摘要：渔网超结构具有平面、近光学无损、特定光场中可以激发表面等离激元等特点,在增强光子器件的响应效率方面极具潜力.本文基于时域有限差分方法和严格耦合波分析,系统研究了渔网超结构的等离共振模式及其对晶硅薄膜电池的光波调控性能.研究结果表明,渔网结构对光波的吸收、散射和消光特性强烈依赖金属层的厚度、线宽、周期等特征参数.通过优化设计,使共振峰红移至770 nm,相对消光截面达到1.69,同时散射光在消光光谱中占据主导地位.以此构筑的响应层厚度为2μm的晶硅薄膜电池在波长大于800 mm的波段吸收效率显著增强,电池最终的能量转换效率从6.67%提高到了8.25%.光强分布显示,共振导致的背向散射增强和光子传播方向的大角度偏转是实现电池响应增益的重要原因.

摘要：设计合成了2个1,10-邻菲啰啉并咪唑衍生物阴离子受体2-(2-羟基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(1)和2-(2-羟基-5-溴苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(2),受体2的结构由X射线单晶衍射分析确证.通过紫外-可见光谱滴定及1H NMR滴定研究了这2个受体对F-,Cl-,Br-,I-,H2PO-4和AcO-6种阴离子的识别传感作用及作用机理.结果表明,受体对AcO-,F-和H2 PO-4有较强的传感作用,溶液颜色由淡黄色变为黄色;对Cl-的作用较弱;而对Br-和I-则无明显作用.通过机理研究发现,受体与F-,H2 PO4-和AcO-形成1∶1的氢键超分子,当阴离子的量超过受体的1倍以后,咪唑氮上的氢转移到阴离子;受体与Cl-以氢键形成超分子复合物,而与Br-和I-作用很弱.

摘要：Ag@SiO2纳米耦合结构同时具有等离激发和衍射散射特性,可有效调控光波的行进路径和能量分布,在薄膜太阳电池陷光领域极具潜力.本文基于时域有限差分方法和严格耦合波分析,建立三维电磁仿真模型,研究Ag@SiO2耦合结构对非晶硅电池光谱响应的调控机理,通过优化设计,得到高陷光电池器件.结果表明:当Ag和SiO2特征尺寸分别为18和150 nm时,共振波和衍射波达到最优耦合,通过耦合结构进入电池响应层的透射光谱最大,相应量子效率显著增强.与同尺寸的平面电池相比,其光电转换效率从7.19%提高到7.80%,相对提高了8.48%.

摘要：为研究土工格室整体抗拉承载力与条带抗拉承载力、节点抗拉承载力之间的力学响应关系,采用双轴拉伸试验测定了不同高度、焊距的高强土工格室在不同加载速度下的破坏承载力;利用节点抗拉承载力与条带抗拉承载力之间的匹配关系,给出了土工格室抗拉承载力的设计参考值;采用响应面多因素试验分析法,研究了土工格室双轴拉伸承载力和变形对各影响因素的响应规律.结果表明:双轴拉伸试验中高强土工格室的破坏均发生在节点处,工程设计时应重点关注;对土工格室整体抗拉承载力的影响程度由大到小为土工格室高度>土工格室焊距>加载速度,研究结果可以为工程设计中土工格室的技术指标选择提供理论依据.

摘要：为了实现植入物与人体骨在生物力学和细胞相容性方面的匹配,综合评价了钽点阵结构的力学性能和渗透性能,以寻求可应用于钽多孔骨支架的最佳点阵结构。基于三周期极小曲面的不同建模方法,设计了6种类型的单元体结构,通过选区激光熔化工艺制备了相关钽点阵结构试样。通过准静态压缩试验获得点阵结构的力学性能,并记录破坏过程;基于有限元软件Abaqus建立相对应的压缩模型,获取压缩过程中应力应变的变化;利用COMSOL软件对点阵结构的渗透性能进行模拟分析。结果表明:片状结构的弹性模量、屈服强度和能量吸收均高于杆状结构,渗透率则低于杆状结构;G型和F-KS型杆状结构在50%应变下出现了脆性断裂的裂口;6种钽点阵结构的弹性模量为3.8~6.1 GPa,屈服强度为47~107 MPa,介于皮质骨和松质骨的范围内;6种结构的渗透率为6.5×10^(-10)~3.97×10^(-9)m^(2),均在骨小梁的渗透率范围内。研究结果表明,所设计的钽点阵结构适用于骨支架,综合性能最好的是G型片状结构。

摘要：以氢储能为媒介将风电与煤化工进行有机整合,是提升风电消纳能力、降低煤化工耗能与污染的有效技术路线。提出以风电全额消纳和煤化工低耗能、低污染的风电—氢储能与煤化工多能耦合系统(W-HES&CC)集成架构设计方案;以多能耦合系统设备一次性投资最小为目标,以风电全额消纳与W-HES&CC稳定运行为约束,构建多能耦合系统设备投资规划数学模型,进而使用遗传算法对上述模型求解;基于新疆某地区风电场与煤化工企业为算例背景,仿真结果表明提出的多能耦合系统设备投资优化规划数学模型的正确性,并进一步基于规定应用场景分析了不同风电并网比例与风电非电形态消纳比例条件下系统的投资成本变化规律。

摘要：以钙钛矿为顶、晶硅为底的钙钛矿/硅叠层电池可以提高太阳光谱的利用率,突破单结电池中的肖克利极限(SQ极限),是实现更高光电转换效率的有效途径之一.如何降低光子在电池表面和界面的传输损失,最大化响应层的吸收效率是其中的关键.本文通过时域有限差分法和严格耦合波分析,系统研究了不同种类金属纳米球对钙钛矿/硅叠层电池的光谱响应和能量转换效率的增强机制.结果表明,由于表面电子云对光波的共振增强,金属纳米结构的引入显著提升了光子进入到电池响应层的透射率,电池总的吸收光谱和量子响应效率因而得到明显提升.对于最优的Al纳米球,观察到的加权平均透射率从73.16%提升到79.15%,电池能量转换效率从23.09%提高到24.97%,效率相对提高了8.14%.

摘要：为提高新疆青贮玉米地残膜机械化回收水平,研究大根茬对残膜机械化回收的影响,解决残膜回收率低、膜茬缠绕易堵塞等机具工作难题,该文研究设计了一种滚刀式青贮玉米起茬及残膜回收联合作业机。该机关键工作部件为滚刀起茬、滚筒拾膜和脱膜辊等装置,作业时采取滚刀结构将玉米大根茬起出,解决了大根茬对残膜回收的影响,随后通过滚筒拾膜机构将地膜挑起,由脱膜辊装置将滚筒上的地膜拨送至膜箱。根茬起茬率、地膜捡拾率是评价起茬及残膜回收联合作业机性能的主要指标,该文利用Design Expert软件设计了三因素三水平二次回归正交试验,以滚刀入土深度、机具前进速度、滚刀刀轴转速为影响因素,建立了响应面三维模型。分析得到滚刀入土深度及机具前进速度对机具残膜捡拾率影响显著(P<0.01),而滚刀入土深度及滚刀刀轴转速对机具根茬起茬率影响显著(P<0.01),通过方程推导出机具最佳工作参数为滚刀入土深度18.50 mm、机具前进速度4.57 km/h、滚刀刀轴转速906.43 r/min。大田试验结果表明,在工作参数为前进速度4.5 km/h,滚刀入土深度20 mm,刀轴转速900 r/min作业条件下,根茬起茬率达到88.25%、残膜捡拾率达到84.62%,与理论推导值对比误差均小于4%。该机通过滚刀式起茬能够解决青贮玉米地根茬对残膜回收的影响,可为玉米等大根茬类作物残膜回收机的研究提供参考。

摘要：针对电力系统中普遍存在的参数变化引起系统混沌振荡导致系统不稳定问题,提出了一种基于浸入与不变(immersion and invariance,I&I)原理的自适应反演滑模控制(adaptive backstepping sliding mode control, ABSMC)算法,以提高电力系统运行稳定性。首先,利用电力系统非线性模型,分析无功功率的变化对系统动力学行为的影响。其次,融入Ⅰ&Ⅰ原理,对系统中存在的未知非线性项和外部扰动进行补偿,设计扰动估计自适应律,利用反演原理设计控制器,并通过Lyapunov稳定性理论对所提出的控制方法进行收敛性证明。最后,对系统进行数值仿真试验,结果表明,所提方法可有效辨识出系统的动态扰动,使系统所有状态变量迅速收敛,提高了系统的响应速度。

摘要：甲烷催化裂解制氢具有过程简单、产物易分离、无CO_x产生等优点,是一种潜在的制氢工艺。本工作采用浸渍法制备Ni/SiO_2介孔催化剂,通过N2吸附-脱附、X射线衍射、程序升温还原、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对反应前后的催化剂结构及生成炭的形貌进行表征,研究了焙烧温度、金属负载量和反应温度对其甲烷催化裂解性能的影响。结果表明,所制备的Ni/SiO_2催化剂具有较好的介孔结构,焙烧温度对催化剂的结构性质和催化性能影响较小,但会改变Ni晶粒在催化剂表面团聚程度。随着金属负载量的增加,催化剂的活性呈现先增加后降低的趋势,其中30%Ni/SiO_2催化剂的催化活性最佳。反应温度会显著影响催化剂的活性、稳定性以及生成炭的形态;较高反应温度导致催化剂的稳定性降低和包覆炭的形成。在30%Ni/SiO_2催化剂上、550°C下反应1000 min,甲烷转化率为9.8%,纤维炭产率约为650°C下的7.2倍。