摘要：随着世界各国纲领性行业政策的积极制定,风电行业将继续高速发展。风电机组大型化(达到多兆瓦级甚至十兆瓦级)、海洋化(从陆地扩展至海上)、智能化(辅以智能化结构、材料和控制策略)、数字化(精准预测和实时感知调控)是风电发展的大趋势。空气动力学研究作为风力机技术研发的首要任务,由此将面临一系列新的问题和挑战。本文以水平轴风力机为研究对象,就其风能利用中的空气动力学问题进行探讨,本篇为第一部分“风力机气动特性”。首先分析其空气动力学问题的复杂性及原因;然后,针对风力机专用翼型的气动特性、风力机气动特性、现代化风力机设计(特别是海上风电技术、台风问题、大叶片气弹问题)与流动控制等关键空气动力学问题,从理论分析、数值计算、风洞实验和外场测量等多种研究手段与技术着手,对其研究现状及取得的关键进展进行综述和讨论;最后对今后的研究方向进行分析与展望,为大尺寸风力机叶片设计提供参考。

摘要：由于叶片流动分离和失速机理较为复杂,且缺乏深入理解,风力机非定常、非线性气动载荷难以准确预测。针对动态失速和三维旋转效应,基于Leishman-Beddoes模型和Bak模型,预测偏航条件下NREL Phase VI叶片的气动响应,并与实验值和二维数值模拟结果对比。考虑动态失速和三维旋转效应,有效提高叶片剖面升力的预测精度。但是,非线性段气动力的模型预测值与实验值偏差较大,表明三维旋转效应和动态失速耦合作用显著。从叶尖到叶根,局部入流迎角的平均值和幅值显著增加,气动力的非定常程度逐渐升高,因此耦合作用主要存在与叶根处。耦合作用改变了动态失速特性,使得30%剖面气动力迟滞环从二维的顺时针变为逆时针。二维和三维气动力的差别主要体现在下风侧,表明下风侧耦合作用大于上风侧。

摘要：空气动力学是风能工程面临的首要和关键问题之一,决定着风工程的经济性、稳定性和安全性。针对风能技术发展的迫切需求,结合近年来风能设备大型化、规模化、海洋化、智能化和数字化的发展趋势,对风能利用中的空气动力学问题进行了探讨,本篇为其中第二部分:入流和尾流特性。一方面,选取大气边界层、风力机尾流、陆上/海上/复杂地形风电场混合尾流及其之间的相关干扰等典型气动问题为论述对象。另一方面,从外场测量、风洞实验、理论分析、数值模拟、工程建模和人工智能等多种研究途径着手,梳理其中涉及的关键空气动力学问题、特殊物理现象及取得的重要研究进展,分析所涉及的流动分布特性、演变规律与关键流动机理。此外,结合我国气候、地理条件、国情探讨风电发展面临的空气动力学难题并尝试给出解决策略。最后,对未来的研究方向进行展望。以期为风电的行业规划、技术发展和工程实施提供重要参考。

摘要：随着便携式电子产品、电动汽车领域的快速发展,高能量密度锂离子电池的需求度正在日益增加。镍含量在0.6(含)以上的高镍三元材料体系(如LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2),LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)和LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2))在截止电压为4.3 V(vs Li^(+)/Li)的条件下,可逆比容量超过200 m Ah·g^(-1),是高比容量正极的重要发展方向。然而,多晶三元材料的机械强度和压实密度较低,且颗粒中的一次晶粒间存在各向异性,导致在充放电过程中会在多晶颗粒内产生晶间裂纹,电解液会沿晶间裂纹向颗粒内部渗透,从而加剧电极-电解液副反应、恶化电池的循环性能和安全性能。采用无晶界的单晶结构设计可以减少晶间裂纹的形成、抑制界面副反应和提高循环稳定性。本文将对单晶高镍三元材料的优势与存在问题进行综述,并对其合成方法和改性策略进行分析,最后,对单晶高镍三元材料的应用前景与面临的挑战进行评述与展望。

摘要：光催化水分解产氢作为解决能源问题的有效途径,现阶段受到光生电荷低分离效率的严重制约。本研究借鉴自然光合作用中光生电荷高效分离的原理,通过控制质量配比、水热温度和水热时间,在g-C_(3)N_(4)/CdS体系中成功构建了光生电荷传递链,直接降低了电子空穴复合速率,显著提升了光解水产氢效率。这项研究为设计和开发高效光催化剂提供了重要指导,并在环境净化和能源转化等领域具有潜在应用前景。

摘要：钠离子电池因成本低、安全性高等优势,已经成为当前储能领域的研究热点。为了明确钠离子电池硬碳负极的发展历程,解决钠离子电池初始库伦效率低、稳定性差以及高倍率性能差等问题,探索了硬碳中钠离子储存机制;运用CiteSpace可视化分析了钠离子电池的发展沿程,从材料设计、结构调控、功能设计及界面优化3个方面综述了硬碳负极的性能优化策略研究进展,并对现存硬碳储钠机制进行了总结与探讨。最后,对钠离子电池硬碳负极的发展方向进行了展望。

摘要：设计了一种三相四桥臂虚拟同步发电机多环路控制策略,通过有功和无功的解耦控制使逆变器模拟同步发电机的一次调频、一次调压、惯性和励磁特性,并改进了控制方法,在功率环之后级联电压电流双环,改善微电网动态调节性能。针对平滑并网,利用一种预同步控制策略,使逆变器的频率相位和幅值追踪电网电压。同时,针对带不平衡负载时的电压不平衡、频率波动问题,提出了一种变频率自适应谐振控制方法。仿真与实验验证了所提控制方法的可行性。

摘要：为探索毁伤威力较优的新型云爆药剂液相组分,以聚甲氧基二丁基醚、聚甲氧基二甲醚、正丁醇和仲丁醇为研究对象,以传统典型燃料环氧丙烷为对照,采用压力测试系统、高速录像和红外热成像仪记录相关实验数据,研究了上述5种燃料在以18 g黑索今(RDX)为中心分散药及160 g梯恩梯(TNT)为二次起爆药柱时的云爆特性。试验结果表明,聚甲氧基二甲醚的临界起爆能高于其他3种燃料。热辐射损伤半径大小关系为:环氧丙烷(18.9 m)>仲丁醇(16.6 m)>正丁醇(16.0 m)>聚甲氧基二丁基醚(15.6 m)>聚甲氧基二甲醚(12.0 m)。运用PROBIT方程评估该5种燃料对人和建筑物的毁伤效果,结果表明,丁醇类燃料(正丁醇、仲丁醇)对人和建筑物的毁伤效果优于聚甲氧基醚类燃料(聚甲氧基二丁基醚、聚甲氧基二甲醚),而环氧丙烷的毁伤效果最优。

摘要：为避免单目标拓扑优化无法考虑其他因素的缺点,通过基于密度法中的SIMP法,采用折衷规划法定义了多目标拓扑优化。以某舰炮为例,对其托架进行了多目标拓扑优化,得到了同时满足舰炮射角为0°、49°和方向角为0°时刚度最大以及动态低阶振动频率最大要求的舰炮托架的拓扑结构,并根据此优化对托架进行了结构重新改进和有限元的验证,表明了该优化设计方法的可行性。对于舰炮托架结构改进设计具有工程应用价值,对其他一般机械结构问题也提供了一种设计思路。

摘要：锂离子电池具有高比能、长循环寿命和无记忆效应等优点,并具有快速充放电能力,是目前国内外新能源领域研究的一个热点。隔膜起隔离电池正负电极的作用,它一定要具有良好的润湿性、耐酸碱性、机械稳定性和化学稳定性。另外,在电池温度高的情况下,为了安全起见,必须能够使用闭孔的功能来隔离电流。隔膜的研究对于改善电池的安全性、能量密度、功率密度、循环寿命以及电池的开发和应用都具有重要的意义。文中主要从隔膜特性及特效机理方面介绍锂离子电池隔膜的设计研究进展。