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基于反扰动非平衡分子动力学的纳米流体导热增强机理研究

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化工学报 2019年第6期70卷 2147-2152页

作者：陈巨辉韩坤王帅李铭坤陈纪元马明哈尔滨理工大学机械动力工程学院黑龙江哈尔滨150070 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

相较于水、乙二醇等常规流体,纳米流体出色的传热效果使其成为近十年来研究的热点之一。利用一种反扰动非平衡分子动力学方法对纳米流体的导热增强机理进行了模拟研究。在基液Ar 中加入 Cu 纳米颗粒后,纳米流体的热通量和热导率均发生... 详细信息

相较于水、乙二醇等常规流体,纳米流体出色的传热效果使其成为近十年来研究的热点之一。利用一种反扰动非平衡分子动力学方法对纳米流体的导热增强机理进行了模拟研究。在基液Ar 中加入 Cu 纳米颗粒后,纳米流体的热通量和热导率均发生了不同程度的改变,纳米颗粒体积分数的变化,在一定程度上改变了纳米流体内部的能量传递过程。进一步分析了纳米流体热导率强化的微观作用机理,发现纳米颗粒的加入,使得纳米流体的微观结构具有了类似晶体的微观结构特性,在颗粒尺寸较小的情况下,流体内部受温度梯度作用效应明显。

关键词：纳米流体热导率纳米粒子分子模拟两相流

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层状结构岩体变形的各向异性特征分析

岩土力学 2018年第S2期39卷 366-373页

作者：李深圳沙鹏伍法权伍劼绍兴文理学院土木工程学院

岩体的各向异性特征不仅与结构面的性质有关,还与岩体所处的应力状态紧密相联。基于岩体结构面参数统计,结合应变能推导层状结构岩体本构关系,能够直接确定岩体弹性模量等变形参数。引入各向异性指数的概念,定量地描述岩体变形的各向异... 详细信息

岩体的各向异性特征不仅与结构面的性质有关,还与岩体所处的应力状态紧密相联。基于岩体结构面参数统计,结合应变能推导层状结构岩体本构关系,能够直接确定岩体弹性模量等变形参数。引入各向异性指数的概念,定量地描述岩体变形的各向异性特征。在该基础上,结合某高速公路工程实例探讨岩体结构特征及应力状态对含单组结构面岩体变形各向异性特征的影响规律。研究结果表明,结构面法向密度增加,岩体弹性模量各向异性弱化愈加显著;结构面产状的改变控制岩体弹性模量呈'V'型变化,而岩体变形的各向异性特征不受影响;围压增大可使岩体弹性模量增大,岩体变形的各向异性特征随之逐渐减弱直至完全消失。基于上述结论,解释新建兰-渝铁路碳质板岩隧道中出现的各向异性变形破坏现象,较大的结构面密度与开挖导致围压卸载导致层状围岩弹性模量发生各向异性弱化,是隧道发生各向异性大变形的主要原因。结构面产状决定了弹性模量出现极值的方位,控制掌子面产生局部过大变形的具体位置。

关键词：层状结构岩体统计岩体力学弹性模量各向异性指数

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基于载荷率的电动公交车再生制动控制策略

中国机械工程 2017年第19期28卷 2372-2377页

作者：赵国柱孙琼琼唐惊幽李亮南京农业大学工学院南京210031

为提高城市电动公交车再生制动能量回收效率,针对城市电动公交车日常运输载重变化显著的特点,提出了一种基于不同载荷率的再生制动控制策略。建立了不同载重情况下电动公交车的行车制动系前后轴制动力分配系数优化模型,运用遗传算法求... 详细信息

为提高城市电动公交车再生制动能量回收效率,针对城市电动公交车日常运输载重变化显著的特点,提出了一种基于不同载荷率的再生制动控制策略。建立了不同载重情况下电动公交车的行车制动系前后轴制动力分配系数优化模型,运用遗传算法求出了空载、半载、满载情况下的最优制动力分配系数,并根据优化后的制动力分配系数对再生制动力进行了控制。为验证控制策略的有效性,在电动汽车仿真软件ADVISOR2002平台上进行了仿真分析。结果表明:与制动力分配系数无调整时相比,该策略在符合欧洲经济委员会(ECE)制动法规的前提下,显著提高了制动能回收量。

关键词：载荷率城市电动公交车制动力分配再生制动控制

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基于P-U下垂特性的虚拟直流电机控制策略

电工技术学报 2021年第6期36卷 1238-1248页

作者：支娜丁可黄庆辉李武华张辉西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048 浙江大学电气工程学院杭州310000

直流微电网中传统P-U下垂控制由于只具备下垂特性、缺乏惯性,无法抑制直流母线电压波动,当网内功率突变时,直流母线电压瞬态特性较差,平稳性低。为抑制直流母线电压波动,提升直流母线电压动态稳定性,提出一种基于P-U下垂特性的虚拟直流... 详细信息

直流微电网中传统P-U下垂控制由于只具备下垂特性、缺乏惯性,无法抑制直流母线电压波动,当网内功率突变时,直流母线电压瞬态特性较差,平稳性低。为抑制直流母线电压波动,提升直流母线电压动态稳定性,提出一种基于P-U下垂特性的虚拟直流电机(VDCM)控制策略。通过模拟直流电机机械惯性,将直流电机机电暂态响应过程与下垂控制特性进行等效,设计直流电压源变换器(VSC)P-U下垂控制环路,使直流变换器具备直流电机大惯性、高阻尼输出特性,有效地提升了母线电压动态稳定性,抑制直流母线电压波动。该文建立虚拟直流电机控制策略小信号模型,分析控制策略动作具体机理及系统稳定性,并与传统P-U下垂控制进行对比,通过仿真及实验验证了该策略的有效性。

关键词：直流微电网P-U 下垂特性机械惯性虚拟直流电机控制

基于动载试验的变截面桥梁静载试验结果预测方法研究

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中国公路学报 2022年第8期35卷 213-221页

作者：卢彭真李登国石擎天陈扬瑞浙江工业大学土木工程学院浙江杭州310023

为了解决既有桥梁荷载试验成本高、对交通影响大以及容易对桥梁结构造成损伤等诸多问题,提出基于廉价安全的动载试验数据,利用响应面方法对既有桥梁的实际刚度进行智能分析预测,从而达到高精度预测既有桥梁静载试验结果的目的。为实现... 详细信息

为了解决既有桥梁荷载试验成本高、对交通影响大以及容易对桥梁结构造成损伤等诸多问题,提出基于廉价安全的动载试验数据,利用响应面方法对既有桥梁的实际刚度进行智能分析预测,从而达到高精度预测既有桥梁静载试验结果的目的。为实现上述目标,选取典型连续变截面刚构桥作为研究对象,尝试将桥梁主梁变截面参数化,对桥梁关键设计参数进行敏感性分析,并且建立Kriging响应面模型,实现对有限元模型的高精度修正。研究结果表明:基于Kriging模型的有限元模型修正方法能够利用桥梁动载测试结果对初始设计参数进行修正,并进一步预测静载试验结果;该方法成本低廉,对交通影响小且安全性高,这将节省大量的桥梁静载试验费用,同时能够对桥梁的静力行为进行全方面有效的分析和预测。研究结果可为既有桥梁工程的管养维护决策提供新的思路。

关键词：桥梁工程静载预测有限元模型修正荷载试验 Kriging代理模型

含电动汽车和电转气的园区能源互联网能源定价与管理

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电力系统自动化 2018年第16期42卷 1-10页

作者：李媛冯昌森文福拴王珂黄裕春浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 广州供电局有限公司广东省广州市510620

能源互联网的发展有助于实现多能系统间的互补、协调和优化,获得经济与环境效益。而电动汽车向电网反向送电(V2G)和电转气(P2G)技术的不断发展,对能源互联网中多类型能源的能量管理提出了新的要求。在此背景下,以含电动汽车和P2G设备的... 详细信息

能源互联网的发展有助于实现多能系统间的互补、协调和优化,获得经济与环境效益。而电动汽车向电网反向送电(V2G)和电转气(P2G)技术的不断发展,对能源互联网中多类型能源的能量管理提出了新的要求。在此背景下,以含电动汽车和P2G设备的园区能源互联网为研究对象,首先提出包含能源供应商、园区运营商和用户代理的互动框架。接着,建立了园区运营商和用户代理理性追求自身利益最大化的主从博弈模型。其中,园区运营商(领导者)确定从能源供应商处的购能策略、所拥有设备的运行状态,并制定向/从用户代理出售/购买的多种能源价格,而用户代理(追随者)则根据动态能源价格信号调整用户用能策略。之后,应用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件、对偶定理和线性松弛技术,将主从博弈模型转化为混合整数线性规划问题,并利用商业化求解器YALMIP/GUROBI求解。最后,以某工业园区为例对所提出的模型和方法进行说明,并着重分析V2G和P2G技术在提高系统运行的整体经济性、消纳风电能力等方面的效果。

关键词：园区能源互联网能源定价能量管理主从博弈电动汽车向电网反向送电(V2G) 电转气(P2G)

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黄河洪水洪峰增值机理及影响因素研究

水利学报 2019年第9期50卷 1111-1122页

作者：李薇谢国虎胡鹏贺治国王远见浙江大学海洋学院浙江杭州310058 水利部黄河泥沙重点实验室黄河水利科学研究院河南郑州450003

黄河洪水含沙量高,常出现洪峰流量沿程增加现象,但机理和影响因素尚无共识。本文基于断面积分的浑水连续和运动方程,推导了洪峰流量在特征线上变化的(常微分)相容方程,从而得到影响洪峰流量增加/减少的控制因素(即相容方程的源汇项)。据... 详细信息

黄河洪水含沙量高,常出现洪峰流量沿程增加现象,但机理和影响因素尚无共识。本文基于断面积分的浑水连续和运动方程,推导了洪峰流量在特征线上变化的(常微分)相容方程,从而得到影响洪峰流量增加/减少的控制因素(即相容方程的源汇项)。据此,对1973—2012年间18场表现出洪峰流量沿程增加的洪水过程进行分析,计算了各控制因素的量级。结果表明,加剧洪峰增值的首要因素是外力的时间累积效应,其次是压力能沿程变化;削弱洪峰增值的主要因素是对流输运不平衡。进一步分析表明,适当增加上游流量并减少来沙,或增加上游流量并增大局部河段的过流面积,有可能抑制甚至消除洪峰增值现象。

关键词：黄河高含沙洪水洪峰增值特征线流量计算

基于光散射斑图成像特征的微细颗粒原位粒径检测方法

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中国机械工程 2023年第16期34卷 2001-2008页

作者：孙毅李长杨毛亚郎叶伟伟浙江工业大学机械工程学院杭州310014 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310014

针对工业化制备微细颗粒原位在线检测的难题,基于光散射消光法测量颗粒粒径,利用图像分析和数据特征分析方法分析讨论了原位效果下不同样本颗粒浓度的图像像素值数据规律。在球磨机原位实验条件下,对满足一定粒径范围下确定样本颗粒质... 详细信息

针对工业化制备微细颗粒原位在线检测的难题,基于光散射消光法测量颗粒粒径,利用图像分析和数据特征分析方法分析讨论了原位效果下不同样本颗粒浓度的图像像素值数据规律。在球磨机原位实验条件下,对满足一定粒径范围下确定样本颗粒质量浓度的散射光斑图像进行采集,通过对比光斑图像明亮程度的差异性统计分析像素值极小值的分布规律,建立不同粒径范围和不同样本浓度的标准对照参数模型。利用确定参数的样品颗粒液对模型进行验证,分布规律区间相似匹配度在0.95以上。对球磨机制备微细颗粒过程中的颗粒进行模型对比判断,结果表明该方法适用于原位粒径初级检测。

关键词：原位检测消光法斑图成像图像特征分析

碳纳米管阵列仿生黏附受静电作用影响的研究进展

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材料导报 2020年第19期34卷 19050-19060页

作者：孙成祥李阳徐迟陆明月戴振东南京航空航天大学航天学院南京210016 江苏省仿生功能材料重点实验室南京210016 南京航空航天大学机电学院南京210016

生物进化赋予了壁虎在各种表面上出色的黏附运动能力。受壁虎脚掌的微/纳黏附结构启发研制的仿生黏附材料,其黏附强度已优于壁虎。但壁虎脚掌的其他综合性能,如自清洁性、黏附可控性、可重复性等,仿生黏附材料还不具备,或者差距很大。... 详细信息

生物进化赋予了壁虎在各种表面上出色的黏附运动能力。受壁虎脚掌的微/纳黏附结构启发研制的仿生黏附材料,其黏附强度已优于壁虎。但壁虎脚掌的其他综合性能,如自清洁性、黏附可控性、可重复性等,仿生黏附材料还不具备,或者差距很大。本文对壁虎脚掌的黏附机制进行了深入分析,为提升仿生黏附材料性能指出方向。近期研究表明,壁虎黏附过程存在接触/摩擦电现象。通过对接触/摩擦电和黏附力的同步测定,发现壁虎黏附性能得益于范德华力并受静电力作用的影响。这一新的作用机制有助于理解仿生黏附材料性能局限的机理,指导其黏附性能的改进。在对不同材料接触电效应的研究中,静电作用对材料间相互作用力的影响也越来越多地被发现并量化分析,这些研究成果为仿生黏附材料黏附过程中静电作用的量化分析奠定了理论基础。碳纳米管仿生黏附材料具有优异的力学、电学性质,其接触电效应已得到验证并进行多样化的应用研究,这些研究成果为分析静电作用对碳纳米管仿生黏附材料的影响规律提供实验参考。此外,基于接触电能量转换特性的纳米摩擦发电机(TENG)已成功应用于能量收集,TENG的快速发展为研究接触电的原理和特性提供了实验平台。本文首先对壁虎黏附机制的近期研究进行梳理,总结范德华力、静电力等作用机制对壁虎黏附的影响规律;结合接触电的近期研究进展,总结静电作用对黏附力的影响规律;系统归纳碳纳米管的黏附性能和接触电现象的研究结果,讨论接触电效应对碳纳米管仿生黏附材料黏附性能的影响;最后结合相关的研究,建立初步模型分析静电作用对碳纳米管仿生黏附材料黏附力的影响。本文期望从静电作用的角度出发,为仿生黏附材料的性能优化提供新的研究思路。

关键词：壁虎黏附黏附机制接触电效应碳纳米管阵列仿生黏附材料