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一种高速电主轴力-热耦合建模方法
本发明公开了一种高速电主轴力-热耦合建模方法，包括：分别获取轴承与主轴待结合的表面、以及主轴与轴承待结合的表面的工程参数，并利用分形接触理论以及赫兹接触理论计算轴承与主轴之间结合面的刚度和热传递系数与接触压力和接触间隙的映射模型，根据轴承的结构参数和材料参数并使用轴承力学模型和轴承热学模型获得轴承负载和温度与刚度、轴承外圈接触热阻、轴承内圈接触热阻和发热功率之间的映射模型，计算主轴的电机热源，计算主轴各表面散热系数，根据主轴的结构和上述结果构建有限元模型，读取主轴的运行参数，用有限元模型对运行参数进
华中科技大学
2021-04-14
含水层人工补给过程非饱和-饱和水流耦合模拟
通过非饱和带入渗井（注水井）进行人工补给，是含水层人工补给的重要方法之一。该方法主要适用于潜水面埋藏较深或地表覆盖不利于人工补给的场地。预测人工补给过程中非饱和-饱和带水流的响应、计算含水层的补给量是评价及设计人工补给方案的重要指标，传统定量评价模型仅适用于饱和带注水井流问题，缺少非饱和带井流模型。因此，采用传统模型评估考虑非饱和带入渗井方式的人工补给方案时会引起较大误差。 这项研究利用解析方法，开发了非饱和-饱和水流耦合的解析模型，用于评价非饱和带入渗井引起的非饱和-饱和水流过程，计算含水层的补给量。研究结果发现，非饱和带的储水性对人工补给的效率有较大影响：储水性小的非饱和带在补给过程中水流可以很快达到稳定，注入井中的水流可以很快到达饱和带，且大部分都可以存储于饱和带中，有利于人工补给；反之，则不利于采用非饱和带入渗井的方式进行人工补给。同时，揭示井的结构和含水介质的各向异性仅会影响初期的饱和带补给量，不影响后期稳定的补给量。传统模型由于未考虑非饱和带的储水性质，会过高估计饱和带的补给量。该解析模型为人工补给定量评价提供了重要的工具。
南方科技大学
2021-04-13
多场耦合能质传递强化及调控理论与方法
能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题， 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点，是影响装备性能的关键热物 理问题，对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作，取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有：
一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性：创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律；发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象；揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律；阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征；厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理；揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律，获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。
二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型：建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型，揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系；建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型，阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性，为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法；建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型，为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法；提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型，首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为，揭示了多孔扩散层与流场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规律。
三、多场耦合能质传递强化及调控方法：基于分区耦合强化传热思想，提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法；通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池，显著提升了电池性能；利用石墨 烯表面修饰，实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化；创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控，结合表面修饰和弥 散光导体技术，实现微生物生化转化全过程强化；提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构，强化了质子传输，大幅提升了微生物燃料电池性能。
重庆大学
2021-04-11
裂解过程反应与传热过程耦合机理建模和 优化技术
乙烯工业是石油化学工业的龙头和核心，乙烯生产装置的核心部分是裂解炉，整个乙烯装 置效益与裂解炉的设计和操作有直接的关系，高水平设计和优化操作裂解炉是乙烯生产装置经 济效益提升的前提。本项目以乙烯裂解炉为例，研究了不同辐射模型对裂解炉流动、传质、传 热和反应的影响，建立准确的辐射模型；在此基础上，研究三维燃烧器的燃烧机理，比较不同 燃烧模型对裂解炉运行状况的影响，建立准确的燃烧模型；在以上模型的基础上，研究了裂解 炉炉膛CFD与炉管裂解反应模型耦合模拟和实验验证；在此基础上，建立基于CFD模拟的区域 法数学模型，研究了其在工业裂解炉中的应用，以提高工业装置的操作运行水平，降低成本和 能耗。
华东理工大学
2021-04-11
种养耦合及其废弃物循环利用关键技术转化应用
上海交通大学
2021-04-13
一种生物质快速热解与燃煤锅炉耦合系统
本发明公开了一种生物质快速热解与燃煤锅炉耦合系统，其包 括生物质快速热解设备、生物油重整分离设备、原油精炼设备和燃煤 锅炉设备，生物质快速热解设备用于将生物质进行快速热解以产生液 态生物油以及少量不凝结气体产物和固体含碳灰渣；液态生物油重整 分离设备用于将液态生物油进行化学物理分离得到液态生物原油和固 体生物炭；原油精炼设备用于将液态生物原油进行精炼以制取化工原 料或高热值能源产品；燃煤锅炉设备用于实现固体含碳灰渣、不凝结 气体产物和固体生物炭的能源化利用。本发明将生物质高效制取生物 油与燃煤锅炉有机耦合，实现高低能量的互补利用，实现了生物质资 源和能源的梯级利用。
华中科技大学
2021-04-13
近场谐振与感应耦合协同式生物遥测装置无线充电系统
本实用新型涉及无线电能传输技术领域，具体涉及近场谐振与感应耦合协同式生物遥测装置无线充 电系统，包括充电系统发射单元和充电系统接收单元；充电系统发射单元包括电源模块，与电源模块依 次连接的功率振荡模块、功率控制电路、距离传感器和模式选择电路和信息解调模块，与功率振荡模块 依次连接的通信线圈、发射加密芯片和电磁发射线圈；充电系统接收单元包括依次连接的电磁接收线圈、 接收加密芯片、信息调制模块、电池信息检测模块、整流降压模块、带温度补偿的稳压模块和
武汉大学
2021-04-14
去耦合机制将表面浸润性和机械稳定性拆分至两种不同的结构尺度
通常，减少固-液接触是增强表面超疏水性的常用手段，根据Cassie-Baxter方程，固-液接触面积的减小，有利于提高表观接触角和降低滚动角。但由于接触面积的降低，必然导致微/纳结构承受更高的局部压强，从而更易磨损，这就意味着超疏水性和机械稳定性在提高一种性能时必然导致另一种性能下降。该论文基于全新思路，首次通过去耦合机制将超疏水性和机械稳定性拆分至两种不同的结构尺度，并提出微结构“铠甲”保护超疏水纳米材料免遭摩擦磨损的概念。结合浸润性理论和机械力学原理分析得出微结构设计原则，利用光刻、冷/热压等微细加工技术将装甲结构制备于硅片、陶瓷、金属、玻璃等普适性基材表面，与超疏水纳米材料复合构建出具有优良机械稳定性的铠甲化超疏水表面。该工作在集成高强度机械稳定性、耐化学腐蚀和热降解、抗高速射流冲击和抗冷凝失效等综合性能的同时，还实现了玻璃铠甲化表面的高透光率，为该表面应用于自清洁车用玻璃、太阳能电池盖板、建筑玻璃幕墙创造了必要条件。研究人员将该表面应用于太阳能电池盖板，实现了表面依靠冷凝液滴清除尘埃颗粒的自清洁方式，为少雨地区提供自清洁太阳能电池的解决方案。基于玻璃装甲化表面的自清洁技术可巧妙地利用雨或雾滴消除粉尘、鸟类粪便等污染，长期维持太阳能电池高效的能量转换，并节省传统清洁过程中必需的淡水资源和劳动力成本。该论文创新的设计思路和通用的制造策略展示了铠甲化超疏表面非凡的应用潜力，必将进一步推动超疏水表面进入广泛的实际应用。
电子科技大学
2021-04-11
半干法-湿法耦合型垃圾焚烧尾气污染物超低排放技术
垃圾焚烧烟气具有高污染性和成分复杂性，开发高效的垃圾焚烧尾气净化技术与工艺受到国内外研究者的高度重视。本技术成果包括：（1）新型锥形半干法喷雾脱酸塔构建；（2）廉价吸附剂开发及吸附剂喷射装置优化；（3）垃圾焚烧炉内SNCR脱硝优化及炉后低温SCR脱硝联合脱硝；（4）半干法-湿法耦合型垃圾焚烧超低排放净化系统集成。该成果获教育部科技进步二等奖。
东南大学
2021-04-11
一种破碎岩样蠕变渗透全程耦合试验装置
本实用新型涉及一种破碎岩样蠕变渗透全程耦合试验装置，包括液压轴向加载装置、渗透装置及数据显示器件，轴向加载装置通过柱塞泵、电磁溢流阀、单向阀、压力继电器、储能器、二位四通换向阀实现油路压力的稳定提供和保持，并把油路中稳定的压力通过液压缸、圆管和活塞实现轴向力的加载和保持；渗透装置通过电动试压泵、进水管、单向阀、毛毡层、多孔透水板对密封于缸筒内的破碎岩样进行自下而上的渗透，利用压力表、水压表、压力传感器、位移计和流量传感器等对蠕变、渗透试验过程进行实时显示和监控，整个装置置于带有滚轮的平板形推车上，便于移动，该装置结构简洁，密封快速，操作方便，适用于破碎岩石的压缩蠕变、渗透和蠕变渗透全程耦合试验。
江苏师范大学
2021-04-11