钒微流体燃料电池性能的数值模拟

对一种新型钒微流体燃料电池进行了理论分析并建立了三维数值模型。该模型包含了层流、物质传输与电化学反应等电池内部的物理和化学过程。计算得到的极化曲线与实验数据吻合较好,说明模型是可靠的。通过多场耦合求解,数值模拟了体积流速、燃料纯度等对电池性能的影响。研究结果表明：增大体积流速可以提高电池的功率,但燃料利用率会大幅降低;燃料纯度对燃料电池的电压有较大影响;燃料利用率低是制约微流体燃料电池发展的主要因素之一。通过改进原有Y形流道设计,设计了一种双Y形流道微流体电池,仿真结果显示其可以较大地改善燃料的利用率。     

基于激光三角法的圆度误差在线检测技术研究

提出了一种基于激光三角测距原理的圆度误差在线检测新方法。论述了检测系统的构成、测量原理和测量方法,讨论了主轴回转误差的分离,最后在普通车床上进行了实验验证,并用三坐标测量机作了对比测量,结果表明,两种测量方法的标准差均为0.75μm,两者间相对误差平均为4%。     

数字微流控生物芯片布局的拟人遗传组合算法

数字微流控生物芯片布局问题是芯片设计的关键问题,它是在二维微流控阵列上为每个操作布局一个合适的物理位置,以达到完成所有操作的微流控阵列总面积最小和总时间最短两个目标。构建了拟人遗传组合算法,应用拟人启发式算法来控制数字微流控模块的布局过程,用遗传算法对布局结果进行多目标优化,以多元体液检测为实例,模拟了数字微流控生物芯片的布局优化过程。实验结果表明该算法不仅达到了优化目标,且优于并行混合模拟退火算法。     

高精度非接触测量转速新方法研究

本文研究一种高精度非接触测量转速的新方法,用激光CCD位移传感器采集数据,用小波多频分析方法对信号的低频信号和高频噪声进行分离,依据奈奎斯特采样定理将分离后的低频信号进行频率提取,得到要测量的转速.实验证明该测量方法有很好的实用价值.     

基于改进可能性聚类算法的轴承故障诊断

通过研究轴承及其组件的振动信号来分析其工作状况是机械故障检测和诊断的一种常用方法。针对传统可能性聚类算法用于故障诊断时存在的问题,将改进可能性聚类算法与聚类有效性指标相结合,提出一种无监督的可能性聚类算法。将算法应用于滚动轴承的故障诊断中,实验结果表明,该算法不但能够自动确定聚类个数,对噪声具有较好的鲁棒性,而且聚类的准确性高于传统可能性聚类算法。     

3D打印超拉伸凝胶电解质及其在柔性铝空气电池中的应用

采用细菌纤维素（BC）、聚乙烯醇（PVA）为原料，通过3D打印与冻融循环法制备超拉伸凝胶电解质。采用SEM、接触角测量、XRD、EIS和拉伸测试对凝胶电解质物理特性、电化学性能及拉伸性能进行表征。实验结果表明，当m(BC)∶m(PVA)=0.6∶1时，基于3D打印制备的凝胶电解质具有稳定的三维网络结构、优异的拉伸性能和电化学性能，拉伸强度可达0.9 MPa、断裂伸长率可达961%、离子电导率为1.10×10-1 S/cm。将该凝胶电解质应用于柔性铝空气电池，功率密度可达21 mW/cm2，电流密度为20 mA/cm2时，铝阳极比容量为1124 mA?h/g，电池可稳定放电90 min。     

一种基于小波多频分析的圆柱度在线检测方法

实现大型高精度圆柱型工件形位误差在线检测是亟待解决的课题．对此，采用三角法测距原理．使用高精度激光CCD位移传感器进行了数据采集．针对激光CCD灵敏度高，干扰噪声容易混入测量数据中的问题，提出了一种基于小波分析的误差分离方法，即运用谐波分析的思想方法和小波理论中多频率分析算法进行误差分离，误差分离后的数据用最小二乘法处理求出圆柱度．通过对大型高精度油膜轴承的实际检测，证明该方法能实现工件的在线实时监测，且所测结果优于传统测量方法．     

飞机载荷谱实测数据并行统计处理算法

针对飞机载荷谱数以万亿计的实测数据,为了提高统计处理运行效率,提出了飞机载荷谱实测数据处理的并行算法。本文对载荷谱实测数据处理模型进行了多级并行化分析,在此基础上论述了粗粒度、中粒度、细粒度级并行处理方式,建立了两种并行处理算法——基于机型数据流的粗粒度与中粒度并行数据处理算法和基于某起落数据流的中粒度与细粒度并行数据处理算法。在小规模对称多处理器(Symmetrical multi-processors,SMP)集群运算平台下进行比较测试表明,可大幅地提高载荷谱数据处理运行效率,在8核运算环境下,最高能获得5.82的加速比,为飞机载荷谱实测数据处理研究领域进行大规模科学计算和提高数据处理效率提供了新的技术途径。     

PIN/PAN聚合物基电解质膜的制备及性能

利用静电纺丝技术制备了聚吲哚/聚丙烯腈(PIN/PAN)聚合物基电解质膜,代替纸基铝空气电池中的纤维素纸(C-P),并应用于固态铝空气电池。探究了PIN含量对电解质膜离子电导率及吸液率的影响。采用SEM和FTIR对PIN/PAN聚合物基电解质膜表面形貌及化学组成进行分析。借助电化学工作站和电池测试系统,分析了电解质膜离子电导率及固态铝空气电池放电特性。结果表明,采用PIN/PAN聚合物基电解质膜可有效提升固态铝空气电池性能,在3 mA.cm_^-2、5 mA.cm_^-2、7 mA.cm_^-2电流密度下,放电时长比纸基铝空气电池分别提升了21%、27%、34%,且放电时长与电解质膜的吸液率及离子电导率相关。其中4%PIN/PAN聚合物基电解质膜离子电导率可达6.7×10_^-4 S.cm_^-1,同时对碱性溶液具有良好的吸附能力,吸液率最高可达496%,为纤维素纸的3.2倍。     

聚吲哚/聚丙烯腈聚合物基电解质膜的制备及性能

为代替纤维素纸(C-P)基电解质膜用于铝空气电池,利用静电纺丝技术制备了聚吲哚/聚丙烯腈(PIN/PAN)聚合物基电解质膜。采用SEM和FTIR对PIN/PAN纤维表面形貌及化学组成进行了分析。通过电化学工作站和电池测试系统分析了PIN含量对PIN/PAN聚合物基电解质膜离子电导率、离子扩散系数及固态铝空气电池放电性能的影响。结果表明,PIN/PAN纤维的孔隙率、吸液率、断裂伸长率与加入的PIN含量有关,同时对碱性溶液具有良好的吸附能力及机械性能,其中,PIN含量(以PAN溶液的质量为基准,其中,溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,下同)为4%的PIN/PAN纤维(记为4%PIN/PAN纤维)的吸液率达496%、孔隙率为87.1%、断裂伸长率为8.7%,分别是C-P的3.2、1.1、3.8倍。基于PIN/PAN纤维制备的PIN/PAN聚合物基电解质膜可有效提升固态铝空气电池性能。其中,4%PIN/PAN聚合物基电解质膜在3、5、7 m A/cm²电流密度下,放电时长比C-P铝空气电池分别提升约18%、32%、38%,离子电导率为6.7×10^–4 S/...