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Comparative investigation on the heat transfer performance of an energy storage system with a spiral tube and straight tube:An experimental approach

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Science China(Technological Sciences) 2023年第1期66卷 71-85页

作者： MAO Qianjun cao Yan LI Tao School of Urban Construction Wuhan University of Science and TechnologyWuhan 430065China

Latent heat thermal energy storage systems can effectively fill the gap between energy storage and application, and phase-change materials(PCMs) are crucial media for storing thermal energy. Therefore, how to maximize the utilization efficiency of PCMs has attracted widespread attention. In this study, the thermal behavior of two thermal storage units employing a spiral tube and straight tube as heat transfer tubes was experimentally researched and comprehensively compared. Stefan numbers were used to investigate the impact of the heat transfer fluid temperature on the PCM melting process. The temperature distribution of PCMs,temporal evolution of the melting front, and temperature variations of measurement points in both tanks were compared. The average temperature and energy storage of PCMs were calculated to evaluate the thermal performance of different configurations. The results indicate that compared to cylinder B(with a straight tube), the energy storage in cylinder A(with a spiral tube)increased by 78.8%, 38.5%, and 19.6% at Stefan numbers of 1.08, 1.28, and 1.48, respectively. Moreover, the increase in the Stefan number simultaneously ascended the average temperature and energy storage of PCMs in containers A and B, causing the shortening of the melting time. When the Stefan number was increased from 1.28 to 1.48, the storage capacity was raised from3233.18 to 3463.8 k j, and the total melting time was decreased by 34.2% from 547.5 to 360 min after the PCM was loaded in cylinder A. The research results lay a certain foundation for a deeper study of enhanced heat transfer in spiral tubes.

关键词： thermal energy storage visualization experiment PCM spiral tube straight tube

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基于六阶波像差理论的非球面大孔径折反射成像系统像差优化方法

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量子电子学报 2024年第1期41卷 67-77页

作者：曹一青沈志娟吕丽军莆田学院机电与信息工程学院福建莆田351100 上海大学精密机械工程系上海200072

大孔径折反射成像系统被广泛应用于机器人导航和安全监控等领域。首先分析了超大视场光学系统六阶波像差理论应用于非球面光学系统的像差计算方法,随后基于该六阶波像差理论,构建了非球面大孔径折反射成像系统像差优化评价目标函数,并... 详细信息

大孔径折反射成像系统被广泛应用于机器人导航和安全监控等领域。首先分析了超大视场光学系统六阶波像差理论应用于非球面光学系统的像差计算方法,随后基于该六阶波像差理论,构建了非球面大孔径折反射成像系统像差优化评价目标函数,并给出了求解这种包含多个光学参量的目标函数的优化算法,得到优化后的系统结构参数。最后,应用所提方法设计了一款工作波段为400~700 nm、最大视场角为120°、 F数为2.6且成像质量较好的光学系统。设计案例的结果表明所提出方法是有效的,为非球面大孔径折反射成像系统像差优化提供了一种有效手段。

关键词：几何光学像差优化非球面大孔径平面对称

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基于改进凸内逼近法的主动配电网有功-无功协调优化

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中国电机工程学报 2024年第14期44卷 5528-5537,I0007页

作者：黄永红王玉祥孔维健曹程苏家宇王克威江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212013 亨通光电股份有限公司江苏省苏州市215200

以风电、光伏为代表的分布式电源接入配电网后容易导致系统电压波动变大以及局部电压越限。以二阶锥优化为代表的松弛技术在优化时为了保证松弛后解的精确,约束条件极为严苛并且在功率的极端注入下容易导致对偶间隙增大。针对上述问题,... 详细信息

以风电、光伏为代表的分布式电源接入配电网后容易导致系统电压波动变大以及局部电压越限。以二阶锥优化为代表的松弛技术在优化时为了保证松弛后解的精确,约束条件极为严苛并且在功率的极端注入下容易导致对偶间隙增大。针对上述问题,该文提出基于改进凸内逼近法的主动配电网有功-无功优化方法。首先,基于支路潮流方程定义与支路电流、节点电压和视在功率流相关的非线性项的凸包,并与剩余线性元素结合形成凸内部近似,建立完善的数学模型;进一步提出网络容许性判据以及引入KKT条件收缩最优解的对偶间隙。最后,基于IEEE 33系统及PG&E69节点系统,利用Yalmip等平台求得电网中各有功、无功决策变量的出力区间,验证所提方法的稳定、精确与高效性。

关键词：分布式电源凸内逼近电压调度区域

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基于分离变量算法的静压止推气体轴承节流孔特性研究

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振动与冲击 2024年第3期43卷 58-68,85页

作者：张建波陈策邓志芳张坤金海良曹逸韬苏志敏中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 陆军航空兵研究所北京101121

首先基于分离变量算法(method of separation of variables, MSV)求解了单节流孔静压气体轴承的层流边界层方程,研究了节流孔附近流场特性,阐明了节流孔出口附近压降现象是由于惯性效应导致,并研究了轴承几何参数和供气参数对压降现象... 详细信息

首先基于分离变量算法(method of separation of variables, MSV)求解了单节流孔静压气体轴承的层流边界层方程,研究了节流孔附近流场特性,阐明了节流孔出口附近压降现象是由于惯性效应导致,并研究了轴承几何参数和供气参数对压降现象的影响规律。最终提出了压降现象产生的临界条件为压比为0.940 9,也即压比大于临界压比时,压降现象消失。其次基于质量流量相等原则,结合层流边界层的MSV方法及雷诺方程的解析算法,提出了一种计算节流孔系数的新方法,并研究了轴承的几何参数及供气参数对节流孔系数的影响规律。结果显示,节流孔系数存在着参数敏感和不敏感区域,这是由于当压比小于等于0.6左右时,节流孔系数趋近于一个常数0.86左右。

关键词：静压气体止推轴承压降现象节流孔系数分离变量算法雷诺方程

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货币政策不确定性会影响大股东融资决策吗?——基于股权质押动机的视角

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投资研究 2024年第5期43卷 40-66页

作者：余怒涛彭操张伟张华玉云南财经大学云南财经大学会计学院东北财经大学工商管理学院

从股权质押视角切入,考察货币政策不确定性对大股东融资决策的影响。研究发现:货币政策不确定性会抑制大股东股权质押行为。该影响主要通过增强企业融资约束、降低企业投资支出和提高质押风险实现。进一步分析发现货币政策不确定性主要... 详细信息

从股权质押视角切入,考察货币政策不确定性对大股东融资决策的影响。研究发现:货币政策不确定性会抑制大股东股权质押行为。该影响主要通过增强企业融资约束、降低企业投资支出和提高质押风险实现。进一步分析发现货币政策不确定性主要抑制了大股东将所得资金用于自身和第三方的非支持型股权质押,且该抑制作用在风险承担水平较高、存在机构类非控股大股东、民营、金融业市场化程度低和行业竞争程度低的企业中更强。研究有助于理解货币政策对微观企业和大股东行为的作用机制,为政府宏观调控、引导经济发展提供新的借鉴。

关键词：货币政策不确定性大股东股权质押动机

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电缆沟检测机器人软体机械臂结构设计和运动学分析

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机械设计与研究 2024年第1期40卷 102-108页

作者：柏仓邱刚陈杰谭笑曹京荥国网江苏省电力有限公司南京210000 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103

采用机器人代替人工对电缆沟进行定期巡检是提高检测效率的有效方法。目前电缆沟检测机器人缺少近距离探测电缆的柔性机械臂,现有连续体机械臂存在运动范围有限、刚度低等缺陷。为此提出一种将刚性关节与变刚度连续体手臂相结合的软体... 详细信息

采用机器人代替人工对电缆沟进行定期巡检是提高检测效率的有效方法。目前电缆沟检测机器人缺少近距离探测电缆的柔性机械臂,现有连续体机械臂存在运动范围有限、刚度低等缺陷。为此提出一种将刚性关节与变刚度连续体手臂相结合的软体机械臂构型。首先通过分析电缆沟的特点确定了机械臂的基本构型;然后详细设计了机械臂的升降关节、俯仰关节、横滚关节、变刚度连续体手臂及其驱动机构。连续体手臂采用气囊挤压阻塞片的结构,期望实现手臂的变刚度,提升承载力;接着采用D-H分析方法建立了机械臂的运动学模型,进行了运动学仿真。运动学仿真结果验证了所建模型的正确性,操作空间分析结果表明机械臂末端运动空间能够完整覆盖整个电缆沟。最后,根据本研究设计的机械臂结构研制了机械臂实物样机,通过变刚度实验验证了连续体手臂的变刚度能力;通过将机械臂置于电缆沟环境中运动,表明连续体手臂能够很好地伸入电缆之间狭小的空间中。

关键词：电缆沟连续体机器人变刚度软体机器人气囊绳索驱动

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Sr_(0.7)Bi_(0.2)TiO_(3)改性Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3)基薄膜电储能特性的优化

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硅酸盐学报 2024年第4期52卷 1374-1383页

作者：王鑫郝华李东旭曹明贺尧中华甘小燕刘韩星武汉理工大学三亚科教创新园海南三亚572000 武汉理工大学材料科学与工程学院材料科学与工程国际化示范学院(材料与微电子学院)材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

无铅(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)(BNT)基弛豫铁电薄膜以其高Curie温度和大极化在介质储能中受到广泛关注,然而较低的击穿电场限制了它们的应用。选择Sr_(0.7)Bi_(0.2)TiO_(3)(SBT)作为固溶组元,通过组分调控提高薄膜击穿强度,优化储能性... 详细信息

无铅(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)(BNT)基弛豫铁电薄膜以其高Curie温度和大极化在介质储能中受到广泛关注,然而较低的击穿电场限制了它们的应用。选择Sr_(0.7)Bi_(0.2)TiO_(3)(SBT)作为固溶组元,通过组分调控提高薄膜击穿强度,优化储能性能。结果表明:BNT–xSBT薄膜均为单一钙钛矿结构,没有明显的第二相。随SBT含量增加,晶胞参数先增大后降低,介电常数略微下降,介电损耗保持稳定,击穿强度先上升后降低。最终,在最优组分样品BNT–0.40SBT中获得了3622.25 kV/cm的高击穿强度和85.99 j/cm^(3)的高储能密度。这种优异的能量存储密度和出色的稳定性,表明样品BNT–0.40SBT是脉冲功率和电力电子应用电容器的有前途的候选者。

关键词：电介质电容器薄膜击穿强度储能性能

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脉冲激励下铁基纳米晶磁芯的jiles-Atherton模型参数辨识及应用

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强激光与粒子束 2024年第6期36卷 129-137页

作者：江进波李毅曹宇蔡宛辰姚延东徐林三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 湖北省输电线路工程技术研究中心(三峡大学) 湖北宜昌443002 国网巢湖供电公司安徽巢湖238000 国网丹东供电公司辽宁丹东118000

通过理论分析对经典j-A方程进行了修正,增强了其在脉冲条件下的适应性,利用脉冲磁化特性实验平台,测量了铁基纳米晶磁芯在不同磁化速率下的磁滞回线,采用遗传算法进行脉冲激励下的j-A参数辨识,将算法模拟的磁滞回线与实验测试的磁滞回... 详细信息

通过理论分析对经典j-A方程进行了修正,增强了其在脉冲条件下的适应性,利用脉冲磁化特性实验平台,测量了铁基纳米晶磁芯在不同磁化速率下的磁滞回线,采用遗传算法进行脉冲激励下的j-A参数辨识,将算法模拟的磁滞回线与实验测试的磁滞回线数据集进行拟合,验证了修正后的j-A方程的有效性,最后将遗传算法寻优得到的j-A参数应用于脉冲变压器场路耦合模型的磁芯j-A参数定义中,分析脉冲变压器初级电压为1.5 kV时的仿真与实验误差,得到脉冲变压器输出波形的脉冲前沿误差为3.33%,幅值误差为2.91%,相比于j-A参数的常规非线性求解方法精度更高,能更好地应用于脉冲功率系统中含磁性元件的建模仿真。

关键词：铁基纳米晶脉冲磁化特性 jiles-Atherton模型遗传算法脉冲变压器

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陕北黄土高原典型地质灾害发育特征及成灾模式研究——以榆林市榆阳区为例

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自然灾害学报 2024年第2期33卷 98-112页

作者：刘凯王新刚张培栋曹宏远薛晨辜超颖大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系陕西西安710069 陕西省水工环地质调查中心陕西西安710068

陕北黄土高原地区生态环境脆弱,区内滑坡等地质灾害多发,随着极端降雨频发、人类工程活动剧烈等因素的影响,区内地质灾害发育特征及发育类型有了新的变化。在充分结合已有资料的基础上,以陕北榆林市榆阳区为例开展了地质灾害详细调查和... 详细信息

陕北黄土高原地区生态环境脆弱,区内滑坡等地质灾害多发,随着极端降雨频发、人类工程活动剧烈等因素的影响,区内地质灾害发育特征及发育类型有了新的变化。在充分结合已有资料的基础上,以陕北榆林市榆阳区为例开展了地质灾害详细调查和分析。结果表明:区内的地质灾害主要有滑坡、崩塌和地面塌陷,并发育黄土崩塌-泥流灾害链和采动型塌-滑灾害链。滑坡可分为黄土滑坡、黄土-红层滑坡、黄土-基岩滑坡和岩质滑坡,其中黄土滑坡诱发因素主要有降雨、开挖和河流侧蚀等,不同诱发因素下滑坡成灾模式不尽相同。区内发育的崩塌包括黄土崩塌和岩质崩塌,黄土崩塌成灾模式包括滑移式和倾倒式,岩质崩塌成灾模式为崩落式。区内煤矿开采频繁导致地面塌陷,形成了地面裂缝、塌陷错台、塌陷槽和塌陷坑频发等现象。最后,分析了区域内新出现的黄土崩塌-泥流灾害链和采动型塌-滑灾害链的形成机理。研究成果可为黄土高原地区地质灾害防治规划和保障重大工程安全与长期服役提供一定的参考。

关键词：黄土高原地质灾害灾害链发育特征成灾模式

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j亚群禽白血病病毒血液核酸筛查技术的建立

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畜牧兽医学报 2024年第3期55卷 1115-1126页

作者：董欣怡李锦群陈钦玺廖明曹伟胜华南农业大学兽医学院人兽共患病防控制剂国家地方联合工程实验室农业部兽用疫苗创制重点实验室广东省动物源性人兽共患病预防与控制重点实验室广州510642

为缩短j亚群禽白血病病毒(subgroup j avian leukosis virus, ALV-j)检测周期,进一步加快禽白血病净化进程,本研究结合SYBR GreenⅠqPCR和混样检测,建立了一种适用于低ALV-j流行率场景下的快速筛检ALV-j的血液核酸筛查技术(ALV-j blood ... 详细信息

为缩短j亚群禽白血病病毒(subgroup j avian leukosis virus, ALV-j)检测周期,进一步加快禽白血病净化进程,本研究结合SYBR GreenⅠqPCR和混样检测,建立了一种适用于低ALV-j流行率场景下的快速筛检ALV-j的血液核酸筛查技术(ALV-j blood quantitative polymerase chain reaction, ALV-j-B-qPCR)。根据GenBank中ALV-j pol及env基因序列,设计ALV-j的特异性引物,并优化反应条件,建立了ALV-j SYBR GreenⅠqPCR检测方法。以ALV-j病毒分离为阳性的鸡抗凝血为实验材料,分别制备抗凝血DNA、血细胞DNA、外周血淋巴细胞DNA、外周血淋巴细胞cDNA和血浆cDNA 5类血液检测模板进行ALV-j的PCR检测,筛选最佳检测模板;进一步比较蒸馏水破裂红细胞法提取混合血液DNA的混样方法,血液混样总体积为200μL的混样方法,血液混样总体积为10μL的混样方法共3种混样方法的检测准确性,筛选最佳混样方法。综合上述qPCR方法、检测模板与混样方法,成功建立了ALV-j-B-qPCR。运用ALV-j-B-qPCR分别进行预期流行率为1%~2%、4%~5%场景下的模拟筛查试验,并与病毒分离法比较。qPCR方法的特异性、灵敏性和重复性试验显示,该方法仅特异性扩增ALV-j,对标准质粒的最低检测限度为1×10^(2)copies·μL^(-1),批内与批间变异系数均j的检出率(15.6%)高于p27抗原ELISA和普通PCR的检出率(12.2%)。检测模板筛选试验中,抗凝血DNA最符合检测准确度高、操作复杂度和成本低的要求,为最佳检测模板。混样方法摸索试验中,混样总体积为10μL(混样规模j-B-qPCR检出率为6.25%,比病毒分离法高2.00%;在样本数为400份,预期流行率为1%~2%场景的模拟筛查中,ALV-j-B-qPCR检出率为2.25%,比病毒分离法高0.75%。本研究建立的ALV-j-B-qPCR技术具有灵敏性高、检测快速和节约成本的优势,为种禽场加快ALV净化进程提供了新的思路和方法。

关键词： j亚群禽白血病病毒实时荧光定量PCR 混样检测筛查技术

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