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Record-high heat transfer performance of spray cooling on 3D-printed hierarchical micro/nano-structured surface

Science Bulletin 2025年第2期70卷 223-231页

作者： Yongyan Hu yifan lei Xiuliang Liu Ronggui Yang School of Energy and Power Engineering Huazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China College of Engineering Peking UniversityBeijing 100871China

Managing high-flux waste heat with controllable device working temperature is becoming challenging and critical for the artificial intelligence,communications,electric vehicles,defense and aerospace *** cooling,which combines forced convection with phase-change latent heat of working fluids,is promising for high flux heat *** of the previous studies on spray cooling enhancement adopted high spray flow rates to strengthen forced convection for high critical heat flux(CHF),leading to a low heat transfer coefficient(HTC).Micro/nanostructured surfaces can enhance boiling,but bubbles inside the structures tend to form a vapor blanket,which can deteriorate heat *** work demonstrates simultaneous enhancement of CHF and HTC in spray cooling by improving both evaporation and liquid film boiling on three-dimensional(3D)ordered hierarchical micro/nano-structured *** hierarchical micro/nano-structured surface is designed to coordinate the transport of spray droplets,capillary liquid films,and boiling bubbles to enhance spray cooling *** inversion where superheat decreases with increasing heat flux is observed,leading to an ultra-high HTC due to the simultaneous promotion of bubble nucleation and *** CHF is obtained by overcoming the liquid–vapor counterflow,i.e.,synergistically facilitating bubble escape and liquid permeation.A record-breaking heat transfer performance of spray cooling is achieved with a maximum heat flux of1273 W/cm^(2)and an HTC of 443.7 kW/(m^(2)K)over a 1 cm^(2)heating area.?2024 Science China *** by Elsevier *** Science China *** rights are reserved,including those for text and data mining,AI training,and similar technologies.

关键词： Spray cooling Liquid film boiling Liquid film evaporation Hierarchical structure Thermal management

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Photocatalytic hydrogen production from seawater under full solar spectrum without sacrificial reagents using TiO_(2) nanoparticles

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Nano Research 2022年第3期15卷 2013-2022页

作者： Jining Zhang yifan lei Shuang Cao Wenping Hu Lingyu Piao Xiaobo Chen CAS Center for Excellence in Nanoscience National Center for Nanoscience and TechnologyCAS Key Laboratory of Standardization and Measurement for NanotechnologyBeijing 100190China School of Science Tianjin UniversityTianjin 300072China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China Department of Chemistry University of Missouri–Kansas CityMO 64110USA

Photocatalytic water splitting(PWS)has attracted widespread attention as a sustainable method for converting solar to green hydrogen *** far PWS research has mainly focused on the development of artificial photocatalytic hydrogen production systems for pure *** is more practically attractive to create systems for seawater,i.e.,to reduce the cost of hydrogen production and make better use of naturally occurring water ***,brookite,anatase,and rutile TiO_(2)nanoparticles are investigated as photocatalysts to explore the feasibility of such thought and have shown attractive hydrogen production performance under full solar spectrum without any sacrificial *** is worth noting that,brookite TiO_(2),has more suitable band gap position and excellent photoelectric properties compared with anatase and rutile TiO_(2),and has higher efficiency and stability in the process of hydrogen *** photocatalytic hydrogen production rate of brookite TiO_(2)can reach up to 1,476μmol/g/h,the highest value reported for TiO_(2)-based systems and most other photocatalysts in seawater splitting under full *** the Cl−ions in seawater go through a cycle of oxidation and reduction,no Cl_(2) is detected in the solar hydrogen production from seawater.

关键词： photocatalytic seawater splitting hydrogen production titanium dioxide(TiO_(2))photocatalyst

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Spatio-temporal Variations of Temperature and Precipitation During 1951–2019 in Arid and Semiarid Region, China

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Chinese Geographical Science 2022年第2期32卷 285-301页

作者： HUANG Yufei LU Chunyan lei yifan SU Yue SU Yanlin WANG Zili College of Computer and Information Sciences Fujian Agriculture and Forestry UniversityFuzhou 350002China Key Laboratory of Ecology and Resources Statistics of Fujian Province Universities Fujian Agriculture and Forestry UniversityFuzhou 350002China Statistical Information Research Center of Fujian Province Fujian Agriculture and Forestry UniversityFuzhou 350002China Research Centre of Resource and Environment Spatial Information Statistics of Fujian Province Fujian Agriculture and Forestry UniversityFuzhou 350002China

Understanding the spatio-temporal variations of temperature and precipitation in the arid and semiarid region of China(ASRC)is of great significance for promoting regional eco-environmental protection and *** this study,the annual and seasonal spatio-temporal patterns of change in average temperature and precipitation and their influencing factors in the ASRC were analyzed using the Mann-Kendall test,linear tendency estimation,accumulative anomaly and the Pearson’s correlation *** results showed that both annual average temperature and average annual precipitation increased in the ASRC during 1951–*** temperature rose by about 1.93℃and precipitation increased by about 24 *** seasonal average temperature presented a significant increase trend,and the seasonal precipitation was conspicuous ascension in spring and *** spatio-temporal patterns of change in temperature and precipitation differed,with the southwest area showing the most obvious variation in each *** changes in annual and seasonal average temperature and precipitation occurred mainly around the 1990 s and after 2000,*** circulation had an important effect on the trends and abrupt changes in temperature and *** East Asian summer monsoon had the largest impact on the trend of average annual temperature,as well as on the abrupt changes of annual average temperature and *** and precipitation changes in the ASRC were influenced by long-term and short-term as well as direct and indirect anthropogenic and natural *** study identifies the characteristics of spatio-temporal variations in temperature and precipitation in the ASRC and provides a scientific reference for the formulation of climate change responses.

关键词： multi-source remote sensing data temperature precipitation arid and semiarid region spatio-temporal variation atmospheric circulation

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光催化氧气还原制备H_(2)O_(2)

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化学进展 2021年第1期33卷 66-77页

作者：雷一帆雷圣宾朴玲钰天津大学理学院化学系天津300072 国家纳米科学中心中科院纳米卓越中心中国科学院纳米标准与检测重点实验室北京100190

H_(2)O_(2)广泛应用于化工和环保领域,其分解的唯一产物是水,有利于生产与自然生态系统的协调可持续发展。工业上H_(2)O_(2)的合成主要是通过蒽醌法间接合成,该方法能耗大,污染环境。而直接由H2与O_(2)混合制备H_(2)O_(2),具有极大的安... 详细信息

H_(2)O_(2)广泛应用于化工和环保领域,其分解的唯一产物是水,有利于生产与自然生态系统的协调可持续发展。工业上H_(2)O_(2)的合成主要是通过蒽醌法间接合成,该方法能耗大,污染环境。而直接由H2与O_(2)混合制备H_(2)O_(2),具有极大的安全风险,且需要消耗大量H2。通过光催化技术将O_(2)和H2O转化成H_(2)O_(2)的方法,避免了H2与O_(2)的直接混合,同时采用取之不尽的太阳能作为能量来源,近年来备受关注。本文总结了光催化还原O_(2)制备H_(2)O_(2)的研究进展,对比分析了不同催化体系,如g-C_(3)N_(4)、TiO_(2)以及其他光催化剂的反应性能及调控措施,介绍了光催化制备H_(2)O_(2)的机理,并对该领域的发展进行了展望。

关键词：光催化 O_(2)还原 H_(2)O_(2) 太阳能水分解

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基于非线性薛定谔方程的时间序列去噪

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计算机辅助设计与图形学学报 2021年第8期33卷 1202-1209页

作者：雷一凡宋刚高成勇包芳勋张云峰山东大学数学学院济南250100 山东大学物理学院济南250100 山东财经大学计算机科学与技术学院济南250014

针对噪声污染严重的时间序列,提出一种基于动态随机共振效应的去噪方法.通过具体分析非线性光学系统中的动态随机共振效应,推导出非线性薛定谔方程中的非线性扰动项,得到用于描述非线性系统中的信号传播模型,并应用于时间序列去噪.首先... 详细信息

针对噪声污染严重的时间序列,提出一种基于动态随机共振效应的去噪方法.通过具体分析非线性光学系统中的动态随机共振效应,推导出非线性薛定谔方程中的非线性扰动项,得到用于描述非线性系统中的信号传播模型,并应用于时间序列去噪.首先将归一化的时间序列信号输入模型系统,然后通过自适应粒子群优化算法确定系统传播方程中的各项参数,最后利用分步傅里叶方法求解传播方程的数值解,作为系统的输出.对于一些典型的时间序列信号,与现有的去噪方法相比,文中方法在信噪比上平均提高0.3~3.7 dB,在均方根误差上平均降低0.03~0.11,该方法在时间序列去噪上具有更好的效果.

关键词：非线性薛定谔方程动态随机共振自适应粒子群优化时间序列去噪

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太湖河湖水系连通需求评价初探

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湖泊科学 2013年第3期25卷 324-329页

作者：徐慧雷一帆范颖骅吕多智河海大学水文水资源学院南京210098

水系连通需求分析是河湖水系连通战略研究的重要内容.水系连通需求指人类社会经济发展对水资源调配、防洪排涝、改善生态环境等方面的需求及对河湖水系健康的维护,它源于水系能够提供各种水生态系统服务功能的生态学特性.通过分析水系... 详细信息

水系连通需求分析是河湖水系连通战略研究的重要内容.水系连通需求指人类社会经济发展对水资源调配、防洪排涝、改善生态环境等方面的需求及对河湖水系健康的维护,它源于水系能够提供各种水生态系统服务功能的生态学特性.通过分析水系连通需求、水生态系统服务功能和水系连通工程之间的内在关系,认为水系连通需求评价可转化为对水生态系统服务功能的评价.运用水当量评价方法,建立了河湖水系连通需求评价的方法体系,并以河网地区的典型代表——太湖为例,定量评价了太湖在水资源调配、调蓄洪水、水环境净化和维持生境等方面的连通需求.结果表明,太湖水系年均连通需求最大的是净化入湖废污水需水量,其次为水资源调配需水量,而太湖调蓄洪水的需求减少;湖水自身净化需水量较大,且为一次性需水.水环境净化的需求需要通过降低污染物入湖量,进行湖泊生态修复等主要措施以及引清水增加环境容量这一辅助连通措施共同完成.水系连通需求的定量评价可为水系连通战略及工程的规划设计提供理论基础.

关键词：水系连通需求水生态系统服务功能水当量法太湖

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砂土中能源桩承载力受热冷循环影响的离心机试验

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西南交通大学学报 2025年第1期60卷 83-92页

作者：陈龙胡逸凡陈永辉朱蕾张体浪河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210024 河海大学海洋与近海工程研究院江苏南通226334 河海大学苏州产业研究院江苏苏州215000 苏州市姑苏区人民政府吴门桥街道办事处江苏苏州215007 中建七局第二建筑有限公司江苏苏州215000

为研究砂土中能源桩在热冷循环温度作用下的承载能力,开展不同密实度奉浦砂土中细长能源桩的离心机模型试验.试验中进行20次热—冷温度循环作用,获得能源桩轴力、侧摩阻力、单桩承载力等的变化规律,并进行对比研究.试验结果表明:随着温... 详细信息

为研究砂土中能源桩在热冷循环温度作用下的承载能力,开展不同密实度奉浦砂土中细长能源桩的离心机模型试验.试验中进行20次热—冷温度循环作用,获得能源桩轴力、侧摩阻力、单桩承载力等的变化规律,并进行对比研究.试验结果表明:随着温度循环次数增加,能源桩桩身轴力均逐渐衰减并趋于稳定,且中密砂中能源桩最大轴力衰减值远高于密砂中能源桩;在热冷温度循环过程中,中密砂中能源桩桩身中下部存在中性点,在冷循环过程中中性点以上存在正的附加侧摩阻力,下部存在负的附加侧摩阻力,而在热循环过程中中性点以上存在负的附加侧摩阻力,下部存在正的附加侧摩阻力;密砂对能源桩下部存在明显的约束作用,使其在冷循环过程中全桩身相对桩周土体存在向下的位移趋势,产生全桩身正的附加侧摩阻力,而热循环过程中产生负的附加侧摩阻力;长期循环荷载作用使得能源桩的桩基承载力发生折减,与相应原型桩相比,埋设于中密砂和密砂中的能源桩承载力分别减小了7.3%和15.6%;密砂中的原型桩及能源桩承载力均高于中密砂中原型桩约11%;当实际工程中能源桩处于不同密实度的砂土层中时,需采取合理的措施,以满足能源桩的承载要求.

关键词：能源桩离心机试验承载力温度循环密实度

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样本训练算法在电磁层析图像重建中的设计及应用

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北京交通大学学报 2018年第5期42卷 99-106页

作者：刘泽肖君赵鹏飞刘向龙雷逸凡北京交通大学电子信息工程学院北京100044

在电磁层析成像(EMT)领域,病态矩阵方程逆问题求解是图像重建较为重要的一步.本文对截断奇异值分解(TSVD)算法和Tikhonov正则化法求解病态矩阵方程EMT逆问题中的参数选取问题做重点讨论.提出一种新的基于样本图像相关系数最大化的参数... 详细信息

在电磁层析成像(EMT)领域,病态矩阵方程逆问题求解是图像重建较为重要的一步.本文对截断奇异值分解(TSVD)算法和Tikhonov正则化法求解病态矩阵方程EMT逆问题中的参数选取问题做重点讨论.提出一种新的基于样本图像相关系数最大化的参数选取算法,在与原有参数选取算法的对比中分析其可行性.并将本文提出的灵敏度矩阵包含的多样本特点,应用到L曲线法和广义交叉验证法等算法中,利用统计方法提高灵敏度矩阵方程解稳定性,在一定程度上预防单样本求解导致的偶然性误差.应用硬件成像平台展示所提算法实际成像效果,并分析奇异值抑制方式和截取方式在EMT逆问题的实际应用和参数计算中的优势和劣势.实验数据表明:本文算法在测试样本中有更好的成像效果.

关键词：电磁层析成像截断奇异值分解 Tikhonov正则化法图像相关系数最大化算法

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数控卧式内腔加工专机联合仿真建模与分析

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工具技术 2023年第12期57卷 75-81页

作者：叶磊成群林雷怡凡平昊李凌霄吕盾周井文上海航天精密机械研究所上海市201600 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室

为构建内腔加工专机高保真度模型,建立机电耦合联合仿真伺服控制模型。通过伪随机序列创建激励信号,基于特征识别方法建立各轴指令位置和实际光栅位置间的传递函数,通过最小二乘法辨识出传递函数参数,并建立联合仿真模型。仿真结果表明... 详细信息

为构建内腔加工专机高保真度模型,建立机电耦合联合仿真伺服控制模型。通过伪随机序列创建激励信号,基于特征识别方法建立各轴指令位置和实际光栅位置间的传递函数,通过最小二乘法辨识出传递函数参数,并建立联合仿真模型。仿真结果表明:直线轴指令、旋转轴指令与仿真结果间最大误差分别为4.0×10^(-3)mm,4×10^(-15)°,满足工程应用的精度要求。

关键词：内腔加工专机控制系统 Adams 联合仿真

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一种槐米凝集素的分离、鉴定及其理化性质

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食品科技 2024年第7期49卷 204-211页

作者：祖未希雷一凡韩宇航李晨太原旅游职业学院山西太原030032 山西大学生命科学学院山西太原030006

通过硫酸铵沉淀、透析、DEAE(Diethylaminoethyl)阴离子交换层析、Superdex G-75凝胶柱纯化得到槐米凝集素(Flos sophorae immaturus lectin, FSIL),进一步研究其凝集素活性、糖苷键类型、糖结合特异性、热稳定性及体外消化特性等。结... 详细信息

通过硫酸铵沉淀、透析、DEAE(Diethylaminoethyl)阴离子交换层析、Superdex G-75凝胶柱纯化得到槐米凝集素(Flos sophorae immaturus lectin, FSIL),进一步研究其凝集素活性、糖苷键类型、糖结合特异性、热稳定性及体外消化特性等。结果表明:FSIL的相对分子质量为62.3 ku,高碘酸希夫染色显示该凝集素为糖蛋白;经PNGase F酶解法及β-消除反应鉴定得到FSIL的糖苷键为O-型糖苷键。FSIL对A、B、O型血均有凝血活性,为半乳糖型凝集素。沸水处理30 min后,FSIL凝血活性丧失,圆二色光谱及紫外吸收光谱结果显示加热处理后FSIL的二级结构更加伸展,疏水性氨基酸残基暴露。体外模拟消化实验表明,FSIL耐受模拟胃液的消化,作用60 min时多肽链未发生降解,对模拟肠液的消化也有一定抗性,完全降解需40 min;但经沸水处理30 min后,FSIL的抗蛋白酶消化性极大降低,仅需10 min便可被模拟胃液和模拟肠液完全降解。该研究为槐米制品的安全开发及FSIL的应用奠定了一定理论基础。

关键词：槐米凝集素纯化糖蛋白稳定性

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