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太阳能-空气源热泵热水系统新型组合优化设计

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分布式能源 2024年第4期9卷 33-42页

作者：闫秀英夏宇西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院陕西省西安市710055

太阳能-空气源热泵热水系统(solar-air source heat pump hot water system, SAHWS)常用于宿舍楼宇供暖,通过对系统参数的优化设计可显著提高系统能效性能与环境友好性。为得到一种综合考虑SAHWS经济、能源、环保与节能的优化方法,提出... 详细信息

太阳能-空气源热泵热水系统(solar-air source heat pump hot water system, SAHWS)常用于宿舍楼宇供暖,通过对系统参数的优化设计可显著提高系统能效性能与环境友好性。为得到一种综合考虑SAHWS经济、能源、环保与节能的优化方法,提出了一种新型组合优化设计策略,并利用TRNSYS软件搭建系统仿真模型,以西安、西宁、拉萨这3座不同太阳能资源等级城市为例,对SAHWS运行工况对比分析。结果表明:与常用生命周期成本设计相比,所提出的组合优化设计不仅降低了系统成本,还有着较低的系统能耗;组合优化设计的热泵能耗与工作小时数最短,且有最低的热损,在投资成本、系统季节性能因子、太阳能保证率以及碳粉尘、二氧化碳排放量均有较好表现。

关键词：太阳能空气源热泵热水系统优化策略节能

供水钢管脱节条件下探地雷达的三维有限差分正演研究

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地质装备 2024年第S1期25卷 92-100页

作者：刘桓宇易林果霍宇翔李远成都理工大学环境与土木工程学院成都610059 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 重庆高新工程勘察设计院有限公司重庆401120

城市供水钢管脱节检测是当今非开挖工程管道修复与更换的重要任务,探地雷达广泛用于识别供水钢管脱节的位置,为确定探地雷达在供水钢管脱节实际探测中的成像特征,通过gprMax对供水钢管脱节进行了三维正演研究。本文首先根据管道的不同... 详细信息

城市供水钢管脱节检测是当今非开挖工程管道修复与更换的重要任务,探地雷达广泛用于识别供水钢管脱节的位置,为确定探地雷达在供水钢管脱节实际探测中的成像特征,通过gprMax对供水钢管脱节进行了三维正演研究。本文首先根据管道的不同脱节程度建立了三维模型,考虑到土体渗透系数的差异,在供水钢管脱节处建立三维不规则模型用以代表土体浸润区。然后设计测线分布,分别设计垂直于供水钢管走向的测线与沿供水钢管走向的测线用以确定管道位置及脱节位置。最后通过gprMax对模型进行正演模拟。研究结果表明,垂直供水钢管走向测线中,浸润区反射波形同相轴呈现类似双曲线特征,但局部存在错动或中断。沿供水钢管走向测线中,管道未脱节区反射波形同相轴近水平。对于严重脱节与重度脱节管道脱节区反射波形同相轴出现明显错断,可根据错断距离判断脱节距离。对于中度脱节与轻度脱节管道脱节区反射波形同相轴无明显错断,浸润区处管道反射波振幅不稳定,可根据浸润区位置判断脱节位置。本文采用三维模型进行正演研究,对探地雷达探测供水管道脱节的图像解译工作具有指导意义。

关键词：探地雷达三维正演有限差分管道脱节

基于改进阻隔系数法的全国主要河流纵向连通性评价

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水资源保护 2024年

作者：侯佳明曾庆慧胡鹏蒋云钟唐家璇杨钦张璞中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室中国南水北调集团有限公司

河流纵向连通性是河流健康评价的一项重要指标，对维持河流生态系统结构和功能稳定具有重要意义。本文在传统的阻隔系数法基础上，引入阻隔物位置和类型修正系数，提出了一种综合考虑拦河建筑物位置和类型的改进阻隔系数法。采用改进的... 详细信息

河流纵向连通性是河流健康评价的一项重要指标，对维持河流生态系统结构和功能稳定具有重要意义。本文在传统的阻隔系数法基础上，引入阻隔物位置和类型修正系数，提出了一种综合考虑拦河建筑物位置和类型的改进阻隔系数法。采用改进的阻隔系数法，评价了全国215条流域面积超过10000km2主要河流的纵向连通性时空演变规律。结果显示：2020年参评河流平均纵向连通性指数为1.08，等级为“差”。在时间维度上，近60年全国主要河流纵向连通性呈加速受损趋势，且近20年受损程度最为强烈。在空间维度上，东南诸河区、珠江区和长江区现状纵向连通性最差，等级为“劣”；海河区和辽河区次之，等级为“差”；松花江区最好，是唯一综合评价等级为“优”的一级流域。研究结果可为我国河流健康评价、生态保护，以及水利水电工程规划建设提供技术支撑和决策依据。

关键词：水系连通纵向连通性阻隔系数法水利工程河流健康评价

应变速率对304不锈钢塑性变形及马氏体转变行为的影响研究

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中国机械工程 2024年

作者：湛利华赵帅杨有良常志龙中南大学轻合金研究院中南大学极端服役性能精准制造全国重点实验室中南大学机电工程学院

为研究0.5mm厚304不锈钢室温条件下的塑性变形行为及马氏体转变规律，开展0.00067s-1、0.002s-1、0.01s-1、0.1s-1及1.0s-1五种不同应变速率下的单轴拉伸测试，并通过XRD衍射对各样品进行物相分析。结果表明：随应变速率增加，材料的屈... 详细信息

为研究0.5mm厚304不锈钢室温条件下的塑性变形行为及马氏体转变规律，开展0.00067s-1、0.002s-1、0.01s-1、0.1s-1及1.0s-1五种不同应变速率下的单轴拉伸测试，并通过XRD衍射对各样品进行物相分析。结果表明：随应变速率增加，材料的屈服强度明显上升，表现出应变速率强化效应；由于拉伸过程中塑性功转化为热能，马氏体转变受到抑制，抗拉强度略有降低。在真应变量0.27后，低应变速率下材料出现较为显著的二次硬化，这与材料内部的马氏体转变有关。为此，提出将马氏体相变动力学方程（Olson-Cohen方程）引入传统Johnson-Cook模型中，以表征不同应变速率拉伸过程中的二次硬化现象。不同应变速率下流变应力变化实际值与通过改进后的JC本构模型计算值预测精度分别为3.23%、3.42%、4.13%、4.09%及5.14%，并且改进模型相对传统的JC模型能够更准确地描述不同应变速率拉伸过程中的二次硬化阶段。

关键词： 304不锈钢应变速率 Johnson-Cook模型马氏体转变

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椰壳纤维加筋土遗址生态注浆材料的性能

建筑材料学报 2024年第1期27卷 90-98页

作者：芦苇骆望李东波刘秦龙刘加平西安建筑科技大学西部绿色建筑国家重点实验室陕西西安710055 西安建筑科技大学理学院陕西西安710055 西安建筑科技大学建筑学院陕西西安710055

为提升土遗址注浆料的力学性能,以椰壳纤维掺和糯米浆、烧料礓石以及黄土改性注浆料为研究对象,研究了椰壳纤维长度和掺量(质量分数)对土遗址注浆料流动性、收缩性、抗压强度和抗折强度的影响.结果表明:椰壳纤维的掺量和长度越大,浆体... 详细信息

为提升土遗址注浆料的力学性能,以椰壳纤维掺和糯米浆、烧料礓石以及黄土改性注浆料为研究对象,研究了椰壳纤维长度和掺量(质量分数)对土遗址注浆料流动性、收缩性、抗压强度和抗折强度的影响.结果表明:椰壳纤维的掺量和长度越大,浆体的流动性越低,而椰壳纤维的长度与浆体的收缩率无明显相关性;椰壳纤维良好的桥接能力可以有效提高浆体固化后的抗压强度、抗折强度和延性;椰壳纤维的长度和掺量均存在最优值,建议最优配比为纤维长度6 mm、掺量0.5%~0.6%,此时浆体固化后的抗压强度、抗折强度分别提升49.09%和32.08%;过多、过长的椰壳纤维易发生弯折、团聚,导致浆体的流动性和强度大幅降低.

关键词：椰壳纤维土遗址生态注浆材料力学性能增强机理

融合时序InSAR形变的石棉县滑坡易发性评价

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地质科技通报 2024年

作者：秦佳松李为乐单云锋周胜森郁文龙成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室应急管理部滑坡灾害风险预警与防控实验室

滑坡作为一种对自然和社会环境造成极大破坏的地质灾害，其易发性评价对防灾减灾至关重要。现有的滑坡数据库常作为滑坡易发性评价的数据基础，由于更新不及时，存在时效性差和不全面等问题。此外，传统的滑坡易发性评价方法主要依赖于... 详细信息

滑坡作为一种对自然和社会环境造成极大破坏的地质灾害，其易发性评价对防灾减灾至关重要。现有的滑坡数据库常作为滑坡易发性评价的数据基础，由于更新不及时，存在时效性差和不全面等问题。此外，传统的滑坡易发性评价方法主要依赖于静态数据(如地形，地质，水文)，缺乏动态数据(如地表形变)，难以全面捕捉正在变形的滑坡特征，导致评价的可靠性较差。本文结合光学遥感技术和合成孔径雷达干涉测量技术（Interferometric Synthetic Aperture Radar，InSAR）识别研究区滑坡并获取地表形变作为动态评价因子，结合静态评价因子，采用联合训练和加权叠加两种方法，耦合最大熵模型（Maximum Entropy，MaxEnt），并使用迭代自组织（Iterative Self-Organizing，ISO）聚类算法对石棉县进行滑坡易发性评价及分区。结果表明：（1）综合光学遥感技术和InSAR技术两种方法，共识别出研究区139处滑坡，石棉县滑坡灾害高易发区主要分布于河流和道路两侧，滑坡灾害点的分布与所划分区有很好的吻合性。（2）补充InSAR形变因子在一定程度上提高了6.1%的易发性精度（AUC=0.921），同时显著的降低了评估结果中出现假阳性和假阴性的情况，提高了模型的精确性。该研究突出了将InSAR形变信息融入滑坡易发性模型中的优势，可为石棉县滑坡灾害预防提供重要支撑。

关键词：石棉县滑坡易发性评价时序InSAR 动态评价因子最大熵模型

金刚石单晶中的位错及其对器件影响的研究进展

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材料导报 2024年第20期 37-50页

作者：韩赛斌胡秀飞王英楠王子昂张晓宇彭燕葛磊徐明升徐现刚冯志红山东大学新一代半导体材料研究院山东大学晶体材料国家重点实验室专用集成电路国家级重点实验室中国电子科技集团公司第十三研究所

金刚石是超宽禁带半导体材料的代表之一，具有禁带宽度大、热导率高、载流子迁移率高、电子饱和漂移速度快、抗辐射性能好等优异性质，在功率器件、量子信息、辐射探测等高科技领域的应用越来越广泛。然而，与其他成熟的半导体材料如Si... 详细信息

金刚石是超宽禁带半导体材料的代表之一，具有禁带宽度大、热导率高、载流子迁移率高、电子饱和漂移速度快、抗辐射性能好等优异性质，在功率器件、量子信息、辐射探测等高科技领域的应用越来越广泛。然而，与其他成熟的半导体材料如Si的零位错、SiC的螺位错（TSD）低于10～2cm-2相比，金刚石单晶的位错密度处于10～3～10～8cm-2,这是其器件性能未能充分发挥的原因之一。研究位错机理和降低位错也是现阶段金刚石研究的热点之一。本文汇总分析了金刚石单晶中位错的主要类型和位错产生原因，重点讨论了金刚石位错的表征技术、位错密度降低方法以及位错的存在对不同器件性能的影响，最后总结了金刚石当前所面临的机遇和挑战，并展望了金刚石未来发展方向。

关键词：金刚石位错位错检测技术位错密度降低方法缺陷

北京市主城区高分辨率的城市水碳通量模拟研究

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水利学报 2024年第5期55卷 516-527页

作者：邵薇薇邵蕊倪广恒王义成杨志勇刘家宏中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

城市化通过影响地表蒸散发(ET)过程改变了区域水热平衡等水文和生态过程,进而改变了陆地生态系统的结构与功能。为科学评估城市水碳过程,基于哨兵二号卫星数据的植被信息,估算了2016—2021年逐月北京市主城区10 m×10 m空间分辨率的植... 详细信息

城市化通过影响地表蒸散发(ET)过程改变了区域水热平衡等水文和生态过程,进而改变了陆地生态系统的结构与功能。为科学评估城市水碳过程,基于哨兵二号卫星数据的植被信息,估算了2016—2021年逐月北京市主城区10 m×10 m空间分辨率的植被指数,进一步结合PT-JPLim四源蒸散发模型、InVEST模型以及解析型生态系统水分利用效率(WUE)模型,模拟了2016—2021年北京市主城区10 m×10 m空间分辨率的蒸散发、蒸散发分量(植被蒸腾E t、土壤蒸发E b、截留蒸发E i和不透水面蒸发E u)、总初级生产力(GPP)、碳储量以及WUE的月值,并分析了其相关关系。植被指数较大值集中在西部山区,其次为北京市的公园区域,归一化植被指数NDVI最大值为0.65。主城区多年平均蒸散发量为497 mm,ET随着叶面积植被指数LAI和增强植被指数EVI的增加而增加。2016—2021年期间,NDVI、LAI和EVI分别以每年0.0048、0.016 m^(2)·m-2和0.0047的速度增加。区域平均E t为141.51 mm,E i为50.77 mm,E b为272 mm,不透水面上的E u ET为18.2%。碳储量较高的区域主要分布在西部山区,该区域海拔相对较高,植被覆盖率较高,总碳储量密度高值超过5 t hm^(2)。研究区GPP的平均值为2.7 g·m^(-2)·d^(-1),多年平均WUE为0.63 g·mm^(-1)。WUE和E t ET呈显著负相关(R=-0.44,p<0.001),WUE随GPP的增加呈现显著的上升趋势。精细化的城市水碳模拟能够为海绵城市的建设和评估提供理论基础,对“双碳”目标的实现具有重要意义。

关键词：城市化生态系统蒸散发北京市水分利用效率

西南地区深切河谷演化及谷坡形态对应力场的影响

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人民长江 2024年

作者：何万超任洋杨存斌李天斌成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都理工大学环境与土木工程学院

西南地区深切河谷地应力场分布极为特殊，其对工程建设有着重要控制作用，而河谷演化及谷坡形态对深切河谷应力场分布有重要影响。本文基于考虑河谷演化下切作用的深切河谷应力场分析方法，结合典型工程案例，探讨了河谷演化对深切河谷... 详细信息

西南地区深切河谷地应力场分布极为特殊，其对工程建设有着重要控制作用，而河谷演化及谷坡形态对深切河谷应力场分布有重要影响。本文基于考虑河谷演化下切作用的深切河谷应力场分析方法，结合典型工程案例，探讨了河谷演化对深切河谷应力场发育分布的影响，并分别以坡高、谷底宽度以及坡度为变量建立河谷地质概化模型，进一步分析了谷坡形态对深切河谷应力场发育分布的影响。研究结果表明：考虑了河谷演化下切作用后的河谷地应力计算结果更合理，最大主应力方向朝坡面偏转5°～20°，最大主应力整体减小，谷底最大主应力减小幅度可达30%，应力集中及高应力包分布范围也随之减小；随着坡高增大，谷坡应力分异更显著，谷底最大主应力增大；随着谷底宽度增加，谷底中心岩体最大主应力减小，应力集中带从谷底向坡脚转移；随着坡度增大，靠近谷坡上方浅部岩体最大主应力减小，靠近谷底岩体最大主应力增大，坡度从30°增大至75°，谷底最大主应力最大可增大约68%。研究成果可为西南深切河谷地区工程建设与岩土体稳定性分析提供参考。

关键词：河谷演化数值模拟深切河谷应力场谷坡形态应力集中应变软化模型