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針對劣質(zhì)固體燃料難利用、難著火和難燃盡等問題，對劣質(zhì)燃料燃燒技術和能源轉(zhuǎn)換的關鍵問題進行了系列創(chuàng)新研究和工業(yè)應用。構建了一整套低品位劣質(zhì)固體燃料清潔燃燒與高效利用的技術體系，實現(xiàn)了劣質(zhì)煤、煤矸石、污泥、市政固體廢棄物等劣質(zhì)燃料的高效能源轉(zhuǎn)換，技術達到了國際先進水平，顯著提高了能源利用效率，取得了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。創(chuàng)新點主要有： 1）提出了劣質(zhì)固體燃料清潔高郊燃燒及能源化利用方法; 2）系統(tǒng)地研究了劣質(zhì)固體燃料熱解及燃燒特性; 3）提出了適合于劣

本成果基于人工智能技術進行外觀缺陷檢測。

在過去的二十年里，磁電材料因其在磁傳感器、能量回收器、微機電系統(tǒng)、可調(diào)微波器件等工程領域的應用潛力，一直以來得到了研究者的廣泛關注。為了實現(xiàn)強的磁電耦合，北京大學工學院的研究者們利用不同的壓電和壓磁材料制備了諸如0-3型、3-1型、2-2型和2-1型的磁電復合材料。 北京大學工學院實驗室通過激光處理壓磁材料FeBSi合金(Metglas)，提出了1-1型的磁電復合結構。實驗測試得出：1-1型磁電材料具有超高的磁電系數(shù)（超過7000 V/cm Oe），相比于現(xiàn)有結果提高了接近7倍。當被測磁場頻率為復合材料的諧振頻率時，在室溫條件下測到了1.35×〖10〗^(-13)Tesla的微弱磁場，這是塊體磁電復合材料領域的重要突破。該研究還發(fā)現(xiàn)，激光快速退火處理可以顯著降低壓磁材料在諧振頻率點的交流損耗，從而提高1-1型磁電結構的機械品質(zhì)因子。此外，1維（1D）的結構也有利于降低退磁因子，并增強磁通聚集效應。

該成果采用PCB線圈組成的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)可實現(xiàn)中短距離無線供電，該系統(tǒng)的創(chuàng)新在于采用PCB線圈替代傳統(tǒng)的線繞線圈，銅線繞制的線圈容易變形而引起參數(shù)變化，對系統(tǒng)完全保持一致的諧振頻率增加了難度而PCB 板生產(chǎn)出來的線圈參數(shù)幾乎能完全保持一致，因此有利于保持系統(tǒng)的諧振頻率一致。

項目簡介 在過去的二十年里，磁電材料因其在磁傳感器、能量回收器、微機電系統(tǒng)、可調(diào)微波器件等工程領域的應用潛力，一直以來得到了研究者的廣泛關注。為了實現(xiàn)強的磁電耦合，北京大學工學院的研究者們利用不同的壓電和壓磁材料制備了諸如0-3 型、3-1 型、2-2 型和2-1型的磁電復合材料。北京大學工學院實驗室通過激光處理壓磁材料FeBSi 合金 (Metglas)，提出了1-1 型的磁電復合結構。實驗測試得出：1-1 型磁電材料具有超高的磁電系數(shù)（超過7000 V/cm Oe），相比于現(xiàn)有結果提高了接近7 倍。當被測磁場頻率為復合材料的諧振頻率時，在室溫條件下測到了1.35×〖10〗^(-13)Tesla 的微弱磁場，這是塊體磁電復合材料領域的重要突破。該研究還發(fā)現(xiàn)，激光快速退火處理可以顯著降低壓磁材料在諧振頻率點的交流損耗，從而提高1-1 型磁電結構的機械品質(zhì)因子。此外，1 維（1D）的結構也有利于降低退磁因子，并增強磁通聚集效應。應用范圍基于磁電耦合效應，該項研究課題組首次提出了磁電磁通門的結構設計，旨在對微弱直流磁場進行探測。這個磁電磁通門具有梭形結構，對于1nT 的直流磁場輸入，磁電磁通門輸出信號的相對變化相比現(xiàn)有的結果提高了4-5 倍，為磁異常探測在導航、醫(yī)學診斷等領域的應用創(chuàng)造了可能。項目階段本課題組同內(nèi)窺鏡團隊合作，發(fā)展了基于磁電耦合原理的磁電傳感器陣列和磁成像系統(tǒng)，研制了國內(nèi)首臺磁電磁成像樣機。該樣機核心組成部分由56 路磁電傳感器、驅(qū)動電路、信號采集與處理、磁成像顯示等構成。該磁成像系統(tǒng)不僅能夠檢測磁性金屬物的存在，而且還能準確判斷其位置、姿態(tài)，定位偏差縱向在1.2cm 以內(nèi)，橫向偏差在0.5cm 以內(nèi)。另外，通過對金屬棒掃描和采集信號的微分處理，還可以判斷金屬棒的長、徑比值。該項研究提出的磁成像系統(tǒng)在安檢、醫(yī)學上人體內(nèi)磁性藥囊實時監(jiān)測方面具有較大應用價值。知識產(chǎn)權已申請相關專利。合作方式 技術轉(zhuǎn)讓、合作開發(fā)。

本研究成果包括巖體初始地應力場計算仿真、巖體參數(shù)選取及反分析、巖體多場耦合機理及多場耦合數(shù)值模擬、復雜巖體開挖與錨固支護計算仿真、施工爆破效應計算仿真等諸多方面,形成了較為獨特的巖體多場廣義耦合分析的科學研究體系

（專利號：ZL 201410168888.X） 簡介：本發(fā)明公開了一種基于耦合電感的兩相交錯并聯(lián)變換器的拓撲結構，屬于電力電子技術領域，它包括直流輸入源，兩個功率開關管，兩個帶有兩個繞組的耦合電感，三個單向整流二極管，一個輸出二極管，一個箝位電容，兩個中間儲能電容，一個輸出濾波電容。本發(fā)明具有較高的升壓能力，能夠?qū)崿F(xiàn)更高升壓比的輸出，功率開關管和二極管的峰值電壓應力也有所降低，同時利用耦合電感的漏感實現(xiàn)功率開關管的零電流開通和二極管的關斷，這樣整個變換電路的轉(zhuǎn)換效率得到了提高，并采用兩相交錯并聯(lián)的控制方式降低輸入電流紋波。

能源、環(huán)境及化工等領域廣泛存在具有相變和反應的能質(zhì)傳遞和轉(zhuǎn)化問題， 具有多區(qū)域、多場、傳遞與轉(zhuǎn)化等相互耦合的特點，是影響裝備性能的關鍵熱物 理問題，對提升性能至關重要。本項目針對上述領域中共性的多場耦合能質(zhì)傳遞 機理反其強化和調(diào)控方法的前沿科學問題開展研究工作，取得了系列原創(chuàng)性研究 成果。主要發(fā)現(xiàn)點有： 一、 分區(qū)耦合多相傳遞可視化實驗方法及其機理與特性：創(chuàng)新了滯止流和通 流槽道內(nèi)逸出速率及位點可控的液滴和氣泡動力學行為、變孔隙率網(wǎng)絡流道及其 與外部流場耦合的兩相流動、毛細阻力可調(diào)的多孔層內(nèi)相變傳熱及含反應邊界的 兩相流及傳遞等可視化實驗方法。獲得了逸出液滴聚合衰減震蕩機理及規(guī)律；發(fā) 現(xiàn)了微孔逸出氣泡脫離后涌入和界面震蕩現(xiàn)象；揭示了具有壁面逸出氣泡的槽道 內(nèi)兩相流規(guī)律；闡明了具有微孔層和結構缺陷的氣體擴散層內(nèi)兩相分布特征；厘 清了反向式毛細蒸發(fā)器多孔層內(nèi)相分布規(guī)律反其對相變傳熱的影響機理；揭示了 燃料電池內(nèi)兩相流動和傳輸以及電化學反應的相互作用規(guī)律，獲得了流道水淹與 壓降之間的定量關系及膜電極表面溫度分布特性。 二、 多元多相分區(qū)耦合能質(zhì)傳遞及轉(zhuǎn)化理論模型：建立了多場耦合固體基質(zhì) 表面細胞吸附成膜理論模型，揭示了生物膜結構與能質(zhì)傳遞及產(chǎn)氫/產(chǎn)電性能的 相互關系；建立了含生化反應的多孔填料床內(nèi)多相能質(zhì)傳遞的毛細管模型和多相 混合模型，闡明了流動和傳輸與生化反應的耦合特性，為固定化細胞生物反應器 性能預測提供了方法；建立了毛細結構材料內(nèi)分區(qū)耦合相變傳熱理論模型，為反 向式毛細蒸發(fā)器和微槽膜狀凝結換熱提供了理論計算方法；提出燃料電池兩相傳 輸三維孔隙網(wǎng)絡模型和氣體有效擴散系數(shù)的分形模型，首次利用V0F方法模擬 了邊壁具有逸出液滴的燃料電池流道內(nèi)細觀兩相流行為，揭示了多孔擴散層與流 場板流道內(nèi)兩相流的耦合關系以及流道結構和工況參數(shù)對兩相流特性的影響規(guī) 律。 三、多場耦合能質(zhì)傳遞強化及調(diào)控方法：基于分區(qū)耦合強化傳熱思想，提出 了三維肋表面和螺旋扭帶組合強化傳熱新方法；通過分區(qū)流動和傳遞強化與調(diào)控, 發(fā)展了三維柱狀陣列結構陽極微流體燃料電池，顯著提升了電池性能；利用石墨 烯表面修飾，實現(xiàn)了多孔電極內(nèi)微生物產(chǎn)電菌電子轉(zhuǎn)移速率和活性生物量調(diào)控和 強化；創(chuàng)新性利用流場/濃度場/溫度場/光場的強化和調(diào)控，結合表面修飾和彌 散光導體技術，實現(xiàn)微生物生化轉(zhuǎn)化全過程強化；提出了通過外接電阻控制陽極 電勢誘導和調(diào)控生物膜結構，強化了質(zhì)子傳輸，大幅提升了微生物燃料電池性能。

本發(fā)明公開了一種中溫太陽能?空氣能耦合系統(tǒng)，包括中溫太陽能集熱裝置、空氣源熱泵機組、中溫水箱、低溫水箱、吸收式制冷機組、燃氣爐，通過三進一出換向閥和一進三出換向閥，可以切換太陽能供暖、太陽能制冷、太陽能供熱水、燃氣供暖、燃氣制冷、燃氣供熱水、空氣源熱泵制冷、空氣源熱泵供暖、空氣源熱泵供熱水等運行模式，系統(tǒng)結構簡單，運行成本低，穩(wěn)定可靠，節(jié)能效益顯著。

本發(fā)明公開了一種高速電主軸力-熱耦合建模方法，包括：分別 獲取軸承與主軸待結合的表面、以及主軸與軸承待結合的表面的工程 參數(shù)，并利用分形接觸理論以及赫茲接觸理論計算軸承與主軸之間結 合面的剛度和熱傳遞系數(shù)與接觸壓力和接觸間隙的映射模型，根據(jù)軸 承的結構參數(shù)和材料參數(shù)并使用軸承力學模型和軸承熱學模型獲得軸 承負載和溫度與剛度、軸承外圈接觸熱阻、軸承內(nèi)圈接觸熱阻和發(fā)熱 功率之間的映射模型，計算主軸的電機熱源，計算主軸各表面散熱系 數(shù)，根據(jù)主軸的結構和上述結果構建有限元模型，讀取主軸的運行參 數(shù)，用有限元模型對運行參數(shù)進行處理。本方法能降低現(xiàn)有方法中結 合面所引起誤差、模型結合面及軸承力學和熱學參數(shù)不更新導致的誤 差。