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基于知识图谱的建筑健康监测研究态势可视化分析 被引量:4
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作者 牛聚粉 汪苏 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期225-229,共5页
为直观展现国际建筑健康监测的研究情况,以1990—2012年SCI数据库中收录的相关文献为基础,运用Cite SpaceⅡ绘制建筑健康监测研究领域的知识图谱。通过知识图谱可视化分析,展现国际建筑健康监测研究领域主要研究力量的分布、研究的知识... 为直观展现国际建筑健康监测的研究情况,以1990—2012年SCI数据库中收录的相关文献为基础,运用Cite SpaceⅡ绘制建筑健康监测研究领域的知识图谱。通过知识图谱可视化分析,展现国际建筑健康监测研究领域主要研究力量的分布、研究的知识基础,以及相关学科领域与研究前沿的基本态势。结果表明,该领域研究实力较强的国家主要有美国、中国、英格兰、加拿大、印度等,实力较强的研究机构依次为斯坦福大学、伊利诺伊大学、南加州大学、美国密歇根大学、南京航空航天大学、哈佛大学等。该领域研究的鼎盛时期出现于1995年后,具有较高"中心度"的关联学科包括计算机科学、工程学、神经科学与神经学、环境科学与生态学、力学、物理学、数学与计算生物学、行为科学、核科学与技术、化学、医学信息学等。该领域的研究前沿集中在微粒物质、结构健康监测、损伤检测、健康监测、健康监测模型、管理系统、心理健康、环境污染、室内空气综合征等方面。多学科综合研究将成为建筑健康监测研究的重要发展方向。 展开更多
关键词 安全工程 建筑安全 监测 研究态势 知识图谱
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工作温度对PEMFC电化学反应及性能影响模拟研究
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作者 韩启沃 刘永峰 +3 位作者 范馨远 裴普成 张璐 姚圣卓 《电源技术》 北大核心 2025年第7期1518-1530,共13页
为研究工作温度对PEMFC电化学反应及性能的影响,综合考量工作温度对燃料气体传输及产水行为的影响机制,提出电化学反应(electrochemical reaction,ER)模型,并将其耦合进COMSOL进行多物理场计算。搭建的燃料电池测试系统利用梯度加热实... 为研究工作温度对PEMFC电化学反应及性能的影响,综合考量工作温度对燃料气体传输及产水行为的影响机制,提出电化学反应(electrochemical reaction,ER)模型,并将其耦合进COMSOL进行多物理场计算。搭建的燃料电池测试系统利用梯度加热实现温度的稳定控制,并借助传感器实时监测温度变化。在进气相对湿度100%下,分别于50、60和70℃进行对比实验与模拟研究,进一步分析工作温度变化对氢气、氧气、氮气及水摩尔分数分布的影响规律。结果表明:在70℃时,ER模型计算值与实验值的最大相对误差为7.90%;在0~600 mA/cm^(2)电流密度范围内,相对误差为0.62%~1.96%。当电流密度超过650 mA/cm^(2),70℃时,PEMFC的最大功率密度为399.73 mW/cm^(2),分别较50和60℃提高9.4%和4.9%。随工作温度升高,PEMFC的输出性能提升,电化学反应速率加快,燃料气体摩尔分数降低,其中氢气摩尔分数最小值由0.579降至0.415,氧气摩尔分数最大值从0.186降至0.146,气体分布更均匀,同时有效改善MEA内部水管理,缓解局部水积聚现象。 展开更多
关键词 燃料电池 电化学 工作温度 电池性能 数值模拟
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工作温度对PEMFC水分布、质子传输及性能影响分析 被引量:2
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作者 韩启沃 刘永峰 +2 位作者 裴普成 张璐 姚圣卓 《化工学报》 北大核心 2025年第1期374-384,共11页
工作温度直接影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)的膜态水含量和功率密度,决定了膜的质子传输效率。为研究工作温度对PEMFC质子传输效率及性能的影响,提出了膜质子传输(membrane proton transport,MPT)模型。该模型考虑了工作温度变化对膜... 工作温度直接影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)的膜态水含量和功率密度,决定了膜的质子传输效率。为研究工作温度对PEMFC质子传输效率及性能的影响,提出了膜质子传输(membrane proton transport,MPT)模型。该模型考虑了工作温度变化对膜态水含量的影响,推导了输出电压计算公式,并将MPT模型耦合进COMSOL进行了多物理场计算。搭建了燃料电池测试系统,在进气相对湿度100%,工作温度为50、60和70℃下进行了实验和数值仿真,基于MPT模型计算了输出电压,分析了工作温度变化对跨膜水通量、膜态水含量和质子电导率的影响。结果表明:工作温度为70℃时,MPT模型与实验值的最大相对误差为8.41%;在电流密度0~800 mA/cm^(2)范围内,相对误差为0.12%~2.52%。相同进气口压力、进气相对湿度和进气流量下,随着工作温度升高,跨膜水通量增加,膜态水含量降低且分布更均匀,PEM的湿润程度更高,质子电导率升高。在电流密度0~650 mA/cm^(2)范围内70℃的输出电压低于50℃,在电流密度650~1300mA/cm^(2)范围内高于50℃和60℃。随着电流密度升高,跨膜水通量增加,膜态水含量分布更均匀,部分工况下质子电导率升高。当工作温度为70℃时,PEMFC的功率密度最大,为399.73 mW/cm^(2)。 展开更多
关键词 燃料电池 质子交换膜 工作温度 电池性能 数值模拟 再生能源
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气体扩散层内部交叉流动对PEMFC水跨膜输运影响分析
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作者 范馨远 刘永峰 +1 位作者 裴普成 张璐 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3772-3783,共12页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部相邻流道间的压差产生了交叉流动,其作用于气体扩散层(GDL)内部,有利于改善传质,增强液态水的排出,对反应物供给有着至关重要的影响。为理解交叉流动对反应物分布及水的跨膜输运过程的影响,本文建立了一... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部相邻流道间的压差产生了交叉流动,其作用于气体扩散层(GDL)内部,有利于改善传质,增强液态水的排出,对反应物供给有着至关重要的影响。为理解交叉流动对反应物分布及水的跨膜输运过程的影响,本文建立了一个耦合交叉流动与水跨膜输运过程的三维两相模型,并通过搭建的测试系统对单电池进行测试以验证模型,分析了影响交叉流动的因素、路径和对水跨膜输运的影响。结果表明,交叉流动迫使气体从高压流道角落进入GDL流向相邻低压流道,并在下一流道的角落处流出。交叉流动速度随相邻流道间压差增大而增大,与阳极相比,阴极的压降更高,导致阴极的交叉流动速度高于阳极。阴极最大交叉流动速度(0.13 m/s)靠近流道出口,而阳极最大交叉流动速度(0.05 m/s)靠近流道入口。交叉流动使流道拐角处具有更大的以电渗拖拽为主的跨膜水通量,还促进了脊下聚集的水的清除从而影响了以浓差扩散为主的跨膜水通量。气流对入口区域的吹扫降低了入口区域的膜态水含量,出口区域的高浓差扩散提高了出口区域的膜态水含量。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 气体扩散层 交叉流动 跨膜水通量
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