深水大跨桥梁施工技术2020年度研究进展

随着我国经济实力的不断增强、科学技术水平的显著提升,桥梁工程正朝着跨度更大、基础更深、桥塔更高的方向快速发展。在此过程中,桥梁建设者遇到了很多新难题,例如：深水基础浮运下沉过程中精准定位、超大型沉井基础防冲刷、大直径钻孔桩施工、大跨度斜拉桥索塔锚固构造优化、超高桥塔大体积混凝土水化热温度控制、超高桥塔新型液压爬模系统开发等,已成为影响深水大跨桥梁安全顺利施工、长期可靠运营的关键问题。为促进深水大跨桥梁施工技术的发展,提高深水大跨桥梁施工人员解决相关问题的能力,为深水大跨桥梁的推广提供技术支持,围绕深水大跨桥梁施工面临的上述关键问题,对2020年国内外研究者的相关研究进展及成果进行了分析与汇总。     

超高性能混凝土(UHPC)在桥面板体系中的应用2020年度研究进展

超高性能混凝土（UHPC）与正交异性钢桥面板的组合是近年来桥梁工程中新材料、新构造研究的典型范例。UHPC桥面板的刚度较大,可以有效减小桥面板中的局部变形,从而明显降低正交异性钢桥面板中的疲劳应力幅,改善其抗疲劳性能。从新构造、剪力连接件性能、组合桥面板基本力学性能、组合桥面板疲劳性能及UHPC材料与构件力学性能等几个方面对UHPC-正交异性钢桥面板组合体系的研究进展进行综述,其内容主要为2020年以来发表的工作,部分兼及更早的研究成果。     

三元锂离子电池氢气产生原因探索

本工作通过气相色谱(GC)和可充电对称锂离子电池探索了三元锂离子电池(LIBs)中H2产生的原因.除了公认的氢气是由电池中微量水分还原产生之外,本工作则主要是探索质子电解质氧化物(R-H+)和碳酸酯解离成H?两种氢气产生机理对于三元锂离子电池是否成立.鉴于R-H+作为正负极间的关联产物沉积在负极表面,分别制备了具有充放电能力的石墨/石墨负极软包对称电池、NCM/NCM(LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2被定义为NCM)正极软包对称电池以及石墨/NCM软包全电池,经过常温循环以及过充测试后,GC结果显示H2产生于软包全电池以及负极对称电池,而正极对称电池中没有.此结果侧面验证了R-H+机理成立,即H2由正极端生成沉积在负极表面的产物R-H+还原所产生,因此单独的正极对称电池无H2产生.为了排除电池中微量水分还原产生氢气对R-H+机理验证的干扰,选择循环以后未产生氢气的正极对称电池,加入微量水分再循环后,GC结果检测到氢气.说明对称电池中原本微量水分对最终产生氢气的结果影响可忽略不计.最后,选择了正极对称电池对碳酸酯解离成H?产氢机理进行验证,根据前面的实验结论,此体系可排除R-H+以及水分对最终产氢结果的影响.高温存储及高温过充测试后,正极对称电池循环后内部均未检测到H2,因此碳酸酯解离成H?产氢机理不成立.     

剩余污泥资源化提取蛋白质方法的优选

剩余污泥中蛋白质的资源化利用是目前研究的热点,污泥预处理则是实现污泥中蛋白质释放的重要途径。为了进一步提高剩余污泥中蛋白质的溶出效果,选取热碱预处理、超声碱联合预处理、溶菌酶预处理对污泥进行溶胞,以蛋白质提取浓度为主要指标进行参数优化,并利用等电点法对粗提取蛋白进行纯化回收。结果表明：溶胞效果热碱预处理（pH值13、温度140℃、时间1.5 h,2 062.98 mg/L）>超声碱联合预处理（497.76 mg/L）>溶菌酶预处理（269.95 mg/L）,且在pH值为3时热碱预处理蛋白质纯化回收率可达62.42%。试验结果表明：热碱预处理在提取效果方面较另外两种方法优势明显,具有良好的利用前景。     

纳米银—壳聚糖材料制备及应用于机洗衣服的抑菌

以壳聚糖(Chitosan,CTS)为保护剂和分散剂制备纳米银—壳聚糖(AgNPs-CTS)复合溶胶,对制备溶胶的最适温度进行优化,并对其抑菌效果和形态进行了评测.在温度为60℃时得到了粒径分布均一,抑菌效果良好的复合溶胶.进一步利用该复合溶胶制备纳米银、铜—壳聚糖(AgNPs/Cu-CTS)复合颗粒,并对其机械强度、形态、抑菌效果、机洗过程损耗及抑菌性能进行检测.结果表明,该复合颗粒的多孔结构更有利于对细菌的杀灭,颗粒在平板、机洗过程中均具有良好的抑菌效果,同时损耗测试也证明了复合颗粒在应用过程中的长效性.     

基于RLS-DLUKF算法的锂电池SOC预测方法研究

本工作以钴酸电池为研究对象,针对锂电池在复杂工况下电流的剧烈变化导致荷电状态(SOC)无法有效预测的问题,建立了以精确参数为基础的双层无迹卡尔曼滤波算法(DLUKF)架构来更精准的估算SOC.首先,以脉冲功率特性实验数据获取二阶电路模型中电池开路电压与荷电状态的函数关系及特性曲线;其次,为增强模型辨识过程中的自适应学习能力并解决模型参数估计不准确的问题,应用递推最小二乘(RLS)算法在线准确地识别出模型中的未知变量;最后根据输入的变量信息,利用UKF算法相互嵌套形成的DLUKF算法实现对SOC的快速预测来解决单一的UKF算法在高阶非线性系统里估算不准确、精度低的问题.在UDDS工况和FUDS工况下对DLUKF算法和单一的UKF算法进行比较,通过对比分析两种算法估计出的SOC曲线、SOC误差曲线、端电压曲线及端电压误差曲线,表明DLUKF算法预测SOC的平均误差比UKF的低且预测精度更高.     

基于差分电压和Elman神经网络的锂离子电池RUL预测方法

锂离子电池剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)预测对电池的使用维护极为重要,提出一种基于差分电压和Elman神经网络预测锂离子电池RUL的方法.首先,根据美国国家航天航空局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)的锂离子电池数据集,分析电池差分电压曲线和充放电曲线,提取电池容量退化特征量;其次,通过Pearson法分析特征量之间的相关性,将充电差分电压曲线初始拐点值、放电差分电压曲线峰值、放电时间、静置时间作为电池RUL预测的间接健康因子;最后,建立以上述间接健康因子为输入,电池容量为输出的Elman神经网络,进行锂离子电池的RUL预测.基于不同间接健康因子和不同神经网络的四种电池容量预测对比实验表明,在间接健康因子中加入充电差分电压曲线初始拐点值和放电差分电压曲线峰值可以提高电池寿命预测精度,Elman神经网络可准确预测电池容量.基于不同循环次数预测电池RUL,预测的平均均方根误差为1.55％.     

多能互补发电系统中杨家湾水电站水轮机压力脉动特性的数值研究

在多能互补联合发电系统中,水电作为调节系统,为了平衡系统中出力的波动,需要频繁地改变运行工况.而在偏工况下运行时,水轮机就会出现压力脉动、水力振动等稳定性问题.本文针对多能互补联合发电系统中的杨家湾水电站混流式水轮机,开展了压力脉动特性数值研究,对杨家湾水电站额定水头下不同导叶开度工况进行非定常数值计算,设置了一系列各过流部件监测点,通过快速傅里叶变换(FFT)对水轮机内部压力脉动进行频谱分析,找出了各过流部件产生压力脉动的原因,研究了不同工况下水轮机压力脉动特性.     

澜沧江乌弄龙水库营养盐成因及应对措施初探

拟从澜沧江已建成发电的第一级乌弄龙水电站水库水质监测资料着手,对水库区营养化程度进行分析评价,认清乌弄龙水库水质已经处于轻度富营养化的现实.如果不及时采用预防和治理措施,水污染还会持续加剧.为了遏制水库水质进一步恶化,结合库区自然地理和经济发展状况,通过监测、收集文献资料、访问调查等方法对水库TN、TP污染物来源进行梳理分析,提出生态、控制外源、排除外源、加强流域内居民的环保意识、建立数据库等水环境治理措施,为开展环境治理提供决策支持.将乌弄龙水库及其控制流域的环境保护工作做好,实现源头控制,降低环境风险,对国际河流澜沧江河段的环保工作具有国际意义.通过本文,以期抛砖引玉,促成更多关心澜沧江环保的人士开展研究讨论,共同做好澜沧江流域水环境保护工作.     

不同影响因素对煤焦气化特性的影响

为了消除内、外扩散对煤焦气化反应的影响,通过热重分析仪进行了3种煤焦的气化反应实验,气化剂为CO2.研究了焦样粒径大小、焦样质量和气化剂流量对气化反应的影响,最终确定消除内、外扩散时的实验条件.此外还研究了气化温度对煤焦气化过程的影响.根据实验结果选取了3种动力学模型进行拟合,选取最适合描述气化反应的模型.结果表明:煤焦粒径对气化反应没有影响;随着煤焦质量减少,煤焦气化活性增加,但煤焦质量降低至一定值后气化活性不再变化;随着CO2流量增加,煤焦气化活性增加,但CO2流量增加至一定值后气化活性不再变化.混合反应模型最适合描述煤焦的气化反应过程.