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期刊信息/Journal information
中国科学（技术科学）
中国科学（技术科学）

严陆光

月刊

1674-7259

technology@scichina.org

010-64016732

100717

北京东黄城根北街16号

中国科学（技术科学）/Journal SCIENTIA SINICA TechnologicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《中国科学》是中国科学院主办、中国科学杂志社出版的自然科学专业性学术刊物。《中国科学》任务是反映中国自然科学各学科中的最新科研成果，以促进国内外的学术交流。《中国科学》以论文形式报道中国基础研究和应用研究方面具有创造性的、高水平的和有重要意义的科研成果。在国际学术界，《中国科学》作为代表中国最高水平的学术刊物也受到高度重视。国际上最具有权威的检索刊物SCI，多年来一直收录《中国科学》的论文。1999年《中国科学》夺得国家期刊奖的第一名。本刊从2009年1月期变更为主要报道技术科学方面的优秀成果，主要学科为材料、机械工程、工程热物理、水利、空间科学、航空、土木工程、核科学与技术、电工、电机、建筑、工程力学等，而不再刊登有关信息科学方面的内容。
正式出版
收录年代

    具有级联反应器的有色冶金过程协调优化与控制

    谢世文谢永芳黄廷文
    1778-1788页
    查看更多>>摘要：为了实现资源的深度利用和确保生产过程的平稳运行,有色冶金过程常采用多个大型级联反应槽/器进行生产,给全流程的优化与控制带来了巨大挑战.本文针对具有级联反应器的有色冶金过程,提出一种分层协调优化与控制框架,包括生产规划层、全流程多目标协调优化层和局部优化层的分层协调优化方法,通过协调优化层与局部优化层的递阶协调,实现全流程各反应槽输出设定值的优化;针对不同采样频率的被控量,分别设计了模型预测控制器和基于T-S模糊逻辑的模糊控制,构建误差补偿数据驱动模型对模型进行校正,以实现设定点的跟踪控制;为提高优化控制方法性能,提出了自适应前馈校正方法,根据检测反馈值,优化后续反应槽的输出设定,使生产流程在运行工况迁移后仍能优化运行.通过锌矿物浮选过程的案例研究,验证了所提协调优化与控制方法的有效性,提高了精矿品位预测精度,实现了流程的优化运行.

    分层协调优化模型预测控制T-S模糊控制自适应前馈校正级联有色冶金过程

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    流体域内热量传递过程的导热-对流并联热阻分析方法

    王秋旺李香璇王婷麻世鸿...
    1789-1796页
    查看更多>>摘要：热阻理论被广泛用于传热过程问题的分析,传统的热阻分析方法往往只适用于一维、稳态、无内热源的热传导问题.然而,在能源电力、石油化工、航空航天等工程应用中还涉及热对流问题.针对此问题,本文提出了流体域内、多维导热-对流并联热阻分析方法以及总体热阻的概念,构建了热阻网络模型,并通过分析通道内强制对流问题证明了导热-对流并联热阻分析方法的实用性.流体域内的面积对流热阻与温度梯度及速度大小和方向密切相关,速度越大,面积对流热阻越小,同时面积对流热阻存在"负热阻"现象,相当于流体域内的"热源"或"热汇".研究结果表明,导热-对流并联热阻网络的建立对于分析流动传热过程,以及指导传热过程的调节和优化具有重要意义.

    热电比拟方法局部热阻对流热阻传热调控并联热阻

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    自驱动柔性翅片实现储热单元相变强化的数值研究

    马骁婧陈翰博徐进良
    1797-1808页
    查看更多>>摘要：相变材料储热技术是实现火电厂热电解耦和深度调峰最具潜力的实现途径之一,对于推动能源转型至关重要.相变材料(PCM)的低导热系数严重制约储热系统灵活调控与快速响应能力.采用翅片是提升相变材料储热系统热响应速度的有效方法.本文提出利用柔性翅片实现储热单元的固液相变强化,基于焓-孔隙率法和流固双向耦合模型,对于柔性翅片PCM储热单元的熔化过程及强化机理开展了数值研究和理论分析.结果表明,PCM储热单元熔化过程根据熔化速率分为初期、中期及末期三个阶段,柔性翅片储热单元相较刚性翅片储热单元可实现初期及中期的相变强化并有效缩短了蓄热时间,熔化速率最高提升20％.柔性翅片发生偏转储存弹性应变能,往复运动实现弹性应变能与流体动能的相互转化.翅片摆动提高液相流速并阻碍螺旋涡合并,通过增强PCM的对流换热强化固液相变.本文为相变材料储热单元的传热优化提供了新思路,提高了翅片储热单元的热响应能力,为热电联产灵活性改造技术的开发提供了理论基础.

    柔性翅片固液相变相变强化流固耦合

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    双结热光伏电池回收固体氧化物燃料电池余热的性能匹配研究

    廖天军樊超庞宇
    1809-1820页
    查看更多>>摘要：本文建立固体氧化物燃料电池(SOFC)-双结热光伏电池(TTPVs)的耦合模型,结合电化学、传热学、细致平衡理论,研究能量品位的匹配和梯级调控策略.首先,考虑多种不可逆因素对能量匹配及转换性能的影响,基于子系统的伏安特性和能量传递方程,导出耦合系统的能量匹配方程、功率密度和转换效率.其次,给定SOFC的电流密度值1.60 A cm-2和温度873 K,在两个光伏子电池带隙连续变化情况下优化电压和匹配面积比,以获取局域最优功率密度和效率,进而揭示半导体的带隙对优化性能和运行条件的影响规律.结果表明,优化带隙可以获得局域最高功率密度0.920 Wcm-2和效率44.9％.最后,探究SOFC电流密度的变化对耦合系统性能的影响规律,通过电学、结构和光学参数的协同优化,获得耦合系统的全域最高功率密度,提供关键性能参数的优化设计判据,并与SOFC单系统的全域最高功率密度相比,功率输出密度提高了42.7％.本文所获结果优于SOFC单系统和已发表成果的结果,在钢铁、化工等行业的高品位热能回收方面具有一定应用潜力.

    固体氧化物燃料电池双结热光伏电池余热回收能量匹配能量梯级利用

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    拟声子晶体超材料混凝土的低频带隙特性与工程应用

    肖鹏缪林昌郑海忠雷利剑...
    1821-1836页
    查看更多>>摘要：超材料混凝土是具有弹性波带隙特性的新型复合材料,但因较高的带隙频率和较窄的带隙宽度使其在以低频振动控制为主的工程应用上受到很大限制.首先,本文基于局域共振理论,提出了一种新型三组元水泥基拟声子晶体模型,据此研发出拟声子晶体超材料混凝土.其次,计算和分析了拟声子晶体超材料混凝土的能带结构、带隙机理和频率响应函数,并开展了拟声子晶体超材料混凝土的室内试验.最后,用研发出的拟声子晶体超材料混凝土制备了拟声子晶体超材料混凝土地铁道床,并应用到实际地铁工程中以解决地铁运营过程中产生的低频振动问题.结果表明,拟声子晶体超材料混凝土在200Hz频段内打开了6个低频带隙,在带隙频率范围内,衰减值大多都在10dB以上,衰减效果较好;拟声子晶体超材料混凝土地铁道床在200Hz频段内具有显著的低频减振效果,隧道壁三分之一倍频程插入损失的最大值为13.22dB,隧道壁铅垂向最大Z振级差值为5.052dB,隧道壁铅垂向最大分频振级差值为5.926dB,4～200Hz频段内铅垂向分频振级差值平均值为5.74dB,低频减振效果明显.本文的相关研究成果为地铁工程和其他工程建设中解决低频振动难题提供了新的技术途径,突破了土木工程结构的传统减振控制技术.

    拟声子晶体模型拟声子晶体超材料混凝土局域共振理论低频带隙地铁道床减振性能

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    征稿简则

    封3页
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