SOFC/MGT混合系统耦合特性研究

在SOFC/MGT混合分布式能源系统中,选择不同的系统参数将对SOFC乃至SOFC/MGT混合系统的输出特性、安全运行等造成很大的影响。本文建立了一个典型的SOFC/MGT混合系统计算模型,研究了透平入口温度及燃气轮机压比对混合系统性能的影响。结果表明,透平入口温度和压比增大时,系统的输出功率和效率都会下降,而透平入口...     

甲烷/煤尘复合体系燃烧反应特性研究

利用高速摄像机、离子电流测试系统,长焦镜头等对管道内甲烷/煤尘复合体系中传播火焰进行了实验研究.实验研究结果表明,甲烷/煤尘复合体系中的燃烧反应可分为三个阶段构成,以甲烷燃烧为主的气相燃烧反应阶段、以煤尘多相燃烧为主的燃烧反应阶段和以炭燃烧为主的燃烧反应阶段.随着煤尘粒径的增大,复合火焰中以甲烷燃烧为主的气相火焰区的燃烧时间呈现小幅增大趋势,而以煤尘燃烧为主的多相燃烧火焰区的燃烧时间则有较大幅度的增大.     

聚苯乙烯/纳米铝复合材料的流变特性及纺丝研究

为有效制得Z箍缩氘代聚苯乙烯/纳米铝(DPS/AlNPs)导电丝阵材料,采用PS中掺入AlNPs制备PS/AlNPs复合材料纤维进行模拟研究。研究了温度及剪切速率等因素对PS/AlNPs复合材料流变性能的影响、复合材料熔体的结构变化及流动状态与可纺性能的关系,以及PS/AlNPs纤维的形貌、热稳定性能和力学性能。结果表明：PS/AlNPs熔体属于典型剪切变稀型非牛顿流体,熔体的表观粘度与温度呈现负相关,240~260 ℃时复合材料的非牛顿指数介于0.462~0.546,结构黏度系数介于1.8~2.1,黏流活化能介于77.2~104.6 kJ·mol^-1,具有良好的可纺性。PS/AlNPs纤维表面光滑,对AlNPs粒子包覆良好且对其抗氧化非常有利,其中当AlNPs质量分数为1%时纤维的断裂伸长率突出、掺量为5%时其断裂强度较高。     

SnO2/C复合纳米材料的制备及储钠性质的研究

二氧化锡由于其低电位和高储钠理论容量以及绿色无毒的优点被认为是最有前途钠离子电池负极材料之一。但其导电性不好,且在嵌/脱钠的过程中会发生体积膨胀,从而导致电池的容量和循环稳定性等电化学性能下降。碳具有良好的导电性,同时能减缓材料在脱/嵌钠过程的体积膨胀,本文采用一步合成制备SnO₂/C复合纳米材料,并将其作为钠离子电池的负极材料进行研究。结果发现碳包覆花瓣状SnO₂复合材料相比于纯的SnO₂具有良好的储钠性能     

复合元胞自动机系统反向迭代加密技术研究

提出了元胞自动机的交叉复合在序列R下随机复合的思想,分析了复合元胞自动机系统的密码学特性,利用元胞自动机反向迭代加密技术,构造了两个基于复合元胞自动机的密码系统.新的复合元胞自动机密码系统很好地解决了单一元胞自动机密码系统中存在的误差单向扩散的问题,并且能够以较小的规则半径获得大密钥空间.计算机仿真结果表明,复合元胞自动机密码系统具有良好的扰乱和扩散性能,能够有效地抵抗蛮力攻击和差分分析. 关键词： 离散动力系统 复合元胞自动机 反向迭代 分组密码     

CdS/ZnO纳米复合结构制备及荧光特性研究

为增强CdS纳米粒子的荧光强度,以及稳定性,研究了Cd,S不同质量比,有无稳定剂等条件下CdS纳米粒子的制备及荧光特性。在碱性条件下,利用水热法合成了CdS/ZnO的纳米复合结构,并对所有样品进行了XRD、荧光光谱和SEM表征。测试结果表明所制备的CdS纳米粒子和CdS/ZnO的纳米复合结构粒子成分单一且纯净;ZnO复合在CdS表面;在紫外光(328.5 nm)激发下,CdS/ZnO纳米复合结构的发射峰位于463 nm处,峰形窄而对称,CdS/ZnO纳米复合结构的荧光强度比CdS纳米粒子的荧光强度有显著增强,且CdS和ZnO物质量之比为1∶1条件下,荧光强度最高,其荧光效率比单一CdS纳米粒子高出11%。通过第一性原理计算结果表明,CdS能带结构中,Cd-4d,S-3p和Cd-5s能带分别由5条、3条和1条能级构成,对比不同轨道的分态密度强度,看出CdS的导带边主要由Cd-5s轨道贡献,而价带边主要由S-3p轨道贡献,能量在-7 eV附近的电子态主要由Cd-4d轨道贡献。而ZnO上价带主要由O-2p电子构成,靠近费米能级的价带区域则主要由Zn-3d电子贡献,在导带部分,主要来源于Zn-4s和O-2p电子。由于在两种材料的复合结构中Zn-3d电子的能级和S-3p电子的能级接近,存在着二型带阶结构使能带变窄,容易形成跃迁,减小电子-空穴的复合,从而促进复合结构荧光效率的提高。     

氟-氧化物复合薄膜的特性研究

以SiO_2、TiO_2、YF_3为单组分材料分别制备了SiO_2/YF_3、TiO_2/YF_3复合薄膜,探究复合后膜层的光学、力学以及抗激光损伤性能的变化情况.采用双源共蒸技术,通过控制膜料蒸发时的沉积速率制备了混合摩尔比为1∶1的两种氟氧化物复合薄膜,对复合膜层的折射率、消光系数、透射特性、表面形貌、粗糙度进行了测量,并研究了其抗激光损伤性能.结果表明:SiO_2/YF_3、TiO_2/YF_3复合膜层的折射率分别为1.478 7和1.864 6(波长550 nm),介于单组分材料之间(YF_3为1.493 6、SiO_2为1.465 1、TiO_2为2.048 3),且均呈现正常色散分布;ZYGO干涉测量的结果显示,SiO_2/YF_3膜层的应力值为1.9 GPa,比单组分材料SiO_2和YF_3的0.4 GPa大但粗糙度小;TiO_2/YF_3膜层的应力值为0.8 GPa,比TiO_2的3.9 GPa应力小但较YF_3大,表现出较明显的应力调节效果;SiO_2/YF_3复合薄膜的激光损伤阈值为9.2 J/cm~2,相比于单组分的SiO_2提高了2.2%,较YF_3提高了39.2%;TiO_2/YF_3的激光损伤阈值为7.8 J/cm~2,相比于单组分的TiO_2薄膜而言提高了85.6%,较YF_3提高了17.4%.通过双源共蒸技术沉积得到的氟氧化物复合薄膜,吸收小、膜层折射率可调;SiO_2/YF_3、TiO_2/YF_3复合膜层的抗激光损伤性能均优于单组分材料;YF_3的掺杂能够明显降低单一TiO_2材料的应力,但SiO_2/YF_3的应力大于单组分的SiO_2、YF_3薄膜.     

基于MEH-PPV/ZnSe纳米复合器件的电致发光特性的研究

以巯基乙酸作为稳定剂在水相中制备了ZnSe纳米晶,用X射线粉末衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对其进行了表征。用表面活性剂将ZnSe纳米晶从水相中转移到有机相中,使其与聚合物MEH-PPV复合作为发光层,制备了多层电致发光器件Glass/ITO/MEH-PPV∶ZnSe/BCP/Alq₃。对ZnSe纳米晶和MEH-PPV薄膜的光致发光谱及其吸收光谱的比较表明ZnSe纳米晶和MEH-PPV之间存在着能量传递,这是导致纳米复合薄膜的光致发光光谱和电致发光光谱存在差异的原因之一。文章对其在光激发和载流子注入条件下的不同发光机制进行了讨论。通过对器件的光电特性进行研究,发现ZnSe纳米晶发光的比例随着外加电压的增加而增加,而且器件的I-V特性基本上符合二极管的特性。     

热-电驱动喷射压缩复合制冷循环特性研究

自复叠制冷循环具有获得制冷温度低优点,但其完全消耗的是高品位电能或机械能;喷射制冷具有利用低品位低温热源(60~100℃)制取冷量、且制冷温度较高时制冷效率高等优点,但难以获得较低制冷温度。因此,为了实现低品位热在低温冷冻领域高效利用并节省高品位电能,本文提出一种由低品位低温热源与电能联合驱动的混合工质喷射/压缩复合制冷循环。建立组成新循环各部件热力学数学模型,分析喷射器压缩比和压缩机压缩比对复合式制冷循环的热性能系数和机械性能系数影响,并与传统的自复叠制冷循环特性进行比较分析。研究表明,低品位热源与电能联合驱动喷射/压缩复合制冷循环较传统I刍复叠制冷循环可显著提高制冷效率并获得更低制冷温度。     

铜带复合对超导倾斜堆叠结构的电磁特性优化研究

REBCO堆叠结构是超导体应用实现的关键中间载体。然而随着REBCO堆叠结构中带材数量的增加,将产生较大的应力限制堆叠带材的数量。倾斜堆叠结构(CSS)在一定程度上可以平衡堆叠弯曲半径和堆叠数量。允许堆叠的数量增加后,可加入金属带材复合来实现CSS的结构优化。由于CSS电流的分布有着不均匀的特性,固定根数的铜带复合在CSS不同位置对临界电流的影响可能不同。首先,本文基于实验方法和仿真方法,对铜带复合在CSS不同部分的电磁特性展开研究。随后,基于响应面分析法量化了不同复合结构的具体效果。最后通过分析复合CSS和普通堆叠的临界电流差异和交流损耗差异,来验证铜带复合CSS的电磁性能优势。     

8～14μm波段折衍混合红外光学系统的热补偿设计

大多数军用和空间光学仪器的工作环境温度变化范围都较大，温度变化时光学元件的曲率、厚度和间隔都将发生变化，同时元件基体材料的折射率及所在介质的折射率也将发生变化。由于红外光学材料的折射率温度系数dn／dT较大，环境温度对红外光学系统的影响显得尤为严重。因此在红外成像系统中不得不加入主动或被动补偿机构，以补偿温度变化造成像面移动所引起的系统性能的降低。利用衍射元件独特的温度特性实现红外光学系统热补偿设计的方法，设计了波段为8～14μm、视场为16。的折衍混合红外光学系统。该系统使用硒化锌和锗两种红外材料，在一40～60℃的温度范围内的成像质量接近衍射极限，并且体积小、结构简单，重量轻。     

半导体激光器混合功率控制系统

依据半导体激光器输出功率的噪音特性，提出一种采用模糊控制与比例控制结合的模数混合控制方案，稳定半导体激光器的输出功率．实验结果表明，混合光功率控制器能够对频率在10^6Hz数量级内的高、低频噪音均能够有效地抑制．静态测量下，光源输出功率的短期稳定度达到±0．55‰，长期稳定度达到±0．7‰。     

EAST低混杂波功率沉积和电流驱动剖面控制的数值模拟

对原有的低混杂波电流驱动模拟程序进行改进,使之能够研究EAST上如何控制低混杂波功率沉积和电流驱动分布.在EAST非圆截面的平衡位形下,应用改进后的程序详细计算不同低混杂波功率谱、等离子体密度和温度分布对低混杂波功率沉积位置和电流驱动剖面分布的影响.通过计算发现,选取合适的低混杂波功率谱,等离子体温度分布和密度分布可以对功率沉积位置和电流驱动分布的剖面进行控制;调节等离子体温度分布可以很好的控制低混杂波近轴电流驱动分布和离轴电流驱动分布.     

光伏-热电耦合系统器件选择原理

耦合器件的性能决定了光伏-热电耦合系统的可行性与优越性,但耦合系统器件的选择原理尚未被研究。本文建立了光伏热电耦合系统的理论模型,提出了使得光伏-热电耦合系统效率优于纯光伏系统的最小热电优值作为耦合系统器件选择与可行性评估的标准。提供了一套计算最小热电优值的方法,给出了采用具有不同效率及温度特性的光伏电池的耦合系统的最小热电优值,并讨论了热电器件结构和冷却系统对最小热电优值的影响。     

无线功率优化的穿戴式人体健康监护系统设计

传统的可穿戴式健康监护终端多采用恒定的无线发射电平,普遍存在较为严重的功耗问题。研制了以MSP430F149微控制器和低功耗蓝牙通信为核心的人体监护终端,能在不同环境下无创、实时监测和记录人体心电、血氧、血压等特征数据;采用改进的无线功率调控方案优化无线通信和数据传输,以最优服务质量QoS、信号强度RSSI和最小误包率PER为指标,优化监护终端的功率消耗。测试结果表明,监护终端功耗差别不超过1.58mW时,改进的无线功率调控方案具有更强的信号强度RSSI和更小的误包率PER。     

主振荡功率放大短脉冲光纤激光系统的偏振特性研究

对自行研制的主振荡功率放大结构短脉冲双包层光纤激光系统(2W,30ps)的偏振特性进行了研究.分别研究了种子源激光和经过包层泵浦放大后输出激光在连续工作和脉冲输出情况下的偏振特性,结果表明在不加偏振控制措施情况下,系统输出为椭圆偏振光,偏振度和偏振角都容易受到光纤扰动的影响;在激光腔内加入起偏器后,输出线偏振光,偏振态相对比较稳定,但是偏振角度仍然容易受到光纤扰动的影响.实验证明:经过高功率放大后,输出激光的偏振态稳定性有一定程度的下降,在进行激光相干合成前需进一步加以控制.     

强激光系统光束质量的非线性退化及补偿研究

为了在强激光非线性传输仿真中综合考虑系统像差等因素,提出了一种基于光线追迹的非线性介质光追方法,并编程实现了线性介质与非线性介质的混合建模。以三片式聚焦系统为例,在系统中加入KDP晶体作为非线性介质,仿真分析了不同激光功率密度下KDP晶体的非线性效应对光束质量的影响。仿真结果表明,当激光功率密度达到1.62×1010 W/cm2时,非线性效应会导致光束质量明显下降。在该仿真结果的基础上提出了在不改变焦面位置的情况下,将元件间隔作为补偿器进行系统优化的方法。优化结果表明,焦斑尺寸较优化前减小2.8μm,规范尺寸下的环围能量提高了16.2%,焦面处的光束质量得到显著改善。     

General Higher-Order Breather and Hybrid Solutions of the Fokas System

Fokas system is the simplest (2+1)-dimensional extension of the nonlinear Schr?dinger (NLS) equation (Eq.(2), Inverse Problems 10 (1994) L19-L22).By appropriately limiting on soliton solutions generated by the Hirota bilinear method, the explicit forms of $n$-th breathers and semi-rational solutions for the Fokas system are derived. The obtained first-order breather exhibits arange of interesting dynamics. For high-order breather, it has more rich dynamical behaviors.The first-order and the second-order breather solutions are given graphically. Using the long wave limit in soliton solutions, rational solutions are obtained, which are used to analyze the mechanism of the rogue wave and lump respectively.By taking a long waves limit of a part of exponential functions in $f$ and $g$ appeared in the bilinear form of the Fokas system, many interesting hybrid solutions are constructed. The hybrid solutions illustrate various superposed wave structures involving rogue waves, lumps, solitons, and periodic line waves. Their rather complicated dynamics are revealed.     

Driving-Noise-Tolerant Broadband Polymer/Silica Hybrid Thermo-Optic Switch with Low Power Consumption

Abstract

A polymer/silica hybrid Mach–Zehnder interferometer thermo-optic switch is experimentally demonstrated. The switch exhibits low power consumption of 7.8 mW, high extinction ratio of 32.6 dB, and short rise and fall times of 107 and 71 μs, respectively. The output spectrum is 50 nm (1,520–1,570 nm), with the extinction ratio level of over 18 dB. The driving-noise tolerance of this device was experimentally investigated by imposing a generated tunable noise on the pure driving signal. The device reveals a voltage-noise budget as high as 1.1 V_pp relative to a driving voltage of 3.0 V_pp for obtaining higher than a 10-dB extinction ratio.