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添加剂在有机太阳能电池中的应用

化学学报 2024年第5期82卷 551-564页

作者：江雪涂开槐段泰男肖泽云重庆交通大学国科大重庆学院重庆400074 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714

有机太阳能电池(OSC)的快速发展对能源清洁化和社会发展绿色化起着积极的推动作用.对于OSC的发展,提高其光电转换效率(PCE)是最重要的目标之一,而活性层的形貌优劣对器件的PCE值起着决定性的作用.近年来,由于具有良好的形貌调节能力、... 详细信息

有机太阳能电池(OSC)的快速发展对能源清洁化和社会发展绿色化起着积极的推动作用.对于OSC的发展,提高其光电转换效率(PCE)是最重要的目标之一,而活性层的形貌优劣对器件的PCE值起着决定性的作用.近年来,由于具有良好的形貌调节能力、简单的使用方法以及对器件性能显著的提升能力,添加剂在OSC中的应用引起了研究者的广泛关注.本综述简要总结了在OSC发展历程中所使用添加剂的种类、结构以及在器件性能提升中的作用机制,基于添加剂丰富的类型和不同的作用机理与材料性质,从分子结构特征考虑,将添加剂主要划分为非芳环类、单环或者多环芳烃类、具有D-A型分子结构类以及功能结构复杂型四个大类,同时讨论了添加剂在OSC领域的发展前景以及存在的挑战,为未来新型高效添加剂的设计使用提供了指导.

关键词：有机太阳能电池器件效率添加剂形貌优化

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冲击激励式压电俘能器的接口电路设计

压电与声光 2024年第3期46卷 356-361页

作者：肖泽坤董维杰大连理工大学电气工程学院辽宁大连116024

设计了一种自供能同步非对称电压翻转及电荷提取电路(SP-SAFCE),其在压电俘能器电压正峰值完全翻转,在负峰值将能量完全提取,结合了并联同步开关电感电路和同步电荷提取电路的特点。相比于传统的压电接口电路,SP-SAFCE具有自供能的峰值... 详细信息

设计了一种自供能同步非对称电压翻转及电荷提取电路(SP-SAFCE),其在压电俘能器电压正峰值完全翻转,在负峰值将能量完全提取,结合了并联同步开关电感电路和同步电荷提取电路的特点。相比于传统的压电接口电路,SP-SAFCE具有自供能的峰值检测模块和开关、无整流桥、无需阻抗匹配等优势。在拨动频率和磁铁间距离变化条件下进行对比实验,实验表明,在相同冲击激励下,SP-SAFCE电路的工作电压比同步电荷提取电路低0.8 V,输出功率约为同步电荷提取电路的1.15倍,适合作为冲击激励式压电俘能器的接口电路。

关键词：压电能量收集接口电路冲击激励无整流桥自供能无需阻抗匹配

车用内置式永磁同步电机的设计与振动优化研究

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车用内置式永磁同步电机的设计与振动优化研究

作者：裴泽健吉林大学

学位级别：硕士

电动汽车具备高效节能、环境友好、成本低廉等优点,对其进行大力发展有利于促进我国节能减排实施和生态文明建设,对社会的可持续发展和国家能源安全发展具有重要的现实意义。电驱作为未来汽车行业发展的趋势,电动汽车驱动用电机的发展... 详细信息

电动汽车具备高效节能、环境友好、成本低廉等优点,对其进行大力发展有利于促进我国节能减排实施和生态文明建设,对社会的可持续发展和国家能源安全发展具有重要的现实意义。电驱作为未来汽车行业发展的趋势,电动汽车驱动用电机的发展也势必会引起关注,研发高动态性能、高效率、高可靠性、低成本的车用电机意义重大。永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)因其结构紧凑、效率高、功率因数大、调速范围宽以及优秀的环境适应性等优点逐渐崭露头角。内置式永磁同步电机因其两个磁轴电感不一致从而产生额外的磁阻转矩,提高功率密度,实现更宽调速范围,使其动态性能较之于表贴式永磁同步电机更加出色。本文按照纯电动汽车的性能指标设计了一台内置式永磁同步电机,随后对其振动过大的问题进行了优化,本文的主要研究内容如下:(1)确定所设计电机的性能参数,通过理论分析确定电机定子的极槽配合、绕组方案选择,确定电机转子的结构和开槽方案,确定电机的材料,确定包括定转子内外径、气隙长度、永磁体的尺寸在内的电机关键尺寸,完成对车用内置式永磁同步电机的初步设计。(2)利用Ansys Maxwell 2D对设计好的电机进行有限元分析,包括空载工况磁场有限元分析、额定工况转矩有限元分析、齿槽转矩有限元分析,验证设计的电机是否满足性能要求。分析结果发现空载工况定子绕组三相反电动势偏大,额定转矩平均值未达设计要求,且齿槽转矩和额定工况转矩脉动都偏大,引起电机壳体较大振动,需要进行优化。(3)确定优化目标为:在满足空载工况定子绕组三相反电势和额定工况平均转矩要求的前提下,通过对转子冲片上相关结构进行优化,降低电机的齿槽转矩和在额定工况下的转矩脉动,降低电机振动。使用Ansys Maxwell 2D构建电机参数化模型,利用Opti SLang模块对永磁体和转子上相关结构进行灵敏度分析,分析得到相关系数大的结构后,基于EA算法对相关结构进行多目标优化。对多目标优化结果进行有限元分析后发现仍存在高次谐波,对电机添加转子斜级进行二次优化。将二次优化后的结果进行有限元分析,同二次优化前的结果进行对比的同时,画出电机效率map图,验证二次优化后结果满足优化目标。利用Ansys Fluent对电机二次优化后的结果进行温升仿真,验证二次优化后的温度满足设计的绝缘等级所对应的温度。(4)搭建了电机转矩实验台和振动实验台,分别对样机进行了多目标优化前、多目标优化后和二次优化后的齿槽转矩测试、额定工况转矩测试和额定工况下的振动测试。对标转矩测试结果和有限元分析结果显示平均误差为4.66%,满足小于5%的要求;振动测试结果显示多目标优化后壳体振动加速度降低33.3%,二次优化后在多目标优化的基础上降低了16.7%,验证了优化结果的可靠性。

关键词：永磁同步电机设计有限元分析多目标优化二次优化转矩及振动实验

基于机器视觉的汽车产线车外灯在线智能检测系统

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基于机器视觉的汽车产线车外灯在线智能检测系统

作者：萧泽健东莞理工学院

学位级别：硕士

随着汽车工业的快速发展,对汽车质量和安全性能的要求也越来越高。车外灯作为汽车的重要安全装置之一,其性能和功能的稳定性对驾驶者和行人的安全至关重要。目前现有的车外灯完整性检测主要依赖于人工目视检查,需要大量的人工及时间完... 详细信息

随着汽车工业的快速发展,对汽车质量和安全性能的要求也越来越高。车外灯作为汽车的重要安全装置之一,其性能和功能的稳定性对驾驶者和行人的安全至关重要。目前现有的车外灯完整性检测主要依赖于人工目视检查,需要大量的人工及时间完成该项工作,不能满足节约工时、节约人力等要求,检测效率低且易受到主观因素的影响。因此,对检测车外灯是否能够正常亮起的精确识别,本论文开发了一种基于机器视觉的汽车产线车外灯在线智能检测系统。该系统结合了计算机视觉技术和机器学习算法,在无人干预的情况下,自动化地检测和判断车外灯的状态和功能。论文的主要研究工作如下:对现场汽车产线车外灯节拍需求进行分析,设计出合理的操作流程。明确了汽车产线车外灯在线智能检测系统的设计需求,完成相机、工控机等硬件的选型;设计相机自动检测方法并集成算法代码;开发了与视觉系统适配的交互控制软件,实现调试、车外灯亮灭状态识别的可视化。为解决简单或单一车外灯,同时确保不占用太多运算资源,使用开源计算机视觉库(Open Source Computer Vision Library,Open CV)对车外灯图像进行预处理,包括图像增强、滤波和边缘检测等操作,以提高图像质量和车外灯的边缘信息,并通过形态学操作来优化边缘结果。利用基于深度学习的目标检测算法Yolo(You Only Look Once)解决传统的机器视觉的不足。为此,收集了包含不同类型车辆和各种光照条件下的车外灯图像数据集,并进行标注,在此基础上训练Yolov5s。实验结果显示,Yolov5s在检测精度和速度方面都表现出色,检测精确率和召回率均可高达99%,而平均精度均值则能稳定保持在85%以上。为解决受硬件限制和实时性能要求的问题,提出Yolov5s+Mobile Net的轻量化模型,在保持较高准确率的同时降低模型的计算和传输的成本,提高模型的适用性和灵活性,使其能够在现场的设备和场景中进行多目标检测任务。实验结果表明:Yolov5s-QLH与Yolov5s相比,Yolov5s-QLH的计算量仅为Yolov5s的20%,参数量减少了2倍,模型大小同样减少了10M,在GPU上的推理速度提升了31fps,在CPU上的推理速度达到了25fps,比Yolov5s提升了1倍多。本研究基于机器视觉技术开发了汽车产线车外灯在线智能检测系统,并已完成软件和硬件设备的搭建。经过在汽车检测车间环境中的实验测试,结果表明该系统在满足产线需求的同时简单易用,且具有良好的实用性和可维护性。以Yolov5s-QLH为基础的车外灯检测方法具有高精度的识别、快速的推理速度和轻量级的检测模型等特点,适用于车辆生产流水线上的检测任务。同时,在不断丰富汽车车外灯数据的基础上,该方法也能够持续改进和优化,后续可适用于车企所有车型,对于产线自动化、智能化具有重要的推广意义。

关键词：机器视觉车外灯检测 Yolov5s 轻量化模型人机交互界面

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含油污泥催化热解特性与预测

洁净煤技术 2024年第S1期30卷 141-148页

作者：艾泽健朱晓蕾冷立健杨建平李海龙中南大学能源科学与工程学院

采用热重分析仪研究了含油污泥（Oily Sludge, OS）的催化热解特性，并基于人工神经网络（Artificial Neural Network, ANN）算法，建立了可预测催化效率的机器学习模型，为催化热解过程优化提供指导。研究表明Fe2O3、CaO可降低OS在2个... 详细信息

采用热重分析仪研究了含油污泥（Oily Sludge, OS）的催化热解特性，并基于人工神经网络（Artificial Neural Network, ANN）算法，建立了可预测催化效率的机器学习模型，为催化热解过程优化提供指导。研究表明Fe2O3、CaO可降低OS在2个热解阶段的热失重峰值温度，且OS第1热解阶段的热失重峰值温度均由315℃降至270℃,第2热解阶段的热失重峰值温度由460℃分别降至420和430℃。反应动力学模型表明Fe2O3、CaO可降低OS有机组分的热解活化能，由33 kJ/mol分别降至25和30 kJ/mol, Fe2O3催化效率更高。建立的机器学习模型可准确预测催化热解过程(R2=0.99,RMSE=0.03)。基于机器学习模型预测，选用Fe2O3作为热解催化剂，混合比13%,热解温度440℃时，OS热解催化效率最高，可达10.27%,本研究将为OS等有机固废的催化热解提供新思路。

关键词：含油污泥热解动力学催化热解催化效率机器学习

H_(2)/CH_(4)燃料轴向分级燃烧再燃火焰流动与燃烧特性的试验研究

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动力工程学报 2024年第9期44卷 1385-1392页

作者：李原森李昱泽肖运来葛冰上海交通大学机械与动力工程学院动力机械及工程教育部重点试验室上海200240

燃料轴向分级(AFS)燃烧技术是目前重型燃气轮机的先进低污染燃烧技术。为了揭示H_(2)/CH_(4)燃料种类和射流角对轴向分级燃烧的再燃区流场、火焰结构的影响规律,使用高频粒子图像测速(PIV)技术和OH^(*)基自发光技术,探究射流当量比为0.... 详细信息

燃料轴向分级(AFS)燃烧技术是目前重型燃气轮机的先进低污染燃烧技术。为了揭示H_(2)/CH_(4)燃料种类和射流角对轴向分级燃烧的再燃区流场、火焰结构的影响规律,使用高频粒子图像测速(PIV)技术和OH^(*)基自发光技术,探究射流当量比为0.6、动量通量比为6时90°和45°射流角对不同种类的燃料轴向分级流场、再燃火焰结构的影响。研究表明:当射流角为90°时,射流根部会产生明显的回流区;射流火焰存在周期性脉动;当射流角为45°时,剪切层在射流根部不会产生明显的回流区,射流火焰燃烧更加稳定,燃料在低速区的化学停留时间更短,对于火焰传播速度快、容易回火的氢气燃料有较好的适应性;甲烷燃料掺氢增加了射流火焰的传播速度,随着掺氢比的增加,射流火焰从脱体火焰逐渐变为连续火焰,迎风侧射流火焰分支出现,反应区长度缩短并且变小,火焰强度增强,火焰根部向喷嘴出口移动并最终附着在射流喷嘴出口。

关键词：燃料轴向分级射流角二级火焰结构掺氢燃烧

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高性能有机小分子光伏给体材料研究进展

有机化学 2024年

作者：涂开槐江雪段泰男肖泽云重庆交通大学国科大重庆学院中国科学院大学重庆绿色智能技术研究院

作为传统化石能源的替代之一，光伏能源的发展对碳中和及碳达峰目标的完成至关重要。相对于传统无机类太阳能电池（如单晶硅等），有机太阳能电池（OSCs）具有成本低、重量轻、可弯曲以及便于大面积印刷制备等优点，加上小分子光伏材料... 详细信息

作为传统化石能源的替代之一，光伏能源的发展对碳中和及碳达峰目标的完成至关重要。相对于传统无机类太阳能电池（如单晶硅等），有机太阳能电池（OSCs）具有成本低、重量轻、可弯曲以及便于大面积印刷制备等优点，加上小分子光伏材料良好的批次间性能一致性，使得有机小分子OSCs在近五年内得到了迅猛发展。作为OSCs活性层材料的重要组成之一，给体材料的作用举足轻重。本文系统回顾了近年来几类较有潜力的高性能小分子给体材料，通过相关研究进展分析总结了各类材料在分子设计、器件构筑以及形貌调控方面的特点与趋势。在此基础上，我们总结了当前有机小分子光伏材料研究领域存在的主要挑战与问题，并对相关领域未来发展提出了展望。

关键词：有机太阳能电池小分子光伏给体光电转换效率分子设计

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重庆武隆发现贵州臭蛙

动物学杂志 2024年第05期 766-773页

作者：刘京程彦林周军健李仕泽茅台学院资源环境系

2022年8月2日在重庆市武隆区（29°32′29″N,107°53′15″E，海拔697 m）采集到5号两栖动物个体，经形态特征比较，与贵州臭蛙（Odorrana kweichowensis）相似；基于线粒体ND2基因构建臭蛙属部分物种系统发育树，此次采集的臭蛙标本... 详细信息

2022年8月2日在重庆市武隆区（29°32′29″N,107°53′15″E，海拔697 m）采集到5号两栖动物个体，经形态特征比较，与贵州臭蛙（Odorrana kweichowensis）相似；基于线粒体ND2基因构建臭蛙属部分物种系统发育树，此次采集的臭蛙标本与贵州臭蛙聚为一支，且具有高支持率（贝叶斯法/最大似然法：1.00/100）；基于Kimura双参数模型估算本次采集的臭蛙标本与贵州金沙贵州臭蛙模式产地标本间的遗传距离为0.03%，远小于臭蛙属物种间的遗传距离（6.56%～24.38%）。综合形态特征和分子系统发育比较，确定此次采集到的臭蛙标本为无尾目（Anura）蛙科（Ranidae）臭蛙属的贵州臭蛙，系重庆市两栖动物分布新记录种。

关键词：贵州臭蛙分布新记录种重庆

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考虑水盐相变的盐渍土基质吸力的温度效应

农业工程学报 2024年第15期40卷 287-292页

作者：肖泽岸段杰云李康良王启航郭茂亮太原理工大学土木工程学院太原030024

基质吸力是引起土体中水分迁移的驱动力,对探究土体中水盐迁移动态具有重要的意义。为研究由温度变化诱发的盐渍土孔隙溶液相变对土体基质吸力的影响,用pF meter测试了不同NaCl和Na_(2)SO_(4)比例的盐渍土在不同温度条件下的基质吸力。... 详细信息

基质吸力是引起土体中水分迁移的驱动力,对探究土体中水盐迁移动态具有重要的意义。为研究由温度变化诱发的盐渍土孔隙溶液相变对土体基质吸力的影响,用pF meter测试了不同NaCl和Na_(2)SO_(4)比例的盐渍土在不同温度条件下的基质吸力。试验结果表明:在水盐相变发生前,盐渍土基质吸力随温度的降低呈线性增加;而当降温过程中有水盐相变发生时,土体基质吸力随温度的变化趋势会发生明显突变。NaCl和Na_(2)SO_(4)对土体水盐相变规律影响不同,使得含不同比例NaCl和Na_(2)SO_(4)的复合盐渍土基质吸力呈现较大的区别。2%NaCl+4%Na_(2)SO_(4)的盐渍土在19和-9℃附近发生盐结晶相变和二次相变,而4%NaCl+2%Na_(2)SO_(4)的盐渍土两次相变分别发生在11和-16℃附近。水盐相变导致土体液态含水率明显降低,进而引起复合盐渍土基质吸力在两个相变阶段均有明显增加。NaCl抑制土体中液态水发生冰水相变,Na_(2)SO_(4)容易在正温结晶,故Na_(2)SO_(4)主要影响土体正温时的盐结晶规律,NaCl则主要影响土体在负温条件下的冰晶产生规律;二者比例不同造成土体盐结晶温度和二次相变温度有明显差异,使得复合盐渍土的水盐相变规律更加复杂,其基质吸力随温度的变化更加难以预测。此外,该研究进一步探究了冰、盐结晶量对基质吸力变化的贡献,为深入理解盐渍土的相变过程和基质吸力之间的关系提供了有效参考。

关键词：盐渍土基质吸力水盐相变液态含水率温度效应

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