摘要：热光伏系统能够突破传统太阳能光伏系统的效率极限并有望成为新的太阳能和废热收集利用方式。滤光器作为其中的关键部件,对于提高系统的能量转化效率至关重要,其透射高能光子,并将低能光子反射以再利用。已有的研究大多是人工设计优化的一维光子晶体结构,其设计过程繁琐,效率低下,性能也有待进一步提高。本文基于材料信息学,采用蒙特卡洛树搜索算法对一维光子晶体滤光器进行优化设计,在大优化空间下快速地获得了最优结构,对应的热光伏系统能量转化效率高达44.3%。探究了辐射器温度和辐射入射角对系统性能的影响,结果展现了优化所得滤光器性能的优越性。

摘要：测井仪用于探测地底油气资源,面临高达200℃的井下环境,为防止内部电子器件超温失效,采用保温瓶对其进行隔热。然而,由于井下高温高压、腐蚀振动等恶劣环境,且保温瓶真空层内部结构复杂、焊接强度有限,存在真空失效的风险,因而下井作业前需要对保温瓶进行检验。针对这一问题,本文首先设计了一套保温瓶真空失效快速检验装置,确定了判断指标P值,用数值仿真验证了P值的稳定性,并计算得到了判断保温瓶正常和真空失效的临界值Pe为0.351。随后搭建测试台架进行了实验验证,结果表明,真空失效前后的P值误差均不超过10%,稳定性良好。最后,对该装置的控制系统进行了集成设计,实现了对保温瓶真空失效与否的快速精准判断。

摘要：本文利用非平衡态分子动力学模拟,对薄膜沸腾过程中三相界面和气泡成核的细节进行了捕捉和可视化,并记录了其内部流动和热特性。结果表明不同于宏观尺度的沸腾过程,抑制气泡成核生长使得薄膜沸腾具有非常优异的传热传质性能。总的来说,粗糙结构缩短了沸腾过程达到稳定状态所需的时间并且提高了过程效率且展现出了在高热流密度散热方面的巨大潜力。表面物理化学性质对沸腾性能的影响本质上归因于对界面热阻的调控机制,增加表面粗糙度、增强表面润湿性和增加亲水区域面积占比均会降低界面热阻进而提高表面的传热传质效率。该工作可为实现快速高效的薄膜沸腾过程提供参考,也可指导设计和优化基于气液相变过程进行传热的固体表面。

摘要：本文构建了一套基于质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)、吸附式制冷机和除湿轮的冷热电湿联供系统,通过吸附式制冷机和除湿轮对PEMFC产生的余热进行充分利用,在满足供电需求的同时,实现房间热环境夏季制冷与除湿处理。为改进联供系统在动态波动负荷需求下的供能匹配性设计,提出一种柔性调控方法,以人体热舒适度为基础,对房间设定温度进行柔性调节,并通过模拟方法对比分析了调控前后系统的运行特性与节能潜力。

摘要：为了解决传统电动车续航焦虑的问题,对燃料电池观光车进行了功率匹配设计与仿真验证,提出了一种功率跟随型能量管理策略。对比了纯锂电池观光车(LI)、纯燃料电池观光车(FC)、LI与FC的混合动力观光车(LI-FC)的输出特性,并仿真试验。结果表明:LI-FC的爬坡度与纯锂电池观光车不相上下,续航里程较纯锂电池观光车提升了15%,等效氢耗较纯锂电池观光车减少了53%,动力电池荷电状态(SOC)能保持在0.5~0.9之间稳定工作,燃料电池也会在额定工况与怠速工况下稳定切换。因此,燃料电池锂电池混合动力观光车具有这3种观光车中最优续航能力、较好的使用经济性、最好的使用稳定性,燃料电池与动力电池都能在期望工况下稳定工作,有较好的竞争力。

摘要：采用火焰喷雾热解方法(FSP)合成了一系列不同Pt负载量的Pt/TiO_(2)催化剂,通过XPS、ICP-OES、ACHAADF-STEM、H_(2)-TPR等表征手段分析了催化剂的成分结构和金属-载体相互作用,在固定床催化反应系统上评估了这些催化剂对CO和CH_(4)的催化燃烧性能.结果表明,FSP合成的Pt/TiO_(2)催化剂具有较大的比表面积、Pt组分富集于TiO_(2)表面,能够显著降低CO和CH_(4)催化燃烧的反应温度,同时也具有较好的高温热稳定性.Pt组分的多种价态对CO和CH_(4)的催化表现出不同的特性,氧化态的单原子Pt对CO具有很好的低温催化活性,而金属态的颗粒Pt对CH_(4)的转化更有利.因此FSP能够在一定范围内调控贵金属催化剂的负载状态和配位环境以适应不同催化反应的需求,提高催化剂设计的灵活性和针对性.

摘要：基于三角模糊层次分析法对不同储氢场景与储运系统的质量储氢密度、体积储氢密度、制备能耗、安全性要求、平均充放氢时间等特征参数进行评价分析;耦合计算经济性分析方法建立不同用氢场景氢气储运系统的多维度模式匹配模型;基于所建立的多维度模式匹配模型对加氢站场景的储运系统的模式匹配进行分析,对不同氢气储运方式进行多维度综合评分,获得不同运输距离以及储氢质量下最优的用氢场景与氢气储运系统的匹配模式。当运输距离较短时,最优储氢方式为低温液态储氢;当中等运输距离和较小储氢质量要求时,最优储氢方式为高压气态储氢;当较大运输距离及较大储氢质量要求时,最优的储氢方式为金属吸附储氢。

摘要：[目的]针对欠驱动无人艇(USV)自主回收的需求,提出一种基于动态规划制导的跟踪控制方法。[方法]在运动学层面,将平行接近制导(CB)与动态窗口算法(DWA)相结合,引导USV实现目标跟踪与动态避障;在动力学层面,针对模型参数及回收环境的不确定性,采用径向基函数神经网络(RBFNN)设计动力学滑模控制器,实现对制导输出的跟踪控制。随后,采用Lyapunov理论对系统的稳定性进行分析。[结果]仿真结果表明,所提方法使USV具备了稳定跟踪性能,可有效规避回收过程中的动态障碍,并能自适应估计模型中的不确定因素和未知的环境干扰。[结论]所提方法展现出较强的鲁棒性与灵活性,可为USV在动态环境下的回收进行制导与目标跟踪提供参考。

摘要：核反应堆热工水力性能有关的实验数据主要来自于核电厂实际运行及模拟反应堆事故瞬态的试验台架。几十年来，各国建设了众多反应堆热工水力试验台架，例如LOFT、LOBI、PKL、ROSA、ATLAS、ACME等，并获取了一系列实验数据，这些数据可用于核电厂设计及反应堆安全性的验证和评估，亦为开发新的热工水力程序提供确认数据。国际上已经建立了一些数据库，例如TIETHYS、STRESA和SANIS等，来更好地保存和利用这些有价值的台架信息与实验数据。随着实验数据的不断累积与完善，验证性数据库建设开始提上日程。基于自主化三代堆技术的发展和自主化核电软件验证的需求，在建设并运行相关大型试验台架的基础上，国内开始建设相关验证性实验数据库。本文详细介绍了国际大型热工水力试验台架验证性数据库的主要内容和建设框架，参考一些其他核能相关的数据库，讨论了目前我国相关试验台架数据库的需求与进展，提出了反应堆热工水力验证性数据库的相关建议。

摘要：针对太阳能碟式聚光器,设计了一种工质为超临界二氧化碳(sCO_(2))的圆台形腔式吸热器,建立了吸热器的光热模型。采用蒙特卡洛光线追踪法分析了腔式吸热器的光学特性,并基于腔式吸热器的相关理论将热边界条件导入Ansys Fluent软件中,对吸热器的流动传热特性进行了计算流体力学(CFD)仿真模拟。研究了工质进口温度为150℃、太阳光辐射强度为800 W/m^(2)时,吸热器不同采光口直径、倾斜角和辐射发射率对其光热特性影响的规律。研究结果表明:吸热器采光口直径对其光热效率的影响较大,采光口直径增加会降低吸热器光学效率,采光口直径过大或过小都会降低吸热器的热效率;随着吸热器倾斜角的增大,采光口内部热空气和外部冷空气之间的自然对流传热明显增加;辐射发射率对吸热器热效率的影响较小。