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A transient multiphysics coupling method based on OpenFOAM for heat pipe cooled reactors

Science China(Technological Sciences) 2022年第1期65卷 102-114页

作者： guo yuchuan LI ZeGuang WANG Kan SU ZiLin Department of Engineering Physics Tsinghua UniversityBeijing 100084China

Differing from traditional pressurized water reactors(PWRs),heat pipe cooled reactors have the unique characteristics of fuel thermal expansion,expansion reactivity feedback,and thermal contact conductance.These reactors require a new multiphysics coupling method.In this paper,a transient coupling method based on OpenFOAM is proposed.The method considers power variation,thermal expansion,heat pipe operation,thermal contact conductance,and gap conductance.In particular,the reactivity feedback caused by working medium redistribution in a heat pipe is also preliminarily considered.A typical heat pipe cooled reactor KRUSTY(Kilowatt Reactor Using Stirling TechnologY)is chosen as the research object.Compared with experimental results of load following,the calculated results are in good agreement and show the validity of the proposed method.To discuss the self-adjusting capability of this type of reactor system,a hypothetical accident is simulated.It is assumed that at the beginning of this accident,loss of the heat sink occurs.After 1500 s of the transient process,the reactor system recovers immediately.During this hypothetical accident,the control rod is always out of the reactor core,and the reactor only relies on the reactivity feedback to regulate the fission power.According to the simulation,the peak temperature is only about 1112 K,which is far below the safety limit.As for system recovery,the reactor needs approximately 2500 s to return to a steady state and can realize effective power regulation by reactivity feedback.This study confirms the availability of this coupling method and that it can be an effective tool for the simulation of heat pipe cooled reactors.

关键词： heat pipe cooled reactor multiphysics coupling reactivity feedback KRUSTY reactor

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ODS MA754合金传热界面接触热阻实验研究

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西安交通大学学报 2024年第2期58卷 100-108页

作者：杨万奎郭啸宇曾和荣郭玉川唐彬王冠博严睿豪孟兆明郭斯茂中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900 黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨150001

鉴于ODS MA754合金传热界面的接触热阻参数对全固态堆芯空间反应堆系统的热量导出具有重要影响,研发和设计了高温高压接触热阻实验装置,测量了不同温度(20~800℃)、压力(0~80 MPa)、气体氛围(He、CO_(2))以及试件表面粗糙度(1.6、3.2μm... 详细信息

鉴于ODS MA754合金传热界面的接触热阻参数对全固态堆芯空间反应堆系统的热量导出具有重要影响,研发和设计了高温高压接触热阻实验装置,测量了不同温度(20~800℃)、压力(0~80 MPa)、气体氛围(He、CO_(2))以及试件表面粗糙度(1.6、3.2μm)下ODS MA754合金传热界面的接触热阻,并基于测试获得的宽量程数据点,建立了ODS MA754合金的接触热阻数据库。实验结果表明:随着接触面温度和压力的升高,界面接触热阻降低,且热阻降低的速率逐渐减小;相较于表面粗糙度为1.6μm的试件,粗糙度为3.2μm试件表面的界面接触热阻明显偏大,实验得到的定量关系可为工程样件的加工粗糙度要求提供依据;He气氛下的接触热阻远小于CO_(2)气氛,在0.1 MPa、100℃工况下,He气氛接触热阻约为CO_(2)气氛接触热阻的1/4。该研究结果可为空间反应堆的热工设计提供数据参考。

关键词：空间反应堆 ODS MA754合金接触热阻高温高压表面粗糙度

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耦合MOP-PLUS模型的库车市LUCC趋势与景观生态安全评价

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华侨大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 47-60页

作者：路甜甜郭玉川姚磊王会静白运保张子惠新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830046 新疆大学新疆绿洲生态重点实验室新疆乌鲁木齐830046

探究干旱区典型绿洲城市景观生态安全时空演变,设置经济、生态、景观生态安全、可持续(MOP)4种情景,预测土地利用/覆被变化(LUCC)趋势,评价2030年景观生态安全,以期缓解城市建设开发与生态环境保护的矛盾。基于1990-2020年的土地利用数... 详细信息

探究干旱区典型绿洲城市景观生态安全时空演变,设置经济、生态、景观生态安全、可持续(MOP)4种情景,预测土地利用/覆被变化(LUCC)趋势,评价2030年景观生态安全,以期缓解城市建设开发与生态环境保护的矛盾。基于1990-2020年的土地利用数据,采用遥感、地理信息系统(GIS)网格等方法构建景观生态安全评价模型,以揭示库车市近30 a景观生态安全空间分布特征与变化趋势,并通过耦合MOP-PLUS模型预测库车市2030年景观生态安全时空演变规律。结果表明:1990-2020年,研究区耕地、林地、建设用地面积总体呈增加趋势,草地、水域面积总体呈现减少趋势,地类转换主要集中于耕地、草地与未利用地;景观生态安全值(ESI)空间集聚状态明显,但集聚程度有所下降,景观生态安全等级以中等、较高、高生态安全为主,占研究区总面积60.15%~64.87%;相较于2020年,2030年4种情景下的ESI变化幅度较大,主要集中于南部人口聚集地。

关键词：土地利用格局变化景观生态安全评价 PLUS多情景模拟库车市

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气候变化和人类活动对克里雅河径流变化影响定量研究

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灌溉排水学报 2022年第8期41卷 80-86页

作者：魏宣王宁周明通郭玉川新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐830017 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830017

【目的】深入了解克里雅河径流变化的潜在机制及驱动因素。【方法】基于趋势分析、相关性分析及突变分析,分别采用双累积曲线法及累积量斜率变化率比较法,计算气候变化和人类活动对克里雅河径流变化的贡献率。【结果】1958—2015年克里... 详细信息

【目的】深入了解克里雅河径流变化的潜在机制及驱动因素。【方法】基于趋势分析、相关性分析及突变分析,分别采用双累积曲线法及累积量斜率变化率比较法,计算气候变化和人类活动对克里雅河径流变化的贡献率。【结果】1958—2015年克里雅河流域年平均气温和年径流量呈一定的显著增加趋势,年降水量呈不显著增加趋势,而潜在蒸散发呈显著递减趋势;通过Mann-Kendall突变检验法、累积距平法和有序聚类法,综合确定克里雅河流域径流突变点为1999年;以1958—1999年为基准期,使用双累积曲线法计算得出2000—2015年气候变化和人类活动对径流变化的贡献率分别为59.16%、40.84%,通过累积量斜率变化率比较法得出贡献率的结果分别为79.03%、20.97%。【结论】因此,气候变化是影响克里雅河径流变化的首要因素,人类活动是次要因素。

关键词：双累积曲线法克里雅河流域气候变化人类活动累积量斜率变化率比较法

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边底水碳酸盐岩气藏提高采收率的微观驱气效率

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天然气工业 2023年第1期43卷 122-131页

作者：吴克柳朱清源陈掌星李靖冯东王牧原郭世强郭豫川 “油气资源与探测”国家重点实验室•中国石油大学(北京) 加拿大卡尔加里大学化学与石油工程系

边底水碳酸盐岩气藏储量丰富,是目前塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地等油气产区重要的开发对象,边底水碳酸盐岩气藏在开发中后期普遍面临水侵影响,将引起驱气效率和采收率下降等问题。为此,首先通过耦合流体流动方程和界面追踪方程... 详细信息

边底水碳酸盐岩气藏储量丰富,是目前塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地等油气产区重要的开发对象,边底水碳酸盐岩气藏在开发中后期普遍面临水侵影响,将引起驱气效率和采收率下降等问题。为此,首先通过耦合流体流动方程和界面追踪方程,建立了孔隙尺度水气非混相流动模型,然后基于随机生长4参数法生成的非均质多孔介质模拟了水驱气过程,最后明确了剩余气的分布和形成机理,并探讨了微观驱气效率的变化机制。研究结果表明:①剩余气的分布包括盲端剩余气、孔喉间剩余气和簇状剩余气,其比例和规模受微观孔隙结构、润湿性和毛细管数共同控制,通过改变生产压差,打乱原有压力系统及气体膨胀,能进一步动用剩余气,进而提高微观驱气效率;②微观驱气效率与渗流过程密切相关,每一条水相优势通道的形成或扩大都会引起出口含水率的急剧上升并使驱气效率的增速变缓;③气藏微观孔隙结构和润湿性特征是确定的,通过优化毛细管数改变界面推进模式能有效提高微观驱气效率。结论认为,对于实际气井,应基于储层微观孔隙结构和润湿性特征,揭示气水界面推进力学机制的演变规律,进而确定最优毛细管数;明确孔隙尺度水气渗流特征及微观驱气物理机制,有助于指导气藏提高采收率方案的设计。

关键词：边底水碳酸盐岩气藏孔隙尺度数值模拟水气渗流界面追踪剩余气驱气效率提高采收率

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论高校二级学院领导干部“微腐败”的成因及治理对策

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华北水利水电大学学报（社会科学版） 2022年第3期38卷 70-75页

作者：郭玉川华北水利水电大学法学院河南郑州450046

高校二级学院领导干部“微腐败”现象在某些地方依然多发,这与高校二级学院权力运行不规范等原因密切相关。应根据高校二级学院领导干部“微腐败”产生的原因,从规范权力运行机制、增强监督工作实效、完善高校内部治理和廉政风险防控制... 详细信息

高校二级学院领导干部“微腐败”现象在某些地方依然多发,这与高校二级学院权力运行不规范等原因密切相关。应根据高校二级学院领导干部“微腐败”产生的原因,从规范权力运行机制、增强监督工作实效、完善高校内部治理和廉政风险防控制度以及严格执纪问责、强化威慑效果等方面加强制度建设,进行综合治理。

关键词：高校二级学院微腐败权力运行规范化

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论重大突发事件中网络谣言的政府治理

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华北水利水电大学学报（社会科学版） 2023年第2期39卷 103-108页

作者：郭玉川华北水利水电大学法学院河南郑州450046

近年来,重大突发公共事件增多,在事件未明确结果前,网络谣言随之大量产生。网络谣言影响了人们的正常生活,扰乱了社会秩序,必须有效地进行治理。对于重大突发事件中网络谣言的治理应采取政府主导的多元治理主体模式。政府在规制网络谣... 详细信息

近年来,重大突发公共事件增多,在事件未明确结果前,网络谣言随之大量产生。网络谣言影响了人们的正常生活,扰乱了社会秩序,必须有效地进行治理。对于重大突发事件中网络谣言的治理应采取政府主导的多元治理主体模式。政府在规制网络谣言时不应超出一定界限。同时,要强化网络谣言的识别和预警能力、创新疫情信息公开制度、建立立体化协同辟谣体系、运用法律手段打击网络谣言。

关键词：重大突发事件网络谣言政府治理

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化学链重整过程中LaFeO_(3)载氧体的CH_(4)部分氧化反应机理研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第4期52卷 586-594页

作者：王娜娜冯于川郭欣马素霞太原理工大学电气与动力工程学院山西太原030024 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074

本研究基于密度泛函理论(DFT)计算揭示了化学链重整过程中LaFeO_(3)载氧体的CH_(4)部分氧化反应机理,通过系统研究CH_(4)吸附活化、H_(2)和CO形成以及氧扩散等基元反应步骤,构建了CH_(4)部分氧化反应网络。研究发现,CH_(4)发生逐步脱氢... 详细信息

本研究基于密度泛函理论(DFT)计算揭示了化学链重整过程中LaFeO_(3)载氧体的CH_(4)部分氧化反应机理,通过系统研究CH_(4)吸附活化、H_(2)和CO形成以及氧扩散等基元反应步骤,构建了CH_(4)部分氧化反应网络。研究发现,CH_(4)发生逐步脱氢反应形成H原子,其中,CH3脱氢反应所需要克服的能垒(1.50 eV)最高,是CH_(4)逐步脱氢反应的限速步骤。载氧体表面H_(2)形成有两种路径,其中,H原子从O顶位迁移到Fe顶位,然后与另外O顶位的H原子成键形成H_(2)分子是主要途径。由于其相对较低的能垒(1.27 eV),CO的形成过程较易发生。氧扩散需要克服1.35 eV的能垒,表明氧扩散过程需要在高温下进行且扩散速率较低。通过比较各基元反应能垒,发现H_(2)形成是LaFeO_(3)载氧体CH_(4)部分氧化反应动力学的限速步骤,而H迁移是限制H_(2)形成的关键,加快H迁移是增强LaFeO_(3)载氧体性能的主要途径。基于DFT计算研究系列A/B位点掺杂LaFeO_(3)载氧体的H迁移过程,有望实现潜在A/B位点有效掺杂剂的快速筛选,指导高性能LaFeO_(3)载氧体的设计开发。

关键词：化学链重整 LaFeO_(3)载氧体 CH_(4)部分氧化反应机理密度泛函理论

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应用无人机可见光数据对胡杨林群落单木信息的提取

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东北林业大学学报 2022年第11期50卷 57-64页

作者：张文奇李丹师庆东郭玉川生态环境部环境规划院北京100043 中海油研究总院有限责任公司新疆大学资源与环境科学学院新疆大学

为探究无人机可见光数据获取落叶阔叶林单木信息的可行性,以达里雅布依绿洲的胡杨林为研究对象,无人机数据衍生的冠层高度模型(CHM)为数据源,采用“自适应窗口最大值算法”与“冠层最大值模型”相结合的方法识别单株树木,提取胡杨的高... 详细信息

为探究无人机可见光数据获取落叶阔叶林单木信息的可行性,以达里雅布依绿洲的胡杨林为研究对象,无人机数据衍生的冠层高度模型(CHM)为数据源,采用“自适应窗口最大值算法”与“冠层最大值模型”相结合的方法识别单株树木,提取胡杨的高度信息并用Clark-Evans最近邻体分析方法计算胡杨空间分布格局。结果表明:(1)自适应窗口最大值算法下的单木识别结果准确率在80%左右,查全率在90%左右,探测率在93%~131%,探测点与实测点的偏差均值在0.82~0.35 m;(2)无人机树高估测值与实测值有较高的相关关系,决定系数(R^(2))0.76~0.83,均方根误差为0.54~1.02 m;(3)实测所有样地的胡杨分布格局均为随机分布,而无人机测量结果为3号样地呈均匀分布,其余样地与实测结果一致。本试验为监测大面积胡杨林资源提供了一种更快的地面调查方法,同时保持数据的准确性,也为可重复、低成本的无人机森林调查提供了可能性。

关键词：无人机胡杨冠层高度模型自适应窗口最大值

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沙漠腹地绿洲植被覆盖度提取及植被指数优选

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水土保持通报 2022年第6期42卷 197-205,213页

作者：王宁周明通魏宣郭玉川新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830017 绿洲生态教育部重点实验室(新疆大学) 新疆乌鲁木齐830017

[目的]对沙漠腹地绿洲植被覆盖度提取及植被指数优选进行分析和研究,为该区选取最优植被指数反演极端干旱区绿洲植被覆盖状况提供科学依据。[方法]选取塔克拉玛干沙漠腹地达里雅布依绿洲天然植被作为研究对象,以无人机航拍样地影像获取... 详细信息

[目的]对沙漠腹地绿洲植被覆盖度提取及植被指数优选进行分析和研究,为该区选取最优植被指数反演极端干旱区绿洲植被覆盖状况提供科学依据。[方法]选取塔克拉玛干沙漠腹地达里雅布依绿洲天然植被作为研究对象,以无人机航拍样地影像获取的植被覆盖度为基准,采用Sentinel-2B卫星影像提取多种典型植被指数,运用回归统计方法建立植被指数—植被覆盖度统计模型,在卫星像元尺度上确定反演干旱绿洲覆盖度的最优植被指数。[结果]①利用Image J软件提取样方植被覆盖度精度较高,总体精度可达88.67%。②土壤调节型植被指数(SAVI,MSAVI)在标准回归系数、确定系数评价指标中表现良好,指示极端干旱区天然植被覆盖变化有较好的适用性。[结论]在极端干旱区,Image J提取稀疏植被效果较好,SAVI,MSAVI更适合绿洲植被覆盖变化研究。

关键词：无人机植被覆盖度植被指数多元回归达理雅布依绿洲

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