锂金属负极固态电解质界面膜形成和生长机理的理论研究进展

锂金属负极因其极高的理论比容量在锂离子电池领域引起了极大的关注,但其高反应活性会引发电解液组分发生一系列复杂的降解反应,并在电极表面生成固态电解质界面膜(SEI)。SEI钝化层一方面能抑制电解液持续损耗,另一方面也会显著影响电池的循环性能。因此,从原子/分子层面阐明SEI形成和生长机理成为了近些年的研究重点和热点。本文综述了不同理论模拟方法在SEI结构、组分和生长过程的最新研究进展,介绍了经典分子动力学、反应力场分子动力学、第一性原理分子动力学、机器学习力场分子动力学以及动力学蒙特卡罗等模拟方法在SEI研究中的成功案例。讨论了现有理论计算方法在模拟SEI形成和生长机理方面的局限性,提出可结合机器学习和动力学蒙特卡罗方法来实现长时域SEI形成和生长过程模拟的技术方案展望。

四川盆地一次暴雨过程中西南低涡非对称结构特征及其成因分析

为深入认识诱发暴雨的西南低涡非对称结构特征,选取近10a来影响最大、由西南低涡缓慢移动造成的四川盆地2013年6月30日暴雨过程,基于WRF数值模拟等资料,采用跟随低涡中心移动的动态合成方法,结合涡度方程、散度方程诊断及风场分解,对西南低涡成熟阶段的非对称结构特征与成因进行分析,结果表明:(1)西南低涡在低空表现为旋转进入中心并逐渐减弱的辐合气流,高空为旋转的辐散气流。西南低涡的降雨、正涡度、低空辐合及垂直上升运动呈显著的非对称分布。低涡前侧正涡度和辐合上升运动显著,降雨强;低涡后侧正负涡度并存,辐合上升运动较弱,降雨弱。(2)西南低涡的非对称分布与低涡前侧的副热带高压作用有关。副热带高压维持,有利于向东南方向移动的西南低涡前侧位势高度梯度增加和低空急流增强,导致低涡前侧位势高度的拉普拉斯项和动能的拉普拉斯项呈负值演变,形成持续的低空负值非平衡动力强迫效应,促进低空辐合和垂直上升运动增长,以及强降雨发展,并通过低空辐合和垂直上升运动促进低涡前侧正涡度发展,形成西南低涡降雨、正涡度、低空辐合及垂直上升运动的非对称分布特征。

卧式套管潜热蓄热单元偏心与肋片结构优化模拟

利用偏心布置增强相变蓄热单元内部自然对流是提高相变蓄热系统性能的新思路,为了更深入地研究偏心布置对相变蓄热系统性能的影响,基于焓-孔隙率法建立了卧式套管相变蓄热单元的三维数学模型,并利用Fluent软件对环形空间相变材料熔化过程进行数值模拟,通过对熔化过程流场、液相率及温度云图的分析,将熔化过程划分为三个阶段:导热主导的初始阶段,随后是自然对流和导热的混合作用的阶段,以及导热再次占主导地位的最终阶段,并将相变材料环形空间划分为两个区域,据此提出新的评价参数“偏心面积比”。结果表明:硬脂酸作为相变材料时较佳的偏心面积比位于16∶1附近,熔化时间相对于同心布置缩短了45.8%,但同时会使蓄热单元㶲效率略有降低,并且预测对于其他材料,预期的最佳偏心面积比与使用材料的自然对流强度和导热能力之间的比值有直接相关。利用偏心结构与肋片结合的方法进一步强化传热,比较了螺旋肋、十字肋和X形肋三种肋片,发现X形肋具有较佳性能,与相应偏心无肋结构相比熔化时间缩短了36.7%,比螺旋肋和十字肋结构分别缩短了20.3%和7.1%。

四川盆地一次西南低涡影响下的飑线天气特征及其成因

2019年6月4日夜间到5日白天,四川盆地东部出现一次西南低涡影响下的飑线过程,采用多源观测及欧洲中心再分析资料,分析此次飑线过程的特征及成因。结果表明:飑线形成前四川盆地中部已出现暴雨,该对流性暴雨在高空低槽和暖性西南低涡的环流背景下产生,相应的对流层大气湿层深厚且具有一定对流有效位能。飑线发生在冷空气翻越秦岭进入西南低涡后部的显著锋生过程中,在高空低槽、西南低涡及强冷锋的共同影响下,冷锋垂直环流与西南低涡垂直环流合并,锋区抬升机制显著增强,为飑线在重庆西部形成提供了有利的动力抬升条件。重庆西部的大气环境有利于飑线形成,具有较大的对流层中下层垂直减温率、对流有效位能及深层垂直风切变,且对流层中层干空气特征显著。雷达上表现为冷切变线形成的线状对流与西南低涡锋生区中的强降雨对流合并发展,在重庆西部形成“人字形”回波,回波后部边界层内由前期暴雨形成的冷区在冷锋南下和锋后干空气中的雨滴蒸发冷却作用下进一步降温形成冷池出流,利于飑线的形成;弓状飑线在形成之后维持了约1.5 h。冷锋后部强低空水平动能的向南及向下输送,以及地面冷暖空气间位温梯度的显著增强,均有利于地面大风的形成。

几种翼型涡流发生器强化换热及流阻性能的实验研究

在Re=4000～38000的紊流范围内,对矩形风道内分别布置有单排一对直角三角翼、矩形翼和梯形翼(斜边倾角φ=20°和12°两种)等涡流发生器的强化换热和压降特性进行了对比实验.实验在稳态的气 水逆流换热方式下进行.实验结果表明,在固定各涡流发生器的宽度b=70mm、高宽比h/b=1/2及迎流攻角β=60°的共性条件下,矩形翼强化换热的效果最好,φ=20°梯形翼次之,直角三角翼和φ=12°梯形翼再次;矩形翼压力损失最大,直角三角翼和φ=20°梯形翼流阻较小.

一种强化太阳能换热的新型涡流发生器换热机理与实验研究

提出一种强化太阳能热风干燥器和集热器气侧换热的新型涡流发生器—斜截半椭圆柱体,并对其进行了实验研究及机理分析。在雷诺数为4000～38000的紊流范围内对矩形风道内分别布置单排一对直角三角翼、矩形翼、梯形翼、斜截半圆柱体、斜截半椭圆柱体等涡流发生器的强化传热效果和压降特性进行了对比实验。实验在稳态的气水逆流换热方式下进行,并固定各涡流发生器的高宽比为1/2,该迎流攻角为60°。结果表明,斜截半椭圆柱体是具有优越的强化气侧换热效果和低压降特性的新型涡流发生器。该对这种新型涡流发生器强化换热的机理作了初步分析。

柱面梯形翼强化直接空冷凝汽器换热及其流阻性能的数值模拟

通过数值模拟的方法,利用综合因子（j/j0）/（f/f0）1/3研究Re=600~1 800范围内,柱面梯形翼（攻角、位置、布置方式、排数）对直接空冷凝汽器单排蛇形翅片扁管空气侧换热和阻力的影响。结果表明：在所研究的范围内,攻角β=30°、距管壁c=2 mm、距入口b=50 mm、前低后高近管壁的柱面梯形翼以及三排错列和前沿间距11mm的1对柱面梯形翼对单排扁管的强化换热和流阻的综合性能最好。根据计算结果拟合Nu数与Re数、倾角、攻角、距管壁距离和距翅片入口距离的无量纲关联式,为布置柱面梯形翼的单排蛇形翅片扁管工程设计和优化提供了依据和参考。

定形相变贮能材料在暖通空调领域的应用研究

介绍了定形相变贮能材料制备方法,热物性、稳定性,定形相变贮能与太阳能、夜间通风、电加热地板供暖、蓄热槽贮换热等系统结合应用于建筑供暖空调方面的一些研究成果和动态,对进一步值得研究的问题提出了建议。

变流量间接供热系统的调节

通过分析变流量供热系统的特点 ,探讨了相应的供热调节方式。推导了一、二次网侧供回水温度及相对流量的调节公式 ,并结合算例给出了相应的曲线 。

台风对西南低涡影响的数值模拟与诊断个例分析

利用NCEP再分析资料和MM5中尺度数值预报模式对2004年9月3～6日因西南低涡造成四川盆地和重庆地区特大暴雨天气过程开展了数值模拟和诊断分析。结果表明，在此次特大暴雨天气过程中，西南低涡生成后由于受“桑达”台风的阻塞影响，西南低涡移动速度变慢，强度增大，生命期延长。同时“桑达”台风西侧吹入内陆的东北气流在西南低涡的东南侧转变为西南气流的过程中出现气流辐合并使得水汽迅速聚积，从而触发了在西南低涡附近形成特大暴雨天气过程。

重庆“9·4”特大暴雨天气过程数值模拟分析

本文利用MM5中尺度数值预报模式对2004年9月4日发生在重庆的特大暴雨天气过程进行了模拟。模拟结果表明,模拟降水的落区和量级效果较好,通过对造成此次暴雨天气的中尺度天气系统西南涡的分析,模拟结果是西南涡的强度和中心与实况分析都是一致的。结合高低层的物理量场分析形成暴雨发生条件和落区分布的物理概念模型,水汽的输送和辐合从低层到高层是沿着西南气流的方向向东倾斜,落区的分布与中高层500 hPa^300 hPa的风场辐合相关性非常好,降水强度与垂直速度的强度和上升高度有关。

降水对重庆主城区空气污染物清除效率研究

计算了重庆主城区降水对空气污染物的清除效率。结果表明,降水对空气污染物都有明显的清除作用,不同等级日降水对PM10、NO2清除效率和对空气污染指数(API)降低率呈指数变化,对SO2清除效率的线性关系最好。连续性降水对污染物清除最有效的是前2天降水,且第2天降水对污染物的清除效率比第1天要高。逐时降水对PM10和SO2清除效果好于NO2,夜间降水对污染物清除效率比白天高,降水对污染物浓度上升阶段清除效果好于下降阶段。

供暖变流量水系统的调速水泵能耗分析

结合工程算例 ,讨论了变流量水系统中压差控制点的位置、各支路流量变化率的大小及其不同分布对调速水泵工作点及节能效果的影响。指出末端立管压差控制是在节能方面较为合理的运行方式 。

一种基于近邻表示的聚类方法

当今社会处在信息急剧膨胀的时代,数据的规模和维度都在不断增大,传统的聚类方法有很多难以适应这一趋势.尤其是移动计算平台的高速发展,其平台自身的特性限制了算法的内存使用规模,因此,以往的很多方法若不进行改进,在这类平台上将无法运行.提出了一种基于近邻表示的聚类方法,该方法基于近邻的思想构造出新的表示形式,这种表示可以进行压缩,因此有效地减少了聚类所需要的存储开销.实现了直接对近邻表示压缩后的数据进行聚类的算法,称为Bit k-means.实验结果表明,该方法取得了较好的效果,在提高准确率的同时,大幅度降低了存储空间开销.

重庆主城区边界层气象条件对PM_(10)质量浓度影响分析

对雾天、晴天和阴天3种不同天气背景下边界层气象条件对PM10质量浓度影响进行了分析,结果表明:夜间到早上,由于3种天气均出现有逆温且高低空风速较小,PM10向高空扩散能力弱,在污染源排放明显减弱的情况下PM10质量浓度呈现自然下降态势,雾天由于相对湿度大,水汽的吸附作用,PM10质量浓度下降速度比晴天和阴天快;上午,阴天升温不及雾天和晴天快且高低空风速也比较小,导致PM10质量浓度上升速度比雾天和晴天快;午后,由于晴天增温快,温度高,高低空风速大,PM10质量浓度下降速度快,雾天温度增速不及晴天且地面风速变化不大,PM10质量浓度下降速度要低于晴天,阴天增温速度明显比晴天和雾天慢,高低空风速较小,PM10质量浓度降低速度慢,相对质量浓度高.

供暖锅炉系统的火用分析与技术节能

本文用火用分析的方法分析了影响供暖锅炉系统燃烧过程、传热过程、排烟和辅助动力设备火用损失的主要因素及程度大小 ,并在此基础上提出了供暖锅炉系统技术节能的方向和措施。

重庆市山体滑坡等级预报研究

通过分析不同地质结构下重庆市山体滑坡与降水的关系,得出不同地质结构和降水条件下的山体滑坡等级预报指标,结合降水预报和实况降水的基础上制作重庆市山体滑坡等级预报。

重庆市“5·29”暴雨天气过程诊断分析与数值模拟

在天气分析的基础上,利用非静力中尺度数值预报模式MM5和双向二重嵌套网格技术,对2004年5月29～30日重庆市暴雨天气过程进行数值模拟.诊断分析表明,高空低槽产生的冷锋云系发展东移是产生此次暴雨天气过程的主要大尺度天气系统,由高空槽诱发产生的中尺度涡旋是产生此次暴雨天气的主要中尺度系统.模拟结果与观测结果的对比显示表明,MM5中尺度数值预报模式能够成功模拟四川盆地东部的暴雨天气过程,同时揭示了高空槽东移过程中在重庆地区范围内产生的较强中尺度气旋性辐合和强烈上升运动促使了暴雨的产生.

温度波作用下建筑内墙定型相变材料板的热特性

通过数值模拟研究了正弦温度波作用下建筑内墙定型相变材料板的热特性并与传统的墙体材料——砖和泡沫混凝土板相比较。利用焓法建立的一维瞬态模型采用全隐差分格式迭代求解。计算结果表明,与砖和泡沫混凝土板相比,定型相变材料板表面温度变化不仅波幅有较大的衰减,时间延迟也较明显;相变温度是影响波幅衰减程度的重要因素;对于一定的温度波,相变材料潜热、导热系数和表面换热系数均存在极限值,超过此值,相变材料板表面温度受室内温度波动的影响很弱;相变材料板厚度对表面温度波动几乎无影响;相变温度区间的扩大使表面温度有轻微的波动。所得结果为太阳能建筑及相关领域中相变材料的选择与应用提供参考。