检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：黄舒天津大学

学位级别：硕士

地球大气中生物性冰核颗粒物能在较高温度下（≥-15°C）促进云中冰晶形成。具有高效冰核活性的生物物质主要包括细菌、古菌、真菌孢子、花粉、藻类、地衣、病毒和生物性碎片（如落叶和昆虫碎片）等颗粒物以及与生物相关的大分子物... 详细信息

地球大气中生物性冰核颗粒物能在较高温度下（≥-15°C）促进云中冰晶形成。具有高效冰核活性的生物物质主要包括细菌、古菌、真菌孢子、花粉、藻类、地衣、病毒和生物性碎片（如落叶和昆虫碎片）等颗粒物以及与生物相关的大分子物质,例如蛋白质、多糖和脂类等。模型模拟与外场观测结果均发现生物性冰核颗粒物会影响云和降水的形成,从而调节区域乃至全球气候。然而,目前有关城市与乡村气溶胶中生物性冰核颗粒物的系统研究相对缺乏。我国空气污染现象频繁发生,特别是京津冀地区大气污染物成分复杂。首都北京是我国北部最大的城市,在京津冀城市群中具有重要地位;天津是我国北部最大的滨海城市,夏季受到海陆风的影响;河北固城是华北平原典型乡村地区。本研究选取2019年夏季北京、天津城市气溶胶样品以及2020年夏季固城乡村气溶胶样品为代表,利用PKU-INA冰核检测装置与生物、化学、物理处理等多技术结合分析不同典型环境大气中冰核颗粒物、生物性冰核颗粒物、细菌冰核颗粒物和大分子冰核颗粒物的浓度和组成特征,结合其他参数（气象参数、气态污染物浓度、大气颗粒物化学组分和微生物群落结构等）和统计分析手段（相关性分析、浓度权重轨迹分析）,研究和探讨城市和乡村气溶胶中冰核颗粒物浓度的影响因素及潜在来源。主要结论如下: （1）城市气溶胶中生物性冰核颗粒物在总冰核颗粒物中扮演着重要的角色。北京(17 L-1,-19°C)和天津(8 L-1,-19°C)城市气溶胶中总冰核颗粒物浓度高于固城(1 L-1,-19°C)乡村气溶胶中总冰核颗粒物浓度。与固城（56%）相比,北京（85%）和天津（72%）城市气溶胶中生物性冰核颗粒物占总冰核颗粒物的比例较高。在天津和北京城市气溶胶中,具有冰核活性的细菌是生物性冰核颗粒物的最大贡献者。在固城乡村气溶胶中,大分子冰核颗粒物（43%）对总冰核颗粒物的贡献高于细菌冰核颗粒物（37%）。（2）不同站点影响生物性冰核颗粒物浓度的因素不同。高风速条件下,城市气溶胶中生物性冰核颗粒物的浓度升高。降雨后,天津大气气溶胶中生物性冰核颗粒物浓度显著增加,特别是细菌冰核颗粒物,但是固城乡村气溶胶中细菌冰核颗粒物浓度显著减少。生物性冰核颗粒物浓度与人为源污染物具有较好的相关性,表明人为源排放的大气污染物可能会影响城市和乡村大气中颗粒物冰核活性表达。（3）不同来向的气团可能影响气溶胶中生物性冰核颗粒物的浓度。影响北京、天津以及固城气溶胶中生物性冰核颗粒物浓度的气团方向存在较大的差异。天津气溶胶中生物性冰核颗粒物受到陆地及海洋气团的共同影响,但海洋气团的贡献远远低于陆地气团。土壤微生物的释放可能是北京大气中生物性冰核颗粒物的主要来源。花粉、微生物释放以及土壤再悬浮或扬尘可能是天津大气中生物性冰核颗粒物的主要来源。土壤再悬浮或扬尘则可能是固城乡村大气中生物性冰核颗粒物的主要来源。（4）北京和固城大气气溶胶中已知的可能具有冰核活性菌种的微生物属在微生物群落中所占的比例较小。而在天津大气气溶胶中已知的可能具有冰核活性菌种的微生物属中芽孢杆菌属比例较高,相对丰度在5.4%-22.3%之间,因此芽孢杆菌属可能是天津大气气溶胶中细菌冰核颗粒物的重要贡献者。固城乡村气溶胶中芽孢杆菌属相对丰度最高可达8.3%,其余已知的可能具有冰核活性菌种的微生物属（如假单胞菌属、赖氨酸芽孢杆菌属、镰刀菌属、被孢霉菌属等）相对丰度较低。

关键词：城市气溶胶乡村气溶胶生物性冰核颗粒物大分子冰核颗粒物冰核蛋白冰核核化

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生物氧化联合碳酸盐岩中和对AMD中Fe2+氧化及TFe的去除作用机制

生物氧化联合碳酸盐岩中和对AMD中Fe2+氧化及TFe的去除作用机制

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作者：王能贵州大学

学位级别：硕士

酸性矿山废水（Acid mine drainage,AMD）引起的水环境污染问题日益突出。本文采用高通量测序Mi Seq技术,对贵州某以碳酸盐岩为反应介质处理AMD系统中细菌群落结构的沿程变化及其功能分析。并利用从矿山堆场浸出液中培养驯化获得的铁氧... 详细信息

酸性矿山废水（Acid mine drainage,AMD）引起的水环境污染问题日益突出。本文采用高通量测序Mi Seq技术,对贵州某以碳酸盐岩为反应介质处理AMD系统中细菌群落结构的沿程变化及其功能分析。并利用从矿山堆场浸出液中培养驯化获得的铁氧化细菌液,通过摇瓶实验,探讨碳酸盐岩对酸性硫酸盐体系中Fe2+生物氧化与生物催化次生矿物合成的影响机制。再利用聚丙烯立体弹性填料表面生物膜的形成,构建生物氧化与碳酸盐岩中和联合处理系统对模拟AMD动态实验研究。本研究结果可为生物氧化与碳酸盐岩中和法联合治理AMD的作用过程与方法构建提供基础数据参考。（1）贵州某以碳酸盐岩为反应介质处理AMD系统中细菌群落结构特征变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）为主要优势菌门,而蓝细菌门大多存在于反应池悬浮物中（90.95%）;细菌群落结构受沉积物中重金属浓度影响,尤其Fe、Ni、As和Pb的影响较为显著。细菌群落在系统前端（进水沟渠和反应池）和后端（沉淀池和人工湿地）存在明显差异,随反应系统处理进程,细菌α-多样性指数在沉积物中沿程增加;铁氧化细菌(披毛菌属（Gallionella）和Sideroxydans等)和铁还原细菌(地杆菌属（Geobacter）和红育菌属（Rhodoferax）等)大多存在于多级复氧反应池沉积物中;湿地沉积物和植物根际土壤中土微菌属（Pedomicrobium）(8.38%±1.51%)和硝化螺旋菌属（Nitrospira）(14.75%±0.46%)丰度明显高于多级复氧反应池。因此在以碳酸盐岩为反应介质处理AMD系统中污染物去除机理除碳酸盐岩中和沉淀作用外,生物氧化和生物还原作用也值得关注。（2）碳酸盐岩对酸性硫酸环境中Fe2+生物氧化及次生矿物合成的影响添加10 g和30 g碳酸盐岩不会对体系中p H、ORP和Fe2+生物氧化速率产生明显影响,但TFe（总铁）的去除率可从37%分别提高到55%和62%,矿物生成量也从8.17 g·L-1分别增加到12.03 g·L-1和13.69 g·L-1;同时体系中合成的次生铁矿物相与不加碳酸盐岩时无明显变化,主要为黄铁矾和施氏矿物的混合物。随着碳酸盐岩量添加至50 g、70 g和90 g时,体系中p H上升快速,Fe2+生物氧化速率受到抑制,并产生大量结晶程度较好的硫酸钙,铁矿物形成主要为纤铁矿或针铁矿。而适量的碳酸盐岩添加可使体系中产生Ca2+和Mg2+,从而影响次生铁矿物的合成。因此,在以碳酸盐岩为反应介质的酸性矿山废水处理工艺设计中,可通过添加A.f菌并控制碳酸盐岩投加量,强化系统中Fe2+生物氧化及次生矿物的合成,从而进一步提高反应系统对TFe的去除效果。（3）生物氧化与碳酸盐岩中和联合处理系统构建研究生物氧化较碳酸盐岩中和能有效将Fe2+浓度为593.67 mg·L-1的AMD中Fe2+氧化（40.18%-55.49%）,但TFe的去除率不佳（5%-17.39%）。而添加适量碳酸盐岩提升p H（3.03-3.86）,不仅能有效氧化Fe2+（39.09%-52.64%）,还可以提升TFe（25.09%-47.33%）去除率。碳酸盐岩中和能有效将AMD的p H提升至6左右,但继续提升p H非常缓慢,且对Fe2+氧化（24.72%-34.73%）效果不佳,而对Fe3+去除效果较好。添加碳酸盐岩生物氧化段的沉积物中次生矿物为黄铁矾、施氏矿物和四方纤铁矿等,而未添加碳酸盐岩的沉积物中次生矿物主要为黄铁矾。在聚丙烯立体弹性填料表面可形成稳定的生物膜,其主要由微生物和沉淀物构成。其中添加碳酸盐岩的填料表面沉淀物为黄铁矿和施氏矿物混合物,而未添加碳酸盐岩的填料表面沉淀物为黄铁矾。在生物氧化段水样中嗜酸硫杆菌属（Acidithiobacillus）和钩端螺旋菌属（Leptospirillum）占主要优势（占75%以上）,同时还含有低丰度嗜酸菌属（Acidiphilium）和假单胞菌属（Pseudomonas）等具有Fe和S氧化或还原能力的细菌群落。

关键词：碳酸盐岩生物氧化次生铁矿物酸性矿山废水微生物多样性

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岩溶地区典型锑矿尾矿库尾砂重金属释放过程机制

岩溶地区典型锑矿尾矿库尾砂重金属释放过程机制

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作者：何银苹贵州大学

学位级别：硕士

中国是世界上锑(Sb)资源储量和生产量最多的国家,主要分布于中国西南地区,且对锑的开发利用历史悠久。贵州和云南是典型的喀斯特地貌特征,生态环境较脆弱。因此,通过分析不同锑矿尾砂在自然堆存过程中重金属的迁移分布特征及释放过程,... 详细信息

中国是世界上锑(Sb)资源储量和生产量最多的国家,主要分布于中国西南地区,且对锑的开发利用历史悠久。贵州和云南是典型的喀斯特地貌特征,生态环境较脆弱。因此,通过分析不同锑矿尾砂在自然堆存过程中重金属的迁移分布特征及释放过程,探究重金属锑释放与铁、硫耦合关系,为锑矿尾矿库尾砂重金属污染治理以及为锑矿开采和生产的综合管理和利用产生的潜在污染防控提供理论数据支撑,对矿山环境改善和防治、预测具有重大现实意义。本研究选取贵州晴隆锑矿、半坡锑矿和云南开远市某锑矿尾矿库尾砂为研究对象,根据行业标准采样方法,对尾矿库进行布点和样品采集,共采集89件样品。通过重金属元素总量国家标准分析方法和数据分析方法,测定分析了尾砂样品的理化性质特征、重金属总含量分布特征、重金属间相关性及铁、硫、锑耦合关系,探究重金属元素在不同锑矿分布特征,通过实验室模拟静态浸出实验分析了重金属释放特征及释放过程,并得到如下主要结论:(1)通过分析各锑矿尾砂的理化性质及重金属含量,云南开远市某锑矿与晴隆锑矿尾砂偏酸性,半坡锑矿尾砂偏碱性;三种典型锑矿尾砂主要污染元素为锑(Sb)、砷(As)和镉(Cd)。云南开远市某锑矿的尾砂中锑含量严重超过国家标准背景值。(2)通过模拟浸出实验,分析尾砂浸出过程中浸出液p H、电导率、尾砂浸出前后形貌特征随时间变化,三种锑矿浸出液的p H均趋向中性,电导率随浸出时间增加而升高,浸出后尾砂表面形貌变得粗糙,锑不同初始浸出条件释放特征相似。相同锑矿尾砂不同深度,锑和砷累积释放量随深度增加而增加。(3)通过分析砷、锑存在形态及生物有效性和铁、硫与重金属锑释放关系,得知硫与铁可促进锑的迁移转化与释放,锑累积释放量随时间变化拟合函数符合双常数速率方程和简化Elovich方程。

关键词：尾砂重金属分布重金属迁移释放铁硫耦合

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藻源性有机质对湖泊水体甲基汞生成和光降解的影响研究

藻源性有机质对湖泊水体甲基汞生成和光降解的影响研究

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作者：朱金杰南京大学

学位级别：硕士

甲基汞是一种能够穿过人体血脑屏障的神经毒素,可通过水生食物链放大并在生物体内富集,最终对人体健康构成威胁。微生物汞甲基化是水体甲基汞生成的主要方式,而甲基汞的光降解则是地表水中甲基汞去除的最主要途径,这两个过程共同决定水... 详细信息

甲基汞是一种能够穿过人体血脑屏障的神经毒素,可通过水生食物链放大并在生物体内富集,最终对人体健康构成威胁。微生物汞甲基化是水体甲基汞生成的主要方式,而甲基汞的光降解则是地表水中甲基汞去除的最主要途径,这两个过程共同决定水体甲基汞的浓度和风险。溶解性有机质（Dissolved organic matter,DOM）是影响水体中甲基汞的生成和光降解的重要因素:DOM可提供高活性碳源,从而促进汞甲基化微生物的增长,驱动微生物汞甲基化;与此同时,低浓度DOM能够促进自由基的生成,促进甲基汞的光降解,而高浓度DOM则会增加水体遮光度,抑制甲基汞的光降解。湖泊富营养化是当前世界范围内湖泊生态系统面临的最主要环境问题之一。富营养化湖泊中藻华的生长、爆发和衰亡会显著改变水中DOM的组成,其中,藻华腐解产生的藻源性有机质（Algal organic matter,AOM）是湖泊水体DOM的重要来源。然而,由于AOM组成复杂,并且随着腐解的进行其组分、分子量和生物可利用性会发生明显的动态变化,而这种由于AOM自身的复杂性和多变性导致的对微生物汞甲基化和甲基汞光降解的影响尚未完全明晰,使得阐明湖泊水体甲基汞的生成和光降解的机制颇具挑战,进而制约了我们对湖泊甲基汞风险的有效预测和精准防控。本研究以我国三个典型富营养化湖泊（巢湖、东湖和滇池）为研究对象,综合探究不同湖泊、不同藻密度和不同腐解时间等不同富营养化情景下产生的AOM对水体微生物汞甲基化和甲基汞光降解的影响,并从AOM的动态变化入手,解析AOM对微生物汞甲基化和甲基汞光降解的内在作用机制。本研究首先探究了AOM对汞甲基化的影响:测定不同富营养化情景下水体甲基汞浓度的变化,重点解析腐解过程AOM组分的动态变化、不同汞甲基化微生物的丰度和活性的变化及其对AOM输入的响应关系,以揭示AOM对微生物汞甲基化的作用机制。其次,本研究分析了AOM对水体甲基汞光降解的影响:考察不同情景下AOM输入对甲基汞光降解速率的影响,从AOM的浓度、分子量及其产生的自由基三个方面来解析AOM对甲基汞光降解影响的潜在机制。主要研究结论如下:（1）富营养化湖泊中AOM能够显著促进水体微生物汞甲基化。藻华腐解产生的AOM可导致水体甲基汞浓度上升24～15918%。AOM的输入可增加水体中DOM生物可利用性组分（如蛋白质类和溶解性微生物代谢产物组分）,从而显著提高Archaea（古菌,如产甲烷菌）的丰度和活性:汞甲基化关键基因Archaea-hgc A基因丰度上升438～2240%,产甲烷菌活性（代谢产物甲烷产生量）增加16.0～44.4%,并且只有Archaea-hgc A基因丰度与水体甲基汞含量呈现出正相关关系。而在对照组中,水体甲基汞浓度与古菌和Deltaproteobacteria（δ变形菌,如硫酸盐还原菌和铁还原菌）的hgc A基因丰度均呈现出正相关关系。以上结果表明:产甲烷菌是富营养化湖泊中微生物汞甲基化的主要驱动力。（2）富营养化湖泊中AOM能够抑制水体甲基汞的光降解。AOM的输入导致水体甲基汞光降解速率下降3～29%,并且随着藻华腐解的进行,AOM对甲基汞光降解的抑制作用逐渐减弱。这主要是由于藻华腐解过程中微生物对有机质的矿化使得中分子量（3.5～10 k Da）和高分子量有机质（>10 k Da）含量显著降低82.9～84.7%,弱化了AOM的遮光效应,从而导致光降解抑制作用的降低。此外,随着遮光效应的减弱,低分子量有机质（<3.5 k Da）能够吸收更多的光辐射,进而产生大量的自由基驱动甲基汞的光降解。自由基淬灭实验结果显示,在藻华腐解前期,羟基自由基（·OH）是驱动光降解的主要自由基基团,而在腐解的中后期单线态氧自由基（1O2）和三线态DOM自由基（3DOM*）的作用逐渐加强,三种自由基共同驱动了甲基汞的光降解。综上所述,富营养化湖泊中藻华腐解产生的AOM能够促进水体中甲基汞的生成,同时抑制甲基汞的光降解,两者共同作用放大了湖泊的甲基汞风险。本研究有助于全面揭示富营养化湖泊中有机质对汞风险的调控作用机制,为完善湖泊中汞生物地球化学循环理论、实施有效甲基汞风险防控提供科学支撑。

关键词：有机质汞甲基化光降解富营养化湖泊

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壁面温度对高超声速热化学非平衡流动影响的数值模拟

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气体物理 2025年第2期10卷 30-38页

作者：高伟峰张志军何天一东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

高超声速飞行器飞行速度快,处在高温高热流的稀薄气体环境。为对流场进行准确的预测,引入非平衡Navier-Stokes方程来考虑热化学反应非平衡流动。通过改变壁面温度分析了流场的激波脱体距离、热通量分布、粒子数分布、气动力等流场特征... 详细信息

高超声速飞行器飞行速度快,处在高温高热流的稀薄气体环境。为对流场进行准确的预测,引入非平衡Navier-Stokes方程来考虑热化学反应非平衡流动。通过改变壁面温度分析了流场的激波脱体距离、热通量分布、粒子数分布、气动力等流场特征。结果显示,低温壁面(T_(w)/T_(i)=4)不足以使激波边界层的气体发生足够的膨胀,因此脱体距离最小。随着壁面温度的升高,边界层内的气体膨胀区域增大。激波层内的温度压力急剧升高,导致流场中的粒子电离分布受激波位置的影响,呈现出随着壁面温度升高粒子电离程度增加的趋势。轴线压力与激波脱体距离相关,随壁面温度的升高呈现出增加的趋势。研究结果为高超声速飞行器气动热防护与气动热预测的模型构建提供理论依据。

关键词：高超声速流热化学非平衡数值模拟化学组分

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电动出租车专用充电场站选址模型研究

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地球信息科学学报 2021年第5期23卷 802-811页

作者：张毅朱攀信息工程大学郑州450001 加华地学(武汉)数字技术有限公司武汉430223

近年来随着能源短缺和环境污染问题日益严重,低排放、低噪声、节能环保的电动汽车受到了越来越多的关注。特别在电动出租车领域,我国公共充电设施的规划和建设已迫在眉睫。针对目前电动出租车专用充电站选址研究方面存在的缺少丰富详实... 详细信息

近年来随着能源短缺和环境污染问题日益严重,低排放、低噪声、节能环保的电动汽车受到了越来越多的关注。特别在电动出租车领域,我国公共充电设施的规划和建设已迫在眉睫。针对目前电动出租车专用充电站选址研究方面存在的缺少丰富详实的车辆运行数据支撑、未能充分结合出租车的换班特性开展分析和在选址模型构建方面未能充分考虑已建成充电站的影响等不足,本文提出了一种合理可行的电动出租车专用充电场站选址方案,具体流程为:(1)基于对出租车GPS数据的统计和分析,利用蒙特卡洛方法提取充电需求;(2)对充电站建设的影响因素进行分析,综合考虑了建设成本,出租车等待成本和已建成充电站的影响,建立了充电站的选址模型;(3)利用多种群遗传算法对模型进行求解;(4)利用北京市1.2万辆出租车连续一周的运行轨迹数据提取了充电需求,模拟10万辆电动出租车的充电需求规模对选址模型进行了算例分析。实验结果表明,选址模型能够有效地减少充电站建设投入的成本并缩短出租车平均充电等待时间。

关键词：充电需求电动出租车出行链充电站选址建设成本等待时间多种群遗传算法

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表面特性对棘齿型Knudsen泵气体分离特性影响的模拟研究

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真空 2024年第3期61卷 13-19页

作者：韩峰张志军张世伟王晓伟东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

Knudsen泵作为一种微型泵,在微机电系统(MEMS)中具有广泛应用。本文提出了一种具有不同表面反射系数的棘齿型Knudsen泵,通过直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法对该泵内He-Xe混合气体流动特性进行了数值模拟研究。结果表明:表面反射特性对Knud... 详细信息

Knudsen泵作为一种微型泵,在微机电系统(MEMS)中具有广泛应用。本文提出了一种具有不同表面反射系数的棘齿型Knudsen泵,通过直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法对该泵内He-Xe混合气体流动特性进行了数值模拟研究。结果表明:表面反射特性对Knudsen泵内的流场特性和气体分离特性影响巨大,不同的表面反射特性导致了Knudsen泵内不同的热驱流动机理;三角形倾斜边的α_(n)=σ_(t)=0时Knudsen泵内主要热驱流动为辐射流,有利于气体分离,而α_(n)=σ_(t)=1时Knudsen泵内主要热驱流动为热边缘流,对气体分离没有明显有利作用;三角形倾斜边的α_(n)=σ_(t)=0时He和Xe的速度和扩散速度在三角形棘齿上顶点附近差异最大,而α_(n)=σ_(t)=1时在三角形棘齿左侧顶点附近差异最大;越轻的气体流动速度和扩散速度越快。本文可为实际工程应用中微型气体分离装置的设计和生产提供理论依据。

关键词： Knudsen泵气体分离表面特性热驱流动棘齿型微通道 DSMC方法微机电系统(MEMS)

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三相永磁同步电机断相容错控制研究

三相永磁同步电机断相容错控制研究

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作者：张文昊哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

环境污染问题的日益严重与不可再生能源的逐渐枯竭加速了全球新能源汽车产业的发展,使新能源汽车正逐步取代传统内燃机汽车。电机驱动系统作为新能源汽车的关键组成部分之一,其安全性和稳定性对驾驶员的财产及生命安全来说至关重要。电... 详细信息

环境污染问题的日益严重与不可再生能源的逐渐枯竭加速了全球新能源汽车产业的发展,使新能源汽车正逐步取代传统内燃机汽车。电机驱动系统作为新能源汽车的关键组成部分之一,其安全性和稳定性对驾驶员的财产及生命安全来说至关重要。电机断相会造成三相电流及转矩的波动,造成机械应力损害电机内部零件,电机控制性能下降,长时间运行甚至可能烧毁电机。容错控制可以在发生故障后保证系统能够降额稳定运行,可以更好地提高系统的可靠性。目前,针对永磁同步电机断相故障的容错控制主要基于硬件冗余与控制算法相结合的方法,但该方法会改变功率器件及其他部件的机械结构,造成成本增加和驱动系统体积增大等问题,普适性较低。本文设计了一种针对三相永磁同步电机单相断相故障的软件容错控制策略。首先,基于永磁同步电机在两相旋转坐标系下的等效电路模型,建立了永磁同步电机的非故障及故障情况下的数学模型并进行了仿真。基于永磁同步电机的正常及故障运行工况,仿真分析了三相永磁同步电机两种不同运行工况下的参数变化,得出故障会对电机运行带来的不良影响。基于电机故障前后参数变化的分析,基于故障前后定子电流的大幅度变化,采用了基于前后采样间隔d-q轴定子电流误差的故障诊断算法。基于电机转矩公式,为了实现电机断相故障经过容错控制可以降额平稳运行,设计了通过定子电流来控制转矩的容错控制算法并引入换向提前角改善该容错控制,故障后采用电流滞环跟踪脉宽调制策略。结合故障诊断算法、容错控制算法及故障和非故障时的数学模型,建立永磁同步电机容错控制仿真模型,仿真验证故障诊断算法即容错控制算法的可行性及效果。为验证本文的原理概述和控制策略,设计搭建了4k W电机断相容错控制实验平台,电机控制器采用TI的TMS320F28335作为主控芯片,IGBT作为功率器件。基于永磁同步电机的故障前后运行工况,实验对比了三相永磁同步电机发生断相故障时容错控制前后电机运行状态及各参数变化。对比实验表明,本文采用的故障诊断算法相比于现有方法检测时间短、不需要很强的计算能力且鲁棒性较强。本文设计的容错控制算法可以不依靠改变拓扑结构来实现容错控制,采用了换向提前角的方法提升容错控制效果。

关键词：永磁同步电机故障诊断容错控制换向提前角电流滞环跟踪脉宽调制

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京津冀西北缘山地清洁大气环境背景下张家口PM2.5污染和来源变化特征

京津冀西北缘山地清洁大气环境背景下张家口PM2.5污染和来源变化...

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作者：李嘉鼎南京信息工程大学

学位级别：硕士

2022年2月北京-张家口冬奥会室外赛事将在张家口崇礼举行,空气污染治理及大气环境保障尤为重要。然而,京津冀地区西北缘山地清洁大气环境背景下张家口空气质量变化,大气污染源和区域传输及其气象影响作用等一系列大气环境问题依然缺乏... 详细信息

2022年2月北京-张家口冬奥会室外赛事将在张家口崇礼举行,空气污染治理及大气环境保障尤为重要。然而,京津冀地区西北缘山地清洁大气环境背景下张家口空气质量变化,大气污染源和区域传输及其气象影响作用等一系列大气环境问题依然缺乏完整的认识。因此,本文首先利用近4年冬季环境-气象观测资料,分析张家口这一京津冀西北缘山地城市清洁大气环境变化,以及张家口冬季PM2.5污染特征和气象影响作用;然后,使用ERA5和FNL两类再分析气象资料驱动WRF-CAMx模式对2019年2月张家口市PM2.5变化模拟,比较分析这两类再分析资料驱动的PM2.5模拟性能,并开展对两种PM2.5模拟结果的集成及其效果评估;最后,基于WRF-CAMx-PSAT源解析模拟,评估2019年2月张家口PM2.5变化中主要源区及主要源类型的贡献,旨在完整地认识周边地区大气污染物区域传输对张家口冬奥会月PM2.5污染变化的影响程度和机理,为冬奥会期间张家口大气污染分区分源的有效减排治理和空气质量预报保障提供科学支撑。本文主要研究结论如下:（1）京津冀西北缘山地清洁大气环境背景下近年来张家口市冬季PM2.5污染变化特征京津冀地区西北缘山地的张家口2016年-2019年冬季平均PM2.5地面浓度30.8μg·m-3,达到国家环境空气质量清洁标准,其人为大气污染物排放强度亦处于低水平,表明2022年冬季奥运会举办地张家口市具有冬季清洁大气环境背景。然而,近4年张家口冬季日均PM2.5超过75μg·m-3共有34天,PM2.5污染持续两天以上有8次,最长持续3天,并且PM2.5地面浓度超过150μg·m-3的重污染过程大多持续6-10小时。清洁大气环境背景下张家口市冬季亦发生PM2.5污染甚至重污染过程变化,加重了冬奥会大气环境保障难度。气象条件变化对冬季PM2.5的影响分析表明,大气环境清洁时段PM2.5浓度与近地面风速为负相关,PM2.5污染过程中PM2.5浓度和风速呈正相关,且其正相关从PM2.5清洁时段到污染时段变大,反映了大风驱动的大气污染物区域传输对PM2.5污染加重的重要作用。张家口这一京津冀西北缘山地城市清洁大气环境背景下,空气污染变化具有独特的区域气象影响作用。（2）FNL和ERA5气象驱动的WRF-CAMx模拟对PM2.5变化的比较分析及其集成利用FNL和ERA5气象驱动WRF-CAMx对2019年2月以张家口为中心包含京津冀以及中国北方地区空气质量模拟,比较分析两类气象驱动场对PM2.5浓度模拟的影响,并开展PM2.5浓度模拟集成效果评估。两类再分析资料驱动模式对气象场的模拟评估结果相似,其温度、气压和风速与观测值的相关系数都超过0.9,相对湿度超过0.8。因此,认为两种气象场模拟效果较好,可以驱动CAMx-PSAT模式。张家口地区的PM2.5模拟浓度可以较好地再现观测浓度变化和浓度水平,一致性指数和相关系数都达到0.7以上。张家口周边主要城市模拟的PM2.5也能够合理地再现区域PM2.5浓度变化。开展FNL和ERA5气象驱动模式模拟PM2.5浓度的最优集成发现,最优集成后PM2.5的浓度与观测值的相关系数相比于单一再分析资料驱动的相关系数,从0.70提高至0.81,且均方根误差显著降低,OCF集成方法可以明显提高了张家口的PM2.5模拟效果,具有2022年2月冬奥会空气质量预报应用潜力。（3）WRF-CAMx-PSAT模拟解析张家口PM2.5来源中主要源区及源类型的贡献WRF-CAMx-PSAT模拟的源解析表明,2019年2月张家口PM2.5来源中本地源的平均贡献为44.5%,外地源（除ICBC和本地源）为42.5%。表明周边源主导张家口PM2.5变化。对张家口PM2.5贡献最大的是乌兰察布（9.8%）。其次为北京（5.2%）。然后是大同（4.1%）。周边源区向张家口的PM2.5区域输送路径主要有三个方向,1)乌兰察布至张家口的西北方向;2)大同至张家口的西南方向;3)京津冀平原城市经过北京至张家口的东南方向（北京至张家口之间的为峡谷地形,地势高度呈现阶梯上升）。张家口的周边主要城市应主要对工业源减排,而乌兰察布应以居民源减排为主。因此,对大气重污染过程中张家口上风方区域联防减排同时,还要考虑控制本地源,以降低张家口大气污染物背景浓度。源类型解析表明对张家口PM2.5的贡献量按大小排序为工业源、居民源、交通源、农业源和电力源,分别为34.5%、29.7%、15.7%和6.4%。张家口主要污染源类型为民用源（17.6%）、工业源（16.6%）和农业源（8.8%）,张家口的居民源和工业源是重点减排源。乌兰察布对张家口PM2.5的主要是居民源（3.5%）。大同、北京和天津减排应主要以工业源为主（4.3%）。

关键词： PM2.5 CAMx-PSAT 源解析集成OCF 张家口

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基于内外双肋片的PV/PCM系统热管理研究

基于内外双肋片的PV/PCM系统热管理研究

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作者：计长勇哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

目前,化石燃料仍为主要能源,但其存在环境污染严重,增加碳排放,几十年内消耗殆尽的问题,能源危机已成为世界性挑战。清洁新能源被认为是能源危机的有效解决方案,近年来太阳能光伏(PV)发电技术凭借着其环保及普遍等优点迅速发展,但其发... 详细信息

目前,化石燃料仍为主要能源,但其存在环境污染严重,增加碳排放,几十年内消耗殆尽的问题,能源危机已成为世界性挑战。清洁新能源被认为是能源危机的有效解决方案,近年来太阳能光伏(PV)发电技术凭借着其环保及普遍等优点迅速发展,但其发电效率受工作温度影响,严重制约了发电性能,因此,PV冷却技术应运而生。为实现PV电池的高效热管理,本文提出一种基于相变材料(PCM)的被动式PV冷却技术,内外双肋片贯穿PCM与环境连接形成热桥,可改善因PCM导热系数低导致的系统散热效果差的问题,延长系统热管理周期。首先,本文从风冷式强制冷却、表面式冷却、换热器式冷却、空气自然冷却、液浸式冷却、热管式冷却及PCM冷却等方面总结了近年来国内及国外PV发电系统热管理的研究工作,并重点阐述了PCM冷却系统的优势及弊端。为解决PCM导热差及温控周期短等问题,提出了内外双肋片PV/PCM系统。其次,建立了内外双肋片PV/PCM系统计算模型,验证了网格无关性、时间步长独立性及计算结果的准确性,确保了模拟结果的科学性及准确性。基于模拟软件Fluent,探索了恒定气象参数下,肋片间距、厚度及外肋片长度对该系统热电性能的影响,并得到了最优结构参数;同时,探究了太阳辐射强度、环境温度与PV电池温度及PCM液体分数的响应关系,研究了该系统的PCM熔化特性、液态PCM流动特性及PV电池工作特性,揭示了PCM对系统的冷却控温机制。最后,调取典型气象年气象数据,基于Guass模型拟合了太阳辐射变化关系式,简化了环境温度、有效天空温度及风速条件,编写了模型边界条件UDF程序,分别完成了内外双肋片PV/PCM系统肋片结构参数与海口市、北京市及哈尔滨市的匹配工作。此外,基于匹配参考值,计算并对比了PV装置、PV/PCM系统及内外双肋片PV/PCM系统的设备回收残值、成本折现值,并绘制了现金流量图,计算并分析了各系统净现值及回收周期及节能减排效益。本文所做研究对基于PCM冷却的PV发电系统的研究开辟了新方向,同时为有肋片PV/PCM系统结构参数设计提供了重要参考价值。

关键词：光伏发电相变材料双肋片热管理区域参数匹配

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