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Effects of organic fertilizers produced using different techniques on rice grain yield and ammonia volatilization in double-cropping rice fields

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Pedosphere 2024年第1期34卷 110-120页

作者： Mingcheng HU Andrew JWADE Weishou SHEN zhenfang zhong Chongwen QIU Xiangui LIN Jiangsu Key Laboratory of Atmospheric Environment Monitoring and Pollution Control Collaborative Innovation Center of Atmospheric Environment and Equipment Technologyand School of Environmental Science and EngineeringNanjing University of Information Science and TechnologyNanjing 210044China Department of Geography and Environmental Science University of ReadingReading RG65DWUK Haina Research Institute of Guangdong Haina Agricultural Co. Ltd.Huizhou 516000China State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture Institute of Soil ScienceChinese Academy of SciencesNanjing 210008China

Ammonia(NH_(3)) volatilization from rice fields contributes to poor air quality and indicates low nitrogen use efficiency. Although organic fertilizers can meet the nitrogen requirement for rice growth, the simultaneous effects of organic fertilizers on NH_(3) volatilization and rice yield in paddy fields are poorly understood and quantified. To address this gap in our knowledge, experimental field plots were established in a conventional double-cropping paddy field in the Pearl River Delta region, southern China. Five fertilizer treatments were used besides the control with no fertilizer: fresh organic fertilizer, successively composted organic fertilizer, chemically composted organic fertilizer, mixture of chemically composted organic fertilizer with inorganic fertilizer, and chemical fertilizer. Ammonia volatilization was measured using a batch-type airflow enclosure method. No significant differences in grain yield were observed among organic and chemical fertilizer treatments. However, compared with chemical fertilizer, chemically composted organic fertilizer and successively composted organic fertilizer significantly decreased total NH_(3) volatilization by 70% and 68%, respectively. The ammonium-nitrogen concentration in field surface water correlated strongly(P < 0.01) and positively with NH_(3) volatilization across fertilization treatments. Our findings demonstrate that chemically composted organic fertilizer can sustain rice yield while reducing NH_(3) volatilization. An important future step is to promote these field measurements to similar rice cultivation areas to quantify the regional-and national-scale impact on air quality and nitrogen deposition in sensitive areas, and to design and implement better fertilizer management practices.

关键词： air quality crop production manure NH_(3)emission nitrogen use efficiency

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Effects of different organic fertilizers on nitrous oxide and methane emissions from double-cropping rice fields

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Pedosphere 2024年第1期34卷 52-62页

作者： Mingcheng HU Andrew J.WADE Weishou SHEN zhenfang zhong Chongwen QIU Xiangui LIN Jiangsu Key Laboratory of Atmospheric Environment Monitoring and Pollution Control Collaborative Innovation Center of Atmospheric Environment and Equipment TechnologySchool of Environmental Science and EngineeringNanjing University of Information Science&TechnologyNanjing 210044China Department of Geography and Environmental Science University of ReadingReading RG66 DWUK Haina Research Institute of Guangdong Haina Agricultural Co. Ltd.Huizhou 516000China State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture Institute of Soil ScienceChinese Academy of SciencesNanjing 210008China

Rice fields are a major source of greenhouse gases,such as nitrous oxide (N_(2)O) and methane (CH_(4)).Organic fertilizers may potentially replace inorganic fertilizers to meet the nitrogen requirement for rice growth;however,the simultaneous effects of organic fertilizers on N_(2)O and CH_(4)emissions and crop yield in paddy fields remain poorly understood and *** this study,experimental plots were established in conventional double-cropping paddy fields in the Pearl River Delta,China,including an unfertilized control and five fertilizer treatments with fresh organic fertilizer (FOF),successively composted organic fertilizer (SOF),chemically composted organic fertilizer (COF),COF supplemented with inorganic fertilizer (COIF),and chemical fertilizers (CFs)(TFOF,TSOF,TCOF,TCOIF,and TCF,respectively).Paddy field soils behaved simultaneously as an N_(2)O sink (cumulative N_(2)O emission:-196 to-381 g N ha^(-1)) and as a CH_(4)source (cumulative CH_(4)emission:719 to 2 178 kg ha^(-1)).Compared to CFs,the effects of organic fertilizers on N_(2)O emission were not *** contrast,total annual CH_(4)emission increased by 157%,132%,125%,and 37%in TFOF,TCOF,TSOF,and TCOIF,respectively,compared to *** TCOIF,rice yield was maintained,while CH_(4)emission was not significantly increased from the paddy fields characterized by a prolonged flood *** important next step is to extend these field-based measurements to larger rice cultivation areas to quantify the regional and national-scale impacts on greenhouse gas emissions and to help determine the optimum practice for fertilizer use.

关键词： crop production global warming potential greenhouse gases manure paddy sustainable agriculture

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风电接入远海油气平台的规划方法

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电力自动化设备 2024年第4期44卷 48-54页

作者：孟庆伟赵睿钟振芳王艳松中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580

海上风电直供远海油气平台可降低发电成本和碳排放,但传统规划方法不适用于远海油气平台的负荷特性。在考虑海上油田电力系统燃气透平机组与负荷特性的基础上,建立计及风-燃-荷功率动态匹配特性的扩展概率潮流模型,提出适用于远海油气... 详细信息

海上风电直供远海油气平台可降低发电成本和碳排放,但传统规划方法不适用于远海油气平台的负荷特性。在考虑海上油田电力系统燃气透平机组与负荷特性的基础上,建立计及风-燃-荷功率动态匹配特性的扩展概率潮流模型,提出适用于远海油气平台的风机规划方法。采用所提潮流计算方法,在满足远海油田电力系统的电压、线路载流量等约束条件下,以年发电成本与年碳排放量的综合成本最低为目标建立规划模型,并采用粒子群优化算法对模型进行求解。以我国某远海油田电力系统为例,提出针对远海油田电力系统特点的风电接入方案,算例结果表明,所提规划方法具有可行性。

关键词：远海油气平台海上风电海上油田燃-荷特性粒子群优化概率潮流

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基于四氰基苯醌二甲烷掺杂的聚乙烯电气强度提升方法

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绝缘材料 2024年第7期57卷 36-42页

作者：陈纯松王家璇李逸飞朱明晓钟振芳中国石油大学(华东) 山东青岛266000

本文引入具备窄带隙的四氰基苯醌二甲烷有机小分子,通过溶液共混制备了聚乙烯/四氰基苯醌二甲烷复合材料,并考察四氰基苯醌二甲烷掺杂含量对复合材料直流击穿特性、高场电导及陷阱分布特性的影响。结果表明:复合材料的电气强度随着四氰... 详细信息

本文引入具备窄带隙的四氰基苯醌二甲烷有机小分子,通过溶液共混制备了聚乙烯/四氰基苯醌二甲烷复合材料,并考察四氰基苯醌二甲烷掺杂含量对复合材料直流击穿特性、高场电导及陷阱分布特性的影响。结果表明:复合材料的电气强度随着四氰基苯醌二甲烷掺杂含量的增加先升高后降低,四氰基苯醌二甲烷的掺入使聚乙烯的电气强度最大提高了约54%,且有效降低了电导率。陷阱分布测量与量子化学仿真证实四氰基苯醌二甲烷引入了电荷深陷阱,增强了对载流子的捕获作用,使聚乙烯的直流电气强度获得提升。

关键词：聚乙烯窄带小分子掺杂介电性能深陷阱仿真建模

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Investigations on High-Speed Flash Boiling Atomization of Fuel Based on Numerical Simulations

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Computer Modeling in Engineering & Sciences 2024年第5期139卷 1427-1453页

作者： Wei zhong zhenfang Xin Lihua Wang Haiping Liu School of Aerospace Engineering and Applied Mechanics Tongji UniversityShanghai200092China Beijing Mechanical Equipment Research Institute Beijing100854China

Flash boiling atomization(FBA)is a promising approach for enhancing spray atomization,which can generate a fine and more evenly distributed spray by increasing the fuel injection temperature or reducing the ambient ***,when the outlet speed of the nozzle exceeds 400 m/s,investigating high-speed flash boiling atomization(HFBA)becomes quite *** difficulty arises fromthe involvement ofmany complex physical processes and the requirement for a very fine mesh in numerical *** this study,an HFBA model for gasoline direct injection(GDI)is *** model incorporates primary and secondary atomization,as well as vaporization and boilingmodels,to describe the development process of the flash boiling *** to lowspeed FBA,these physical processes significantly impact *** this model,the Eulerian description is utilized for modeling the gas,and the Lagrangian description is applied to model the droplets,which effectively captures the movement of the droplets and avoids excessive mesh in the Eulerian *** various conditions,numerical solutions of the Sauter mean diameter(SMD)for GDI show good agreement with experimental data,validating the proposed model’s *** based on this HFBA model investigate the influences of fuel injection temperature and ambient pressure on the atomization *** analyses of the velocity field,temperature field,vapor mass fraction distribution,particle size distribution,and spray penetration length under different superheat degrees reveal that high injection temperature or low ambient pressure significantly affects the formation of small and dispersed droplet *** effect is conducive to the refinement of spray particles and enhances atomization.

关键词： High-speed flash boiling atomization numerical simulations Eulerian description Lagrangian description gasoline direct injection

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基于上游正序参数比较的电压暂降源定位方法

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电力系统自动化 2022年第13期46卷 177-186页

作者：孟庆伟高涵贾志恒钟振芳何家宇中国石油大学(华东)新能源学院山东省青岛市266580 国网山东省电力公司潍坊供电公司山东省潍坊市261000

电压暂降源的上下游定位有着明确供用电双方责任的作用。面对传统定位方法中负荷模型适用性差的难题,文中以戴维南等效模型为基础,通过比较电压暂降前后上游正序参数的变化,提出了一种电压暂降源定位方法。首先,对上游正序参数进行辨识... 详细信息

电压暂降源的上下游定位有着明确供用电双方责任的作用。面对传统定位方法中负荷模型适用性差的难题,文中以戴维南等效模型为基础,通过比较电压暂降前后上游正序参数的变化,提出了一种电压暂降源定位方法。首先,对上游正序参数进行辨识,通过比较电压暂降前后上游系统正序参数的变化来确定电压暂降源的上下游位置。考虑参数不确定性、计算误差和测量误差的影响,提出了基于概率的改进判据。考虑误差对定位结果的影响,在定位模糊区域内引入概率型指标,定量分析了引起电压暂降上下游双方的责任,提高了定位结果的合理性。最后,通过IEEE标准模型验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：电能质量电压暂降电压暂降源定位上下游定位概率型判据

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核电厂反应堆冷却剂系统电压暂降耐受力的评估与实验验证

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实验技术与管理 2022年第7期39卷 73-79页

作者：孟庆伟唐炜钟振芳侯军瑞中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266000 中核控制系统工程有限公司北京100010

针对核电厂经受电压暂降而导致反应堆停堆的问题,将电气学科中电能质量概念引入核电厂,进行了电压暂降耐受力评估。从对电压最敏感的反应堆冷却剂系统入手,进行暂态联合建模,将状态参量的运行保护阈值、各设备的运行限值作为系统欠压运... 详细信息

针对核电厂经受电压暂降而导致反应堆停堆的问题,将电气学科中电能质量概念引入核电厂,进行了电压暂降耐受力评估。从对电压最敏感的反应堆冷却剂系统入手,进行暂态联合建模,将状态参量的运行保护阈值、各设备的运行限值作为系统欠压运行时的边界条件,绘制其耐受力曲线,并利用实验证明所提方法的正确性。最后以某AP1000核电厂为例,绘制该反应堆冷却剂系统的电压暂降耐受力曲线。此项评估研究,既提高了学生理论分析能力、实际操作能力,又能使学生掌握一定的工艺知识,推动学生的跨学科培养。

关键词：反应堆冷却剂系统电能质量电压暂降暂态联合建模耐受力评估

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漂浮式海上风电可视化机电联合仿真平台开发与实验

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实验技术与管理 2023年第10期40卷 119-127,158页

作者：孟庆伟孙浩钟振芳朱明晓李鹏中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580

漂浮式海上风电是新能源开发的重要形态,现有漂浮式海上风电仿真平台存在过分简化机械或电气环节的弊端,难以表征其机电紧密耦合的特征,给相关教学和科研带来不便,因此亟待构建新型的漂浮式海上风电仿真平台。以漂浮式风机为对象,在FAS... 详细信息

漂浮式海上风电是新能源开发的重要形态,现有漂浮式海上风电仿真平台存在过分简化机械或电气环节的弊端,难以表征其机电紧密耦合的特征,给相关教学和科研带来不便,因此亟待构建新型的漂浮式海上风电仿真平台。以漂浮式风机为对象,在FAST环境下建立高保真风机模型,在Simulink环境下搭建并网发电控制模型,再结合ParaView,联合构建了机电联合的可视化仿真平台,在不同风浪工况下研究了系统的机械动态响应和发电并网特性。仿真结果表明,联合仿真平台能实现漂浮式高精度的机电联合仿真,可为后续开展海上风电有关研究和实验教学提供有力支撑。

关键词：漂浮式海上风电机电联合可视化实验仿真平台

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面向碳减排的光伏与燃机混合远海油气平台供电系统规划

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供用电 2023年第3期40卷 25-31页

作者：钟振芳赵睿孟庆伟中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580

远海油气平台普遍采用汽轮发电机供电方式,存在成本高、燃机效率低、碳排放高等问题。针对以上问题,采用光伏与燃机混合的方式给远海油田进行供电。考虑冬、夏两季光伏出力与负荷的典型运行场景,以年发电成本与碳排放成本总和最小、网... 详细信息

远海油气平台普遍采用汽轮发电机供电方式,存在成本高、燃机效率低、碳排放高等问题。针对以上问题,采用光伏与燃机混合的方式给远海油田进行供电。考虑冬、夏两季光伏出力与负荷的典型运行场景,以年发电成本与碳排放成本总和最小、网损最低分别作为上层和下层目标函数,将光伏发电接入带来的安全性问题等作为约束条件,建立了光伏与燃机混合远海油气平台供电系统的双层规划模型,采用粒子群算法对下层规划模型进行求解,采用二进制遗传算法对上层规划模型进行求解。以我国某远海油田电力系统为算例进行仿真分析,结果表明采用光伏与燃机混合供电方式能够显著降低远海油气平台的年发电成本与碳排放量,具有较大的经济和环保效益。

关键词：海上油气平台光伏发电选址定容双层规划模型碳减排

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不同类型有机肥对珠三角水稻产量和温室气体排放的影响

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南京信息工程大学学报（自然科学版） 2022年第4期14卷 399-409页

作者：钱栋胡明成申卫收林先贵钟振芳邱崇文南京信息工程大学环境科学与工程学院/江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室/大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 中国科学院南京土壤研究所南京210008 广东海纳农业有限公司惠州516000 广东海纳农业研究院惠州516000

水稻田是甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)的重要排放源.以珠三角地区典型双季稻为研究对象,设置了无肥(CK)、化肥(CF)、条垛有机肥(SOF)、促腐有机肥(COF)、新鲜有机肥(FOF)和灭菌有机肥(STOF)共6种处理,采用静态暗箱⁃气相色谱法,研究... 详细信息

水稻田是甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)的重要排放源.以珠三角地区典型双季稻为研究对象,设置了无肥(CK)、化肥(CF)、条垛有机肥(SOF)、促腐有机肥(COF)、新鲜有机肥(FOF)和灭菌有机肥(STOF)共6种处理,采用静态暗箱⁃气相色谱法,研究等氮量施用不同类型有机肥对水稻产量以及温室气体CH_(4)和N_(2)O排放的影响.结果如下:1)水稻产量依次为STOF>FOF>COF>CF>SOF>***、FOF和COF处理相对于化肥处理增加了水稻产量,分别为19.3%、17.1%和15.5%(PFOF>SOF>STOF>CF>***、FOF、SOF和STOF处理相对于化肥处理增加了早稻和晚稻CH_(4)的累积排放量,分别为333.5%、261.3%、154.1%和128.6%(P<0.05).3)水稻生长期间各施肥处理N_(2)O的排放量均处于较低水平,该地区水稻田主要的温室气体仍然为CH_(4).4)4种类型有机肥处理相对于化肥处理均显著增加了水稻田的全球增温潜势和温室气体排放强度.从全生命周期来看,COF由于堆肥时间较短、温室气体排放最少,在实际应用中不仅可以提高经济效益,同时也可以兼顾生态环境效益.

关键词：温室气体水稻田有机肥产量全球增温潜势

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