公路隧道火灾载荷的调研,借助FD... 详细信息

烟气是隧道火灾中的最致命因素。针对处于风区的隧道受环境风影响,火灾烟气无法有效排出导致隧道内热量积聚和人员受困的问题,建议在风区隧道出口设置合理尺寸的挡风墙。以标准的2车道公路隧道为例,基于对公路隧道火灾载荷的调研,借助FDS(Fire Dynamics Simulator)软件建立典型的2车道公路隧道火灾模型,考虑风区10,20和30 m/s 3种横风速度,分别讨论有无挡风墙时的隧道内火灾烟气运动情况。无挡风墙时,横风会将烟气封堵在隧道内,造成隧道内热量的积聚,同时,隧道下部空间被烟气侵蚀,对人员逃生和救援工作产生不利的影响。进一步探讨不同宽度和高度的挡风墙对隧道内火灾烟气运动、隧道顶部温度、能见度及烟气层高度参数的影响,从而确定适合风区2车道公路隧道的最佳挡风墙尺寸。研究结果表明,隧道出口设置挡风墙可以有效促进风区隧道火灾烟气的排出,且能够大大降低隧道顶部温度。这是由于风流经过挡风墙时发生边界层分离,挡风墙内部形成负压驱使火灾烟气从隧道排出。当横风速度较大时,烟气倾向于全部从风区一侧排出,非风区一侧形成完全干净的空间,此时人员逃生和灭火救援可以从非风区侧进行。此外,挡风墙的尺寸并非越大越好,基于3个隧道火灾安全疏散指标,提出了优化的风区2车道公路隧道的挡风墙尺寸为4 m(宽)×8 m(高)。

关键词：隧道挡风墙横风烟气排出优化设计