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三维球床几何稀疏条数长特征线加速方法

原子能科学技术 2024年第3期58卷 654-661页

作者：郭建郭炯李富严睿邹杨中国科学院上海应用物理研究所上海201800 清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

特征线法具有非常强的几何适应性,可用于三维球床高温气冷堆全堆芯求解,但存在迭代次数多、计算速度慢的缺点。本文将长特征线加速方法应用于三维球床高温气冷堆以解决非规则几何数值加速的问题,基于三维模型特征线布置较二维模型稠密... 详细信息

特征线法具有非常强的几何适应性,可用于三维球床高温气冷堆全堆芯求解,但存在迭代次数多、计算速度慢的缺点。本文将长特征线加速方法应用于三维球床高温气冷堆以解决非规则几何数值加速的问题,基于三维模型特征线布置较二维模型稠密的分析,提出了稀疏条数长特征线加速方法,极大地减少了加速方程的计算量,在不降低角度离散精度的前提下,获得了非常好的加速效果。通过基准题对加速参数的选取方式进行了研究,条数稀疏度取3~5、长特征线长度取2.0 cm左右、加速迭代步取20~60步可获得良好的加速效果。小型轻水堆三维基准题和球床堆芯简化模型的计算结果表明,采用稀疏条数长特征线加速可获得7倍左右的时间加速比,此时对应的迭代步加速比为20倍左右。

关键词：球床高温气冷堆特征线法长特征线加速方法中子输运

某小型模块化反应堆核电站二回路系统变工况特性

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 155-163页

作者：王鑫赵钢曲新鹤王捷王鹏清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084 国核电力规划设计研究院有限公司北京100095

小型核电站具有规模小、投资成本低、功率可调节灵活等特点,用途比较广泛。核电站二回路系统变工况分析对优化核电机组运行模式和提升核电站经济效益具有重要意义。首先,该文针对某小型模块化反应堆核电站二回路系统,使用EBSILON软件搭... 详细信息

小型核电站具有规模小、投资成本低、功率可调节灵活等特点,用途比较广泛。核电站二回路系统变工况分析对优化核电机组运行模式和提升核电站经济效益具有重要意义。首先,该文针对某小型模块化反应堆核电站二回路系统,使用EBSILON软件搭建了系统模型;其次,在完成模型精确性验证后,使用该模型开展了变工况分析;最后,计算了不同功率水平、汽轮机背压、回热加热器切除方式下二回路系统的关键热力性能参数。结果表明:功率水平会对发电效率、热耗率、回热抽汽系数、高/低压缸出力份额等多项参数造成影响;对该影响的定量分析显示,适当降低汽轮机背压有利于提升机组性能,当功率水平为100%热耗率验收工况(turbine heat acceptance,THA)时,若背压设计值下调2.0 kPa,则二回路系统热耗率降低272.338 kJ·(kW·h)^(-1)。此外,回热加热器切除方式会影响二回路系统热力性能,但不同切除方式产生的影响不同。以主给水温度为例,高压回热加热器部分或全部切除将导致主给水温度降低30℃以上,但仅切除低压回热加热器L1基本不影响主给水温度。

关键词：变工况小型核电站回热加热器切除定压运行 EBSILON

小型模块式轻水堆燃料组件临界热流密度研究进展

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原子能科学技术 2024年

作者：解衡朱淦清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室

小型模块化反应堆(SMR)在“双碳”大背景下具有广阔的应用前景，对实现能源低碳化转型和能源技术变革等方面具有重要意义。它与常规轻水堆（压水堆和沸水堆）相比堆芯设计差异大，主要表现在小型堆运行功率低、压力低、流速低、堆芯高... 详细信息

小型模块化反应堆(SMR)在“双碳”大背景下具有广阔的应用前景，对实现能源低碳化转型和能源技术变革等方面具有重要意义。它与常规轻水堆（压水堆和沸水堆）相比堆芯设计差异大，主要表现在小型堆运行功率低、压力低、流速低、堆芯高度低以及功率分布更畸形等，从而导致水冷SMR燃料组件临界热流密度(CHF)研究面临更多难点和挑战。本文综述了CHF机理模型研究、经验关系式研究、子通道分析程序开发等三个方面的发展现状，分析了小型模块式轻水堆CHF研究的特点和难点，并以清华大学研发的一体化全功率自然循环小型压水堆NHR200-Ⅱ为例，介绍了其临界热流密度分析的关键方法研究。

关键词：小型模块化反应堆 NHR200-Ⅱ燃料组件临界热流密度试验设计准则临界热流密度预测方法临界热流密度机理

高性能YVO基稀土杂化发光材料的构建及其能量传递机制

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化工新型材料 2024年

作者：唐鹿江西科技学院协同创新中心

采用溶剂热和离子交换两步实验法，以YVO4为无机基质，2-噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)为有机配体，构建了具有核壳结构的YVO4∶Eu3+@YVO4∶Eu3+-TTA稀土杂化发光材料，研究了其高效的发光性能和内部的能量传递机制。结果表明，在621nm的监控... 详细信息

采用溶剂热和离子交换两步实验法，以YVO4为无机基质，2-噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)为有机配体，构建了具有核壳结构的YVO4∶Eu3+@YVO4∶Eu3+-TTA稀土杂化发光材料，研究了其高效的发光性能和内部的能量传递机制。结果表明，在621nm的监控波长下，YVO4∶Eu3+@YVO4∶Eu3+-TTA稀土杂化发光材料在280～420nm范围内有两个很强的吸收峰(即V-O峰和TTA特征吸收峰)。YVO4基质通过交换作用能量传递，而TTA有机配体通过分子内能量传递，可将吸收的紫外光能量有效地传递给Eu3+，从而实现了Eu3+更高效的可见光(红光)发射。

关键词：钒酸钇宽谱激发稀土杂化发光材料发光性能能量传递机制

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织物中液态水传输与快干行为表征

丝绸 2024年第5期61卷 40-47页

作者：李淑静王改改卢思童王钰程刘让同中原工学院服装学院郑州451191 先进纺织装备技术省部共建协同创新中心郑州451191

为了能够保持运动中大汗淋漓时的舒适状态,研究液态水在织物中传输与快干性能是必要的。文章提出了织物中液态水传输与快干评价的指标,即滴水扩散时间、最大面积传输耗时、最大传输面积、经纬向最大传输跨距、蒸发速度等。液态水在织物... 详细信息

为了能够保持运动中大汗淋漓时的舒适状态,研究液态水在织物中传输与快干性能是必要的。文章提出了织物中液态水传输与快干评价的指标,即滴水扩散时间、最大面积传输耗时、最大传输面积、经纬向最大传输跨距、蒸发速度等。液态水在织物中的传输行为通过观察其传输域变化来反映,呈现出与织物组织、纱线排列密度、纱线线密度、织物厚度、织物平方米质量等结构因素相关的初始阶段、增速阶段、稳定阶段和减缓阶段四个时期。通过对10种不同规格织物进行滴水扩散测试和水分蒸发速率测试,织物中液态水传输与织物厚度密切相关,织物厚度为液态水的渗漏提供空间但弱化了液态水的铺展和快干;纱线线密度影响织物表面孔隙,成为影响液态水铺展蒸发的主要因素;经纬密度通过与纱线线密度的匹配形成对液态水传输的影响。研究结果对于高品质运动服装面料的研发具有重要的指导意义。

关键词：吸湿快干图像处理技术滴水扩散蒸发速率评价指标多元回归

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无润滑电磁轴承保护轴承跌落过程摩擦发热分析

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原子能科学技术 2024年

作者：刘兴男陈国辉王茗萁时振刚莫逆清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室广州创依科技有限公司

为在设计阶段预测电磁轴承保护轴承的寿命，计算跌落过程中保护轴承的发热功率非常重要。很多场合下保护轴承无润滑或只有固体润滑，因此选择局部法，重点分析球与滚道之间的滚动弹性滞后、球自旋、差动滑动等机制引起的发热，推导了差... 详细信息

为在设计阶段预测电磁轴承保护轴承的寿命，计算跌落过程中保护轴承的发热功率非常重要。很多场合下保护轴承无润滑或只有固体润滑，因此选择局部法，重点分析球与滚道之间的滚动弹性滞后、球自旋、差动滑动等机制引起的发热，推导了差动滑动发热功率解析公式。开展实际电磁轴承高速电机无制动自由跌落实验，实测轴心轨迹和保护轴承冲击力，利用实验数据计算了保护轴承发热功率，并与实测转子动能变化率对比。研究发现，在确定了保护轴承安装预紧力情况下，局部法计算的保护轴承发热功率与转子动能变化率在量级上相当，证明了理论计算可行性；球自旋发热最多，其次是球与滚道差动滑动发热，两者之和占总发热的主要部分，球与滚道弹性滞后发热较少。

关键词：电磁轴承保护轴承转子跌落摩擦发热摩擦力矩

核壳结构多孔纳米纤维膜的制备及油水分离性能研究

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化工新型材料 2024年第5期52卷 133-140页

作者：王改改刘让同徐薇仪王慧萍王钰程中原工学院郑州451191 先进纺织装备技术省部共建协同创新中心郑州451191

采用可生物降解的聚乳酸(PLA)制备多孔纳米纤维膜用于油水分离,以多孔PLA为壳、聚氨酯(PU)为核借助同轴静电纺丝制备PLA/PU同轴纳米纤维油水分离膜,改善力学性能,提高复用性。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)等手... 详细信息

采用可生物降解的聚乳酸(PLA)制备多孔纳米纤维膜用于油水分离,以多孔PLA为壳、聚氨酯(PU)为核借助同轴静电纺丝制备PLA/PU同轴纳米纤维油水分离膜,改善力学性能,提高复用性。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)等手段考察膜材的形貌特征、力学性能和复用性。结果表明:PU的引入提升了纳米纤维膜的力学性能,PLA/PU14%浓度的同轴多孔纳米纤维膜可使油水分离效率达到94.12%;经油水分离后的纯PLA纳米纤维膜的力学性能与分离效率出现下降,而纯PU与PLA/PU纳米纤维膜却有所提高,使用5次后的PLA/PU14%分离效率最好,达到了94.72%。PLA/PU同轴纳米纤维膜有效提高了油水分离的分离效率和膜材的可复用性,具有良好的应用前景。

关键词：聚乳酸聚氨酯同轴静电纺多孔纳米纤维油水分离

激光脉冲啁啾影响双色激光场诱导气体产生太赫兹辐射特性的理论研究

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物理学报 2024年第6期73卷 140-150页

作者：李翰楠彭滟上海理工大学太赫兹技术创新研究院上海市现代光学系统重点实验室光学仪器与系统教育部工程中心太赫兹光谱与影像技术协同创新中心上海200093

随着太赫兹波研究的深入,研究者们对可调控太赫兹源的需求不断增加.如何获取可调控的太赫兹波一直是太赫兹科学领域的研究热点和关键问题之一.本文通过建立双色激光诱导气体电离光丝产生太赫兹波及其后续传播过程的三维理论模型,详细研... 详细信息

随着太赫兹波研究的深入,研究者们对可调控太赫兹源的需求不断增加.如何获取可调控的太赫兹波一直是太赫兹科学领域的研究热点和关键问题之一.本文通过建立双色激光诱导气体电离光丝产生太赫兹波及其后续传播过程的三维理论模型,详细研究了双色泵浦激光的啁啾参数对飞秒激光场辐射产生太赫兹波的影响.研究结果表明,在激光脉宽为飞秒量级时,以40 fs的情况为例,当啁啾参数在与激光脉宽处于相同的飞秒量级尺度上时,其对太赫兹波的振幅与频谱都产生显著影响.在双色飞秒激光场中,基频波和倍频波的啁啾各自起到不同的作用:基频波的啁啾主要影响太赫兹波的时域波形,而倍频波的啁啾则决定了太赫兹辐射的振幅大小、中心频率与频谱宽度.研究表明,激光啁啾作为一种可控的参数,对所辐射的太赫兹波属性具有多重调制效果,且相关啁啾的作用规律随双色激光的初始相位也呈现规律性变化.这些结果为研究太赫兹辐射的产生与调控提供了新的思路与依据.

关键词：太赫兹辐射双色激光脉冲啁啾调控

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人工智能技术在未来改进天气预报中的作用

科学通报 2024年第17期69卷 2336-2343页

作者：黄建平陈斌西部生态安全省部共建协同创新中心兰州730000 兰州大学大气科学学院兰州730000

天气预报一直是一个复杂而充满挑战的领域.由于大气系统是高度非线性,即使极其微小的变化也可能对大气运动产生不可预知的扰动,这种大气中普遍存在的“蝴蝶效应”也正是天气预报的难点所在[1].长期以来,天气预报主要依赖于传统的数值天... 详细信息

天气预报一直是一个复杂而充满挑战的领域.由于大气系统是高度非线性,即使极其微小的变化也可能对大气运动产生不可预知的扰动,这种大气中普遍存在的“蝴蝶效应”也正是天气预报的难点所在[1].长期以来,天气预报主要依赖于传统的数值天气预报模型.随着具有非线性学习能力的深度学习技术的崛起,气象领域开始应用人工智能模型.人工智能(artificial intelligence,AI)模型在短时预报、气象图像处理以及气候模拟等在内的多个气象领域的应用均有重要的突破[2,3].

关键词：人工智能技术图像处理天气预报气象领域蝴蝶效应大气运动短时预报气候模拟