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氨燃料固体氧化物燃料电池性能研究进展

精细化工 2024年第4期41卷 750-760页

作者：倪士栋魏胜利杜振华马万达路品智江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

氨(NH_(3))是一种零碳燃料,也是富氢载体,具有较大储运优势。固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种清洁高效发电装置,在分布式发电、热电联供、储能调峰等领域有广阔应用前景,NH_(3)可直接用作SOFC阳极燃料以实现高效、清洁、低成本发电。该... 详细信息

氨(NH_(3))是一种零碳燃料,也是富氢载体,具有较大储运优势。固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种清洁高效发电装置,在分布式发电、热电联供、储能调峰等领域有广阔应用前景,NH_(3)可直接用作SOFC阳极燃料以实现高效、清洁、低成本发电。该文简介了质子传导型和氧离子传导型氨SOFC的工作原理,电解质、电极材料的选择以及NH_(3)在阳极的分解过程,总结了氨SOFC的实验研究现状,以单电池最大功率密度为评价指标,综述了不同电解质/电极材料、电解质厚度、工作温度、电池结构类型等因素下2种传导类型的氨SOFC的性能表现,并分析了造成电池性能差异的原因,介绍了氨SOFC目前面临的挑战。最后,对氨SOFC未来研究方向、热电联供系统的应用进行了展望。

关键词：氨燃料固体氧化物燃料电池工作原理电解质电极材料电池性能

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负温度系数区域内RP-3喷气燃料表征燃料化学反应动力学分析

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石油学报（石油加工） 2024年第3期40卷 718-726页

作者：魏胜利吴李荣于志清孙林肖张志成江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

为探究喷气燃料(RP-3)在不同条件下负温度系数(NTC)区域内的反应路径、敏感反应以及小分子基元团的影响规律,以CRECK小分子详细机理为核心,基于解耦法耦合正十二烷、正丁基环己烷、正丁基苯简化机理,构建得到RP-3多组分表征燃料化学反... 详细信息

为探究喷气燃料(RP-3)在不同条件下负温度系数(NTC)区域内的反应路径、敏感反应以及小分子基元团的影响规律,以CRECK小分子详细机理为核心,基于解耦法耦合正十二烷、正丁基环己烷、正丁基苯简化机理,构建得到RP-3多组分表征燃料化学反应动力学详细机理;并在不同压力、燃料/空气质量比工况下对其NTC区域内的燃烧过程进行了敏感性分析、组分含量变化分析以及组分间交互作用路径分析。结果表明:NTC区域内反应H_(2)O_(2)(+M)=2OH(+M)(M为反应中第三体)是最重要的着火促进反应;不同反应条件下O_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(4)的陡降时刻与CO_(2)的激增时刻均与燃料的着火延迟期表现出极高的吻合度;压力与燃料/空气质量比的改变仅会影响反应路径的占比。

关键词：喷气燃料多组分表征燃料负温度系数区域化学反应动力学敏感性分析

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波浪情况下民机水上迫降性能数值分析

航空学报 2024年第2期45卷 28-43页

作者：李勐陈星伊陈吉昌吴彬童明波中国航空研究院北京100012 南京航空航天大学航空学院南京210016 中国特种飞行器研究所荆门448001

为了研究波浪情况下民机水上迫降性能,选用计算流体力学的有限体积法求解非定常不可压缩RANS方程,基于VOF法、整体动网格法、斯托克斯五阶波浪模型和自适应网格技术,以空客A320-200为研究对象,按照适航规章相关要求与建议,构建了民机水... 详细信息

为了研究波浪情况下民机水上迫降性能,选用计算流体力学的有限体积法求解非定常不可压缩RANS方程,基于VOF法、整体动网格法、斯托克斯五阶波浪模型和自适应网格技术,以空客A320-200为研究对象,按照适航规章相关要求与建议,构建了民机水上迫降数值仿真模型。首先,对比分析了静水面和波浪水面下飞机水上迫降过程。结果表明:相同初始飞行参数下,波浪水面下最大水平过载为2.42 g,是静水面的1.09倍;最大垂向过载为4.82 g,是静水面的2.82倍。2种情况下,空气垫效应和潜水现象明显,碰撞初段,飞机均受到吸力作用;波浪情况下,跳跃现象出现,但并未对飞机的运动过程产生剧烈影响。其次,研究了波浪参数对水上迫降性能的影响。分析结果表明:同一波峰撞击阶段内,波高越高,则最大水平过载和最大垂向过载越大;波长越长,则最大垂向过载越小;波高越高,波长越长,则最大下沉速度越大。

关键词：波浪民用飞机水上迫降数值造波两相流

阿魏酸对全麦面团热机械特性及全麦馒头质构品质的改善作用

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食品科学 2024年第5期45卷 24-30页

作者：苏安祥杨琴李文裴斐马高兴马宁胡秋辉南京财经大学食品科学与工程学院江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心江苏省食用菌保鲜与深加工工程研究中心江苏南京210023

研究阿魏酸(feuric acid,FA)对全麦面团结构和热机械特性影响,探讨添加FA对全麦馒头的质构特性和气孔分布影响规律。通过将不同比例(0.5%、1.0%、1.5%)FA添加到全麦面粉中制成面团,并利用Mixolab混合试验仪测定FA对全麦面团中面筋蛋白... 详细信息

研究阿魏酸(feuric acid,FA)对全麦面团结构和热机械特性影响,探讨添加FA对全麦馒头的质构特性和气孔分布影响规律。通过将不同比例(0.5%、1.0%、1.5%)FA添加到全麦面粉中制成面团,并利用Mixolab混合试验仪测定FA对全麦面团中面筋蛋白的弱化程度、淀粉的糊化特性以及酶降解速率等特性。同时,通过扫描电子显微镜分析面团的微观结构,并通过研究全麦馒头的质构特性和气孔分布等指标评估全麦馒头的品质变化情况。结果表明,与对照组相比,添加FA显著缩短了全麦面团的形成时间与稳定时间(P<0.05),其中,0.5%FA全麦面团的形成时间和稳定时间较对照组分别缩短21.02%和42.41%,添加FA能够促进面筋蛋白连续、均匀网状结构的形成,显著提高全麦面团的持水能力,有效减缓贮藏期间全麦馒头芯中的水分损失,使全麦馒头比容提高20.26%,从而显著改善全麦馒头微观结构以及弹性、内聚性等质构特性。然而,高添加量的FA(1.0%~1.5%)会导致面筋网络结构的断裂,对全麦面团流变特性和质构品质产生负面影响。该研究为解决传统全麦馒头口感粗糙、质地干硬等关键问题提出了新的解决方案,并为改善全麦面团流变特性与全麦馒头的质构品质提供理论依据。

关键词：阿魏酸全麦面团热机械特性馒头质构特性

基于IMU-LiDAR紧耦合的煤矿防冲钻孔机器人定位导航方法

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煤炭学报 2024年第4期49卷 2179-2194页

作者：司垒王忠宾魏东顾进恒闫海峰谭超朱远胜中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

防冲钻孔机器人是冲击地压矿井卸压的关键设备,其在复杂卸压巷道的精确地图构建和的稳定导航是实现钻孔作业智能化的基础和前提。在分析激光雷达点云畸变成因和同步定位与地图构建(SLAM)算法缺陷的基础上,设计了基于惯性测量单元(IMU)... 详细信息

防冲钻孔机器人是冲击地压矿井卸压的关键设备,其在复杂卸压巷道的精确地图构建和的稳定导航是实现钻孔作业智能化的基础和前提。在分析激光雷达点云畸变成因和同步定位与地图构建(SLAM)算法缺陷的基础上,设计了基于惯性测量单元(IMU)连续时间轨迹的点云畸变矫正方法,建立了激光雷达和IMU的数据融合模型,提出了基于IMU-LiDAR紧耦合的防冲钻孔机器人定位建图方法。根据煤矿卸压巷道特点建立了密闭坡道模型,开展了建图效果仿真分析,结果表明,所提算法在定位精度、轨迹误差方面均优于现有常用算法。在此基础上,设计了基于改进人工势场法和快速扩展随机树的动态路径规划方法,建立了适用于防冲钻孔机器人的路径规划与导航融合方案,并设计了2种仿真运动场景,结果表明,所提路径规划方法在全局路径规划和动态路径规划的平均路径长度、平均运行时间、平均生成节点数等方面均具有较好的综合性能。为了进一步验证防冲钻孔机器人定位导航方法的实用性,在校内模拟巷道、地面实验基地和井下卸压巷道等场景下开展了多组对比实验,结果表明:将IMU数据与LiDAR数据紧耦合后,所提方法的定位建图精度明显提高,在特征退化场景中具有优越的定位建图性能,且规划路径的运算效率和路径代价方面均具有良好的表现,验证了所提定位导航方法在多种场景中的可行性和优越性。

关键词：防冲钻孔机器人同步定位与地图构建惯性-雷达融合定位导航路径规划

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仿生手指的触觉感知系统设计及性能

清华大学学报（自然科学版） 2024年第3期64卷 421-431页

作者：唐超权唐玮李聪余婉婷中国矿业大学机电工程学院徐州221116 浙江科技学院自动化与电气工程学院杭州310000

机器人的类人能力离不开完善的感知系统,而触觉感知系统能极大地扩展机器人的应用范围。该文以人手指为仿生对象,基于液体压强传导原理研制了一种具有柔性外壳、指甲、指骨、液体、压敏元件和温度敏感元件的仿生手指,并研究了仿生手指... 详细信息

机器人的类人能力离不开完善的感知系统,而触觉感知系统能极大地扩展机器人的应用范围。该文以人手指为仿生对象,基于液体压强传导原理研制了一种具有柔性外壳、指甲、指骨、液体、压敏元件和温度敏感元件的仿生手指,并研究了仿生手指的触觉感知能力。结果表明:仿生手指的触摸压力曲线变化率和接触温度曲线变化率能够反映物体的硬度和导热性能,表明仿生手指具有硬度和温度感知能力。由仿生手指触摸振动信号提取的峰值均值和平均功率特征值能够表征织物粗糙感,由仿生手指触摸振动信号频谱图提取的主频率和功率谱重心频率特征值能够表征织物细密感,表明仿生手指具有纹理粗糙度和细密度的感知功能。基于支持向量机模型,使用仿生手指触摸振动信号的峰值均值、平均功率、主频率、功率谱重心频率及6个频段强度作为特征参数,进行织物表面纹理识别,平均识别准确率为92.8%,高于人主观分类的平均识别准确率(88.8%),表明仿生手指能够对织物表面纹理进行有效识别与分类,且优于人主观分类识别织物能力。研究成果可为触感智能机器人、触肤产品质感量化评定等提供技术支持和理论支撑。

关键词：仿生手指触觉感知触感特征参数分类识别

高性能梯度纳米钛板的超声表面深滚压制备及组织性能研究

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机械工程学报 2024年第6期60卷 227-235页

作者：韩静张政宋元明孙启胜刘志远孙甲鹏曹超赵继云中国矿业大学机电工程学院徐州221116 河海大学力学与材料学院南京221100

低的强度极大限制了工业纯钛的应用。采用超声表面深滚压(Ultrasonic severe surface rolling,USSR)制备了高强度、耐腐蚀、光洁表面的高性能纯钛板材。单次USSR加工在纯钛表面获得了厚度约1.3 mm的梯度硬化层和良好镜面效果的光洁表面;... 详细信息

低的强度极大限制了工业纯钛的应用。采用超声表面深滚压(Ultrasonic severe surface rolling,USSR)制备了高强度、耐腐蚀、光洁表面的高性能纯钛板材。单次USSR加工在纯钛表面获得了厚度约1.3 mm的梯度硬化层和良好镜面效果的光洁表面;USSR试样具有梯度纳米结构表面层,即晶粒尺寸、位错和孪晶密度随深度梯度变化,最表面层晶粒细化至52.2 nm;USSR试样屈服强度和抗拉强度相比未加工试样分别提高了33.8%和10.9%,表面硬度提高了50.9%,同时保持了20.8%的断裂延伸率;USSR试样在Hank’s溶液中的钝化电流密度降低,极化电阻增大,钝化膜稳定性和钝化能力提高。USSR试样的高强度主要来源于晶界强化、位错强化、孪晶强化和异质变形诱导强化;高密度非平衡晶界和光洁表面有利于稳定钝化膜的形成,提高了纯钛钝化能力。研究结果为工业纯钛力学性能和腐蚀阻力的改善提供了新的思路。

关键词：钛梯度纳米强度塑性耐蚀性表面强化

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铝合金阳极氧化方法及成膜机理的研究进展

表面技术 2024年第9期53卷 1-10页

作者：薛合刘灿灿唐大兴王润窦文众梁军南京工业大学材料科学与工程学院南京211816 东莞理工学院材料科学与工程学院广东东莞523808

对铝合金阳极氧化的发展现状及趋势进行了总结和展望。首先,介绍了阳极氧化工艺的类型,并着重阐述了最常用的酸性阳极氧化以及碱性阳极氧化的特点。随后,概括了阳极氧化膜生长机理的研究进展,包括氧化膜的生长过程及提出的相关理论。此... 详细信息

对铝合金阳极氧化的发展现状及趋势进行了总结和展望。首先,介绍了阳极氧化工艺的类型,并着重阐述了最常用的酸性阳极氧化以及碱性阳极氧化的特点。随后,概括了阳极氧化膜生长机理的研究进展,包括氧化膜的生长过程及提出的相关理论。此外,对碱性阳极氧化的研究现状进行了归纳,并简要介绍了其与酸性阳极氧化在氧化膜结构特点及生长机理方面的异同。最后,针对当前阳极氧化技术存在的问题和面临的挑战,对其未来的发展趋势做了展望,并指出了阳极氧化技术的发展方向。

关键词：铝合金阳极氧化氧化膜生长机理

南京5种木本植物早春花期物候对城市热岛效应的响应研究

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南京林业大学学报(自然科学版) 2024年

作者：史俐莎文书生黄小婉韩茜史正阳南京林业大学风景园林学院

【目的】植物物候作为城市生态系统的指示器，能够直观反应城市化进程下生态系统的变化，本研究结合地表温度数据，探究南京市5种常见观花木本的花期物候对热岛效应的响应规律，为我国华东地区植被物候对热岛效应的响应机制提供数据补... 详细信息

【目的】植物物候作为城市生态系统的指示器，能够直观反应城市化进程下生态系统的变化，本研究结合地表温度数据，探究南京市5种常见观花木本的花期物候对热岛效应的响应规律，为我国华东地区植被物候对热岛效应的响应机制提供数据补充。【方法】基于Landsat 8遥感数据反演南京市地表温度，采用热岛比例指数(URI)表征热岛强度，结合花期物候观测数据，定量研究城市热岛效应对植物花期物候的影响。【结果】南京市城市热岛效应明显，热岛强度从大到小排序为：中心城区> 近郊区> 远郊区。5种植物对热岛效应的敏感度存在明显差异，白玉兰 (Magnolia denudata)对城市热岛效应的响应最敏感，花期可提前4～11d，花期持续时间最多缩短50%；巨紫荆 (Cercis gigantea)、垂丝海棠 (Malus halliana)、东京樱花 (Cerasus yedoensis)受影响程度相近；红花檵木 (Loropetalum chinense var. rubrum)受影响程度最小，花期约提前2～4 d，花期持续时间约缩短19%。【结论】热岛效应对植物的花期起止时间和持续时间皆存在显著影响，随着热岛效应的增强，植物始花期、盛花期和末花期均出现提前和缩短趋势，在未来的研究中，可进一步探讨其他植被类型对城市热岛的响应，以期揭示植物物候对城市气候变化的响应规律。

关键词：热岛效应花期物候南京市热岛比例指数 landsat8 地表温度