质子交换膜燃料电池系统故障机理分析及诊断方法研究综述

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFC)以其高效无污染等特性在发电、交通运载以及航空航天等领域有广阔的应用前景,然而可靠性和耐久性不足等问题已成为技术瓶颈,亟需探究高效的系统故障诊断方法。该文在介绍质子交换膜燃料电池系统构成及典型故障产生机理的基础上,综述了基于模型方法、数据驱动方法、实验测试方法、融合方法等质子交换膜燃料电池系统的故障诊断方法研究进展,对各种方法进行了分析比对,并对在线诊断技术进行总结分析,最后提出质子交换膜燃料电池系统故障诊断方法发展趋势及展望,以期为其后续研究及快速商业化应用提供参考。

质子交换膜燃料电池多物理场建模及模型参数敏感性分析

受限于外部运行工况及内部多物理场参数的耦合作用机制,质子交换膜燃料电池的精确机理建模成为其研发和应用的瓶颈。该文通过探究燃料电池内部“电-热-流”多场耦合关系,构建准一维电堆动态模型,并基于单参数敏感性和多参数敏感性分析,得到不同模型参数的敏感度指标,完成了建模中部分关键参数的权重分析。为验证模型精度及耦合参数变动对输出特性的影响,在搭建Ballard NEXA 1.2 kW燃料电池测试平台的基础上开展变载及参数变动实验。结果表明,所构建的模型能够较为精确的模拟电堆特性,且对称因子、活化面积和压力系数的变动对电堆输出的影响较大。结果可为燃料电池电堆的测试及改型提供理论基础,并揭示电堆故障及老化过程中主要参数的衰退变化趋势。

重构媒介语言与文化身份:论国风山水游戏的发展方向

“山水游戏”蜂拥而起,是近年来国产电子游戏行业的突出现象。作为一种聚合了传统艺术资源、当代流行文化和数字技术的文化生产,这类游戏从图像移植、实景转换、风格仿制三个层面尝试了游戏视效的国风化,其内在的文化逻辑是新媒介流行文化与传统艺术的双向调用,并试图以此推动优秀传统文化的传承、发展。然而,即使是其中较为成功的产品,在双向调用的具体实施中也未能摆脱“山水游戏”的普遍困境,即此类游戏在文化功能与游戏机制之间的错配。而要实现“山水游戏”自我突围、走出困境,重构媒介语言和重塑文化身份是两大关键。前者需要在真正理解中国传统山水艺术笔墨形式与审美精神共生这一特质的基础上,思考发掘数字媒介的表达优势,创造一种文化内涵与媒介语言共生的数字文化形式;后者需要突破在娱乐工业体系中形成的电子游戏的现有范式,确立游戏性与文化性共生的文化身份,扩展游戏文化的参与群体和参与方式。游戏-文化共生体作为重构媒介语言和重塑文化身份的结果,不仅指向一种新的游戏范式,更是对创新数字文化生态,发挥跨界优势,吸纳公众参与、共建数字时代公共文化空间的一种有益探索。

党的二十届三中全会全面深化改革系统推进中国式现代化的逻辑进路

全面深化改革推进中国式现代化是一个系统工程,党的二十届三中全会指出,目前我国已实现改革由局部探索、破冰突围到系统集成、全面深化的转变。进一步全面深化改革、推进中国式现代化,要增强改革系统性、整体性、协同性,解决中国式现代化系统中的结构性矛盾、层次性矛盾、派生性矛盾,要求全面深化改革必须是整体性、协同性和渐进性相统一的改革。当前和今后一个时期是以中国式现代化全面推进强国建设、实现民族复兴伟业的关键时期,但改革过程中暴露出的改革设计拟合欠佳、改革布局协同弱化、改革环节衔接梗阻等难点问题,制约了中国式现代化的系统推进。破解上述难点问题,必须坚持党的领导强化改革顶层设计的总体擘画,坚持新发展理念增进改革布局间的协同耦合,坚持问题导向和目标导向促进改革有机衔接,坚持守正创新在关键领域改革取得重大突破,开创进一步全面深化改革推进中国式现代化的新局面。

国家战略腹地建设的内涵特征、重大意义和推进策略

面对复杂的国际政治环境和全球产业竞争,立足我国新发展阶段的新特征,我国亟需尽快优化调整重大生产力布局,在广大中西部内陆腹地拓展战略纵深,夯实国家安全基石。2023年12月中央经济工作会议首次提出“建设国家战略腹地”的战略构想,为优化重大生产力布局,保障我国国家安全创造了条件。“国家战略腹地”是相对于前沿地区而言,能为前沿地区提供强大支撑的战略后方,主要是指围绕我国东部沿海起着稳定后方并服务国家战略安全的中西部内陆城市群或相应地区。“国家战略腹地”概念首次在国家层面提出,是党中央从国家发展大局去考量和谋划的,相比其他重大区域战略,国家战略腹地具备地理区位的枢纽性、经济发展的强大韧性、创新发展的引擎性、城市文化的凝聚性等基本特征。从我国区域经济发展史看,“三线建设”“区域协调发展战略”在不同历史时期承担了优化重大生产力布局、维护“大后方”的使命任务,国家战略后方作为新时代“大后方”概念,在新时代语境下自然也被寄予历史重任。进言之,加快推进国家战略腹地建设是当前应对百年大变局的应有之义、构建新发展格局的乘势之举和优化重大生产力布局的破题之策,唯有以自身的确定性应对外部的不确定性,才能把握战略主动。为把战略决策和预期目标变为现实结果,国家战略腹地建设必须系统推进。通过完善战略规划顶层设计、统筹战略物资储备建设、强化战略科技力量支撑、打造战略产业备份基地和建设战略运力空间网络,使之成为我国经济发展的新的增长极和动力源,不断推进新时代大后方高质量发展和高水平安全建设。

水泥水化影响水合物层稳定性定量评价装置及影响程度的评测

针对海洋深水水合物层在固井过程水泥水化放热对水合物分解量的影响缺乏量化评价装置及方法的问题,充分考虑固井过程中水泥浆体系与水合物层的接触方式,建立了一套模拟水合物层固井的水合物稳定性评价实验装置,该装置实现了低温高压下水合物的生成、带压条件下水泥浆与水合物层接触的流动泵入,直观地测试了与水合物层直接接触下的水泥浆水化放热对地层温度、压力的影响。根据设计的实验装置,通过对水合物饱和度、水合物分解气量的推导计算,建立了一套水合物模拟地层的制作方法,并建立了水泥浆水化影响水合物层稳定性评价方法。根据南海地区浅层地质条件建立了模拟水合物地层,泵入G级油井水泥净浆、低密水泥浆体系和低热水泥浆体系等3组水泥浆体系,得出单位体积油井水泥候凝过程中分解水合物的气体的量分别为0.7356、0.1091和0.0649 mol/L,且评测表明,低热水泥浆体系能够大幅度缩短固井候凝的等待时间。该研究为油气固井过程中对浅层水合物的影响提供了直观测试方法,也证明了海洋深水水合物地层中使用低热水泥浆体系的必要性。

心脏数字化单光子发射型电子计算机断层扫描设备质量控制研究

目的:研究心脏数字化单光子发射型电子计算机断层扫描(SPECT)设备质量控制方法,为制定数字化SPECT设备质量控制标准提供参考。方法:依据美国电器制造商协会《伽玛照相机性能测试》(NEMA NU1-2018)和心脏数字化SPECT设备相关厂家执行的设备日常质量保证的测试方法,采用一种通用质量控制方法,适用于使用半导体碲锌镉(CZT)材料且扫描时探头多角度转动的心脏数字化SPECT设备的质量控制。检测内容包括设备系统能量分辨率、系统均匀性、系统扫描灵敏度、带散射的断层空间分辨力和系统最大计数率5个检测项目。结果:检测结果与厂家要求相比较,系统能量分辨率、系统均匀性、系统扫描灵敏度、带散射的断层空间分辨力和系统最大计数率等5个项目的第1次检测结果分别为5.8%、8%、67811计数/(min·MBq)、4.91 mm和1.8×10^(6)s^(-1),第2次检测结果分别为5.6%、6%、68297计数/(min·MBq)、4.96mm和1.8×10^(6)s^(-1),均符合厂家指标的要求。结论:采用的质量控制方法能够科学并客观评价此类设备的运行状态,可为制定数字化SPECT设备质量控制标准提供数据支持。

配制水阳离子变化对聚合物溶液黏度的影响

聚合物溶液的黏度是影响其驱油效果的重要指标。由于水源更换导致整体水质改变,对某采油厂聚合物配制影响较大。为研究水质变化对配制聚合物溶液黏度的影响,通过检测分析某采油厂三座配制站现场水和三处水源地水质情况,以及对比现场清水与模拟水配制的聚合物溶液初始黏度及厌氧放置90天的黏度保留率,确定配制水金属阳离子含量及矿化度升高,是导致生产现场聚合物溶液黏度下降的主要原因。通过对比不同浓度金属阳离子溶液配制的聚合物溶液黏度,得出金属阳离子对现场聚合物溶液黏度的影响顺序为Fe^(2+)>Fe^(3+)>Mg^(2+)>Ca^(2+)>Na^(+)>K^(+),生产中应确保Fe^(2+)含量最高不超过0.5mg/L,Fe^(3+)含量最高不超过2mg/L。在仅考虑Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)含量的条件下,结合正交实验,确定三处水源地的来水配比约为5:1:4时,配制的聚合物溶液黏度可恢复至水质改变前的水平。

低温等离子体耦合微酸性电解水对三文鱼的保鲜作用

采用单因素和Box-Behnken响应面试验优化低温等离子耦合微酸性电解水对三文鱼杀菌的工艺条件,通过菌落总数、pH值、挥发性盐基氮(TVB-N)、硫代巴比妥酸反应产物(TBARS)值、羰基含量和色差等指标比较等离子体活化水、微酸性电解水及低温等离子体耦合微酸性电解水对三文鱼4℃贮藏的保鲜效果。结果显示,当低温等离子体活化时间5 min,功率320 W,浸泡时间20 min,有效氯质量浓度50 mg/mL,料液比1∶6时杀菌效果最优,均可延长三文鱼贮藏期,而低温等离子体耦合微酸性电解水更有利于缓解脂肪和蛋白氧化。本研究为水产品保鲜提供了新思路。

蜡样芽孢杆菌YF-2对荧光假单胞菌群体感应的淬灭活性

荧光假单胞菌是生鲜水产品中常见的优势腐败菌,其致腐能力受N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)类群体感应系统调控。以群体感应淬灭活性为导向,利用热灭活和酸敏感试验分析菌株YF-2分泌的淬灭活性物质类型。采用结晶紫染色法和激光共聚焦显微镜技术探究菌株YF-2对荧光假单胞菌生物膜的抑制和清除作用。通过生理生化和16S rDNA对菌株YF-2进行鉴定。结果表明:菌株YF-2对荧光假单胞菌AHLs具有较强的淬灭作用,降解率为100%,且淬灭活性物质在细胞提取物(CCE)中,通过热灭活及酸敏感试验初步判断淬灭活性物质为酰基转移酶或氧化还原酶。蛋白质量浓度为20,40μg/mL和80μg/mL的CCE对C4-HSL、C6-HSL及C8-HSL的降解率在52.8%~100%范围,对荧光假单胞菌生物膜的抑制率和清除率分别在25.84%~56.63%和26.12%~59.35%范围。此外,激光共聚焦图像表明CCE使荧光假单胞菌生物膜厚度减少,生物膜结构被破坏。同时,菌株YF-2被鉴定为蜡样芽孢杆菌。本研究为应用芽孢杆菌控制水产品腐败菌荧光假单胞菌提供一定的理论依据。

蒲公英-银纳米颗粒对三文鱼源哈夫尼亚菌AHL型群体感应系统的抑制作用

群体感应(QS)是细菌间的一种通讯机制,抑制细菌QS系统可作为控制腐败菌的一种新策略,且可避免细菌耐药性的产生。本研究以AgNO3为银源,蒲公英植物提取物为还原剂,制备蒲公英-银纳米颗粒(D-AgNPs)。采用紫外可见吸收光谱、动态光散射、Zeta电位、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和X射线能谱对其结构进行表征。结果表明:所合成的D-AgNPs为球形、平均粒径13.9 nm、Zeta电位值(-14.07±0.25)mV,主要含Ag(68.96%)和Cl(15.27%)两种元素。测定D-AgNPs对两株哈夫尼亚菌生长和受QS系统调控的生物被膜、N-酰基-L-高丝氨酸内酯(AHLs)、蛋白酶、胞外多糖、群集和泳动等毒力因子的影响,结果表明D-AgNPs对哈夫尼亚菌最小抑菌质量浓度(MIC)为128μg/mL,在1/16~1/2 MIC(8~64μg/mL)时可抑制哈夫尼亚菌生物被膜的形成,在1/128~1/32 MIC(1~4μg/mL)时促进其生物被膜形成。对AHLs、蛋白酶产生、群集和泳动均显示不同程度的抑制,而对胞外多糖的产生有一定促进作用。本研究证实D-AgNPs可作为一种QS抑制剂。

车前子壳粉-秘鲁鱿鱼鱼糜复合凝胶仿制面条的品质特性

秘鲁鱿鱼鱼糜较弱的凝胶强度制约了其在鱼糜制品中的应用,水胶体可有效改善其品质。车前子壳粉(Psyllium husk power,PHP)含有大量的膳食纤维,溶于水后可形成品质良好的水胶体。本文将PHP在不同添加水平下与秘鲁鱿鱼鱼糜混合,研究了复合凝胶仿制面条的蒸煮特性、凝胶特性、冷藏变化、水分分布和微观结构。结果表明,PHP的添加加深了面条样品的颜色,且使鱼糜获得了类似谷物面条的延展性和可拉伸性。当PHP添加量达到10%时,其吸水量达到饱和,水溶性和持水性变化开始变得缓慢,凝胶强度和拉伸模量有不断增加的趋势,相对拉伸率在PHP 10%添加时达到最大值3.08。冷藏后样品变得更加柔软且粘性较低。微观结构的观察结果表明,PHP添加量越多,其表面越光滑,会形成更紧密和均匀的凝胶网络。综合来看,添加10%PHP形成的复合凝胶仿制面条品质最佳。

CTA对脑动静脉畸形的诊断价值

目的 :评价CT血管造影 (CTA)对脑动脉畸形的显示能力和诊断价值。方法 :CTA诊断的 16例脑动静脉畸形患者 ,经DSA对照检查、手术证实。应用MarconiCT Twin及Omnipro工作站 ,采用最大强度投影 (MIP)和表面遮盖显示 (SSD或 3D)法进行血管重建 ;利用CTA并参考原始图像 ,对照DSA像、手术结果 ,统计CTA诊断符合率 ,比较CTA和DSA图像对病变的显影情况。结果 :16处AVM ,DSA显示供血动脉 33条和引流静脉 2 8条 ,CTA显示供血动脉 16条 (48.5 % )和引流静脉 2 3条 (82 .1% ) ,CTA与DSA对畸形血管团的显示完全一致 ,诊断符合率为 10 0 %。结论 :CTA对畸形血管团、引流静脉和主要供血动脉显示满意 ,可明确诊断AVM。显示细小或多支、多源性的供血动脉不及DSA。CTA可用于AVM的诊断、筛查和动态随访 。

上海地区老年人慢性阻塞性肺部疾病的流行病学研究

目的了解上海地区老年人慢性阻塞性肺部疾病(COPD)的患病率及其伴随因素。方法利用流行病调查表,随机对1214名上海城乡60岁以上居民进行问卷调查,并进行统计学分析。结果上海地区老年人COPD患病率为12.11%,其中女性6.47%,男性18.94%;城市7.98%,农村16.7%;性别和城乡间患病率均有显著差异(P<0.05)。COPD患病的高伴随因素,在男性中有受教育程度、室内和厨房通风条件、吸烟和吸烟年支数、咳嗽、喘息、煤尘接触史8个;女性中有受教育程度、被动吸烟、喘息3个;城市居民中有吸烟和吸烟年支数、咳嗽、喘息、年龄5个;农村居民中有性别、受教育程度、职业接触史、吸烟年支数、喘息、年龄6个。结论上海60岁以上居民的COPD患病率,男性明显高于女性,农村明显高于城市;吸烟年支数多、经常有呼吸道症状、室内通风条件差、受教育程度低的人群更易患COPD。

双源CT双能量减影体部CTA技术及临床应用

目的探讨体部DE-CTA的辐射安全性和对体部血管评价的可信度。方法分别应用64层螺旋CT和双源CT双能量的体部CTA和常规腹部扫描序列对体部模拟人进行扫描,比较同类序列辐射剂量。30例疑体部血管病变者行DE-CTA检查(DE组),获得3组彼此匹配的横断面像,将140kV和80kV两组图像输入DE后处理程序,获得去骨MIP像和VR像(DE法);将融合图像输入Inspace手动去骨依次获得VR和MIP像(常规法),统计和比较后处理时间。回顾分析另一组30例(64层组),采用64层螺旋CT体部CTA序列,由2位医师对2组血管图像质量进行肉眼观察评价。结果体部DE-CTA辐射剂量不高于单球管CTA;肉眼观察DE组与64层组图像质量无差别;腹部DE法后处理时间短于常规方法,胸腹联合CTA两者时间无差异;体部DE-CTA步骤简化,人为因素少。结论体部DE-CTA辐射剂量不高于单源CTA,且能高质量地显示体部血管,与64层组的图像质量无差别,且较常规法节省图像后处理步骤或时间,人为因素减少。

混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制方法

温控防裂与横缝工作性态调控是混凝土拱坝施工期面临的两大难题,而冷却通水策略是控制拱坝混凝土安全、横缝开合的关键因素。为此,本文提出了混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制方法,并综合应用智能化控制理念、仿真分析工具、自动控制技术构建了混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制系统。分析表明,该系统有效调控了坝体应力与横缝工作性态、充分发挥了混凝土材料性能、大幅提升了温控施工效率,实现了拱坝温控防裂与横缝性态调控的多目标智能优化。

脑卒中失语及认知障碍患者非言语性焦虑评估研究进展

脑卒中是一种发病率、致残率、死亡率均较高的突发性疾病,它会影响患者的生理、心理及社会生活,并且极大程度地降低患者的生活质量[1—2]。失语及认知障碍都是脑卒中后常见的临床症状,而焦虑常继发于失语及认知障碍。据报道,大约1/3的脑卒中患者会出现失语症[3],其中1/4的患者会产生焦虑障碍[4],患有失语症的脑卒中患者比言语功能正常的脑卒中患者更容易出现焦虑障碍[5—6]。

考虑重力影响的太阳翼模型修正方法研究

太阳翼结构地面模态试验时重力导致的几何非线性不能忽略,因此提出了一种考虑重力影响的柔性结构动力学模型修正方法。首先推导了地面环境下结构的切线刚度矩阵,求解广义特征值,得到重力影响下的模态,对试验和计算得到的模态振型进行匹配,并进行参数的灵敏度分析,选取合适的修正参数并迭代求解参数的修正量。以展开锁定情况下的太阳翼组合结构为研究对象,对比研究发现重力对模态频率有影响,采用分步修正策略,依次对单翼板弹性参数和翼板间连接刚度进行修正,研究结果表明本文方法不仅收敛速度较快,且具有较高的精度。

基于模型特征分析的质子交换膜燃料电池建模研究综述

质子交换膜燃料电池建模(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)研究是实现其新特性验证、新结构设计、新控制策略分析的重要手段,具有模型特征繁多、建模方法多样的特点。该文基于质子交换膜燃料电池"组件-单体-电堆"的模型层级特征,和从"零维"到"三维"的模型维度特征,将国内外已有的质子交换膜燃料电池建模方法进行综述,并分析机理建模、半经验建模、经验建模和数据驱动建模之间的区别和联系、优缺点和适用性。最后,对未来质子交换膜燃料电池建模研究的发展趋势进行展望。该文研究内容可为质子交换膜燃料电池相关建模研究提供参考和借鉴。