摘要：Thermoelectric effect is the most efficient way to convert electric energy directly from the temperature gradient. Thermoelectric effect-based power generation, cooling and heating devices are solid-stated, environmentally friendly, reliable, long-lived, easily maintainable, and easy to achieve miniaturization and integration. So they have unparalleled advantages in the aerospace, vehicle industry, waste heat recovery, electronic cooling, etc. This paper reviews the progress in thermodynamic analyses and optimizations for single- and multiple-element, single- and multiple-stage, and combined thermoelectric generators, thermoelectric refrigerators and thermoelectric heat pumps, especially in the aspects of non-equilibrium thermodynamics and finite time thermodynamics. It also discusses the developing trends of thermoelectric devices, such as the heat sources of thermoelectric generators, multi-stage thermoelectric devices, combined thermoelectric devices, and heat transfer enhancement of thermoelectric devices.

摘要：基于有限时间热力学理论,设计了一种冷却空气的通道结构,建立了基于热管散热的变温热源热电制冷器有限时间热力学模型.通过数值模拟方法对装置冷、热端热阻进行了分析,得到了沿管道流动方向制冷模块冷、热端温度和冷空气温度的变化规律;以制冷率密度和制冷系数为性能指标,分析了输入电流、入口温度、空气流速等关键运行参数和模块填充系数、热电单元长度、管道宽度和吸液芯厚度等设计参数对装置性能的影响,并讨论了空气间隙热漏影响.结果表明:入口温度为290 K时,0.2 m宽的管道管内冷空气温度每米流程下降约14 K;与同工况下不考虑空气间隙热漏情形相比,考虑空气间隙热漏时最大制冷率密度和最大制冷系数分别为0.48 W/cm^(2)和1.11,分别降低了4.00%和5.13%.

摘要：基于构形理论,建立了二维射流通道内导热基座上方柱离散热源的散热优化模型.给定离散热源的总纵截面面积和热源高度为约束条件,以系统最高温度和熵产率为优化目标,以各热源的长度比为优化变量进行了几何设计,并分析了射流速度和热源间距对热源最优构形的影响.当射流速度和热源间距给定时,均存在最优长度比使系统最高温度和熵产率最低,但对应不同射流速度和热源间距的最优长度比不同.研究结果可为方柱发热器件的热设计提供理论指导.

摘要：结合超高层建筑结构设计特点,梳理了超高层建筑结构的内部逻辑,提出了超高层建筑结构参数化建模和结构分析的一体化设计框架,通过对Grasshopper参数化设计平台进行二次开发,开发了超高层建筑结构方案智能设计工具。工具以建筑模型为基础,通过参数化方式,快速创建结构方案和分析模型,帮助结构工程师更好地与建筑师进行沟通协调,优化并保证结构安全,提高了结构设计效率和质量。详细阐述了工具开发的整体架构和关键技术,并通过工程实例验证了工具的有效性和实用性,以期为类似智能设计工具的开发提供参考。

摘要：极端气候变化背景下,东南沿海地区遭受的潜在洪水灾害风险不容忽视。基于格子玻尔兹曼计算流体力学方法,针对沿海城市建筑群系统开展了海啸冲击情景下内涝过程三维仿真研究,对理想建筑群洪水冲击实验开展了数值模拟方法可靠性和准确性验证。研究结果表明:沿河道、海岸线布置的建筑群的遮掩效应明显,城市内部建筑群受洪水的影响较小;建筑的布置方向和间距分布对洪水路径影响明显。开展的大尺度洪水情景下城市建筑群小尺度模拟分析方法,解决了二维模型不能计算复杂流场、地形、湍流等问题,克服了建筑群三维网格划分困难,为当前基于城市信息模型的洪水灾害应急管理和城市建筑规划提供技术参考。

摘要：热管具有导热性能高、轻便化、小型化的优点。建立了基于热管散热的热电制冷器有限时间热力学模型,给出了冷、热端热阻的具体计算方法。为了反映热电模块单位面积下的制冷能力,采用制冷率密度分析方法和折算面积热阻法,用数值算例分析了关键运行参数和设计参数的影响。为了比较不同工况下的制冷性能,首次引入热力学完善度性能指标,对热电制冷器的制冷性能进行了综合分析。给出了制冷器运行的最佳电流工作区间以及制冷温差范围,分析了制冷模块填充系数、制冷温差、热管参数(蒸发段长度和管壁厚度)对制冷器制冷率密度、制冷系数和热力学完善度的影响,并与风冷散热方式进行了比较,所得结果可为基于热管散热的制冷器设计和运行提供理论指导。

摘要：针对特定应用场景下,Tiny-YOLOv3(You Only Look Once v3)网络在嵌入式平台部署时存在资源开销大、运行速度慢的问题,文中提出了一种结合剪枝与量化的结构化压缩方案,并搭建了针对压缩后网络的卷积层加速系统。结构化压缩方案使用稀疏化训练与通道剪枝来减少网络中的计算量,使用激活值定点数量化和权重二的整数次幂量化来减少网络卷积层中的参数存储量。在卷积层加速系统中,可编程逻辑部分按照并行加流水线方法设计了一个卷积层加速器核,处理系统部分负责卷积层加速系统调度。实验结果表明,Tiny-YOLOv3经过结构化压缩后的网络平均准确度为0.46,参数压缩率达到了5%。卷积层加速系统在Xilinx的ZYNQ芯片进行部署时,硬件可以稳定运行在250 MHz时钟频率下,卷积运算单元的算力为36 GOPS。此外,加速平台整体功耗为2.6 W,且硬件设计节约了硬件资源。

摘要：利用热管具有高效的导热能力,而半导体制冷具有无噪音、环保、制冷迅速等独特的优点,提出了一种基于热管散热的半导体热电冷水机结构。基于有限时间热力学理论,考虑包括汤姆逊效应在内的各种内部效应,建立了详细的计算模型。分析了关键运行参数和设计参数对装置最优电流和最优性能的影响,并给出了协调最大制冷率和最大制冷系数的最优参数区间。优化结果表明:当温差为20K、电流为2.5A时,最大制冷率和最大制冷系数分别可达29.49W和1.47,相比于优化前,分别提升了55.3%和47.0%。

摘要：本文设计了一种热端基于热管散热的热电冷却通道结构,基于有限时间热力学理论,导出了热电制冷模块热端、冷端和管内冷源温度与管道长度关系的微分方程,得到了沿程温度变化规律。以制冷率密度和制冷系数为性能指标,通过数值模拟的方法,分析了输入电流、热源参数、热电模块参数、热管换热器参数等关键运行参数和设计参数对装置制冷性能的影响,并讨论了汤姆逊热对装置制冷性能的影响。结果表明:对于宽度为80 mm的管道,管内冷媒水流速为0.8 m·s^(-1),每米流程冷媒水温度下降0.24℃左右。考虑汤姆逊热时装置最大制冷率密度和最大制冷系数分别可达1.82 W·cm^(-2)和5.43,分别提升了13.75%和20.40%。

摘要：利用"图解"思维与计算机技术,在仿生建筑设计过程中融入"数字图解"这一新兴设计方法,能够较真实模拟生物生长的规律,使建筑仿生有据可循。以类细胞仿生建筑的设计为例,探寻这一方法的应用过程,为仿生建筑设计提供全新思路,并推动数字化技术在该领域中的应用与发展。