摘要：风光制氢已经成为了解决大规模风能和太阳能消纳的有效途径。针对传统方法未考虑锂电池储能系统和氢储能系统的功率分配和协调运行问题,提出了含电/氢复合储能的直流微电网模糊功率分配和协调控制方法,建立了碱式电解槽、储氢罐以及燃料电池的数学模型,设计了模糊逻辑控制器,给出了不同接口变换器的控制方法。最后,搭建了仿真模型和基于RT-LAB硬件在环实验平台,对所提出算法和传统方法进行了仿真和实验研究。仿真和实验结果表明,所提出方法能够使得锂电池荷电状态(state of charge,SOC)和储氢罐的氢状态(state of hydrogen,SOH)逐渐趋于合理工作区间,提升锂电池的使用寿命,减小了各接口装置控制模式切换次数。

摘要：自宇宙大爆炸结束,中性氢广泛分布于宇宙,为研究从宇宙黑暗时代、宇宙黎明与再电离时期,直到再电离之后的宇宙历史、精密测量物质分布提供了重要探针.但是迄今为止,由于灵敏度的限制,中性氢观测还主要局限于近邻宇宙.要进行更高红移的观测,必须在比其强几个数量级的前景中将21 cm信号提取出来,这对观测设备的设计和数据处理分析都提出了极高的要求.近年来,国际上出现了很多针对21 cm的观测实验,21 cm宇宙学正处在突破的前夜.我国也开展了21 cm宇宙学的探索性实验.本文介绍了暗能量射电探测关键技术实验(天籁实验阵列)和绕月超长波天文观测阵列(鸿蒙实验)的基本情况和研究进展.天籁实验阵列位于新疆巴里坤县红柳峡观测站,是用于试验中红移的大尺度结构21 cm强度映射的关键技术.鸿蒙实验则拟发射一个线形编队的卫星阵列,环绕月球飞行,进行全天频谱和干涉成像观测.这将打开一个新的观测窗口,并探索宇宙黑暗时代和宇宙黎明.

摘要：离子液体的物理化学性质稳定且结构可调,被认为是潜在的新一代绿色高效生物分子溶剂。本文通过密度泛函理论研究了系列咪唑基离子液体与两性离子型氨基酸(酪氨酸)的相互作用及机理。利用对称微扰理论(SAPT)、分子中的原子理论(AIM)及约化密度梯度函数(RDG),分析了氢键作用、静电力、诱导力和色散力对离子液体-氨基酸体系相互作用的贡献。计算结果表明静电作用对于阴、阳离子与酪氨酸的相互作用占主导地位。对于系列阳离子而言,具有不同的甲基取代位点和烷基侧链长度对不同的相互作用模式会产生显著影响。其中,当甲基位于咪唑环的C2位点时,诱导力与色散力占比差别较小;当甲基取代位于咪唑环的N3位点时,诱导力与色散力占比差别较大。产生这一差异的原因在于当甲基位于C2位时,氢键、咪唑环与苯环之间的π^(+)–π作用为主要作用模式,而甲基取代位为N3位时,氢键和烷基链与苯环之间的C_(Alkyl)―H…π作用则成为主导。进一步获得离子对-酪氨酸的相互作用能变化趋势与阳离子-酪氨酸的变化趋势一致,阴阳离子的共同作用使其与酪氨酸结合更稳定。该研究结果阐明了离子液体中阳离子氢键位点及侧链长度差异对于离子液体-酪氨酸体系的相互作用模式的影响机制,为高效分离氨基酸的功能性离子液体的设计和筛选提供了新思路。

摘要：石墨炔是由sp和sp2两种杂化碳构成的新型二维碳同素异形体。基于石墨炔化学合成规律和独特优势,利用其他芳炔前体替代六乙炔基苯,可以获得结构特异、尺寸可控的石墨炔基衍生物,而局域碳骨架的改变可以实现石墨炔衍生物性能调控,包括电导率、带隙、迁移率、空腔尺寸和电荷分离等。这类具有优良半导体性能的石墨炔基衍生物可以广泛应用于电化学储能、电催化、光电转换器件、非线性光学等诸多领域。本文主要综述了近年来石墨炔衍生物的优化设计、结构表征和光电性能,并对其代表性应用进行了总结和展望。

摘要：氡气是地下空间开发利用中的有害气体,同时对深地暗物质试验有重要影响,研究地下工程开挖过程中氡释放规律是科学解决氡污染问题的基础。采用自主设计的岩石三轴压缩氡释放试验系统,开展大理岩不同围压下三轴压缩破裂试验与氡释放量的测试,研究大理岩破裂模式对氡释放规律的影响,并讨论岩石破坏接近度(FAI)与累积氡浓度的相关性。试验结果表明,大理岩在不同加载阶段的氡释放量具有显著差异,总体上呈现先增加后回落再大幅增加至峰值释放量,最后跌落至稳定水平的规律。初始氡浓度随着围压的升高逐渐升高,而峰值氡浓度随着围压的升高呈现逐渐下降的趋势,与不同围压下岩石的破坏模式相关。通过对试验结果分析,得到岩石破坏接近度与累积氡浓度具有明显的相关性,可通过破坏接近度预测累积氡浓度的变化趋势。岩石氡释放规律的揭示对现场排氡/隔氡设计具有重要指导意义。

摘要：针对贵州省夹岩水利枢纽工程引水隧洞灰岩开展高围压三轴力学试验,结合声发射测试技术,探讨灰岩在达到峰值应力前的力学特性和裂纹发展规律,并利用自主开发的CASRock数值模拟软件进行了验证。试验结果表明:工程处灰岩在5~70 MPa围压作用下形成单一宏观剪切裂缝,无分支裂缝产生,峰后阶段具有明显的脆性特性,同时弹性模量和泊松比对围压不敏感;在压应力作用下声发射存在"平静期"和"活跃期",在临近峰值应力时声发射能量会出现加速释放现象。数值模拟结果与室内试验结果相一致,直观地展示了剪切裂纹扩展全过程。在此基础上,采用CASRock软件对夹岩工程隧洞进行了稳定性分析。研究结果对脆性岩体开挖支护设计具有一定的指导意义。

摘要：椭球形粒子作为一类重要的各向异性粒子,在生物、化工以及材料等领域有着广泛的应用。对椭球形粒子的扩散动力学进行深入地研究,不仅可以增进人们对各向异性粒子扩散动力学中基本科学问题的理解,而且可以为含各向异性粒子材料的设计与加工提供理论依据。因此,椭球形粒子的扩散问题一直是粒子扩散研究的焦点。虽然椭球形粒子扩散动力学的研究已经有一百多年的历史,其相关理论、实验和模拟研究工作很多,并取得了较大的进展,但是,系统的综述性文章相对较少。本文系统地总结了椭球形粒子扩散动力学的相关工作,包括:不同流体力学边界条件下椭球形粒子的扩散动力学和平动与转动扩散的耦合行为等。此外,本文还分析了椭球形粒子扩散动力学领域存在的关键科学问题,并对该领域研究方向进行了展望。

摘要：基因线路是生命体对自身生命过程控制的动态调控系统。在工程化的设计原理的指导下,人工基因线路是对天然基因调控线路进行简单化处理和重新编程,以及引入自然界不存在的人造法则。人工基因线路由遗传开关、生物振荡器、逻辑门等组成,以执行诸多调控功能。多种多样的人工基因线路设计与构建,不仅极大地促进了人们对生命调控基本规律的认识,也进一步丰富了人们对天然的生物系统进行改造、再创的手段,并为医药健康、农业环境和工业发酵等领域的实际需求提供了全新解决方案。虽然在过去20年里,人们在人工基因线路领域取得了丰硕的研究成果,但是细胞体内蕴含着的众多复杂生化反应和信号传导途径,为设计和组装具有更加高级功能的基因线路带来了挑战。相应地,如何实现微小细胞内复杂基因线路的可预测设计组装,如何保障基因线路在复杂的体内外环境下发挥稳健的功能,将成为未来几年人工基因线路研究的关键核心问题和势必克服的重大挑战。

摘要：斜轴式望远镜是一种新颖的望远镜结构,其独特的结构设计更适合南极等极端气候环境,但目前国内外缺乏针对斜轴式望远镜详细的动力学建模与控制研究.提出一套斜轴式望远镜动力学建模与鲁棒控制方法,首先,对斜轴式望远镜进行了动力学分析,采用拉格朗日法建立望远镜2自由度刚体模型;接着,结合望远镜驱动系统的柔性和所受干扰,完成了斜轴式望远镜的干扰情况下刚柔耦合系统数学模型的推导;然后,针对抗干扰问题,根据所建数学模型,设计了基于干扰观测器的滑模控制器,对于所受干扰进行抑制,实现了斜轴式望远镜的鲁棒控制;最后,仿真结果显示,在考虑模型的非线性外部干扰的情况下,相比于传统的比例-积分-微分控制器,基于干扰观测器的滑模控制器使得系统具有更好的动态性能和抗干扰特性.

摘要：木质素是木质纤维素的重要组成部分,在木质纤维素中的含量达15%~35%,仅次于纤维素.木质素是一种具有无定形复杂结构的高分子芳香聚合物,由三种苯丙烷类单体芥子醇、松柏醇和p-香豆醇的酶促脱氢聚合产生.离子液体(ILs)作为一种功能化介质具有高沸点、难挥发、可设计性等特质,对木质素具有较好的溶解能力,这对木质素转化过程中的均相化意义重大.因此,离子液体中催化转化木质素为高附加值化学品的研究越来越受关注.本文综述了离子液体作为溶剂和催化剂将木质素或木质素模型化合物有效转化为增值芳香化合物的相关研究,分析并展望了该领域面临的挑战和机遇.