球磨处理尖晶石相LiMn2O4的结构及性能

采用球磨促进固相合成法,在500℃合成具有纳米结构的尖晶石相LiMn2O4样品,对样品进行不同时间的球磨处理,并用XRD和FTIR对处理后的样品进行了物相与结构的表征和分析.结果表明,球磨处理使晶体颗粒细化的同时,还引起了晶体颗粒结晶度的降低,造成4.3～3.0V电压区间放电容量减少,而3.0～1.5V电压区间放电容量增大.当球磨处 理时间为80h时,尖晶石相LiMn2O4几乎完全非晶化,电化学循环结果表明材料的非晶化能有效地抑制Jahn-Teller效应.     

Activity and Stability of Rare Earth-Based Hydride Alloys as Catalysts of Hydrogen Absorption-Oxidation Reactions

Rare earth-based AB5-type hydrogen storage alloys as catalysts of hydrogen-diffusion electrodes for hydrogen absorption and oxidation reactions in alkaline fuel cells were investigated. It is demonstrated that the metahydride hydrogen-diffusion electrodes could be charged by hydrogen gas and electrochemically discharged at the same time to retain a stable oxidation potential for a long period. The catalytic activities and stability are almost comparable with a Pt catalyst on the active carbon. Further improvement of performances is expected via reduction of catalyst size into nanometers.     

Effect of Lu2O3 on Charge/discharge Performances of Spherical Nickel Hydroxide at High Temperature

Nickel-metal hydride （Ni/MH） batteries are one of promising batteries for electric vehicle applications, but at high temperature the charge efficiency of nickel electrode is very low. In order to improve the high-temperature-efficiency of nickel electrode, spherical nickel hydroxide mixed with various ratios of Lu2O3 was used as active material of pasted nickel electrodes. The results of charge/discharge experiments, cyclic voltammetric measurements and XRD characterizations have shown that after addition of Lu2O3, the oxygen evolution overpotcntial is elevated much, the charge efficiency of nickel electrode at high temperature is greatly improved and the content of β-NiOOH phase increases in charged electrodes. In addition, the mixed ratio of Lu2O3 has different effects on high temperature performances of nickel electrode at different charge/discharge currents, 3.5 % is the optimum mixed ratio, and the action of Lu2O3 on high temperature electrochemical behaviors is more apparent when nickel electrodes are charged at small current than large current.     

陡槽水面线的计算

本文根据理论分析建立了恒定急变流能量方程，进而导出了陡坡控制断面水深的表达式。计算结果表明，计算值与实测值符合较好。为推求陡坡水面线，引入了边界层排挤厚度，概念明确，方法简便。算例表明，本文算法与实测值符合较好。     

河北4座水库降雨径流一致性分析

降雨径流关系是否发生变化,即不同时期降雨径流关系有无显著差异是水文演算中迫切需要解决的问题.以河北省海河流域四座水库的降雨径流系列为基础,通过降雨径流双累积曲线的特性分析、年径流系数的变化过程分析、秩和检验、回归方程的差异分析等,对四座水库的1980-2008年入库径流水文系列一致性进行研究.结果表明:AGZ水库、GN水库、HBZ水库1980-2008年的入库径流资料具有一致性,虽年径流深、年径流系数有差异,但降雨径流关系并无显著差异.而WK水库1980-2008年的入库径流资料则不具有一致性,降雨径流机制发生变化,分析了下垫面变化的影响,并对其天然径流资料进行修正.     

抽水蓄能电站进/出水口体型优化数值模拟

利用三维紊流数学模型,对某抽水蓄能电站上水库进/出水口原方案及其优化方案抽水和发电工况进行数值模拟,分析了进/出水口段的水头损失、进/出水口段的流态和流速分布等。原方案在抽水工况下,存在扩散段及调整段顶盖板下部产生水流分离区、拦污栅断面有反向流速、各孔口流速不均匀系数偏大等不利水力学现象。考虑以上不利因素,需对原方案进行优化。优化方案计算结果表明,在扩散段和防涡梁段之间增加调整段、压低扩散段盖板扩散角以及增加扩散段长度等措施均能改善水流流态。     

基于RBF代理模型的调水过程优化研究

调蓄工程通过泵站调水过程中,需要通过合理的控制泵站启闭时间来调节水位,从而不断优化调水过程,但以往的优化方法效率低而且不易得到最优方案。为解决这一问题,本文以南水北调东线山东段南四湖下级湖为研究对象,基于径向基函数(Radial Basis Function,RBF)代理模型建立调水过程优化模型,得到了调水过程方案参数区间内的最优方案,并基于实际调水情况求得不同起调水位下的调水过程最优方案。首先根据调水过程方案参数区间自动选取80个调水过程方案样本,并利用一维二维耦合水动力模型算出每个方案的水位变化过程;其次采用RBF代理模型建立并验证调水过程方案与最高水位、最低水位的响应关系;最后基于RBF代理模型,以泵站工作总时间最短为目标,考虑水量平衡和水位约束建立优化模型,采用粒子群算法求解。研究结果表明,基于RBF代理模型的调水过程最优方案结果与耦合模型计算该方案结果的绝对水深误差不超过0.05 m,相对水深误差不超过0.99%,模型计算精度高。基于RBF代理模型的调水过程优化模型,求解得到调水过程参数区间内的最优方案,解决了传统方法在人为设定有限个方案内得到较优方案的局限性。     

ASTER GDEM数据在水利工程数值计算中的应用

利用Global Mapper软件对ASTER GDEM数据进行坐标投影转换,提取相应研究区域的高程数据。利用Fortran语言编写的程序对研究区域水平坐标及高程数据进行处理,生成可应用于水利工程数值计算的地形格式。将此方法应用于某水利工程水动力学数值计算,得到了较理想结果,证明了该方法的可行性。所得成果可为ASTER GDEM数据在水利工程数值计算中的应用提供参考。     

基于数值方法的城市人工湖泊水体交换研究

为定量分析和定性掌握引调水作用下城市人工湖泊的水体交换能力,以某城市人工湖泊为例,建立了水动力和对流扩散模型,通过获得湖内保守性物质含量的分布,计算了人工湖的水体更新时间和水体交换率。模型依据实测水位资料得到校准和验证。计算结果表明,主湖区的水体更新时间较短,不超过10 d,湖区整体更新时间最短可达13 d,水体交换率最大可达94%。内湖水体受其半封闭性形态限制更新时间较长。对内湖及湖周死水区域采取增加抽注水等工程措施,可显著改善湖内水体交换效果。研究结果有助于理解湖内水体中的物质输移过程,可用于人工湖泊的规划设计和调度运行的决策管理,对其他同类型城市人工湖泊的水体交换研究具有一定的参考作用。     

基于 BP 神经网络的调水工程调蓄水位预测模型

在调水工程中,如果泵站站前水位过低,会危及泵站安全,如果水位过高,会危及周边安全,因此探寻调水工程中河渠湖库水位变化显得尤为重要。以南水北调东线山东段南四湖为研究区域,寻求不同起调水位、出入流量、泵站开启时间差的调水方案下泵前水位变化规律。先利用耦合模型对不同的调水方案进行数值模拟,然后选取23组调水方案及其数值模拟所得的泵前水位作为样本训练BP神经网络,建立BP神经网络调蓄水位预测模型并进行验证,最后利用预测模型对不同调水方案进行泵前水位预测。结果表明,BP神经网络预测模型具有很强的预测能力,预测模型结果与耦合模型结果泵前水位基本吻合,水深相对误差小于9.15%,而模型计算效率提升96.67%。