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PCM与液体协同冷却的电池组热仿真研究

电源技术 2021年第10期45卷 1292-1297页

作者：王印霜邹得球贺瑞军马群宁波大学海运学院浙江宁波315211

采用在定型复合相变材料内部构建液体通道设计,实现相变材料与液体协同冷却,可以改善电池组传热能力,提升电池组电性能和延长循环寿命。利用ANSYS软件建立了三维模型,在此基础上进行冷却通道结构、冷却液的流速、入口温度、通道壁厚和... 详细信息

采用在定型复合相变材料内部构建液体通道设计,实现相变材料与液体协同冷却,可以改善电池组传热能力,提升电池组电性能和延长循环寿命。利用ANSYS软件建立了三维模型,在此基础上进行冷却通道结构、冷却液的流速、入口温度、通道壁厚和热导率对电池组冷却效果的影响的仿真,仿真计算数据表明:(1)冷却通道结构采用并行通道方式可显著降低电池模块最高温度,改善温度均匀性;(2)提高冷却液流速可降低电池组最高温度和温差,当流速>0.15 m/s后,继续提高流速,电池组冷却效果的改善不明显;(3)电池组温度随着通道的热导率的提高而降低,当热导率>3 W/(m·K)时,继续提高热导率,电池组的温度降低不明显。

关键词：数值模拟动力电池组协同冷却热管理强化传热

重庆市既有居住小区绿化水体协同冷却效应研究

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重庆市既有居住小区绿化水体协同冷却效应研究

作者：石大川重庆大学

学位级别：硕士

随着我国城市化进程不断推进,为解决城市人口的居住问题,势必要新建大量居住建筑。然而,在城市下垫面改变以及交通和建筑排热等因素影响下,热岛现象加剧,城市居住区热环境问题愈加突出。尽管水体和滨水植被在提供包括协同冷却在内的生... 详细信息

随着我国城市化进程不断推进,为解决城市人口的居住问题,势必要新建大量居住建筑。然而,在城市下垫面改变以及交通和建筑排热等因素影响下,热岛现象加剧,城市居住区热环境问题愈加突出。尽管水体和滨水植被在提供包括协同冷却在内的生态效益得到了广泛认知,但仍缺乏其对住区滨水热环境及城市热岛在特定气候下的定量研究。本研究采用实测与数值模拟相结合的方式,开展了对重庆市典型住区滨水热环境的定量研究。本研究重点从以下方面开展研究:经过前期住区热环境调研,于2018年7月至8月在目标小区滨水区域和住区内部同类下垫面开展了基于协同冷却的对照实测研究,对滨水硬质路面、乔木和草坪在临水20米范围内的气温、相对湿度、风速和黑球温度进行监测。结果表明:昼间绿化水体协同冷却使得滨水乔木区域较单一乔木区域的热舒适性更佳,而滨水草坪区域较单独草坪区域的热舒适性更恶劣,在水体夜间放热影响下,滨水环境较住区内温度湿度升高,热舒适性降低。此外,午后滨水乔木能够显著缓解城市热岛,在排除水体自身降温效果后,临水7至12米范围内的滨水乔木降温效果依然较单独乔木高约3.3℃。依据前期对该住区建成环境和下垫面分布调研,完善适宜重庆气候特点、建筑围护结构和常用绿化植物的数据库;基于ENVI-met模拟平台,建立该滨水住区空间模型,参照实测数据对模拟结果进行验证。基于上述模型对滨水住区不同建筑类型和布局的滨水热环境进行模拟分析,发现绿化水体协同对点状布局的别墅区热环境改善效果最佳,对滨水围合式多层住宅建筑热环境改善效果最差。基于上述ENVI-met模型,优选不同叶面积指数（LAI）的树种设置滨水绿化情景,探究其在不同时刻对滨水住区热环境改善效果的影响,得到不同滨水绿化配置模式对热环境改善效果的差异。结果发现对于滨水住区,LAI较高的乔木在上午对滨水住区室外人体热舒适的调节效果更好,此外从午后到夜间,LAI较低的乔木能有效与水体进行协同,对滨水住区热环境的调节效果更佳。通过以上研究,本文揭示了滨水植被与自然水体协同冷却效应对滨水住区热环境及城市热岛的影响规律,建立了准确反映和预测重庆地区滨水住区热环境模型,探究具有重庆地区独特气候适应性的住区滨水绿地设计模式,为滨水住区规划设计提供有力支撑。

关键词：城市住区协同冷却滨水热环境绿化水体

复合腔光力系统中机械振子的基态冷却和协同冷却研究

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复合腔光力系统中机械振子的基态冷却和协同冷却研究

作者：郭富圳南昌大学

学位级别：硕士

腔光力学是利用光的辐射压力作用于机械振子,并通过光学腔内的反射产生耦合的方式,形成一个光力系统。这个系统不仅为实现宏观量子相干和经典到量子跃迁等宏观量子现象提供了一个宝贵平台,而且在量子信息处理、高精度测量、量子传输以... 详细信息

腔光力学是利用光的辐射压力作用于机械振子,并通过光学腔内的反射产生耦合的方式,形成一个光力系统。这个系统不仅为实现宏观量子相干和经典到量子跃迁等宏观量子现象提供了一个宝贵平台,而且在量子信息处理、高精度测量、量子传输以及非经典态制备等领域中具有重要的应用。在腔光力系统中,研究人员可以通过调节腔场的参数和光力耦合强度来观察和研究一些物理现象,例如光力诱导透明、光力诱导放大、快慢光和光学非互易传输等。此外,通过调节腔场的参数,还可以控制机械振子的状态,从而获得机械振子的相干态、叠加态和纠缠态。然而,研究这些物理现象的前提是将机械振子冷却到量子基态,以尽可能地抑制不可控的热涨落。因此,将机械振子冷却至量子基态不仅是实现这些物理现象的必要条件,而且具有重要的应用价值。在腔光力学中,基态冷却是实现机械振子量子效应的关键步骤。本文采用的冷却模型是基于拉盖尔-高斯旋振腔和原子系综组成的复合光腔,在弱耦合情况下使用微扰理论方法计算光力噪声谱,通过光力噪声谱得出稳态声子数的数值表达式和最佳冷却方法,并分析各个参量对基态冷却的影响。在强耦合情况下,使用主方程的方法计算稳态声子数随时间变化的曲线,并研究最优冷却方法。不可分辨边带冷却相对于可分辨边带冷却在实验上更加难以实现,通常需要借助辅助腔或者电磁诱导透明的冷却方法。在拉盖尔-高斯旋振腔中,通过添加可旋转的移动镜子,可以形成光力系统中的类电磁诱导透明效应,在光力噪声谱中形成分明的峰谷点,通过调控各个参数可以在不可分辨边带下实现基态冷却并抑制斯托克斯跃迁过程,从而在量子信息处理、高精度测量等领域发挥着重要作用。在此基础上,本文还探讨了一种新的方法来增强腔场效应,即采用二阶非线性介质光学参量放大器(OPA)。通过调节二阶非线性介质增益的大小,可以在不可分边带实现基态冷却,冷却速率更快。此外,本文还研究了复合腔中机械振子的协同冷却问题,发现采用OPA可以显著提高协同冷却效率。

关键词：腔光力学系统基态冷却不可分辨边带光学参量放大器协同冷却

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镉离子微波钟研究进展

仪器仪表学报 2024年第2期45卷 17-30页

作者：苗胜楠张建伟王力军时空信息精密感知技术全国重点实验室北京100084 精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 清华大学精密仪器系北京100084 清华大学物理系北京100084

基于囚禁离子的微波原子钟在小型化及可移动方面具有优势,因而受到广泛关注。其中,113 Cd+离子因其所需激光数量少,基态超精细能级分裂大等优势,成为新一代实用离子微波钟的主要候选离子。近几十年来,国内外多个实验团队开展了镉离子微... 详细信息

基于囚禁离子的微波原子钟在小型化及可移动方面具有优势,因而受到广泛关注。其中,113 Cd+离子因其所需激光数量少,基态超精细能级分裂大等优势,成为新一代实用离子微波钟的主要候选离子。近几十年来,国内外多个实验团队开展了镉离子微波钟的研究工作。本文按照时间顺序,详细介绍了国内外不同实验团队在镉离子微波钟研究方面采用的技术路线及最新进展。

关键词：镉离子微波钟缓冲气体冷却激光冷却协同冷却

基于冷分子离子HD^(+)振转光谱的精密测量

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物理学报 2024年第20期73卷 67-82页

作者：张乾煜白文丽敖致远丁彦皓彭文翠何胜国童昕中国科学院精密测量科学与技术创新研究院波谱与原子分子物理国家重点实验室武汉430071 中国科学院大学北京100049 武汉量子技术研究院武汉430074

由一个质子、一个氘核和一个电子组成的氢分子离子“HD^(+)”是最简单的异核双原子分子,其有着丰富的、可精确计算和测量的振转跃迁谱线.通过HD^(+)振转光谱实验测量和理论计算的对比,可实现物理常数的精确确定,量子电动力学理论的检验... 详细信息

由一个质子、一个氘核和一个电子组成的氢分子离子“HD^(+)”是最简单的异核双原子分子,其有着丰富的、可精确计算和测量的振转跃迁谱线.通过HD^(+)振转光谱实验测量和理论计算的对比,可实现物理常数的精确确定,量子电动力学理论的检验,并开启了超越标准模型新物理的探寻.目前,HD^(+)的振转跃迁频率确定的相对精度已经进入了10^(-12)量级,并由此获得了当前最高精度的质子电子质量比,相对精度达到20 ppt(1 ppt=10^(-12)).本文全面介绍了目前HD^(+)振转光谱的研究现状与理论背景,阐述了基于Be^(+)离子协同冷却HD^(+)分子离子的高精度振转光谱测量方法,包括Be^(+)离子和HD^(+)分子离子的产生与囚禁,HD^(+)外态冷却与内态制备,双组分库仑晶体中HD^(+)数目的确定,以及HD^(+)振转跃迁的探测.最后,文章展望了进一步提高频率测量精度的光谱前沿技术,及同位素氢分子离子的振转光谱在未来研究中的发展前景.

关键词：振转光谱 HD^(+)分子离子协同冷却

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相干时间超过10 min的单离子量子比特

物理学报 2019年第3期68卷 46-54页

作者：汪野张静宁金奇奂清华大学交叉信息研究院量子信息中心北京100084

能够长时间储存量子信息的量子存储设备是实现大规模量子计算和量子通信的基本要素.与其他量子计算平台相比,囚禁离子系统的优势之一在于具有很长的相干时间.此前,基于囚禁离子的单量子比特相干时间不到1 min.研究发现,在囚禁离子系统中... 详细信息

能够长时间储存量子信息的量子存储设备是实现大规模量子计算和量子通信的基本要素.与其他量子计算平台相比,囚禁离子系统的优势之一在于具有很长的相干时间.此前,基于囚禁离子的单量子比特相干时间不到1 min.研究发现,在囚禁离子系统中,限制量子比特相干时间的主要因素是运动能级加热和环境噪声,其中后者包含环境磁场涨落和微波相位噪声.在同时囚禁171Yb+离子和138Ba+离子的混合囚禁系统中,通过实施协同冷却和动力学解耦,可以实现相干时间超过10 min的单离子量子比特.这一技术有望用于实现量子密码学和搭建混合量子计算平台.

关键词：量子存储囚禁离子协同冷却动力学解耦

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囚禁状态冷分子离子制备及应用

物理 2020年第4期49卷 241-250页

作者：张栋栋童昕吉林大学原子与分子物理研究所长春130012 中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子国家重点实验室武汉430071

冷分子离子,尤其是在离子阱中空间囚禁起来的冷分子离子具有空间定域、可长时间存储以及和与环境分离的特性。这些特性使得空间囚禁的冷分子离子在分子光谱精密测量、探测分子离子与中性分子之间的碰撞反应等方面越来越受到人们的重视,... 详细信息

冷分子离子,尤其是在离子阱中空间囚禁起来的冷分子离子具有空间定域、可长时间存储以及和与环境分离的特性。这些特性使得空间囚禁的冷分子离子在分子光谱精密测量、探测分子离子与中性分子之间的碰撞反应等方面越来越受到人们的重视,并在最近几年得到了快速的发展。文章介绍了冷分子离子的产生方法,及其近几年在精密测量和低温下的碰撞反应等研究领域取得的主要研究成果。

关键词：冷分子离子离子阱协同冷却精密测量低温分子碰撞

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Li^+离子精密光谱与精细结构常数确定

科技创新导报 2016年第31期13卷 183-184页

作者：史庭云高克林严宗朝钟振祥张佩佩中国科学院武汉物理与数学研究所

精细结构常数是无量纲的基本物理常数,它表征电磁相互作用强度,其高精度确定对基本物理理论的验证及新物理预言至关重要。氦原子及类氦离子是最简单的多电子体系,其(1s2p)P三重态精细结构劈裂强烈依赖于精细结构常数。开展对氦原子及类... 详细信息

精细结构常数是无量纲的基本物理常数,它表征电磁相互作用强度,其高精度确定对基本物理理论的验证及新物理预言至关重要。氦原子及类氦离子是最简单的多电子体系,其(1s2p)P三重态精细结构劈裂强烈依赖于精细结构常数。开展对氦原子及类氦离子2S^2P态精密光谱测量可以检验现有的两电子量子电动力学(QED)理论计算,同时也提供了高精度确定精细结构常数的独立方法。目前,氦原子的2P三重态精细结构光谱测量实验达到ppb精度,已触及到高阶QED效应,而与之有相似能谱结构的Li^+离子测量精度要低2~3个量级。由于QED高阶效应对电荷数Z极其敏感,提高Li^+的光谱测量精度,可对QED理论计算进行更为严格的检验。该研究拟采用激光冷却的Ca^+对由Li^+亚稳态进行协同冷却,实现对Li^+内外自由度的精确控制,获得几十m K量级处于亚稳态的Li^+离子晶体,进而对2S^2P三重态548.5 nm跃迁进行光谱测量,预期相对精度达到10~8,较目前Li^+同类实验精度提高两个量级;同时,开展对现有QED理论进行独立检验,提高理论预言的可靠性;通过实验光谱与理论预言的对比在10~8相对精度上独立确定精细结构常数。

关键词： Li+离子精密光谱量子电动力学精细结构常数离子阱协同冷却