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基于GPU加速的三维堆芯物理程序STORK的开发与验证

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原子能科学技术 2024年第3期58卷 662-671页

作者：俞陆林杨高升陈国华卑华蒋校丰高明敏王涛上海核星核电科技有限公司上海201103 核电运行研究(上海)有限公司上海200126

基于小型多GPU计算平台,采用二维全堆逐层特征线方法(MOC)和三维逐棒(pin-by-pin)三阶简化球谐函数方法(SP3方法)相耦合的方式开发了堆芯三维输运中子学计算程序STORK。在方法论方面,首先通过对堆芯各轴向层的二维MOC输运计算在线产生... 详细信息

基于小型多GPU计算平台,采用二维全堆逐层特征线方法(MOC)和三维逐棒(pin-by-pin)三阶简化球谐函数方法(SP3方法)相耦合的方式开发了堆芯三维输运中子学计算程序STORK。在方法论方面,首先通过对堆芯各轴向层的二维MOC输运计算在线产生栅元均匀化截面以及超级均匀化修正因子(SPH因子),然后采用SP3方法进行pin-by-pin三维堆芯计算。在程序开发方面,采用了CUDA、C++和Python的混合编程,且所有计算模块都基于CUDA/C++开发,并进行了大量的性能优化。通过对C5G7三维插棒基准题和VERA基准题的验证表明,与国际上同类中子学计算软件相比,基于CPU/GPU异构系统开发的STORK程序在计算效率和计算成本方面都具有明显优势。

关键词：中子输运图形处理器特征线方法在线均匀化逐棒 SP3 超级均匀化方法

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双阀芯先导笼式调节阀的设计仿真与试验

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 99-109页

作者：余瑞明吴业飞吴兵沈宇忠上海理工大学机械工程学院上海200093 浙江力诺流体控制科技股份有限公司浙江温州325200

为解决高温高压工况下调节阀的不平衡力及密封力难以达到所需泄漏等级的问题,设计了一种大阀芯和小阀芯分段配合工作、充分利用阀前介质压力增加阀座密封力的双阀芯先导笼式调节阀。文中给出了调节阀的不平衡力计算公式、流量方程,分析... 详细信息

为解决高温高压工况下调节阀的不平衡力及密封力难以达到所需泄漏等级的问题,设计了一种大阀芯和小阀芯分段配合工作、充分利用阀前介质压力增加阀座密封力的双阀芯先导笼式调节阀。文中给出了调节阀的不平衡力计算公式、流量方程,分析了其流量特性,并对阀内流体的流动进行了仿真,分析了流体流过调节阀后的压力损失;对大阀芯内腔进行了流体流动仿真,分析了阀前压力、内腔温度以及密封力的变化;对大、小阀芯进行了运动仿真,分析了执行器驱动力、阀芯轴向合力和大阀芯速度的变化。常温介质阀体耐压试验和阀座泄漏量试验结果表明,阀体均无可见泄漏和变形,泄漏量设定为10滴/min时,3次实测泄漏量分别为1、1和2滴/min。高温介质阀座泄漏量试验结果表明,泄漏量设定为1.275 mL/min时,250℃高温水蒸气的3次实测泄漏量分别为0.11、0.11和0.13 mL/min,300℃高温水蒸气的3次实测泄漏量分别为0.19、0.19和0.22 mL/min,实测泄漏量均小于设定值。文中提出的双阀芯先导笼式结构增强了调节阀的密封力,阀体耐压强度和阀座密封性能均满足使用要求。

关键词：双阀芯先导笼式调节阀设计仿真耐压试验泄漏量试验

双金属电催化CO_(2)还原催化剂的合成、表征和机理研究进展

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新型炭材料（中英文） 2024年第3期39卷 367-387页

作者：廖银丽黄恒波邹如玉沈淑玲刘心娟唐志红上海理工大学材料与化学学院上海200093 上海圣升化工科技有限公司上海200082

电催化二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)是一种将CO_(2)转化为有价值的化学品的有效方法。然而,CO_(2)的转化是一个复杂的过程,涉及2、4、6、8和12等多电子转移步骤。因此,开发高效的催化剂以精确控制CO_(2)转化过程中的电子转移数目具有重... 详细信息

电催化二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)是一种将CO_(2)转化为有价值的化学品的有效方法。然而,CO_(2)的转化是一个复杂的过程,涉及2、4、6、8和12等多电子转移步骤。因此,开发高效的催化剂以精确控制CO_(2)转化过程中的电子转移数目具有重要意义。单金属催化剂存在活性位点单一、反应动力学慢、产物选择性低和稳定性不足等缺点。双金属催化剂因其独特的结构和优异的性能而受到广泛关注。通过引入次金属,可以改变催化剂的电子结构,促进新的活性位点的形成,从而优化中间体与活性位点之间的相互作用。因此,本文综述了以炭材料为基底的单原子双金属催化剂和合金、异质结构等非原子级的双金属催化剂以及它们的制备方法、结构表征和催化产物,归纳双金属催化剂的催化机理。最后,提出CO_(2)RR中遇到的挑战并对今后的发展进行展望。

关键词： CO_(2)还原反应双金属催化剂协同效应电催化剂

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车用燃料电池引射器设计及测试评价方法研究

汽车工程 2024年第6期46卷 1054-1061页

作者：张维东蒋三青郭文军葛晓成胡发跃刘瑶中国汽车工程研究院股份有限公司重庆400000 重庆凯瑞动力科技有限公司重庆400000

在研究开发车用燃料电池引射器时,湿氢流量监测困难、台架技术难度大、试验成本高,并且存在安全隐患和能源浪费问题。为此,在推导空气与氢气、空气与100%RH的氢在相同工作条件下的流量变化关系式的基础上,针对110 kW燃料电池,试制引射... 详细信息

在研究开发车用燃料电池引射器时,湿氢流量监测困难、台架技术难度大、试验成本高,并且存在安全隐患和能源浪费问题。为此,在推导空气与氢气、空气与100%RH的氢在相同工作条件下的流量变化关系式的基础上,针对110 kW燃料电池,试制引射器进行空气和氢气测试,并结合数值仿真分析。结果发现:车用燃料电池引射器引射流体中水蒸气质量分数达到40%~50%;在相同工作条件下,空气与氢气的体积和质量流量分别等于其气体常数比值的平方根和比值倒数的平方根,其中空气与氢气的体积和质量流量之比分别为3.786和0.2641。工作、引射和混合流体质量流量的空气实测与仿真数据之间的平均相对误差分别为4.48%、4.54%和2.78%;空气实测数据经折算后与氢气测试数据相吻合,与湿氢的仿真数据平均偏差率分别为5.4%和6.11%;氢气测试数据经折算也与湿氢仿真数据相吻合。因此,空气测试数据经处理可以用于车用燃料电池引射器特性研究。

关键词：燃料电池引射器氢气循环系统气体动力学函数

生物质谱在生物制品宿主细胞蛋白残留分析中的应用

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质谱学报 2024年第2期45卷 193-200页

作者：谢力琦王静朱添怡王佳馨黄懿乔亮上海探实生物科技有限公司上海201206 复旦大学化学系上海200438

宿主细胞蛋白(host cell proteins,HCPs)残留影响生物制品的质量和安全,是生物制品生产的关键质控要素。目前,HCPs残留的主要质控方法是酶联免疫吸附试验(ELISA),但该方法的准确性高度依赖于抗体的特异性,且无法获得HCPs的种类及其含量... 详细信息

宿主细胞蛋白(host cell proteins,HCPs)残留影响生物制品的质量和安全,是生物制品生产的关键质控要素。目前,HCPs残留的主要质控方法是酶联免疫吸附试验(ELISA),但该方法的准确性高度依赖于抗体的特异性,且无法获得HCPs的种类及其含量分布信息,需要使用正交方法全面监测。而生物质谱技术无需依赖抗体即可实现HCPs的定性和定量分析,已逐渐成为除ELISA法外的主要分析表征方法,但质谱技术存在缺乏统一的操作流程和验证标准、高丰度药物信号抑制以及高昂的仪器成本等问题。本文总结了质谱法在生物制品HCPs分析中的工作流程及其应用进展,详细阐述了流程中涉及的样品准备、液相色谱分离、质谱数据采集、质谱数据分析和报告的开发原则和关键方法参数,并对未来的研究方向及挑战进行展望。

关键词：宿主细胞蛋白生物质谱生物制品质量控制

高熵型MnCuNiFeZn阻尼合金的高温阻尼行为与相变特征

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材料工程 2024年第1期52卷 193-199页

作者：梅玲牛红康丁双东田青超上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444 南通东凯精密科技有限公司江苏南通226534

制备了新型MnCuNiFeZn高熵阻尼合金,利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、动态热机械分析仪(DMA)与热膨胀仪等研究其微观组织、阻尼特性以及相变特征。研究表明,在固溶以及不同时效工艺下,MnCuNiFeZn合金均为单一母相,合金晶粒大小均... 详细信息

制备了新型MnCuNiFeZn高熵阻尼合金,利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、动态热机械分析仪(DMA)与热膨胀仪等研究其微观组织、阻尼特性以及相变特征。研究表明,在固溶以及不同时效工艺下,MnCuNiFeZn合金均为单一母相,合金晶粒大小均匀,呈现出高位错密度特征。随着时效时间的延长,合金常温下发生磁性转变,但常温段的内耗值很低;在673 K以上的高温域,MnCuNiFeZn合金因相变使得内耗值急剧提高。

关键词： Mn基高熵合金内耗相变高温阻尼性能

电网碳排放因子研究方向与应用需求的演变进程

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电网技术 2024年第1期48卷 12-28页

作者：刘广一王继业汤亚宸王栋上海远景科创智能科技有限公司上海市浦东新区201203 国网数字科技控股有限公司北京市东城区100077

电网碳排放因子是温室气体核算体系中非常重要的一部分,对于减缓气候变化和实现碳中和具有至关重要的作用。当前,针对电网碳排放因子核算的研究已经向着更为准确、区域更为细化、且更具有时效性的方向发展。该文总结了温室气体核算体系... 详细信息

电网碳排放因子是温室气体核算体系中非常重要的一部分,对于减缓气候变化和实现碳中和具有至关重要的作用。当前,针对电网碳排放因子核算的研究已经向着更为准确、区域更为细化、且更具有时效性的方向发展。该文总结了温室气体核算体系关于电网碳排放因子的需求演变以及国内外企业常用的标准和选择方法,介绍了欧美政府现阶段采取的电网碳排放因子计算方法及需求演变,探讨了关于电网碳排放因子的研究进展和应用情况。针对美国和欧洲地区,分别介绍了斯坦福大学、加州大学戴维斯分校、美国国家可再生能源实验室等知名研究机构的典型科研进展。此外,还探讨了欧美公司在电网碳排放因子计算方法及应用场景方面的创新,包括宾夕法尼亚-新泽西-马里兰电力市场公司(Pennsylvania-New Jersey-Maryland Interconnection,PJM)、新英格兰独立系统运营商(Independent System Operator-New England,ISO-NE)、Watt Time等公司已经推出的电网碳排放相关应用与产品。最后,该文指出了我国开展分时分区电网碳排放因子研究与应用的必要性,并提出了相应建议,为我国电网碳排放因子的进一步研究和标准制定提供参考。

关键词：范围二温室气体电网碳排放因子属地碳强度市场碳强度边际碳强度

直角突变式支座薄腹钢吊车梁疲劳性能评估与加固技术研究

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建筑结构学报 2024年第1期45卷 243-254页

作者：毕登山王建强幸坤涛严勇李忠煜程卓肖树豪中冶建筑研究总院有限公司北京100088 宝武装备智能科技有限公司上海201900

设直角突变式支座的薄腹钢吊车梁,在吊车荷载作用下,腹板平面外变形产生的弯曲应力导致吊车梁腹板的疲劳性能明显降低。实际工程中的直角突变式支座薄腹吊车梁,在插入板端部位置的腹板沿竖向产生疲劳裂纹,裂纹长度最大达到300 mm,继续... 详细信息

设直角突变式支座的薄腹钢吊车梁,在吊车荷载作用下,腹板平面外变形产生的弯曲应力导致吊车梁腹板的疲劳性能明显降低。实际工程中的直角突变式支座薄腹吊车梁,在插入板端部位置的腹板沿竖向产生疲劳裂纹,裂纹长度最大达到300 mm,继续开裂会严重威胁生产安全。通过实测开裂的直角突变式支座薄腹吊车梁的动态应力、欠载效应的等效系数及平面外动态变形,得出吊车运行频繁程度和插入板端部切角弧度是影响插入板端部位置腹板疲劳强度的关键因素。采用有限元法和疲劳裂纹扩展分析技术,对直角式突变支座薄腹吊车梁插入板端部的腹板开展了拟静态疲劳裂纹扩展模拟,得出裂纹长度与应力强度因子的关系曲线。提出了适用于直角突变式支座薄腹吊车梁的钢板高强螺栓加固和“贝壳板”焊接加固两种加固方法,并对比分析了两种加固方法的有效性。证明钢板高强螺栓加固和“贝壳板”焊接加固均可有效降低裂纹尖端的应力强度因子,提高直角突变式支座薄腹钢吊车梁疲劳强度。

关键词：钢吊车梁薄腹直角突变式支座疲劳性能评估裂纹扩展疲劳寿命加固技术

Hf对Zr-Al-Ni-Cu金属玻璃弛豫行为的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 651-659页

作者：王兴华王广涛刘小龙孟润心刘小红上海应用技术大学机械工程学院上海200240 上海交大智邦科技有限公司上海200240

通过测定快淬态和退火态比热与温度的关系,研究了Hf元素对Zr_(70)Al_(7.5)Ni_(8)Cu_(14.5)(70Zr)、Zr_(55)Al_(10)Ni_(5)Cu_(30)(55Zr)和(Zr_(0.75)Hf_(0.25))_(65)Al_(7.5)Ni_(10)Cu_(17.5)(65Zr_(0.75)Hf_(0.25))厘米级金属玻璃焓和硬度弛豫的影响。结果显示:70Zr和55Zr合金的结构弛豫表现为单峰现象,在退火温度(T_(a))接近玻璃转变温度(T_(g))时出现弛豫峰;而65Zr_(0.75)Hf_(0.25)合金的结构弛豫表现为双峰现象,分别在523和648 K(接近T_(g))时出现焓弛豫峰。70Zr和55Zr合金在T_(g)温度附近出现明显的单峰弛豫行为,表明合金在T_(g)之前的整个温度范围内具有较高的抵抗退火诱导结构弛豫的能力;另一方面,65Zr_(0.75)Hf_(0.25)合金在523 K附近出现一个弛豫子峰,可能是由于Zr-Hf原子对的键合性较弱,混合焓接近于零,随后在T_(g)附近出现明显的主弛豫。65Zr_(0.75)Hf_(0.25)和(Zr_(0.5)Hf_(0.5))65Al_(7.5)Ni_(10)Cu_(17.5)(65Zr_(0.5)Hf_(0.5))合金的硬度也表现出类似的双峰现象,导致第一峰的T_(a)与焓弛豫峰的T_(a)一致。结果表明,满足非晶形成三原则的Zr、Al、Ni和Cu组成的类二十面体中程有序结构在低T_(a)温度下保持稳定;只有背离非晶形成三原则的65Zr_(0.75)Hf_(0.25)和65Zr_(0.5)Hf_(0.5)金属玻璃焓弛豫和硬度弛豫出现了双峰,表明形成大块金属玻璃非必要组元的增加将导致合金结构在低温退火过程中的不稳定性。

关键词：焓弛豫硬度弛豫双级弛豫单级弛豫多组分金属玻璃