动态工况下锂电池组多物理场仿真与退化分析

目的 提高锂电池组SOH评估的准确性,提出面向实际复杂动态工况的锂电池组退化仿真分析方法。方法 通过耦合多个电池单体P2D电化学–热模型和电池组串并联等效电路–热–流体模型,建立锂电池组多物理场耦合仿真模型,分析电池系统实际使用过程中电流、温度等工况的动态特性,构建锂电池组广义动态工作载荷谱。开展模型验证和典型3并5串锂电池组多物理场仿真分析,并耦合基于SEI膜生成机理的容量退化模型,分析在动态工况下内部各电池单体的容量及SOH退化情况,并给出该型电池组寿命的薄弱环节。结果 动态工况下,锂电池退化轨迹呈高度非线性,环境温度为25~60 ℃时,随着温度的升高,电池组退化较快,但电池组内部最大温差反而减小。结论 提出的方法能够很好地量化实际复杂动态工况对锂电池组退化的影响,为其可靠性设计和运行管理提供了技术支撑。     

温度梯度下钛合金热防护结构的导波特性研究

目的 实现可重复使用钛合金热防护结构的导波健康监测。方法 针对钛合金热防护结构,提出热–力–电多物理场耦合导波传播建模仿真分析方法,研究温度梯度下钛合金热防护结构中导波的传播特性,以及在温度梯度和裂纹损伤耦合作用下导波的传播特性。结果 20~500 ℃的温度梯度会导致钛合金结构中导波的群速度降低、幅值衰减降低,裂纹损伤使得钛合金结构中导波的群速度、幅值降低,且损伤越大,影响越明显。裂纹扩展至20 mm时,S0模式群速度降低了1.5%,A0模式群速度降低了2%。结论 此模型可为大范围的温度梯度条件下,钛合金热防护结构上传感器优化布置以及导波监测方法的研究提供指导。     

厌氧氨氧化耦合反硝化工艺的启动及微生物群落变化特征

为了解厌氧氨氧化耦合反硝化启动过程中脱氮除碳性能与微生物群落的关系,通过逐步提高进水COD浓度研究了SAD启动过程中脱氮除碳性能和微生物群落变化.结果表明,随着进水COD浓度增加,出水NH_4~+-N和NO_2--N的浓度保持稳定,平均去除率均在98%以上; TN去除率逐渐升高,第3阶段TN平均去除率为95. 6%,比厌氧氨氧化理论TN去除率高6. 8%;ΔNO_3~--N/ΔNH_4~+-N明显下降,从0. 15～0. 17逐步降至0. 03～0. 07;厌氧氨氧化脱氮贡献率逐渐下降,反硝化脱氮贡献率逐渐上升,COD去除率逐步增加.污泥活性分析表明SAD启动后污泥反硝化活性明显增加,厌氧氨氧化活性略微降低.高通量测序结果表明,反应器内微生物的优势菌门为绿弯菌门、浮霉菌门、厚壁菌门、装甲菌门和变形菌门,微生物群落特征与SAD脱氮除碳性能密切相关,与脱氮除碳有关的功能微生物主要有厌氧氨氧化菌、厌氧消化菌和反硝化菌,SAD启动后反应器内厌氧氨氧化菌丰度减少,厌氧消化菌和反硝化菌丰度明显增加.     

等离子体场内CeO2催化降解甲醇的表面活性氧物种来源与作用研究

利用水热法制备了3种不同形貌(纳米棒、纳米颗粒、纳米立方体)的CeO_2催化剂,并通过比表面积测试(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱分析(Raman)、O_2程序升温脱附(O_2-TPD)手段表征其物理化学性质,结果发现,CeO_2纳米棒的表面氧空位和氧物种最多.等离子体与催化协同降解甲醇性能评价实验结果显示,CeO_2纳米棒展现出最好的催化性能.进一步设计实验(甲醇-TPD、不同气氛常温催化、催化剂内后置比较、O_3催化氧化)推测在等离子体场内CeO_2表面活性氧物种来源及其作用.结果表明:①在等离子体场内参与CeO_2表面催化反应的活性氧物种有两个来源,一是催化剂本身存在的表面氧物种,二是等离子体区域产生的短寿命物种及长寿命物种(主要是O_3),其中,O_3分解产生的活性氧物种是提高催化性能的主要因素.②不同形貌CeO_2由于表面氧空位含量不同,导致O_3在催化剂上分解产生的活性氧物种的量不同,最终影响等离子体催化性能.     

无定河流域城镇聚落的历史演变与人地耦合

地处黄河中游的无定河流域,是典型的过渡地带和生态脆弱地区。通过分析流域城镇格局的历史发展过程,以及这一过程中的人地耦合关系,结果表明：流域城镇枢纽地区,在唐代及以前为弓形,城镇空间布局的影响因素以自然因素为主;唐末以后为三角形,城镇空间布局的影响因素以人文因素为主。当代流域城镇格局继承了历史发展的脉络,但城镇发展动力主要是长城沿线的资源开发和城镇建设,这些活动对局部地区的植被覆盖产生了冲击型影响;同时以退耕还林、防风治沙等为代表的生态保护政策也已经显现出积极的效果。建议流域的城镇发展要合理确定人口与建设用地的发展规模、集中在榆横和靖边等主要城镇周边布局,并且以河流为骨架构建生态屏障。     

面向国土空间规划的“双评价”：抗解问题与有限理性

资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价（即“双评价”）被视为国土空间规划编制的科学基础和约束条件。通过分析和总结当前国土空间规划编制中开展的“双评价”工作,发现“双评价”在发挥积极作用的同时,仍然存在对影响资源环境承载力能力和国土空间开发适宜性的科学机理认识不足、评价技术方法不完善、应用制度不健全等问题。未来需要面向生态文明理念下国土空间规划的现实需求,完善“双评价”的科学逻辑、技术逻辑和应用逻辑,提升“双评价”的科学性和实用性。同时,也应认识到国土空间规划本质上是个抗解问题,“双评价”只能发挥有限理性作用,应重视通过沟通交流、公众参与等方式应对国土空间规划编制中的具体问题,避免陷入技术决定论的误区。     

中部地区新型城镇化与农业现代化耦合协调机制及优化路径

基于城乡统筹和区域协调发展的视角,构建了新型城镇化与农业现代化耦合协调发展评价指标体系,采用全局主成分分析、耦合协调度模型对2007—2017年中部地区两化的耦合协调机制及时空演化特征进行了系统研究。结果表明：（1）研究期间各省份新型城镇化与农业现代化以一定幅度的波动持续增长,但双向交互下的综合效益总体偏低,经济发展是驱动二者水平提升的主要动力;（2）中部地区新型城镇化与农业现代化表现为高度的耦合相关,2007—2017年两系统经历了“轻度失调—初级协调”的转变,耦合协调关系总体趋于不断优化,协调水平在空间格局上呈现“南高北低”的分异特征;（3）中部地区新型城镇化与农业现代化的耦合协调存在一定短板,相比之下新型城镇化的发展稍显滞后。2012年以来,在宏观政策的调控和引导下两系统发展的不平衡趋势逐步减弱,多数省份已先后实现不同协调等级的同步发展。掌握新型城镇化与农业现代化的耦合协调特征和时空演化趋势,对新时期中部地区崛起和现代化建设目标的实现有着积极的现实意义。     

中国农地流转与农民收入的时空耦合关系及空间效应

基于中国省域2003—2018年面板数据,通过构建耦合协调发展模型,分析农地流转与农民收入耦合协调发展时空演变特征,并运用空间杜宾模型剖析农地流转对不同类型农民收入的空间效应。结果表明：（1）在时间维度上,农地流转与农民收入的耦合协调发展程度趋于优化,但农地流转一直以滞后于农业收入为主,农地流转由同步于非农收入转为超前于非农收入。（2）在空间维度上,农地流转与不同类型农民收入的耦合协调发展程度在不同省区之间差异明显。（3）农地流转显著促进了本地区农业收入与非农收入的提高,且农地流转对农民人均收入产生直接效应与溢出效应;虽然户均农地规模增加并没有显著提高非农收入,但农地的规模经济使得户均农地规模增加,显著促进了农业收入提高。     

污泥比例强化CANON系统抵御快速降温效能及机理

探究了3种不同颗粒及絮状污泥比例（高颗粒系统10：1~30：1;等量系统1：1~1：1.5;高絮状系统1：10~1：30）的单级自养脱氮系统（CANON）抵御快速降温的效能和机制.结果表明,CANON系统在30℃稳定运行后快速降温至10℃时,各系统的总氮去除负荷（NRR）均大幅下降,但等量系统的NRR始终高于其他系统.各系统的功能菌活性均与温度呈现出正相关关系,AAOB活性的下降幅度大于AOB和NOB的幅度,但等量系统中AAOB活性的下降幅度小于其他系统;快速降温不影响颗粒与絮状污泥功能菌的空间异质性和活性分布情况,但等量系统的空间异质性最为显著,能够较好的发挥颗粒和絮状污泥各自的作用,抵御快速降温的能力优于其他系统.     

等离子体在能源环境领域中的应用研究进展

简要介绍了等离子体在能源环境领域的应用研究进展,在环境方面等离子体技术可实现无机及有机气态污染物脱除、废水处理以及固废的无害化,在能源领域可通过过程强化反应进行化学物质的分解及合成,如硫化氢分解制氢、合成过氧化氢、合成乙二醇、甲醇及烃类等.分别论述了等离子体技术在不同领域的特性优势,分析了在应用过程中面临的关键问题.最后提出,由于等离子体技术的交叉学科属性,使得该技术未来应用不仅需要多学科协作,还需解决特定应用领域等离子体反应器结构设计、等离子体物理特性调控以及等离子体效应优化等诸多工程问题.