疫情下电磁场理论课程的网络教学

本文主要总结了新冠疫情期间作者的电磁场理论课程在线教学经验。对比分析了录播和直播的优缺点后,选择录播教学方式。基于超星网络教学平台,展示了录播网络教学的具体措施,包括网上答疑和学习效果检查以及在线批改作业等。给出了网络教学可以为线下教学继续使用的方法和手段,为疫情结束后的正常教学提供了新的网络教学补充措施。     

IRS辅助的SWIPT系统中基于能效优先的波束成形设计与优化

以智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助的无线携能通信(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)系统为背景,研究了该系统中基于能效优先的多天线发送端有源波束成形与IRS无源波束成形联合设计与优化方法。以最大化接收端的最小能效为优化目标,构造在发送端功率、接收端能量阈值、IRS相移等多约束下的非线性优化问题,用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)求解。采用Dinkelbach算法转化目标函数,通过奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和半定松弛(semi-definite relaxation,SDR)得到发送端有源波束成形向量。采用SDR得到IRS相移矩阵与反射波束成形向量。结果表明,该系统显著降低了系统能量收集(energy harvesting,EH)接收端的能量阈值。当系统总电路功耗为?15 dBm时,所提方案的用户能效为300 KB/J。当IRS反射阵源数与发送天线数均为最大值时,系统可达最大能效。     

浸渍剂和压紧系数对全膜电容器端部电场分布的影响研究

全膜电容器边缘处的电场畸变是影响电容器元件击穿的重要因素之一.为研究浸渍情况和压紧系数对全膜电容器电场分布的影响,对电容器端部进行建模,通过改变浸渍情况和压紧系数,计算不同参数下电容器端部的电场分布情况,结果表明:未浸渍情况下电场最大值集中在折边处两侧,浸渍情况下场强在折边圆弧处分布较为均匀.同时发现,在浸渍情况下增大压紧系数K可以明显改善全膜电容器端部电场的分布情况.     

Reusable Polyacrylonitrile-Sulfur Extractor of Heavy Metal Ions from Wastewater

Mercury, lead, and cadmium are among the most toxic and carcinogenic heavy metal ions (HMIs), posing serious threats to the sustainability of aquatic ecosystems and public health. There is an urgent need to remove these ions from water by a cheap but green process. Traditional methods have insufficient removal efficiency and reusability. Structurally robust, large surface-area adsorbents functionalized with high-selectivity affinity to HMIs are attractive filter materials. Here, an adsorbent prepared by vulcanization of polyacrylonitrile (PAN), a nitrogen-rich polymer, is reported, giving rise to PAN-S nanoparticles with cyclic π-conjugated backbone and electronic conductivity. PAN-S can be coated on ultra-robust melamine (ML) foam by simple dipping and drying. In agreement with hard/soft acid/base theory, N- and S-containing soft Lewis bases have strong binding to Hg²⁺, Pb²⁺, Cu²⁺, and Cd²⁺, with extraordinary capture efficiency and performance stability. Furthermore, the used filters, when collected and electrochemically biased in a recycling bath, can release the HMIs into the bath and electrodeposit on the counter-electrode as metallic Hg⁰, Pb⁰, Cu⁰, and Cd⁰, and the PAN-S@ML filter can then be reused at least 6 times as new. The electronically conductive PAN-S@ML filter can be fabricated cheaply and holds promise for scale-up applications.     

基于小角度高位技术的钻孔初采期瓦斯治理

回采工作面初采期瓦斯涌出不均衡,易出现瓦斯超限现象。针对新源煤矿近距离煤层群开采、瓦斯涌出量大等特点,提出了小角度高位钻孔抽采治理初采期瓦斯的方法;2219工作面应用实践表明,初采期内,小角度高位钻孔抽采瓦斯纯量最高5.25m3/min,瓦斯抽采率64.02%,回风流瓦斯浓度最高为0.32%,上隅角最高瓦斯浓度0.96%,未出现瓦斯超限现象,取得了很好的初采期瓦斯治理效果。     

烟道流量计量标准装置

为了解决我国烟道流量计的量值溯源问题,中国计量科学研究院建立了烟道流量计量标准装置。装置使用可溯源至标准转盘的激光多普勒测速仪作为原级标准器,采用激光多普勒流速剖面扫描和超声流量计波动修正的方式测量标准流量,经校准的8声道超声流量计为工作级标准表,具备了908~104840m3/h的测量能力,扩展不确定度为0.62%(k=2),可对最大口径为1m的流量计进行校准。装置下游测试段包括圆形管段和矩形管段,能够开展烟道流量计测量性能的研究。     

高温氢工质热物理性质计算分析

氢工质在新能源与动力、航天推进、化工材料等领域有着广泛应用。通过开展高温氢工质热力学与输运性质研究，建立了原子态氢、分子态氢、热解平衡态氢的热物理性质计算模型，开发了热物性计算程序Prop_H_H2，适用范围为温度100~3 500 K、压力104~5×107 Pa 。验证表明，Prop_H_H2在适用范围内计算氢工质的物性参数合理可靠，在温度200~3 000 K、压力104~107 Pa范围内，程序预测值更加准确，相对偏差在±5%左右。本研究可为氢工质相关的航天推进、应用物理学、能源动力等行业的科研和应用提供支持借鉴。