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1.
In a narrow channel, the apparent relative viscosity of a suspension with finite-size particles is strongly dependent on its microscopic particle arrangement. Relative viscosity increases when suspended particles flow near the channel wall; thus, a suspension in a narrow channel does not always exhibit the same rheological properties even if the concentration is the same. In this study, we focus on the inertia and concentration of particles in a narrow channel and consider their effects on the microscopic particle arrangement and macroscopic suspension rheology. Two-dimensional pressure-driven suspension flow simulations were performed using a two-way coupling scheme, and normalized particle density distribution (PDD) were implemented to consider their particle arrangements. The results demonstrated that the velocity profiles for the particle suspension were changed by the Reynolds number and particle concentration because of the interactions between particles according to the power-law index. These changes affected the particle equilibrium positions in the channel, and the subsequent changes in solvent layer thickness caused changes in the macroscopic apparent viscosity. The behavior of microscopic particles played important roles in determining macroscopic rheology. Thus, we have confirmed that a normalized PDD can be used to estimate and assess the macroscopic rheology of a suspension.  相似文献   
2.
The ohmic resistance in solid oxide fuel cells (SOFCs) mainly comes from the electrolyte, which can be reduced by developing novel electrolyte materials with higher ionic conductivity and/or fabricating thin-film electrolytes. Among various kinds of thin-film fabrication technology, the physical vapor deposition (PVD) method can reduce the electrolyte thickness to a few micrometers and mitigate the issues associated with high-temperature sintering, which is necessary for wet ceramic methods. This review summarizes recent development progress in thin-film electrolytes fabricated by the PVD method, especially pulsed laser deposition (PLD) and magnetron sputtering. At first, the importance of the substrate surface morphology for the quality of the film is emphasized. After that, the fabrication of thin-film doped-zirconia and doped-ceria electrolytes is presented, then we provide a brief summary of the works on other types of electrolytes prepared by PVD. Finally, we have come to the summary and made perspectives.  相似文献   
3.
Gas diffusion layer (GDL) is one of the most important components of fuel cells. In order to improve the fuel cell performance, GDL has developed from single layer to dual layers, and then to multiple layers. However, dual or multi layers in GDL are usually prepared by layer-by-layer methods, which cost too much time, energy, and resources. In this work, we successfully developed a facile one-step method to prepare a GDL with three functional layers by utilizing the different sedimentation rates and filtration rates of short carbon fiber (CF) and carbon nanotube (CNT). The treatment temperature for this GDL is much lower than that of traditional method. The thickness of the GDL can be effectively controlled from as thin as 50 μm to more than 200 μm by simply adjusting the content of CF. The GDL with high flexibility is suitable to develop high performance flexible electronics. The fuel cell with the GDL has the maximum power density 1021 mW cm?2, which shows 19% improvement comparing to the conventional one. Therefore, this work breaks the traditional concept that GDL for fuel cells only can be prepared by very complex and high-cost procedure.  相似文献   
4.
城市是人为温室气体的最大排放源,是国家推进碳减排的基本单元和重要载体。面对日益严峻的气候挑战,一方面,各城市间合作程度与对标意愿不够,大多各自设定城市温室气体排放核算规则和制定相应的减缓政策;另一方面,不同的城市温室气体排放核算指南在核算边界、核算内容与重复计算、温室气体核算种类、核算方法等方面仍然存在差异。上述问题增加了城市温室气体排放核算结果分析的复杂性,不利于城市间温室气体排放核算结果的比较研究。城市温室气体排放核算方法框架,是了解和评估城市温室气体排放情况的基础。论文梳理了国内外城市温室气体排放核算指南、数据库和案例,研究内容涵盖国际城市温室气体核算标准对比与差异性分析,综述了基于3种不同的城市层面温室气体排放核算视角(即基于行政区划边界的核算、基于跨界基础设施的核算和基于城市消费的核算)的应用研究,指出了国内现已公布城市或区域性温室气体核算指南存在的无法对标的核心,提出构建优先面向国内可对标的城市温室气体排放核算方法框架。研究提出的框架的范围1~3代表不同角度的城市温室气体排放情况,同时又最大限度地反映了城市温室气体排放情况。首先,强调了行政区划内范围1排放的不可或缺性和可比性;其次,对范围2和范围3排放的核算,是对与充分满足城市实际需求相匹配的城市温室气体排放情况的具体补充。该框架解决了部分痛点问题,如核算边界应选取我国行政区划边界范围,应涵盖7种温室气体,包括范围1~3面向不同的核算排放主体;而针对当前各城市核算指南中部分排放源尚未涵盖或存在争议、实时动态数据获取难以及存在不确定性因素等问题,提出了相关思考和后续实现路径。以对标为目标的核算框架能够帮助决策管理者通过比较了解城市间隐含温室气体排放的流动情况,确定适宜的减排政策,同时从城市温室气体排放视角来考量、规划城市低碳转型路径,优化城市管理手段,促进城市间的交流合作。同时,该框架的有效实施也需要全社会、多行业、跨部门联动,政企民商通力合作,产学研深度融合。  相似文献   
5.
在极端暴雨事件频率和强度不断加剧的趋势下,防洪安全面临着极其严峻的考验,研究河道洪水演进、漫溢及淹没过程,有效评估洪水灾害风险就显得尤为重要。为精确模拟河道洪水演进过程,本文采用基于非结构网格有限体积法建立的二维水动力模型,构建了一种基于虚拟单元法的入流边界改进方法。该方法采用基于地形网格数据的纵断面提取法以近似确定深泓线的位置,从而计算出河道平均纵比降;在入流边界各网格上以均匀流的方式入流,计算出不同流量下的对应水位;依据各网格上的水深和入流边长计算权重以合理地分配流量,再结合单宽流量边界条件确定边界外侧虚拟单元上的水力要素,最后耦合至模型通量部分进行计算,实现入流模块的优化。将该方法应用于Toce河物理模型试验的模拟,在入流边界附近计算出的水位、流速和流态都更为合理;河道中各测点水位与试验数据吻合度较高,洪水到达测点时间及各点间洪水运动传播时间与测量值较为接近,纳什效率系数在0.82~0.95之间,验证了该方法的可行性和模型的准确性;并且在单机上用时86s完成计算,效率较高,表明模型能高效准确的模拟洪水演进过程。通过对入流模块的改进优化,模型可以更好地应用于洪水演进过程的模拟预警及灾情评估工作,为洪水灾害管理决策提供技术支撑。  相似文献   
6.
中国含油气盆地超深层广泛发育灰岩,灰岩的主要矿物成分是方解石,其特殊的晶体结构决定了其在超深层具有很强的塑性和韧性。在小变形作用下,灰岩不容易发生断裂。灰岩尤其是泥灰岩,因其较低的孔隙度和渗透率也可以作为盖层。四川盆地元坝气藏埋深超过6 500 m,储气规模大,其盖层和保存条件一直备受关注。下三叠统膏盐岩作为元坝气藏的区域性盖层得到普遍认可,但是飞仙关组灰岩作为其直接盖层尚存争议。在岩心观察、岩石力学参数测试、地质资料分析的基础上,从脆—韧性的角度分析飞仙关组灰岩作为盖层的完整性。飞仙关组灰岩在生气高峰期及之后,韧性显著提高,力学性质处于韧性阶段,不易发生破裂,能够保持岩层完整性,从而成为二叠系长兴组白云岩储层的良好盖层。该实例说明,灰岩在超深层可以作为盖层,对碳酸盐岩区的油气勘探具有重要意义。  相似文献   
7.
渤中13-2大型潜山地区是渤海海域发现的首个亿吨级深层变质岩潜山油藏。通过已钻井的岩心、薄片、测试、测井等资料,从构造演化、成岩作用、古地貌特征等方面,阐述了研究区潜山储集空间类型、裂缝发育主控因素及分布规律,为研究区的高效开发奠定基础。研究结果表明:①多期次构造运动是导致裂缝形成的主控因素,风化淋滤和裂缝充填是造成储层纵向差异的主要原因。②利用结构张量场与绕射波耦合属性可以有效指导研究区储层平面预测,根据最大似然属性体能够较好地预测潜山裂缝走向。③平面上靠近大断层附近裂缝发育较好,纵向上风化带裂缝好于内幕带裂缝,渤中13-2地区主力层段风化带储层可划分为4类,Ⅰ类储层最好,主要位于构造高部位;Ⅱ类储层次之,主要位于构造腰部; Ⅲ类储层较差,主要位于距离断层较近区域的构造翼部; Ⅳ类储层最差,主要位于距离大断层较远处。  相似文献   
8.
为解决综采面间留设煤柱而导致的采掘接续紧张,资源回收率低,采空区易形成应力集中等问题,采用实验室实验、数值模拟和现场实践等方法,对97307工作面97214巷进行了切顶卸压沿空留巷技术研究。基于实验室实验,给出了煤岩体的物理力学参数,然后通过数值模拟分析给出了切顶高度、切顶角度、炮孔间距和补强支护等主要参数,最后在现场实践中将97214沿空留巷划分为四个区,不同区采用不同的支护方案和措施。巷道切顶卸压沿空留巷效果监测数据表明:采用切顶卸压留巷技术后,97307工作面切顶侧的支撑压力不仅低于未切顶侧巷,更远低于中部支架压力,巷道表面变形和离层分别在滞后工作面170m和200m处基本恒定不变,切顶卸压沿空留巷技术在97307工作面97214巷的现场实践中取得了良好的效果。  相似文献   
9.
Numerical simulations are performed to investigate the real gas effects on shock/expansion fan interaction. Initial perfect gas simulations at low enthalpy capture the flow structures efficiently and outcomes are found to have excellent agreement with the analytical calculations. Furthermore, the simulations with the real gas solver for different enthalpies showed that the variation in enthalpy significantly changes the flow structures. It is observed that an increase in enthalpy leads to a decrease and increase in the postshock and postexpansion fan Mach numbers, respectively. Another important observation is the decrement in the peak pressure ratio with an increment in the enthalpy. These effects are noted to be more pronounced for Mars's environment due to the higher dependency of specific heat on temperature.  相似文献   
10.
The thermodynamics modeling of a Reiner–Philippoff-type fluid is essential because it is a complex fluid with three distinct probable modifications. This fluid model can be modified to describe a shear-thinning, Newtonian, or shear-thickening fluid under varied viscoelastic conditions. This study constructs a mathematical model that describes a boundary layer flow of a Reiner–Philippoff fluid with nonlinear radiative heat flux and temperature- and concentration-induced buoyancy force. The dynamical model follows the usual conservation laws and is reduced through a nonsimilar group of transformations. The resulting equations are solved using a spectral-based local linearization method, and the accuracy of the numerical results is validated through the grid dependence and convergence tests. Detailed analyses of the effects of specific thermophysical parameters are presented through tables and graphs. The study reveals, among other results, that the buoyancy force, solute and thermal expansion coefficients, and thermal radiation increase the overall wall drag, heat, and mass fluxes. Furthermore, the study shows that amplifying the space and temperature-dependent heat source parameters allows fluid particles to lose their cohesive force and, consequently, maximize flow and heat transfer.  相似文献   
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