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低风速环境下聚风发电装置的结构设计与气动特性分析

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低风速环境下聚风发电装置的结构设计与气动特性分析

作者：王富富中北大学

学位级别：硕士

随着社会经济和工业化的快速发展,对清洁能源和可再生能源的需求越来越大,风能作为清洁无公害再生能源之一,有着分布广泛、储量大、污染低的特点,还具有独特的环境效益和经济效益。目前市面上的风力发电装置对风力要求较高,一般要求风... 详细信息

随着社会经济和工业化的快速发展,对清洁能源和可再生能源的需求越来越大,风能作为清洁无公害再生能源之一,有着分布广泛、储量大、污染低的特点,还具有独特的环境效益和经济效益。目前市面上的风力发电装置对风力要求较高,一般要求风力达到四级即5.5～7.9m/s以上,才能带动风轮的叶片进行旋转发电,这样就会造成四级以下的风力资源浪费。我们居住的地方城市是典型的四级风以下地区,也是人口密集的区域,电力需求大,在城区利用微风发电将有效地解决风力发电的地域限制以及成本高的难题。为了改善风力发电机在风速较低时不能启动,且风机输出功率较低的状况,文中提出了一种低风速环境中风力发电装置结构。该装置通过改变管道面积来引导气流通过,减少了风能在叶尖的气流损耗,明显增加了对叶尖的速度,从整体上提高了风力机的静态启动特性和动态输出性能。首先本文基于文丘里效应进行了收缩-扩张耦合结构的聚风效应加速原理进行研究,对聚风装置的进口长度角度,出口长度角度进行寻优设计,通过Fluent流体分析软件得到速度云图和压力云图,通过分析云图得到最优的尺寸。其次,基于叶片基本气动理论进行了翼型种类的选取和翼型的气动性分析,最终选定翼型形状为SD7062。同时确定了小型风力发电机叶片参数,具体包括风机叶片直径D、叶尖速比、叶片数B以及每个截面的弦长C和扭角θ。最后,进行风力机气动性能仿真分析等研究,对置于聚风装置内的叶轮和独立叶轮进行气动特性对比分析和叶片输出功率特性对比分析。对比结果发现经过聚风装置的聚风,速度提升2倍左右,风机输出功率提高了25%。

关键词：风力发电聚风装置翼型设计气动性能分析

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樱花远缘杂交胚抢救技术

经济林研究 2023年第4期41卷 254-262页

作者：朱逸民曹基武陈旭阳禹霖熊颖柏文富李建挥聂东伶严佳文吴思政中南林业科技大学湖南长沙410004 湖南省植物园湖南长沙410116

【目的】为提高樱花杂交育种效率,对樱花远缘杂交胚离体培养进行胚抢救。【方法】以迎春樱桃为母本,华中樱桃、尾叶樱桃、钟花樱桃为父本进行远缘杂交,对不同时期的坐果率进行统计,确定杂交种胚败育时期;对不同时期杂交胚进行萌发实验,... 详细信息

【目的】为提高樱花杂交育种效率,对樱花远缘杂交胚离体培养进行胚抢救。【方法】以迎春樱桃为母本,华中樱桃、尾叶樱桃、钟花樱桃为父本进行远缘杂交,对不同时期的坐果率进行统计,确定杂交种胚败育时期;对不同时期杂交胚进行萌发实验,确定杂交胚抢救适宜时间。以1/2MS培养基为基本培养基,添加不同浓度的6-BA、KT和NAA混合物以研究植物生长调节剂对种胚萌发及幼苗生根的影响;将胚抢救苗分别接种到MS、1/2MS、WPM培养基中,研究其根系生长情况;以泥炭、珍珠岩(1∶1),椰糠、珍珠岩(1∶1),黄土、珍珠岩(1∶1)3种基质栽植胚抢救苗,筛选适合胚抢救苗移栽基质。【结果】以迎春樱桃为母本的杂交组合中,胚败育发生时间在授粉后15 d;胚抢救适宜的时间在授粉后25 d;诱导杂交胚萌发的适宜基本培养基为1/2MS培养基;诱导胚抢救苗生根的适宜培养基为WPM培养基;不同杂交组合的杂交胚萌发和胚抢救苗生根需要的植物生长调节剂配比不同;幼苗适宜移栽基质为泥炭、珍珠岩(1∶1),成活率95%以上。【结论】该技术对于樱花远缘杂交获得新种质资源有良好的效果,能明显提高樱花远缘杂交育种的成功率,对樱花育种意义重大。

关键词：迎春樱桃远缘杂交胚抢救植物生长调节剂

铝合金—钢板电磁脉冲连接新型线圈与工艺研究

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铝合金—钢板电磁脉冲连接新型线圈与工艺研究

作者：张梅富哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

异种金属焊接通常由于两者材料在物理性能、化学性能上的差异,使传统焊接工艺难以实现二者之间的良好焊接。采用电磁脉冲连接技术可以克服传统连接方法中存在的不足之处,得到高于母材力学性能的异种金属接头。本文开展铝-钢电磁脉冲连... 详细信息

异种金属焊接通常由于两者材料在物理性能、化学性能上的差异,使传统焊接工艺难以实现二者之间的良好焊接。采用电磁脉冲连接技术可以克服传统连接方法中存在的不足之处,得到高于母材力学性能的异种金属接头。本文开展铝-钢电磁脉冲连接新型线圈与工艺研究,从提高线圈能量利用率、降低设备放电能量角度出发,设计并优化了一种新型板材连接线圈,以实现铝合金板与高强钢板的电磁脉冲连接,并进行电磁脉冲连接数值模拟和参数系统优化,及探究设备参数变化对电磁脉冲连接的影响,继而开展基于7匝新型线圈、4匝新型线圈和2匝并联式新型线圈的电磁脉冲连接工艺实验,实现不同厚度的AA1060-DP600、AA5754-DP600的连接,并对连接后的接头做拉伸剪切测试。根据接头的抗剪强度,结合电磁脉冲连接结果,分析工艺参数、板厚等对铝-钢板电磁脉冲连接的影响规律。所提出新型板材连接线圈思想:通过控制线圈回路的形成,使放电电流依次、循环通过一段导体,汇聚产生高峰值脉冲电流,有效提高了线圈能量利用率约41.2%～74.8%;基于新型线圈,在9.8k J放电能量下实现了1mm厚度AA5754-DP600的电磁脉冲连接。综合模拟和实验结果得出:飞板动量是冲量作用的结果,决定放电电流频率存在最优值,即线圈适配电磁成形设备存在一个应用于电磁脉冲连接的最佳放电电流频率,若匹配不同的电磁成形设备,则最佳放电电流频率不同,能量利用率也不同。对接头进行拉伸剪切测试,有接头在母材铝端拉裂,在拉裂位置的厚度方向存在颈缩现象。对比不同飞板厚度下获得的接头强度变化发现,随着飞板厚度的增大,接头强度逐渐增大。对比分析不同飞板厚度的接头焊缝发现,随着飞板厚度的增大,椭圆环焊缝由“扁平状”椭圆环向“浑圆状”椭圆环变化,焊缝面积逐渐增大,接头强度随之增大。采用超景深光学显微镜进行金相观察分析,发现接头连接区域分为两侧的焊合区和中间的非焊合区,焊合界面呈现一定的波浪状,且具有一定的周期性;通过SEM分析发现,接头焊合区界面在一定范围内没有观察到空洞、微裂纹和夹杂等缺陷,形成良好的连接界面;接头非连接区存在破碎的母材颗粒,且非连接区呈平直段;采用能谱EDS线扫描分析测试,发现接头在焊合区界面处发生了基体元素Al、Fe的相互扩散现象,扩散深度约3μm。

关键词：电磁脉冲连接新型线圈异种金属能量利用率

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中国移动咪咕公司发展战略研究

中国移动咪咕公司发展战略研究

作者：温博富吉林大学

学位级别：硕士

核心素养视域下“生物进化”校本课程的初步研究

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核心素养视域下“生物进化”校本课程的初步研究

作者：周双富西南大学

学位级别：硕士

20世纪以来,核心素养的培育是许多国家普遍关注的问题。生物学学科核心素养提出的进化与适应观是最具有生物学特点的观念,与生物进化内容有密切的关系。生物进化是一门涉及众多生物学领域的重要学科,其本身具有很高的科学价值。《普通... 详细信息

20世纪以来,核心素养的培育是许多国家普遍关注的问题。生物学学科核心素养提出的进化与适应观是最具有生物学特点的观念,与生物进化内容有密切的关系。生物进化是一门涉及众多生物学领域的重要学科,其本身具有很高的科学价值。《普通高中生物学课程标准》明确提出必修课程中需形成四个大概念,其中“生物的多样性和适应性是进化的结果”与生物进化内容有直接关系。但笔者在分析教材时发现,新版人教版高中生物学教材仅用必修2第6章这一章内容专门讲解生物进化的知识。同时,在实习时发现,大部分一线教师对该章节内容的教学处理较为简单。说明高中阶段关于生物进化的内容还有很多值得研究和挖掘的地方。随着新课程改革,国家和地方越来越重视校本课程的开发和研究工作,但生物学校本课程的研究与实践工作却长期处于较低的水平。因此,本研究提出核心素养视域下“生物进化”校本课程的初步研究,以期该课程能提高学生的核心素养,为“生物进化”校本课程开发提供一定的参考。本研究首先利用文献分析法,梳理核心素养、高中生物进化教学、校本课程三方面的国内外研究进展,梳理生物进化、校本课程等基本概念,明确本研究的理论基础,总结校本课程的开发模式,分析《课程标准》和教材对生物进化内容的要求,收集有关生物进化的科学前沿知识。其次,利用问卷调查法和SWOT分析法,从学校学生教师角度和学校周围的环境角度对“生物进化”校本课程的可行性进行调查分析。根据《课程标准》和教材的要求、学生的学习需求,结合西南地区丰富的自然资源和学校的环境分析,制定课程目标,选择课程内容,编写课程讲义,设计教学案例。然后,利用单组前后测实验法,以重庆市某重点中学为实践学校进行教育实验,采用课程方案评价量表、课程实施评价量表、学生课堂评价量表、前后测试卷、课程实施后学生问卷从课程本身和学生学业发展进行评价,最终得出研究结论。本研究取得了如下成果:(1)首次提出核心素养视域下“生物进化”校本课程的研究找到了“生物进化”校本课程开发的现实需求,从生物学学科核心素养的生命观念、科学思维、社会责任三个维度出发,以生物进化为内容载体,首次提出核心素养视域下“生物进化”校本课程的初步研究。(2)构建了核心素养视域下“生物进化”校本课程的体系本研究构建了核心素养视域下“生物进化”校本课程的体系,主要包括课程目标的制定、课程内容的选择、课程的实践以及课程的评价。研究思路和构建的课程体系能够为“生物进化”校本课程的研究工作提供一定的参考,特别是西南地区“生物进化”校本课程的开发。(3)取得了一定的“生物进化”校本课程的实施效果一是提高了学生的核心素养,一方面可以提高学生生物学科的兴趣,前后期问卷调查结果显示,课程实施后对生物学、生物进化,特别是对“人类起源与进化”和“恐龙起源和灭绝”感兴趣的学生比例均有所增加。另一方面可以提高学生的生物学学科核心素养,帮助学生形成进化与适应观、结构与功能观等生命观念,提高学生的归纳概括、逻辑推理等科学思维,培养学生社会责任作用明显。二是可以帮助学生进行合理的生涯规划,课程实施后有更多的学生愿意在未来加入相关研究,愿意选择生物学专业,甚至是以相关工作为职业。本研究也存在一定的不足:课程体系还不够完善,课程内容较少,实践周期较短,实践范围较小。希望在以后的研究中,不断完善课程体系,加入更多与生物进化相关的知识,扩大课程的实施范围。

关键词：核心素养生物进化校本课程

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基于主从博弈的综合能源系统优化运行研究

基于主从博弈的综合能源系统优化运行研究

作者：刘早富南昌大学

学位级别：硕士

能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础。“双碳”目标下,综合能源系统因其能源供给清洁低碳、能源利用安全高效而成为能源需求量持续扩大和可持续发展以及环境保护之间矛盾的必然选择。综合能源系统作为实现“双碳”目标最重要的部分... 详细信息

能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础。“双碳”目标下,综合能源系统因其能源供给清洁低碳、能源利用安全高效而成为能源需求量持续扩大和可持续发展以及环境保护之间矛盾的必然选择。综合能源系统作为实现“双碳”目标最重要的部分,通过打破能源系统间的壁垒,将电力系统、热力系统以及天然气系统相互协调优化,充分提高了能源的利用效率,促进可再生能源的大规模消纳。在对能源进行多元转化的同时,化石能源的渗透率减少、增大集中式、分布式新能源接入比例以及可再生能源的梯级利用同样是实现系统清洁、低碳、安全、高效的方法。本文在国内外研究综合能源系统问题的基础上,提出一种新型的多能源互存的综合能源系统模型架构。并且对综合能源系统能源供给、转化、消纳单位进行建模,同时进行相关约束。以下三个方面为主要的研究内容:建立含高比例新能源设备的综合能源系统模型架构。为了提升系统综合能源系统中能源的多能互补和梯级利用,将模型结构分成源-网-荷三个主体,在追求利益最大化的同时对内部进行各自优化。网侧为能源运营商,以能源收益为决策目标制定能源价格策略;源侧为光热聚合商,在保证电气冷热四种能源的相互协调配合的同时追求能源差价收益;荷侧为用户侧,主要是对用户的用能满意度进行提升。为协调各主体利益关系,利用经济学中主从博弈方法,并且对其博弈均衡解的存在性和唯一性给出了证明。为进一步提升系统综合能源系统中能源利用和运行优化,在上述模型架构进行改进,将综合能源系统分成源-网-荷-储四方主体,建立一主三从的综合能源系统博弈模型。同时对于风光设备的出力不确定性,采用模糊处理方式对其量化。综合利用多能存储技术,使得不同形式的储能能够从性能上相互协调,相互弥补,以实现不同的能源梯级利用,同时弥补可再生能源分散性和间歇性等问题。对于含能源交互的多个综合能源系统协同优化问题,建立以大电网和气网为上层领导者,多个综合能源系统能源供应商为跟随者;下层每个综合能源系统内部能源运营商为领导者,制定实时能源价格信息,负荷聚合商、储能商为跟随者根据价格信号,寻求利益最优计划。建立多综合能源系统双层主从博弈模型。双层均采用NAGA-Ⅱ配合cplex求解器进行求解。通过算例分析得出,多个综合能源系统的利润得到提升的同时降低各系统的用户支付成本,并且提高了用能满意度。

关键词：光热电站综合能源系统源-网-荷源-网-荷-储主从博弈综合需求响应模糊机会约束优化运行

基于模糊互信息的绩效指标重要度与特征选择研究

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基于模糊互信息的绩效指标重要度与特征选择研究

作者：单永富河南科技大学

学位级别：硕士

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锂离子电池单晶高镍正极材料的界面改性研究

锂离子电池单晶高镍正极材料的界面改性研究

作者：龙富苏州大学

学位级别：硕士

近年来,高能量密度LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)正极材料在电动汽车领域的大规模应用引起了人们对该材料的广泛关注,虽然目前在应用层面更多的是多晶NCM811(PC-NCM811)材料,但是相比于PC-NCM811,结构更为稳定的单晶NCM811(SC-NCM811)材... 详细信息

近年来,高能量密度LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)正极材料在电动汽车领域的大规模应用引起了人们对该材料的广泛关注,虽然目前在应用层面更多的是多晶NCM811(PC-NCM811)材料,但是相比于PC-NCM811,结构更为稳定的单晶NCM811(SC-NCM811)材料具有更优的高压性能和更好的热稳定性,使得高镍单晶材料成为当下研究的热点。然而,单晶高镍材料由于较长的锂离子扩散路径导致其首次充放电过程中的不可逆锂消耗比较高,库伦效率低;不仅如此,SC-NCM811表面残留的锂化合物(Li2CO3和LiOH)的碱性会催化电解质的酯交换分解反应,加速电解质分解,同时在高电位条件下会产生CO2和O2;不稳定的H3相变引发晶格从层状结构向岩盐相结构的退化,同时伴随着活性氧的释放以及过渡金属离子从晶格脱出溶入电解液中,这些因素不仅会引起高镍材料性能的衰退,而且还会产生安全隐患。针对这些问题,本论文从界面改性的角度出发,结合SC-NCM811材料表面高残锂的特性,一方面清除表面残锂,另一方面,在其表面构建更加稳定和高性能人工界面膜,以抑制电极/电解液界面副反应,提升单晶高镍材料的电化学性能。主要论文工作包括以下几个方面:(1)选取4-硝基苯甲酸(4-NBA)功能分子为界面改性材料,通过液相反应的方法,在SC-NCM811材料表面形成具有稳定和导锂的功能纳米4-NBA界面层。4-NBA分子中的羧基和硝基官能团,一方面可以与SC-NCM811表面残锂反应,消除表面残锂的同时形成羧基锂,促进界面Li+扩散,,锂化的4-NBA也可以更有效的参与电极反应中CEI的形成;另一方面,硝基具有很强的吸电子特性,可以通过界面电子转移与Ni2+产生配位作用,形成金属-有机界面层,从而抑制过渡金属离子进入电解液,降低界面副反应。结果表明,4-NBA功能分子改性后,SC-NCM811电极在2.8-4.3 V电压范围以1C倍韦深度循环200次后的容量保持率为84.5%,在20C倍率下的放电容量为141 mAh g-,表现出优良的倍率性能和长期循环稳定性。(2)基于三聚磷酸铝(ALP)优良的成膜和阻燃特性,选取了ALP为SC-NCM811的界面改性材料,通过ALP与SC-NCM811界面残锂间的高温固相反应可以有效消除表面残锂,降低界面残锂对电池性能的影响,同时形成以Li3PO4和AlPO4为主要成分的磷化界面层,利用Li3PO4的高导锂特性提升材料的倍率性能,利用AlPO4的稳定性可以有效抑制界面副反应,稳定晶格结构,从而提升电池性能,同时提高电池的安全性。改性后的SC-NCM811半电池和全电池在2.8-4.3 V电压范围以1C倍率充放电循环200次后的容量保持率为分别为78.4%和93.5%,半电池在20C放电倍率下仍保持156.9 mAh g-1的容量。电化学性能得到了明显的提升。(3)在ALP作为SC-NCM811的界面改性材料的基础上,进一步引入硼酸(BA)复合改性,结合SC-NCM811的界面磷化和界面硼化的共同优势,通过ALP和BA与界面残锂的反应在消除表面残锂的同时,在SC-NCM811的表面形成以AlPO4,Li3PO4和Li3BO3,B2O3为主的磷硼化稳定界面层,抑制了界面副反应,稳定了主体材料的晶格结构,有效提升了 SC-NCM811材料的热稳定性和高压性能。优化后,SC-NCM811的电极以1C倍率循环200次后,在4.5 V和4.6V截止电压下的容量保持率分别为85.4%和83.8%。不仅显著提高了 SC-NCM811材料的可逆容量,更是显著改善了材料的高电压性能和安全性能,为SC-NCM811材料的广泛应用奠定了基础。

关键词：锂离子电池单晶高镍正极界面改性 4-硝基苯甲酸三聚磷酸铝

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大跨度双层桁架梁悬索桥颤振性能试验研究

西南交通大学学报 2022年第6期57卷 1224-1232页

作者：雷永富李明孙延国李明水西南交通大学风工程试验研究中心四川成都610031 西南交通大学风工程四川省重点实验室四川成都610031

为提高大跨度双层桁架梁悬索桥的颤振性能,以主跨为1700 m的杨泗港长江大桥为工程背景,通过节段模型风洞试验,分别研究了上中央稳定板、下稳定板、水平翼板以及组合措施对主梁颤振性能的影响,并通过将有效气动措施与主梁原有构件相结合... 详细信息

为提高大跨度双层桁架梁悬索桥的颤振性能,以主跨为1700 m的杨泗港长江大桥为工程背景,通过节段模型风洞试验,分别研究了上中央稳定板、下稳定板、水平翼板以及组合措施对主梁颤振性能的影响,并通过将有效气动措施与主梁原有构件相结合的方法来减小传统气动措施带来的不利影响,针对最优气动方案,研究了阻尼比对主梁颤振性能的影响.研究结果表明:原主梁断面在0°和+3°攻角下发生了没有明显发散点的单自由度扭转软颤振,颤振临界风速分别为50.5 m/s和31.2 m/s;安装于上层桥面的上中央稳定板、下层桥面的下稳定板以及与人行道底部齐平的水平翼板均能不同程度地提高主梁的颤振稳定性;当把水平翼板与下层桥面的下稳定板组合后,主梁的颤振临界风速增长率可高达34%,在此基础上提出了将上层托架和人行道板加宽、并将下稳定板和检修车轨道相结合的最优气动方案;当扭转阻尼比由0.37%增加至0.52%时,主梁的颤振临界风速可提高11.9%,说明阻尼器可能对发生单自由度扭转软颤振的桥梁起到良好的抑振效果.

关键词：双层桁架梁悬索桥颤振气动措施风洞试验