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基于纳米复合PCM集蓄热构件的建筑太阳能供暖特性研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 1168-1177页

作者：严婷徐国英王岚陈龙余佳恒东南大学能源与环境学院江苏南京210096

设计一种基于吸光型纳米复合相变材料(PCM)模块化集蓄热构件,将其应用于建筑太阳能采暖,以降低能耗和碳排放。开展石墨烯-石蜡复合相变材料的制备和物性测试,建立PCM集蓄热数学模型,并结合典型气候工况进行供热特性的数值模拟,研究定风... 详细信息

设计一种基于吸光型纳米复合相变材料(PCM)模块化集蓄热构件,将其应用于建筑太阳能采暖,以降低能耗和碳排放。开展石墨烯-石蜡复合相变材料的制备和物性测试,建立PCM集蓄热数学模型,并结合典型气候工况进行供热特性的数值模拟,研究定风量情况下蓄热层厚度和空气流道宽度对供暖特性的影响,分析通风速度对送风温度、日供热量以及太阳能供暖保证率的影响。研究结果表明:添加石墨烯后的纳米复合PCM相对于纯石蜡的集热效率约提升了60%;对于具有18 m^(2)采光面积的集蓄热构件,当通风速度为1.0 m/s时,太阳能集蓄热墙具有较为优异的供暖性能,此时供给室内的日供热量、日平均热效率和供暖保证率分别为112.5 MJ、67.6%和90.0%,室内能够达到20℃的设定温度的时间为13 h。

关键词：吸光型PCM 模块化集蓄热构件供暖通风速度

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铜基催化剂电还原二氧化碳为甲酸研究进展

化工进展 2024年第6期43卷 3051-3060页

作者：陈富强仲兆平戚仁志东南大学能源与环境学院江苏南京210096

电化学二氧化碳还原(ECO_(2)RR)通过可再生能源制备高能量化学品或燃料对碳中和具有巨大价值。尤其是以铜基催化剂进行的ECO_(2)RR,其成本优势和卓越的催化活性使其成为最有前景的策略。在ECO_(2)RR的各种产物中,甲酸作为优秀的储氢材... 详细信息

电化学二氧化碳还原(ECO_(2)RR)通过可再生能源制备高能量化学品或燃料对碳中和具有巨大价值。尤其是以铜基催化剂进行的ECO_(2)RR,其成本优势和卓越的催化活性使其成为最有前景的策略。在ECO_(2)RR的各种产物中,甲酸作为优秀的储氢材料和内燃机燃料展现出工业化生产潜力。本文针对近年来过渡金属族的铜基催化剂在制备甲酸的研究进展进行了全面的总结,从ECO_(2)RR制甲酸机理出发,综述了铜基催化剂在ECO_(2)RR制甲酸领域取得的重要研究进展,其中以典型催化剂为例分析ECO_(2)RR生成甲酸的策略,包括形貌结构、表面价态、合金化、晶面效应、空位和碳载体等,重点讨论了活性位点数量以及关键中间体*OCHO的形成对甲酸产物选择性的影响,最后总结了该领域面临的挑战以及从原位表征、科学计算和反应条件等角度的展望。

关键词：电催化二氧化碳还原铜基催化剂甲酸

Ni、Ce、Zn和Cu修饰Fe_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)载氧体的甲烷化学链制氢特性

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化工进展 2024年第8期43卷 4320-4332页

作者：向浩寅陈良勇东南大学能源与环境学院江苏南京210096

以甲烷为燃料的化学链制氢是一种耦合CO_(2)捕集的高效制氢技术。在Fe_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)载氧体的基础上,通过浸渍法分别添加Ni、Ce、Zn和Cu形成双金属载氧体,以提高其晶格氧传递性能、制氢性能和抗积炭性能。本文通过热力学计算、... 详细信息

以甲烷为燃料的化学链制氢是一种耦合CO_(2)捕集的高效制氢技术。在Fe_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)载氧体的基础上,通过浸渍法分别添加Ni、Ce、Zn和Cu形成双金属载氧体,以提高其晶格氧传递性能、制氢性能和抗积炭性能。本文通过热力学计算、材料表征和实验研究,研究了不同双金属载氧体还原阶段和制氢阶段的反应性能,获得了不同双金属载氧体晶相结构与反应活性、制氢性能间的构效关系;并针对筛选出的最佳载氧体,进一步研究了其循环反应稳定性。研究表明,Cu是最合适的金属添加剂。Cu在Fe_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)双金属载氧体中形成了结构稳定的尖晶石相CuFe_(2)O_(4),提高了晶格氧活性,促进了载氧体中Fe_(2)O_(3)的深度还原,同时有效抑制积炭的生成,显著提高氢气产量和纯度,其中氢气产量由245mmol/100g载氧体提高到288mmol/100g载氧体,氢气纯度由88.3%提高到95.7%。Cu修饰Fe_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)载氧体在循环中表现出良好的稳定性,Fe^(3+)和Cu^(2+)的迁移使其微观结构得到改善,循环反应性能得到提高。研究验证了双金属载氧体在甲烷化学链制氢反应中的可行性,研究结果为铁基载氧体的设计和筛选提供了理论和实验依据。

关键词：化学链制氢载氧体金属添加剂氧传递积炭

高校图书馆文创产品设计文化传递模型及其应用研究

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图书馆学研究 2024年第3期 13-21页

作者：卢欣宇袁曦临楚浩然东南大学图书馆东南大学网络与信息中心

图书馆文创产品对于转化馆藏文化资源、拓展图书馆文化功能、扩大图书馆社会影响力具有重要意义。引入皮尔斯符号理论,构造出高校图书馆文创产品设计的文化传递模型;采用皮尔斯符号三分法,提出高校图书馆文创产品开发的通用流程和工作路... 详细信息

图书馆文创产品对于转化馆藏文化资源、拓展图书馆文化功能、扩大图书馆社会影响力具有重要意义。引入皮尔斯符号理论,构造出高校图书馆文创产品设计的文化传递模型;采用皮尔斯符号三分法,提出高校图书馆文创产品开发的通用流程和工作路径;并以东南大学图书馆的文创设计实践对模型进行验证。期望提出的图书馆文创产品设计模型为高校图书馆文创产品开发提供可资借鉴参考的工作流程与路径。

关键词：高校图书馆皮尔斯符号理论符号三分法文创产品设计文化传递模型

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改性海泡石对污泥热解过程中重金属的控制

化工进展 2024年第1期43卷 541-550页

作者：任鹏锟仲兆平杨宇轩张杉杜浩然李骞东南大学能源与环境学院江苏南京210096

污泥热解过程中会不可避免地产生多种重金属,危害人类的健康。通过在水平固定床反应器内开展城市污泥与改性海泡石共热解实验,探究海泡石的盐酸浸渍浓度(2~6mol/L)、海泡石的热活化温度(750~950℃)以及污泥与海泡石共热解温度(400~600℃... 详细信息

污泥热解过程中会不可避免地产生多种重金属,危害人类的健康。通过在水平固定床反应器内开展城市污泥与改性海泡石共热解实验,探究海泡石的盐酸浸渍浓度(2~6mol/L)、海泡石的热活化温度(750~950℃)以及污泥与海泡石共热解温度(400~600℃)对污泥热解炭中重金属元素Cd、Zn、Pb、Cr的富集特征、形态变化及生态风险的影响。研究发现,在400~600℃的温度范围内改性海泡石的添加有效地提高了Cd、Zn、Pb的固留率,但对Cr几乎没有富集作用,其中950℃热活化海泡石(950-SEP)对Cd有良好的富集效果,而4mol/L盐酸浸渍海泡石(4H-SEP)对Zn和Pb展现出了更好的富集性能。此外,通过分析重金属赋存形态发现,提高共热解温度和添加改性海泡石,共热解炭中的重金属元素整体向更稳定的形态转化。根据热解炭中重金属的生态风险评估,原始污泥经热解后其生态风险大大降低,在600℃前,改性海泡石可进一步降低重金属的生态风险。

关键词：污泥海泡石重金属热解活化废物处理

基于双注意力机制的MSCN-BiGRU的滚动轴承故障诊断方法

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振动与冲击 2024年第6期43卷 84-92,103页

作者：王敏邓艾东马天霆张宇剑薛原东南大学能源与环境学院南京210096 东南大学大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心南京210096

针对滚动轴承故障诊断模型在变工况和环境噪声干扰下诊断精度降低的问题,提出一种基于双注意力机制的多尺度卷积网络(dual attention and multi-scale convolutional networks,DAMSCN)与改进的双向门控循环单元(bidirectional gated rec... 详细信息

针对滚动轴承故障诊断模型在变工况和环境噪声干扰下诊断精度降低的问题,提出一种基于双注意力机制的多尺度卷积网络(dual attention and multi-scale convolutional networks,DAMSCN)与改进的双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit,BiGRU)组成的故障诊断模型DAMSCN-BiGRU。首先,多尺度特征融合模块使用不同大小的卷积核,获得多种感受野,从而提取到轴承原始振动信号的多尺度特征信息,并根据重要性对其进行自适应融合,然后利用通道注意力和空间注意力组成的双注意力模块(dual attention module,DAM)对多尺度特征进行重新标定,分配注意力权重,削弱融合特征中的冗余特征;然后,增加注意力层和利用分段激活改进BiGRU进而挖掘信号的时域特征,以提高轴承故障诊断的性能;最后,通过Softmax层完成对不同故障的分类。试验结果表明,与其他智能诊断模型相比,DAMSCN-BiGRU在变工况环境下,平均诊断精度达到98.2%,在强噪声背景下仍然有着85.3%的准确率,且在不同程度的噪声强度下效果均优于其他常用模型,有利于促进滚动轴承的智能故障诊断研究和实际应用。

关键词：滚动轴承故障诊断多尺度特征融合双注意力机制双向门控循环单元(BiGRU)

基于状态切换的杂草测绘无人机集群失效控制算法

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控制与决策 2024年第5期39卷 1587-1594页

作者：何勇徐鑫郭晓彤东南大学经济管理学院南京210096

设计一套基于状态切换的杂草测绘无人机集群级联失效控制算法.首先,分析农业测绘无人机集群的作业场景特征,并基于此将杂草测绘无人机集群的单机节点状态划分为初级态、中级态和高级态3种类型;然后,结合复杂网络基本原理提出一套基于单... 详细信息

设计一套基于状态切换的杂草测绘无人机集群级联失效控制算法.首先,分析农业测绘无人机集群的作业场景特征,并基于此将杂草测绘无人机集群的单机节点状态划分为初级态、中级态和高级态3种类型;然后,结合复杂网络基本原理提出一套基于单机节点状态切换和最小负载原则的失效控制算法;最后,通过数值算例和综合对比分析验证所提出算法的有效性和最佳使用条件.可以发现,不同失效过程对集群保持结构稳定和功能稳定的影响程度不同:中级态节点初始失效时网络的受影响程度最大;高级态节点初始失效时失效控制算法的效果最为显著;单机测绘半径和集群含有的低级态单机数目是影响集群测绘面积的两个因素,二者与集群测绘面积呈正相关,且前者对于监控面积的提升效果更加显著.

关键词：复杂网络杂草测绘无人机集群级联失效控制算法

空间能源生产:新能源时代城市空间低碳转型新路径——基于光伏能源生产与城市空间互动融合视角

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城市规划 2024年第4期48卷 59-70页

作者：王乙喆东南大学建筑学院

新能源革命正深刻改变人类的能源结构,将对城市发展产生深刻影响,塑造全新的未来城乡人居环境图景。在“旧能源”向“新能源”变革进程中,城市正从能源“消费者”开始具备能源“生产者”职能,将推动低碳导向下的城市空间与能源互动模式... 详细信息

新能源革命正深刻改变人类的能源结构,将对城市发展产生深刻影响,塑造全新的未来城乡人居环境图景。在“旧能源”向“新能源”变革进程中,城市正从能源“消费者”开始具备能源“生产者”职能,将推动低碳导向下的城市空间与能源互动模式从“减少化石能源消耗”转为“增加新能源生产”。本研究基于光伏能源生产特征,提出空间能源生产的概念,明确了城市空间能源生产体系特征,构建了面向空间能源生产的宏观城市空间发展评估模型和微观城市空间开发利用模型。研究认为,能源生产空间构成比例、能源生产空间产能效率和能源生产空间规模门槛是影响城市空间能源生产的关键问题。为了推动空间能源生产,研究建议:(1)应推动城市空间传统功能产权与能源生产空间产权“两权并设”;(2)应建立面向城市全域空间的阳光资源协调机制;(3)应建立空间能源生产导向的城市空间布局与形态设计。

关键词：空间能源生产新能源光伏低碳城市空间转型

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室内测绘机器人自主定位与三维建图研究

计算机工程与应用 2024年第8期60卷 329-337页

作者：周宏毅章国宝朱宏伟东南大学自动化学院南京210096

室内空间由于低照明、缺少GPS定位辅助和场景特征较少等原因难以利用有限传感器进行高精度三维建图。针对此问题,对FAST-LIO算法进行改进,引入了Lider-IMU参数初始化系统和后端回环检测优化算法,以增加大场景下的建图鲁棒性。采用公开... 详细信息

室内空间由于低照明、缺少GPS定位辅助和场景特征较少等原因难以利用有限传感器进行高精度三维建图。针对此问题,对FAST-LIO算法进行改进,引入了Lider-IMU参数初始化系统和后端回环检测优化算法,以增加大场景下的建图鲁棒性。采用公开数据集进行实验研究。结果表明,和现有算法相比,该算法轨迹误差精度均有提升。还设计了机器人在东南大学的建筑内部环境进行测试。实验结果表明,机器人能够实现自主移动建图并安全返回,效果良好。

关键词：移动机器人自主探索三维建图点云地图