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碳族氧化物/石墨烯复合材料制备与电化学性能研究

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碳族氧化物/石墨烯复合材料制备与电化学性能研究

作者：高远皓合肥工业大学

学位级别：硕士

锂离子电池(LIBs)作为一种高效的电化学能量储存装置,因其具有较高的能量密度、较长的使用寿命以及更高的安全性成为了近几年的研究热点。进一步提高锂离子电池的电化学性能,提高电池性能的关键之一在于开发具有更高电导率的新电极活性... 详细信息

锂离子电池(LIBs)作为一种高效的电化学能量储存装置,因其具有较高的能量密度、较长的使用寿命以及更高的安全性成为了近几年的研究热点。进一步提高锂离子电池的电化学性能,提高电池性能的关键之一在于开发具有更高电导率的新电极活性材料。目前,商业中锂离子电池常用的负极材料石墨理论容量仅有372 mAh g。碳族元素,例如锡和硅作为负极材料家族中重要的成员由于它们较高的理论储锂容量(>600 mAhg)被广泛的研究。硅基材料和锡基材料锂离子负极材料可以提供比传统负极材料石墨更大数量级的比容量。然而,这些材料很难形成稳定的负极材料,因为它们在电化学反应过程中会与锂发生合金化和去合金化从而导致显著的体积变化。因此寻求减缓这些材料体积变化的办法,提高其循环稳定性和导电性,具有很大的研究意义。基于石墨烯特殊的结构和优异的物理和化学性能,本论文尝试在石墨烯的基础上掺杂碳族氧化物(二氧化锡和二氧化硅),制备了多种复合材料,并对材料进行了结构、形貌等物理表征和电化学性能测试。具体内容包括:1.氧化还原法制备石墨烯及其结构研究以天然石墨为原料,通过改进Hummers法得到氧化石墨,以水合肼为还原剂,水热条件下还原氧化石墨得到石墨烯,并通过表征手段透射电子显微镜和场发射扫描电子显微镜观察其结构特性可以确定石墨烯的成功制备。2. SiO/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究以氧化石墨和真硅酸四乙酯为原料,在碱性条件下水热反应得到二氧化硅/石墨烯复合材料。无定形态的二氧化硅以平均直径约为100纳米的球状结构附着在石墨烯的表面,电化学性能测试表明二氧化硅/石墨烯复合材料首次充放电比容量分别为129.5mAhg和244.1mAhg,在200mAg的电流密度下循环50次仍保持 73.6mAhg。3.多孔SnO纳米球/石墨烯复合材料的制备与电化学性能研究以氧化石墨和SnCl·2H2O为原料,在酸性条件下水热反应得到SnO纳米球/石墨烯复合材料。通过改变试验参数,可以发现随着氧化石墨含量的增加、水热反应温度的升高、水热反应时间的增加以及浓盐酸含量的增加都会促进复合材料中SnO纳米球的生长,使其平均直径有所增大,同时对SnO纳米球的结晶度也会有所影响。得到的复合材料的比表面为59.50m2/g,平均孔径为3.188nm以及0.086cm3g的孔隙间距。电化学性能测试表明SnO纳米球/石墨烯复合材料首次充放电比容量分别为1520.76 mAhg和952.2 mAhg,经过五十次循环后,复合结构的放电比容量依然有683.1 mAhg,充电比容量也有658.26 mAhg,循环性能得到了一定的提升。

关键词：石墨烯 SnO2 SiO2 复合结构负极材料电化学性能

涡轮增压固冲发动机(TSPR)爬升方案与性能研究

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推进技术 2018年第3期39卷 494-500页

作者：刘凯李江刘洋高远皓朱根西北工业大学燃烧热结构与内流场重点实验室陕西西安710072

为了证明涡轮增压固冲发动机(TSPR)具有自主加速飞行的能力,进而得到合适的弹道飞行方案,开展了TSPR爬升飞行方案研究。首先通过借鉴已有弹体参数,分析了以高空巡航状态为设计点和以最大功率状态为设计点时,飞行器在弹道飞行范围内的非... 详细信息

为了证明涡轮增压固冲发动机(TSPR)具有自主加速飞行的能力,进而得到合适的弹道飞行方案,开展了TSPR爬升飞行方案研究。首先通过借鉴已有弹体参数,分析了以高空巡航状态为设计点和以最大功率状态为设计点时,飞行器在弹道飞行范围内的非设计点性能。随后对比了发动机推力和飞行器阻力大小,得出:当TSPR以高空巡航点为设计点时,TSPR在爬升段(非设计点)所提供的推力小于飞行器阻力,难以实现自主爬升;当TSPR以最大功率状态为设计点,且采用等相对换算转速的调节规律时,TSPR具有优良的爬升加速性能,能够从(3km,Ma0.9)加速爬升至(10km,Ma2.2)状态巡航,其射程是固体火箭发动机的三倍,这证明TSPR在具有自主加速飞行能力的同时还具有良好的比冲性能。

关键词：涡轮增压固冲发动机爬升方案最大功率状态等相对换算转速

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儒学视阈下的唐代楷书雄健风尚演进

中国书法 2024年第3期 173-175页

作者：高远山东财经大学艺术学院

本文结合新出唐志,揭示唐代书法受儒家文艺精神的影响,实现雄健书法美学理论的不断演进和书法风格的全面革新。以徐浩、颜真卿为首的书法家从早期受时风所染转变为盛唐气象的全面引领者,实现对唐代楷书雄健之风的最终建构。

关键词：儒学唐代楷书雄健

基于Frenet坐标下改进人工势场法的无人车局部路径规划

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兵工学报 2024年第7期45卷 2097-2109页

作者：姬鹏郭明皓河北工程大学机械与装备工程学院河北邯郸056038

人工势场法由于运算量小、精度高,广泛应用于无人车的局部路径规划。针对传统人工势场法存在目标不可达、局部最小值及陷入U型障碍物的问题,提出一种基于Frenet坐标系下改进人工势场法的路径规划算法。构建Frenet坐标系来表述车辆避障运... 详细信息

人工势场法由于运算量小、精度高,广泛应用于无人车的局部路径规划。针对传统人工势场法存在目标不可达、局部最小值及陷入U型障碍物的问题,提出一种基于Frenet坐标系下改进人工势场法的路径规划算法。构建Frenet坐标系来表述车辆避障运动,简化规划模型,解决路径规划中车辆与所在道路相对位置不易表述的问题。提出安全椭圆模型和预测距离的概念来调整势场影响区域,加入基于Frenet坐标系下的参考线势场及动态速度势场改进斥力场函数,解决车辆在静态和动态下的避障问题。利用数学仿真软件进行仿真,以不同车速在直道和弯道场景中对所提出的路径规划方法进行静态和动态避障仿真实验。研究结果表明:不同车速下的前轮转角、横摆角速度均控制在较小范围内,改进算法可以有效解决传统人工势场法的缺陷,同时与快速搜索随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT)算法相比,其在避障过程中路径规划计算效率提高了42.8%,改进算法优势明显。

关键词：无人车局部路径规划人工势场法 Frenet坐标系

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视觉的框架及其隐喻——《虚拟之窗——从阿尔伯蒂到微软》中的跨媒介思考

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艺术设计研究 2024年第1期 117-121页

作者：高远北京工业大学艺术设计学院传媒与艺术理论系

“窗户”代表了文艺复兴以来人们审视世界的一种方式。本文以安妮·弗里德伯格著作《虚拟之窗》中的主要观点为对象,从其跨媒介属性入手探讨了如下问题:一,结合当今的视觉现象和理论热点,论述了“窗”所代表的视觉建构的延续性与变化;二... 详细信息

“窗户”代表了文艺复兴以来人们审视世界的一种方式。本文以安妮·弗里德伯格著作《虚拟之窗》中的主要观点为对象,从其跨媒介属性入手探讨了如下问题:一,结合当今的视觉现象和理论热点,论述了“窗”所代表的视觉建构的延续性与变化;二,以一种当下视角重新审视了视觉历史上经典的技术语境和理论话语,突出了框架在其中的重要作用;三,穿插虚拟的种种表现方式和理论思考,试图澄清当代跨媒介视觉领域中的一些基本问题。

关键词：窗户框架虚拟跨媒介

新时代背景下对我国骨科护理亚专科化高质量建设的思考

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中国实用护理杂志 2024年第9期40卷 641-643页

作者：高远中国人民解放军总医院第一医学中心护理部北京100853

基于新时代背景下推动医疗机构高质量和护理高质量建设的总体要求,思考并总结骨科护理亚专科质量发展和建设的方向,即应基于循证证据制订骨科亚专科护理质量标准,加强过程质量管理,强化信息支撑作用,同时立足中国老龄实际,关注重点人群... 详细信息

基于新时代背景下推动医疗机构高质量和护理高质量建设的总体要求,思考并总结骨科护理亚专科质量发展和建设的方向,即应基于循证证据制订骨科亚专科护理质量标准,加强过程质量管理,强化信息支撑作用,同时立足中国老龄实际,关注重点人群需求,从而促进骨科亚专科护理服务质量全面提升。

关键词：述评骨科护理亚专科护理质量

LowMC在BGV全同态加密环境下的噪声评估

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西安电子科技大学学报 2024年第3期51卷 182-193页

作者：李雪莲陈卓皓西安电子科技大学数学与统计学院陕西西安710071

全同态加密技术具备的密文计算特性可以有效保护用户在互联网上的敏感数据,但该技术存在的密文膨胀问题是制约其在云计算、隐私保护等领域进行实际应用的一个难点。针对上述问题,提出了混合全同态加密方案FHE-LowMC,将LowMC对称加密算法... 详细信息

全同态加密技术具备的密文计算特性可以有效保护用户在互联网上的敏感数据,但该技术存在的密文膨胀问题是制约其在云计算、隐私保护等领域进行实际应用的一个难点。针对上述问题,提出了混合全同态加密方案FHE-LowMC,将LowMC对称加密算法与BGV全同态加密算法结合,分析了LowMC在BGV全同态加密环境下的同态噪声。首先给出了将LowMC明文编码成整系数多项式的方法,利用编码和解码完成不同空间明文消息的转换;然后描述了分圆多项式f(X)的选取规则,给出了适合LowMC加密算法的f(X)的条件;接着分析了简化LowMC的同态噪声;最后对一般情况下的LowMC进行同态噪声评估。结果表明,LowMC轮函数所消耗的电路层数大约为两层。相较于目前常用的AES和BGV结合的方案,LowMC与BGV结合的方案噪声更小,即消耗的电路的层数更少,成本更低,更适合构造基于全同态的云服务器;此外用户可以自主选择LowMC的参数集(n,k,m,d),可以满足用户的不同需求,适用范围更广。

关键词：同态噪声评估敏感数据 LowMC BGV 编码和解码

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观沧海——忆恩师孙玉石先生

文艺争鸣 2024年第2期 30-31页

作者：高远东北京大学中文系

钱理群老师写北大现当代文学专业的七位重量级学者,谓之七星连珠,我是深以为然的。这七颗亮星,长期照耀着中国现当代文学研究的天空。我们后学晚辈,治学为人,无不沐浴着一代宗师的德泽,无不享受着老师前辈的吐哺之恩。在我个人的感受中... 详细信息

钱理群老师写北大现当代文学专业的七位重量级学者,谓之七星连珠,我是深以为然的。这七颗亮星,长期照耀着中国现当代文学研究的天空。我们后学晚辈,治学为人,无不沐浴着一代宗师的德泽,无不享受着老师前辈的吐哺之恩。在我个人的感受中,就人学相融的境界而言,王瑶先生仿佛晴朗光明的天空,严家炎老师好像丰厚滋润的大地,谢冕老师是明朗热情的太阳,乐黛云老师是繁盛蓬勃的生机,洪子诚老师是都市与文明,钱理群老师是星云和地火,而孙玉石老师,则是辽阔的、深沉的、浪漫的、雅洁的海洋。

关键词：钱理群乐黛云王瑶先生现当代文学深以为然严家炎观沧海一代宗师

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锂离子电池模组液冷散热系统及结构研究

锂离子电池模组液冷散热系统及结构研究

作者：高远杭州电子科技大学

学位级别：硕士

随着不可再生资源的枯竭,传统汽油车将逐渐退出历史舞台,相反新能源汽车的推广其市场份额将逐渐变大。作为电动汽车的动力源,锂离子电池因其高能量密度和轻量化特性在电动汽车、便携设备等领域得到广泛应用,然而其高温度运行对电池性能... 详细信息

随着不可再生资源的枯竭,传统汽油车将逐渐退出历史舞台,相反新能源汽车的推广其市场份额将逐渐变大。作为电动汽车的动力源,锂离子电池因其高能量密度和轻量化特性在电动汽车、便携设备等领域得到广泛应用,然而其高温度运行对电池性能和寿命构成潜在威胁,同时锂离子电池在充放电过程中会产生大量热量,热量累积将造成电池工作温度过高或温差过大,导致其容量和寿命降低,严重时引发电池燃烧、爆炸。为了降低电池组工作温度及温差,在仔细阅读分析国内外电池散热文献的基础上,选择比亚迪50Ah方形锂电池为研究对象,以电池组最高温度和温差为评价指标,设计了四款直流道冷板,采用数值模拟方法对其冷却电池组散热性能进行研究。以液冷方式为切入点,通过仿真设计了多种冷却系统并进行对比,最终选择出最佳方案。具体研究内容如下:(1)在分析了锂离子电池工作原理、生热特性和传热特性后,建立了锂离子单体电池的热模型并结合自定义函数将电池的热源应用于Fluent,仿真分析了单体电池在不同放电倍率的生热特性,并且研究了由5块单体电池组成的电池模组放热规律与单体电池进行对比。基于电-热耦合模型,通过数值模拟方法对电池生热进行计算,分析不同放电倍率、环境温度和表面对流换热系数对单体电池温度影响,并将5块单体电池成组,研究其在空气中自然冷却的散热效果。结果表明:增大放电倍率和环境温度,电池温升显著增大,易发生热失控现象;增大表面对流换热系数,电池温升趋势逐渐降低;电池组在空气中自然对流,此时电池组最高温度和温差分别达到了47.8℃和1.4℃,远超过了电池安全工作温度范围。(2)从冷却效率和能耗的角度比较了液冷和风冷系统,并体现出了选择液冷系统的优势。设计了四种不同类型冷却通道,分别从温度分布、流速分布和压力分布的角度对比三种通道对冷却系统的影响。b型通道能使电池保持最低的温度,同时分布上b通道速度分布更均匀,在四种流道中d型通道进出口之间的压降最大,a型通道压降最小。综合比较选择b型通道作为最终方案。(3)在电池组2C放电倍率下,分析了单体电池放电倍率、冷却液流速、冷却液温度、环境温度、冷却流道宽度以及冷却流道高度、冷却流道数量、流道进出口数量、冷却介质、冷却液流向十个不同角度对电池温度影响。结果表明:冷却液交错流与同向流相比,交错流冷却电池温度分布更加均匀;增大流速,电池组温度显著降低,但降低趋势逐渐减缓;增大流道宽度和高度,电池最高温度和温差均呈下降趋势;增大冷却液温度和环境温度都会使电池模组温度线性上升;流道数量增多,系统压降减小,温度均匀性更佳;流道进口数增多对于电池模组散热有更好的效果。然后,对冷却液温度、流道宽度、流道高度和流道数量进行正交优化,对最高温度和温差进行了极差分析,采用矩阵分析法对比了16组仿真结果。结果表明:对最高温度的影响次序为:冷却液温度>流道高度>流道宽度>流道数量,对温差的影响次序为:流道高度>流道宽度>流道数量>冷却液温度,最终方案选择为冷却液温度为20℃,流道宽度为4mm,流道高度为6mm,流道数量10个,此时电池组最高温度、温差和冷却液压降分别为27.13℃、5.86℃和31.18Pa,与优化前相比,降低约8.1℃,2.47℃和30.02Pa。(4)最后,在直流道合理结构参数基础.上,提出在流道内设置扰流翅片强化传热策略,分析扰流翅片截面形状、排布方式、直径、高度、间距、流量和温度对电池组散热影响。结果表明:圆形扰流翅片综合冷却性能较好;扰流翅片对称交错排列可有效提高电池组温度分布均匀性;扰流翅片半径增大,电池组最高温度和温差呈倒“V”形变化;扰流翅片高度对电池组温度和压降影响较小;增大扰流翅片间距,电池组温度升高显著,压降明显降低;随着冷却液流速增大,扰流翅片流道冷却电池组最高温度和温差均比传统光滑流道显著降低,并且扰流翅片流道冷却在0.2m/s时即可满足电池组工作温度要求;增大冷却液温度,电池组最高温度同步增大,而温差基本保持不变。合理设置扰流翅片参数为圆形、对称交错排列、直径2mm、高度0.5mm、间距5mm和流速0.2m/s时电池组最高温度和温差性能最佳。

关键词：锂离子电池电池热管理液冷板散热性能直流道正交优化扰流翅片