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关键词： 超临界   碳氢燃料   热物性   非均匀系数   流动换热  

摘要： 针对超临界加热管内碳氢燃料径向热物性分布及其与管内对流换热之间的耦合机制，建立了二维冷却通道模型，开展了燃料入口温度为300～400 K和热流密度为0.60～0.75 MW/m2工况下碳氢燃料流动换热数值模拟。研究结果表明：加热管内不同换热现象与截面流体热物性径向分布密切相关。流体径向热物性非均匀系数峰值出现在入口换热恶化区；而换热强化现象主要源自于混合物定压比热和导热系数径向分布均匀化，增加燃料吸热的同时又加速了径向的热量传递。当截面流体导热系数径向非均匀系数为0，即导热系数径向变化梯度的方向发生改变时，沿径向的热量传递减小，壁面温度开始升高；同时，当定压比热径向非均匀系数为0时壁面温度增速变缓。燃料入口温度和壁面热流密度分别对低温主流区和高温近壁面区混合物的热物性产生显著影响；增加燃料入口温度和热流密度均能够缩短换热强化作用范围，加大管内轴向流动对换热的影响范围。

关键词： 气候变化   酸解有机氮   氮矿化   禾本科作物  

摘要： 为阐述大气CO2浓度和温度升高对黑土区主要禾谷类作物土壤有机氮组分含量的变化及其对土壤氮素有效性的潜在影响，本实验通过使用开顶式气候室（OTC）模拟大气CO2浓度升高(550 μmol·mol-1)和温度升高（+2 ℃），以正常大气CO2浓度和温度作为对照，对黑土区3种主要禾谷类作物根际土壤的有机氮组分进行了测定，并与土壤理化性质进行了相关性分析。结果显示：小麦根际土壤酸解总氮和各组分受大气CO2浓度和温度升高的影响大于玉米和水稻。具体表现在：小麦根际土壤的酸解总氮和各组分均不同程度地受到大气CO2浓度和温度升高，以及两者交互作用的影响。水稻根际只有酸解总氮以及未知态氮受到两者交互作用显著影响，而玉米根际的酸解总氮和各组分则没有受到CO2浓度和温度单独升高或两者交互作用的影响。同时，与对照处理相比，在CO2浓度和温度升高的交互作用下，不同作物的有机氮各组分占全氮的比例也会发生变化，3种作物土壤中氨基酸态氮和氨态氮仍然为酸解氮组分的主要贡献者，未知态氮次之，氨基糖态氮含量最低。相关分析表明，酸解有机氮组分受全氮和速效磷显著影响。研究结果表明应适度减少小麦氮肥的施加量，增加水稻和玉米氮肥的使用量以及适当调节土壤理化性质从而提高氮素的有效性。

关键词： 植物化石   网络分析   古气候   早二叠世   早三叠世   豫西地区  

摘要： 晚二叠世—早三叠世是植物界由古生代植物群向中生代植物群过渡的一个关键时期，但陆相植物化石记录不完整且较零散，陆地植物演变的研究相对较少。文中通过统计分析豫西地区多个剖面早二叠世—早三叠世的植物化石数据，采用网络分析方法，探讨了该地区早二叠世—早三叠世植物群特征、植物演变规律以及古气候变化。结果表明，豫西地区早二叠世主要发育湿生植物群，其中中期禹州植物群以楔叶类植物、树蕨型真蕨、大羽羊齿类植物为主，而晚期禹州植物群以楔叶类植物、中生代型真蕨、种子蕨门盾籽目、大羽羊齿类为主；晚二叠世—早三叠世主要为旱生植物群，其中Ullmannia植物群以裸子植物为主导，松柏类植物占绝对优势，但同早二叠世相比，植物化石数量锐减；Voltzia植物群以松柏类植物、楔叶类植物和种子蕨类植物为主。豫西地区早二叠世—早三叠世植物群由湿生型逐步转变为旱生型，暗示着古气候也逐渐从暖湿转变为干热，其中晚二叠世—早三叠世植物化石锐减，可能与二叠纪与三叠纪之交的生物大灭绝有关。研究成果为进一步地认识豫西地区早二叠世—早三叠世这一重要时期的植物演化及其古气候以及二叠纪与三叠纪之交陆相生态系统提供重要支撑。

关键词： 氢能   质子交换膜燃料电池   气体扩散层   孔隙率   数值模拟  

摘要： 气体扩散层是质子交换膜燃料电池的关键部件，在电池内支撑和保护质子交换膜和催化剂层，并且为电子传导和气体输运提供通道。孔隙率作为扩散层主要参数，其大小影响扩散层特性，最终影响电池性能。所以，为获得较有利的孔隙率，本文建立三维全电池结块模型，计算定值，沿不同方向阶梯型变化孔隙率对电池性能的影响，并且计算不同电压下对应最佳的孔隙率值。结果表明，增大孔隙率可明显提升浓差极化区电池性能，但是降低欧姆极化区性能。沿流动方向孔隙率增加可改善电池性能，但是孔隙率变化幅度不宜过大，从脊下到流道下孔隙增加可提升电池性能。不同电压下使得电流密度最大对应的孔隙率不同，且随电压增加而降低，0.2 V时电流密度可提升5.28%。

关键词： SWAT   水文模拟   参数移用   有观测资料流域   无观测资料流域   巢湖流域   气候变化  

摘要： 将在有实测流量数据流域上经过率定和验证的模型参数移用到没有实测流量数据的流域，可扩展水文模型的使用范围。以巢湖有观测资料的丰乐河流域和无观测流量资料的柘皋河流域为研究对象，探究SWAT模型水文模拟及参数移用效果。采用全局敏感度分析算法来识别敏感参数，利用丰乐河桃溪站11年实测日径流数据对模型进行参数率定和验证，以决定系数(R2)、Nash-Sutcliffe系数（Ens）、相对误差Re作为评价指标评价模型率定和验证结果，分析计算两流域特征及其相似性并将丰乐河流域水文参数移用至柘皋河流域进行水文模拟计算与验证。结果表明，SWAT模型模拟丰乐河日径流，率定期和验证期的R2分别为0.77和0.83，Ens分别为0.76和0.82，Re分别为17%和15%；月径流在率定期和验证期R2都大于0.94，Ens都大于0.92，相对误差小于17%；11年实测和模拟的径流系数分别为45.31%和52.65%，误差为16.20%；基于改进的流域相似度评判方法，丰乐河流域和柘皋河相似度SItd=0.04，属于完全相似范畴。将丰乐河流域水文参数移用至柘皋河流域，流量峰值出现在夏季（6—8月），夏季径流占全年的63%，径流系数51.71%，与丰乐河实际径流系数相对误差小于±25%，表明柘皋河流域水文参数移用效果良好，可为该地区的水资源管理提供科学依据。

摘要： 科学家预计南极冰盖里还有 30万—85万颗陨石有待采集,但近日在《自然-气候变化》上发表的一项研究指出,因为气候变暖,数千颗陨石可能将更快沉入南极冰层,许多这类地外物质的样本也将更难获得.研究者将估算南极陨石分布的机器学习方法与气候变化的区域模型模拟相结合,预测了不同气候变化情景下的陨石损失数.他们发现,在今后几十年内,无论哪种气候变化情景,南极陨石每年都会损失约5000颗.

关键词： 沙地樟子松   树木年轮   生长-气候关系   极端气候   林龄  

摘要： 研究防护林径向生长与气候变化尤其极端气候的关系对于预测气候变化背景下防护林生长动态和制定经营措施十分重要。以科尔沁沙地东南缘的章古台地区33（中龄林）、48（成熟林）和64（过熟林）年生樟子松人工林为研究对象，分析樟子松径向生长与气候变化及极端气候的关系。结果表明：不同林龄的樟子松径向生长对气候变化的响应存在差异，响应敏感性33年生> 64年生> 48年生；33年生樟子松径向生长与上一年生长季和秋季的降水、温度显著正相关，与上一年生长季和秋季的极端气温以及当年生长季极端降水负相关。48年生樟子松径向生长则与上一年生长季温度显著正相关，但与当年生长季极端气温显著负相关。64年生樟子松径向生长与上一年生长季、秋季温度显著正相关，但受上一年生长季极端气温和当年生长季末期极端降水的限制作用。极端气候因子对樟子松径向生长的影响强于常规气候因子，这一现象在中龄林和过熟林阶段更为明显。因此，未来极端气候频发背景下，应该制定相关经营措施，提升樟子松对极端气候的适应能力。

关键词： 质子交换膜燃料电池   性能衰减预测   数据驱动模型   不确定性量化   高斯过程回归  

摘要： 精确地预测燃料电池衰减特性能够为控制和诊断提供良好的决策依据。然而，主流的数据驱动方法在建模阶段，通常并未考虑实验环境造成的测量误差及模型对数据的依赖性等不确定性因素。因此，在预测形式上只能提供单一点估计的预测结果，进而导致性能衰减结果缺乏足够可信度。本文提出了一种基于混合概率的数据驱动模型(MPDD)，通过贝叶斯理论对多种数据驱动模型的结构特点进行融合，实现模型对数据依赖性的不确定性量化，为燃料电池性能衰减趋势提供了点估计和区间估计两种形式的预测结果。基于燃料电池动态负载周期循环(FC-DLC)中的全工况数据，MPDD模型的点估计结果要优于单一数据驱动模型。此外，基于FC-DLC中的稳态数据，MPDD模型相较于高斯过程回归（GPR）的区间估计集中率提升最高可达33%。预测结果表明，该预测方法具有良好的不确定性量化能力，可以为电氢耦合装置的运行提供更实用的决策建议。

关键词： 碳氢燃料   结焦抑制   冷却通道   表面处理   综述  

摘要： 吸热型碳氢燃料在解决飞行器热管理问题中展现出巨大的应用潜力，但其在高温裂解过程中不可避免地会产生结焦，需要通过改变燃料组成、使用添加剂或处理冷却通道等结焦抑制技术来减少结焦。本文着重综述不同结构、材料组成和表面处理的冷却通道对抑制碳氢燃料结焦的作用，主要体现在：优化冷却通道结构，改善燃料流动状态，可以提高传热效率，减少结焦；调控基底材料组成，降低催化生焦活性，有利于结焦抑制；通过机械抛光、涂层和预氧化等表面处理方法，覆盖金属表面催化活性位点，降低焦炭前驱体与催化位点接触概率，达到抑制催化结焦的目的。同时，给出了优化结构设计、开发新型材料以及联用多种表面改性技术等方向的建议，期望为吸热型碳氢燃料的工程应用提供一定参考。