Sustainability-guided life-cycle design and assessment for bio-based composite foams: Integrate flame retardancy/lightweight in usage and energy utilization after service

Sustainable development strategy has aroused a great interest in biomass resources as alternative raw materials. A kind of biomass-derived poly(butylene succinate) (PBS), has been developed as porous foams to reduce resource exhaustion and meet lightweight demands. For fire-safety in-service, graphene oxide (GO) was functionalized by 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (DOPO) to combine flame-retardant elements and heat-barrier function. Hence, a very low loading level of P-containing GO as only 5 wt% could reduce peak heat release rate (pHRR) and total heat release (THR) of PBS-based foams by 58.5% and 22.3%, respectively. Meanwhile, N-/P-doped mesoporous char with a specific surface area of 136 m²/g, which derived from combustion of flame-retardant foaming PBS, contributes to a potential of energy storage applications in the capacitor or the anode of Li-ion battery with long-term stability. Overall, the sustainability of bio-based polyester could integrate lightweight of foaming, and be extended to utilization after use via facile combustion inspired by flame-retardancy design.     

Effect of characteristic scale on the extrudate swelling behavior of polypropylene melt in a micro-extrusion process

The swelling behavior in micro-extrusion has a significant effect on the dimensional and shape accuracy of microproducts. In this study, the effect of characteristic scale, defined as the gap of die land in an annular micro-extrusion die, on the extrudate swelling behavior of viscoelastic melt is analyzed through numerical simulations and micro-extrusion experiments. The results show that the swelling behavior displays an obvious dependence on the characteristic scale. An increase in the characteristic scale reduces the swell ratio and retards the process to reach the equilibrium state. In contrast, a decrease in the characteristic scale results in a larger magnitude of change in velocity field and faster relaxation development of stress field. The location of the maximum velocity layer for the laminar flow gradually deviates from the geometric center of channel toward the wall of mandrel with the increase in the characteristic scale. Moreover, an increase in the flow rate results in a larger swell ratio for a constant characteristic scale. The elastic effect plays a more dominant role than the viscous effect in determining the viscoelastic swell behavior. It is imperative to consider the complicated swelling behavior and remarkable viscoelastic effect simultaneously in micro-extrusion process.     

电力系统参数空间暂态稳定边界构建及在线快速更新方法

为适应在线暂态稳定分析与控制,提出了一种电力系统参数空间中的暂态稳定边界构建及快速更新方法.对于给定的关键故障和既定故障前后的网络拓扑结构,首先,基于横向可扩展的宽度学习系统,构建了极限切除时间与电力系统参数之间的映射关系.为提高实际故障切除时间阈值附近的预测准确率,通过构建二次比例因子对临界误差进行修正.然后,结合预设故障切除时间阈值确定相应暂态稳定边界,并评估当前系统的稳定裕度.最后,在保证暂态稳定评估准确性的基础上,基于增量学习方法提出了无须重新训练全部网络的在线快速更新策略.通过对IEEE 39节点测试系统和中国南方电网实例系统仿真分析发现,所构建模型能够对系统暂态稳定性进行准确评估,并具有良好的泛化性能.同时,快速更新策略可在保证预测准确率的情况下,大幅减少模型更新时间,为在线暂态稳定评估提供了支撑.     

基于一种新型牵引补偿变压器的牵引变电群贯通供电系统负序补偿

针对牵引变电所群贯通供电系统负序补偿问题,该文提出基于一种新型牵引补偿变压器与静止无功发生器的负序补偿方案和控制策略.研究牵引补偿变压器的拓扑结构和负序补偿方案,根据无功补偿单元的数目将补偿方案分为补偿模式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ.从牵引负荷电流有功分量和无功分量角度出发,分别定义负序和无功的约束因子,基于变压器磁动势平衡方程、端口接线方程和对称分量法等构建不同补偿模式下的负序与无功综合补偿数学模型.定义最大无功功率补偿量,将其作为确定补偿方案的依据.提出适用于负序补偿方案的电压和电流双闭环控制策略,通过仿真验证了补偿方案及控制策略的正确性和有效性.基于牵引变电所实测数据分析补偿方案的确定方法,结果表明,合适的补偿方案可以降低补偿装置容量.     

含微裂纹铝材的电磁超声Lamb波混频非线性检测及量化分析

早期微裂纹的检测是结构失效分析的关键,该文利用电磁超声Lamb波混频检测的方法,综合考虑微裂纹界面呼吸作用的特点,以弹簧模型为基础并考虑微裂纹界面的迟滞效应和阻尼力,建立含有微裂纹的三维Lamb波混频非线性检测模型,模拟混频超声波作用下微裂纹的波动状况,分析混频超声波与微裂纹界面发生的非线性作用,研究微裂纹长度与深度的变化对混频调制效果的影响.最后搭建电磁超声混频非线性检测系统,根据差频非线性系数与和频非线性系数对微裂纹长度变化敏感性的不同定义了综合系数因子,量化分析微裂纹的长度.通过实验数据得到了综合系数因子与微裂纹长度之间的关系,并对微裂纹长度进行了预测.实验结果表明,利用综合系数因子可以对微裂纹长度进行有效的预测.     

基于递归径向基神经网络的永磁直线同步电机智能二阶滑模控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)易受系统参数变化、外部扰动、摩擦力等不确定性因素影响的问题,采用二阶滑模控制(2OSMC)和递归径向基神经网络(RRBFNN)相结合的智能二阶滑模控制(I2OSMC)方法来提高系统控制性能.利用2OSMC削弱传统滑模控制中的抖振问题,提高了系统的位置跟踪精度.但由于难以估计系统中不确定性因素的边界,从而无法实现2OSMC的最佳性能,因此,引入RRBFNN对不确定性因素进行估计.由于RRBFNN具有较快的学习能力,可通过在线训练网络参数,进而提高系统的鲁棒性.实验结果表明,所提出的控制方法切实可行,能够有效地抑制不确定性因素对系统的影响,使系统具有较高的位置跟踪精度和较强的鲁棒性能.     

基于声波时域特征的锂离子电池荷电状态表征

许多先进的检测技术已被证实能获取锂离子电池的荷电状态(SOC),然而目前的检测手段未能同时满足精度和效率方面的要求.利用超声波对SOC的表征已经得到初步的认可,该方法检测效率高、对电池损伤小,但存在单个声学指标与电池材料动力学特性不清晰的问题.该文在分析锂离子电池SOC声学表征研究现状的基础上,将振铃计数引入电池SOC评价中,明确SOC与振铃计数的相关性.基于Lemaitre等效应变原理推导了振铃计数与有效杨氏模量的对应关系,提出基于超声纵波的锂离子电池SOC在线检测方法,结合常规的声学指标研究了锂离子电池在充放电循环中有效杨氏模量演化规律.通过将常规的时域声学指标与振铃计数表征结果进行对比,验证了振铃计数对SOC表征的可行性.     

高速永磁电机定转子结构设计的分析

随着航空航天等精密制造行业飞速发展,高速永磁电机相关技术也得到了进一步的发展。因此,本文在总结前人研究成果的基础上,从电机定子设计及其所使用的材料、电机转子设计及其所使用的材料两个方面入手对高速永磁电机设计技术进行了详细分析。最后总结并展望了高速永磁电机相关技术的主要发展方向。     

热化学破乳对弱碱三元复合驱乳状液破乳效果影响研究

弱碱三元复合驱采出液乳化严重,油水分离的速度及程度,影响其经济效益.采用恒温静沉分离、多重光散射仪、脱水率等手段,研究了加热条件下清水型、聚醚型、多乙烯多胺型破乳剂对大庆油田某弱碱三元复合驱乳状液的破乳效果.结果 表明,在加热条件下,3类破乳剂对弱碱三元复合驱均有不同程度的破乳效果,3类破乳剂中100#(聚醚型)破乳剂的破乳脱水速率较快.温度越高,破乳速率越高,乳状液的分离效果越好,温度升高至55℃时,出现极值温度点,乳状液的破乳效果最好,温度继续升高,乳状液反而出现乳化现象.10#聚醚型破乳剂在10mg· L-1油相、水相具有良好的破乳效果,适合大庆油田某区块弱碱三元复合驱采出液破乳.     

元胞自动机方法在枝晶生长模拟中的应用

尽管大量关于枝晶生长模拟的研究都使用了相场方法,但近年来元胞自动机(CA)方法在枝晶生长模拟方面也取得了很大进展.介绍了CA方法模拟枝晶生长的原理和模型,评述了CA方法在枝晶模拟方面的发展历程,指出了存在的问题的和进一步研究的方向.