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车用燃料电池空气系统供气协同控制策略研究

汽车工程 2024年第5期46卷 842-851,873页

作者：胡宾飞周雅夫连静李琳辉工业装备结构分析国家重点实验室(大连理工大学) 大连116024 大连理工大学汽车工程学院大连116024

针对车用燃料电池系统的“氧饥饿”和压力波动影响其动态性能与使用寿命的问题,本文提出了一种基于过氧比补偿的空气系统流量与压力协同控制策略。首先,建立120 kW级的车用燃料电池空气系统模型,通过台架实验确定其参数,并根据实验数据... 详细信息

针对车用燃料电池系统的“氧饥饿”和压力波动影响其动态性能与使用寿命的问题,本文提出了一种基于过氧比补偿的空气系统流量与压力协同控制策略。首先,建立120 kW级的车用燃料电池空气系统模型,通过台架实验确定其参数,并根据实验数据拟合出其传递函数模型。其次,基于扩张状态观测器间接获取电堆阴极压力,采用前馈+PI建立串级控制中外环过氧比控制模型,用以修正目标流量。最后,采用反向解耦与自抗扰控制器对空气流量和压力解耦内环控制,对模型不确定性和外部扰动构成的总扰动进行估计和补偿。仿真与实验研究表明,提出的基于过氧比补偿的串级控制策略能够快速跟踪过氧比、提升电堆功率和精确地控制压力,同时证实了该方案的协同性和鲁棒性。这有助于提升车用燃料电池系统的动态性能,延长其使用寿命。

关键词：车用燃料电池系统空气系统反向解耦自抗扰控制

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固体氧化物燃料电池流场结构影响数值模拟及基于机器学习的性能预测

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固体氧化物燃料电池流场结构影响数值模拟及基于机器学习的性能预...

作者：胡宾华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

目前,全球能源形势愈来愈严峻,推动能源转型升级,寻找清洁能源和能效转换率高的可再生能源需求愈来愈迫切。固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,缩写SOFC)是一种分布式能源发电装置,可以将化学能转化为电能,具有能量转换效率高,... 详细信息

目前,全球能源形势愈来愈严峻,推动能源转型升级,寻找清洁能源和能效转换率高的可再生能源需求愈来愈迫切。固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,缩写SOFC)是一种分布式能源发电装置,可以将化学能转化为电能,具有能量转换效率高,燃料选择灵活性高,无需贵金属作为催化剂和完全的固体电解质的优点,在分布式能源具有广阔的发展潜力,是目前国内外的研究热点。由于SOFC的密封性,对工作参数测量的SOFC的实验研究,实验成本高,周期长,本文首先基于COMSOL有限元建立了矩形流道,X形流道SOFC以及两种电解质的SOFC多物理场耦合模型,并基于Sobol敏感度分析方法对SOFC进行了参数敏感度分析,其次基于拉丁超立方抽样(Latin Hypercube Sampling,缩写LHS)的方法获取500组输入参数,并使用MATLAB和COMSOL结合的方法进行数据集的准备,最后基于机器学习构建了支持向量机(Support Vector Machine,缩写 SVM),多层感知机(Multilayer Perceptron,缩写 MLP)和多层感知机和随机森林(MLP-RF)结合的三种算法模型对SOFC的功率和最大应力进行预测,并比较了三种算法模型的预测结果。本文研究发现,X形流道和矩形流道在0.3V和0.7V两种工况下,X形流道SOFC的电化学反应速率更快,但在0.3V下,两者应力集中分布在阴阳极入口处,且X形流道的最大温度更高,最大应力更大。这表明X形流道SOFC对材料的要求更高。相比于矩形流道,X形流道逆流的流动方式对温度分布的改善效果更好。第二,SOFC-H阴极产生水蒸气,加剧了阴极浓度极化,电化学反应速率受到制约,而且X形流道相比于矩形流道,阴极浓度极化较小。第三,外加电压,燃料进口温度,燃料进口氢气浓度,空气进口温度,空气进口氧气浓度这五个参数对于SOFC输出功率和最大应力敏感度值较高,燃料进口流量和空气进口流量敏感度很小。第四,MLP-RF模型对本模型的数据集的预测效果最好,功率的预测误差MAE和MSE分别是0.003和0.0042,最大应力的预测误差MAE和MSE分别是0.00088和0.0012,SVM预测结果最差。

关键词： SOFC COMSOL 多物理场耦合 LHS 机器学习性能预测

高铁综合接地系统雷击暂态电磁环境对轨旁信号系统的影响研究

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高铁综合接地系统雷击暂态电磁环境对轨旁信号系统的影响研究

作者：胡宾合肥工业大学

学位级别：硕士

由高架桥和贯通地线组成的高铁综合接地系统是雷击牵引接触网时雷电流的主要泄流通道。泄流过程易引起桥体电位升并在其周围激发出暂态强电磁场,威胁轨旁信号系统安全运行。然而高架桥内部钢筋十分密集、电磁场转换机理复杂,较难建立准... 详细信息

由高架桥和贯通地线组成的高铁综合接地系统是雷击牵引接触网时雷电流的主要泄流通道。泄流过程易引起桥体电位升并在其周围激发出暂态强电磁场,威胁轨旁信号系统安全运行。然而高架桥内部钢筋十分密集、电磁场转换机理复杂,较难建立准确的雷击暂态宽频计算模型,同时桥体电位升及电磁场对信号系统的作用机理也尚不明确。基于上述问题,本文构建了高架桥复杂钢筋结构的简化模型,探究了综合接地系统雷击暂态电磁环境对轨旁信号系统的影响,并提出了防护措施,本文的研究工作可为高铁轨旁信号系统雷电防护设计提供参考。具体内容如下:(1)基于高架桥钢筋结构泄流时的趋肤效应规律,采取“分块简化建模”的思路构建了高架桥复杂钢筋结构的简化模型。与复杂模型相比,高架桥简化模型中钢筋数量平均减少了82.0%,阻抗幅值相对误差小于23.4%,雷电流频域响应相对误差低于0.024%,桥面电场和磁场的相对误差最大分别为17.71%和5.63%,使用简化模型可将计算效率提升97.0%以上。与现有的高架桥等值电路模型相比,桥墩墩顶电位峰值计算误差仅为7.1%,表明简化模型具有可靠的计算有效性。(2)通过实验测试与仿真建模相结合的方法,研究了高铁综合接地系统的雷击暂态电磁环境。研究发现,相比于雷击桥墩正上方,雷击桥墩档距中央时高架桥各结构单元的泄流系数会降低,雷电流沿高架桥向远处传播时的衰减速率也会减小;对于幅值为20 k A的2.6/50μs雷电流波形,雷击桥墩档距中央时桥面暂态电位升的影响范围最大,距离雷击点98.2 m范围内的桥面电位升均会超出信号系统设备的耐压值;雷击桥墩正上方时桥面磁场的影响范围最大,距离雷击点5 m范围内轨旁区域的磁场会超出GB/T197271.2规定的电子设备磁场抗扰度。(3)研究了综合接地系统雷击暂态电磁环境对轨旁信号系统的影响,计算了信号电缆芯线和屏蔽层之间的过电压,评估了信号电缆绝缘击穿风险并提出了过电压抑制措施。结果表明,雷击位置与信号电缆首端距离大于7.6 m时,信号电缆护套不存在绝缘击穿风险,土壤电阻率的降低、雷电流波前时间的减小均会使信号电缆芯线和屏蔽层之间的过电压增大。设置独立接地系统可使信号电缆雷电过电压平均降低94.6%,防护效果较好,高速铁路在建设时可间隔一定距离设置信号电缆独立接地系统。

关键词：综合接地系统雷击暂态电磁环境轨旁信号系统过电压雷电防护

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数字化测绘技术在建筑工程测量中的应用

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2023年第4期 79-81页

作者：胡宾浙江林峰空间科技有限公司浙江温州325000

在我国现代建筑工程行业发展过程中,为了保障工程建设质量,必须全面落实测绘工作,通过测绘获取建筑施工需要的各项信息,以此为基础对设计方案、施工方案等进行优化调整,从而能够提升工程建设效率与质量,其中数字化测绘技术具有良好的应... 详细信息

在我国现代建筑工程行业发展过程中,为了保障工程建设质量,必须全面落实测绘工作,通过测绘获取建筑施工需要的各项信息,以此为基础对设计方案、施工方案等进行优化调整,从而能够提升工程建设效率与质量,其中数字化测绘技术具有良好的应用效果,相比于传统测绘技术而言,测绘效率有所提升,且测绘结果准确性能够得到保证。因此,本文将对数字化测绘技术在建筑工程测量中的应用进行深入地研究与分析,并结合实践经验总结一些措施,希望可以对相关人员有所帮助。

关键词：数字化测绘技术建筑工程工程测量具体应用

旁通阀结构对燃料电池系统阴极压力控制效果的分析

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汽车工程学报 2024年

作者：周雅夫吕浩然胡宾飞大连理工大学汽车工程学院大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室

为减小压力波动对燃料电池寿命的不利影响，通过仿真及对比试验，探究增加旁通阀对阴极供给系统压力波动的改善效果。根据对燃料电池输出特性与各组件工作原理的分析，建立机理与控制模型；采用基于自抗扰的反向解耦方法实现流量与压力... 详细信息

为减小压力波动对燃料电池寿命的不利影响，通过仿真及对比试验，探究增加旁通阀对阴极供给系统压力波动的改善效果。根据对燃料电池输出特性与各组件工作原理的分析，建立机理与控制模型；采用基于自抗扰的反向解耦方法实现流量与压力的解耦控制；运用模糊PI方法实现压力波动控制。通过Matlab/Simulink仿真验证了解耦方法在该系统结构下的控制效果，在对比试验中，压力波动峰值分别为无旁通阀1.82 kPa与有旁通阀1.09 kPa，旁通阀的增加减小了压力波动，使阴极流道压力的稳定性得到了更有效的控制，对提升燃料电池寿命有重要意义。

关键词：旁通阀燃料电池流量压力解耦控制压力波动控制

补阳还五汤穴位贴敷对缺血性脑卒中临床指标影响

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中国科技期刊数据库医药 2023年第11期 72-75页

作者：文树敏胡宾宜宾市中西医结合医院四川宜宾644100

缺血性脑卒中是一种由脑血管病变引起的严重脑缺血损伤,临床上常伴随着严重的神经功能缺损。本研究旨在探讨补阳还五汤穴位贴敷对缺血性脑卒中临床指标的影响,为中风患者康复治疗提供新的治疗策略。方法比较对照组和观察组患者相关临... 详细信息

缺血性脑卒中是一种由脑血管病变引起的严重脑缺血损伤,临床上常伴随着严重的神经功能缺损。本研究旨在探讨补阳还五汤穴位贴敷对缺血性脑卒中临床指标的影响,为中风患者康复治疗提供新的治疗策略。方法比较对照组和观察组患者相关临床指标的差异。结果观察组治疗后的各项指标明显优于对照组(P < 0.05)。观察组的中医症状评分改善程度优于对照组(P < 0.05)。观察组患者在补阳还五汤穴位贴敷治疗过程中未出现严重不良反应。结论补阳还五汤穴位贴敷作为一种传统中医治疗方法,在缺血性脑卒中患者的康复治疗中具有显著的临床疗效。

关键词：补阳还五汤穴位贴敷缺血性脑卒中临床指标

抗结核药物所致肝损伤的不良反应分析及风险因素研究

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临床肺科杂志 2022年第1期27卷 62-67页

作者：姚雷娜胡宾阜阳市第二人民医院安徽阜阳236000

目的探究抗结核药物(ATD)引发药物性肝损伤(DILI)的临床特征和危险因素,建立风险预测模型。方法以60例抗结核药物所致DILI的患者为观察组,以同期行相同方案治疗的结核病患者1100例作为对照组,采用回顾性分析手段对两组患者的一般资料、... 详细信息

目的探究抗结核药物(ATD)引发药物性肝损伤(DILI)的临床特征和危险因素,建立风险预测模型。方法以60例抗结核药物所致DILI的患者为观察组,以同期行相同方案治疗的结核病患者1100例作为对照组,采用回顾性分析手段对两组患者的一般资料、临床表现、实验室指标等数据,进行对比分析,找出ATD引起DILI的独立危险因素并利用R软件建立列线图风险预测模型。结果60例ATD引起DILI的不良反应报告中以女性为主,占58.33%;平均年龄为46.83±11.24岁,其中40~69岁发生率最高,占56.67%;临床分型中包括40例肝细胞损伤型,13例胆汁淤积型,7例混合型;临床表现以食欲下降、乏力最为显著。风险因素分析中,年龄、基础肝病、糖尿病、胆囊疾病、ALB、TBIL、含吡嗪酰胺、合用其他增加肝毒性药物为TB患者DILI的独立危险因素。R软件建立的列线图预测模型C-index指数高达0.902,说明本模型具有较好的预测能力。结论运用列线图模型评分预测发生DILI的风险,对结核病患者个体化化疗方案制定具有重要指导意义。

关键词：肝损伤抗结核药物列线图危险因素不良反应

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水杨酸原位表面改性纳米TiO_2的制备及性能研究

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无机材料学报 2011年第11期26卷 1181-1186页

作者：胡宾潘卉余来贵王龙阁赵磊张治军河南大学特种功能材料教育部重点实验室开封475004 河南大学物理与电子学院开封475004

通过控制四氯化钛(TiCl4)的水解速度,制备出水杨酸(SA)原位表面修饰的TiO2纳米颗粒(TiO2/SA).通过X射线衍射仪(XRD),高分辨透射电子显微镜(HRTEM),红外光谱仪(FT-IR),热分析(TG-DTA)和X射线光电子能谱(XPS)等实验分析手段对表面改性前后... 详细信息

通过控制四氯化钛(TiCl4)的水解速度,制备出水杨酸(SA)原位表面修饰的TiO2纳米颗粒(TiO2/SA).通过X射线衍射仪(XRD),高分辨透射电子显微镜(HRTEM),红外光谱仪(FT-IR),热分析(TG-DTA)和X射线光电子能谱(XPS)等实验分析手段对表面改性前后的TiO2纳米颗粒进行了表征,结果表明表面修饰水杨酸的TiO2纳米颗粒在乙醇中有良好的分散性,将TiO2/SA加入到光信息存储薄膜材料(PVA/AM)中,能大大提高材料的衍射效率,降低布拉格偏移.

关键词：纳米TiO2 水杨酸表面修饰

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基于数据挖掘的建筑电器待机能耗及行为节能潜力分析

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基于数据挖掘的建筑电器待机能耗及行为节能潜力分析

作者：胡宾湖南大学

学位级别：硕士

建筑电器待机能耗已成为建筑总能耗不容忽视的组成部分,有必要对其现状及其节能潜力开展深入研究。现有相关研究主要是在发达国家进行,其结果难以直接应用到我国。此外,现有待机能耗节能潜力的评估方法存在两个局限。第一,现有研究方法... 详细信息

建筑电器待机能耗已成为建筑总能耗不容忽视的组成部分,有必要对其现状及其节能潜力开展深入研究。现有相关研究主要是在发达国家进行,其结果难以直接应用到我国。此外,现有待机能耗节能潜力的评估方法存在两个局限。第一,现有研究方法主要通过将电器升级的方法对待机能耗进行评估,而对更加可行的行为节能考虑较少;第二,现有方法未充分考虑电器待机能耗的影响因素,从而显著降低了节能潜力评估的准确度。为克服上述局限,本研究通过采用现场测量研究法对我国农村地区住宅建筑电器和高校建筑电器待机能耗进行调查研究,深入了解我国农村住宅建筑和高校建筑电器待机能耗现状。在此基础上,通过提出基于数据挖掘技术的建筑电器待机能耗节能潜力评估的新方法,进一步评估这两类建筑电器的待机能耗节能潜力。本文的主要结论如下:(1)对我国农村住宅建筑电器的待机能耗研究结果表明我国农村家庭的待机电器数量分布范围为3-20台,平均每户家庭拥有11台待机电器,且其平均待机功功率和年待机能耗分别为40W和101 kWh。采用三种不同的节能方案(即电器升级,用户行为改变和两者相结合应用)后,所调查的住宅用户平均年待机能耗分别可降低72 kWh(71%)、19kWh(19%)和79 kWh(78%)。将这三种方法推广至全国农村住宅建筑后可估算出每年分别可节能12,952 GWh、3,084 GWh和13,878 GWh。采用灰色关联分析和聚类分析相结合的新方法将数据库中住宅用户分为四类后,可估算出全国农村住宅建筑在三种方案下的总待机能耗减少量分别为13,963 GWh,3,774 GWh和15,041 GWh,分别占我国农村地区的住宅用电总量的 2.6%,0.7%和 2.8%。(2)对我国高校建筑电脑的待机能耗研究结果表明笔记本电脑和台式电脑在锁屏、屏保、睡眠和关机模式下待机功率平均值分别为23.6 W、28.5 W、4.3 W、2.4 W和62.2 W、67.4 W、7.3 W、2.7 W。用户电脑年待机能耗平均值为35 kWh,占总能耗比例达16%。采用降低待机功率、改善用户待机行为以及两者相结合三种方法后,平均每名用户分别可减少29.0%、83.0%、97.5%的待机能耗。将这三种方法推广至全国高校建筑学生电脑后可估算出每年可分别节能261 GWh、732 GWh和861 GWh。采用主成分分析和聚类分析相结合的新方法将样本用户分为四类后可估算出各类用户年平均待机能耗的最大节能潜力值分别为48 kWh、29kWh、22kWh、16kWh。本研究结果有助于深入了解当前我国农村住宅建筑及高校建筑电器待机能耗现状及相应行为节能潜力。考虑到我国不同地区的气候、社会、经济等因素存在显著差异,且这些因素对待机能耗和待机行为均有一定影响,未来研究应集中于收集和分析来自我国不同气候分区不同类型建筑的更多数据。这些数据最终可形成全面的数据库。基于该数据库及本文所提出的方法可进一步分析全国范围内建筑电器待机能耗的特征和行为节能潜力,从而帮助政府和相关机构制定政策,以进一步实现建筑节能和减少CO2排放量。

关键词：待机能耗用户行为数据挖掘聚类分析节能潜力