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关键词： 交叉学科   气候变化   低碳经济与管理   双碳目标   交叉学科建设  

摘要： 应对气候变化,在教育领域做好交叉学科建设,培养一批综合高素质人才,对于我国“双碳”战略实现具有重要意义。通过对国内外低碳交叉学科领域学科建设的现状分析发现,当前我国在围绕该领域的学科建设,尤其是交叉学科建设方面依然处于初期阶段。已有学科多侧重于低碳能源、技术与工程类专业人才培养,缺乏系统性地开展经济与管理类的学科建设。做好低碳交叉学科建设,必须要转变传统封闭式的教学理念,打造开放式的低碳交叉学科学术共同体。而这离不开高校制度创新的推动,教学活动中跨学科的交叉融合,学术共同体的国际化发展,以及教育模式与人才培养机制的创新发展。

关键词： 核燃料溶液系统   临界安全   辐解气体模型  

摘要： 对瞬态临界事故的准确模拟是核燃料溶液系统临界安全评估的关键因素。现有的辐解气体模型经验参数较多,导致功率特性预测存在较大偏差。为提高模拟精度和避免对模型中经验参数取值的依赖,需对辐解气体模型进行改进。基于对溶液中辐解气体行为的分析和简化假设,建立了包含辐解气体浓度、辐解气泡单位体积物质量和气泡数量密度的守恒模型,并将其与点堆中子动力学模型和二维导热模型相耦合,开发了溶液系统二维瞬态分析程序,通过日本TRACY实验进行了验证。结果表明,程序模拟值与实验数据符合较好,程序模型能够准确模拟溶液系统临界事故的功率变化。

关键词： 氨燃料   甲醇燃料   供给系统   计算流体动力学(CFD)仿真  

摘要： 为满足国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)对船舶主机CO_(x)、SO_(x)和NO_(x)排放的要求,基于MAN主机燃料进机需求,对多种清洁低碳燃料系统的设计进行对比分析。分别针对氨、甲醇和液化石油气(Liquefied Petroleum Gas,LPG)等燃料开展关键问题解决方案对比,并运用计算流体动力学(Computation Fluid Dynamics,CFD)方法对燃料系统回液方式进行仿真。仿真结果显示:在LPG回液管路上设计可调减压元件,能在1.8~2.3 MPa压力区间内实现燃料再利用,有效形成闭式循环回路;当损耗系数K为500~6500时,供给LPG主机的燃料压力满足5.1~5.5 MPa的要求。对比分析表明,在LPG燃料供给系统上调整供给泵参数和回液损耗系数K,即可使该系统应用于氨燃料供给系统设计中。

关键词： 三维景观格局   PM_(2.5)浓度   空间自相关   多尺度地理加权回归  

摘要： 城市化过程通常伴随着高层建筑和立体城市布局的发展,城市区域逐渐从“二维结构”转变为“三维结构”。尽管这种三维城市结构创造了巨大的发展机遇,也带来了许多负面影响。密集的建筑群影响了局部区域的空气流通,使得空气污染成为了一个典型的城市问题。本研究以2020年长沙市主城区的三维建筑物数据和PM_(2.5)监测数据为基础,运用城市三维形态指标分析、随机森林模型、空间自相关分析以及多尺度地理加权回归等方法,分析了长沙市主城区三维景观格局与PM_(2.5)浓度的时空分布格局,并进一步探讨了三维景观格局对PM_(2.5)浓度分布的驱动差异。研究结果显示:1)研究区域内的三维景观类型多样,展现出一定的空间格局异质性;2)研究区域内PM_(2.5)浓度呈现出显著的空间自相关性,但夏、冬两季差异明显;3)三维景观指数在一定程度上驱动了PM_(2.5)浓度的时空异质性,其中建筑数量和建筑高度标准差具有较强的正向驱动作用。

关键词： 青藏高原   气候变化   水资源   影响   研究进展  

摘要： 回顾总结了近20年、特别是近10年来青藏高原气候变化的特征、变化的原因及其对高原水资源的影响方面的最新研究进展。1960年以来青藏高原地区总体气温显著升高,升温趋势存在明显的海拔依赖性,温室气体、冰雪反照率反馈、云-水汽-辐射反馈、局地强迫等是影响高原气温上升具有海拔依赖性的重要因素。总体上青藏高原降水呈现增加趋势,变化的区域性和季节性差异比气温变化的时空差异更强;降水空间变化主要分为南北偶极型、东西偶极型、中部和边缘差异型和多元型;夏季降水增加最为显著。受气候变化和人为气溶胶排放等影响,青藏高原水资源特别是冰冻圈水资源发生剧烈的变化,大部分冰川加速退缩、冰川径流增加、湖泊严重扩张,导致青藏高原上水循环加强和气候偏暖湿化;青藏高原积雪的变化具有明显的年代际特征。最后提出未来需要进一步开展的研究方向和政策建议。

关键词： 电极形式   布置方式   静电旋风除尘器   性能影响  

摘要： 为提高静电旋风除尘器性能,解决静电旋风除尘器性能不佳、除尘效果一般的问题。本文探讨电极形式和布置方式,对除尘器性能的影响。研究结果表明,不同电极布置形式和方式,会对除尘器的电场力和离心力产生影响,使除尘器满足大入口风速和大颗粒灰尘、低风速和小粒径颗粒灰尘的处理要求,具有低能耗、阻力损失小、处理效果高等优势。

关键词： 弥散型核燃料元件   颗粒团聚   强度分析   短板效应   基体失效  

摘要： 针对燃料颗粒团聚行为对弥散型核燃料芯体失效的影响,开发了弥散型核燃料元件代表性体元模型的参数化建模及数值计算脚本,综合考虑燃料-基体界面损伤层、燃料颗粒辐照肿胀以及环境压力等关键特征进行了数值建模,系统分析了燃料颗粒团聚体积分数、颗粒团聚位置、运行环境静水压力以及基体材料性质对弥散型核燃料芯体失效的影响规律,发现燃料颗粒团聚区域是弥散型核燃料芯体失效的起点,而运行环境静水压力对芯体应力集中有抑制作用,揭示了燃料颗粒团聚现象对弥散型核燃料元件力学性能的“短板效应”。团聚区域的燃料颗粒通过密集堆叠的方法进行几何建模,局部燃料颗粒团聚体积分数由最小颗粒间距定义。有限元计算结果表明,燃料颗粒团聚体积分数越大,弥散型核燃料芯体越容易失效。而包壳外的环境压力会降低芯体内燃料颗粒团聚区域的应力水平,但随着局部团聚程度的增加,环境压力对芯体中Mises应力的影响逐渐减小。此外,燃料颗粒团聚区域相对弥散型核燃料芯体厚度方向位置改变对芯体的最大Mises应力几乎没有影响;燃料颗粒团聚区域在弥散型核燃料芯体的面内分布位置和环境压力共同决定弥散型核燃料芯体的失效行为。本研究可为弥散型核燃料元件的失效条件预测、可靠性评估和结构优化设计提供分析方法和数值依据。

关键词： 燃煤发电   替代燃料   掺烧   碳减排   效益分析  

摘要： 燃煤发电是我国最大的碳排放来源,基于国家“双碳”目标的要求和电力行业的发展趋势,煤电行业面临着巨大的碳减排压力。替代燃料共烧具有技术成熟、成本较低、利用形式灵活等优势,在发达国家煤电行业应用广泛,在国内处于探索发展阶段。由于燃煤电厂掺烧替代燃料的碳核算方法尚未明确,不利于替代燃料掺烧的碳减排潜力核算和应用推广。该文阐述了燃煤电厂的碳减排措施、国内外替代燃料的应用现状和替代燃料的碳核算方法,以2×600 MW的燃煤机组为例,分别计算燃煤和替代燃料的二氧化碳排放量,结果表明替代燃料的二氧化碳排放量减少了约一半,最后分析了碳减排产生的经济效益,为推动替代燃料应用和燃煤电厂碳减排提供依据。

关键词： 松树蜂   气候变化   MaxEnt模型   潜在适生区模拟  

摘要： 松树蜂Sirex noctilio Fabricius是危害严重的林木钻蛀性害虫,是国际重大林业检疫性对象。其寄主植物多样,主要对针叶树造成危害,最偏好松属Pinus树种。松树蜂来源于欧洲和北非,在新西兰首次发现后传入澳大利亚,在乌拉圭、巴西、南非、美国等国家均造成一定危害。中国于2013年在黑龙江省首次发现后,已造成黑龙江鹤岗市的樟子松人工林成片死亡。基于松树蜂的286个发生点,结合11个生物气候变量与地形因子(海拔、坡度),以及现今尺度(1970-2000年)与未来尺度(2050年、2070年)时期不同温室气体排放强度两种SSP(SSP126、SSP245)情景下,利用最大熵模型,对松树蜂的潜在适生区进行模拟研究。结果表明:利用刀切法筛选出4种对松树蜂的发育有较强影响的因子,为年平均温度(Bio01)、最暖月份最高气温(Bio05)、最干月份降水量(Bio14)、季节性降水量(Bio15)。松树蜂潜在适生区呈现如下特点:(1)与以往研究相似,北半球的适生区明显大于南半球,但适生区范围小于之前研究,特别是中国的高适生区仅限于东北和华北地区,这与松树蜂的寄主植物分布区相符;(2)在两个未来尺度情景下未来适生区的总范围相较于现今尺度适生区显著增加,表明未来尺度适生区范围扩大向着增加松树蜂的潜在扩散范围,自然条件下,未来尺度松树蜂分布范围上升趋势的可能性较大。此外,对松树蜂的生长最重要的因子为年平均温度(Bio01)。鉴于松树蜂已被列入国家相关外来入侵名录进行管控,加之未来松树蜂适生区范围不断扩大,并且受最暖月份最高气温(Bio05)因子影响,应加大检疫力度,对全球变暖导致的温度上升采取一定的防控措施,以降低全球传播风险。

关键词： 微生物燃料电池(MFC)   产电性能   输出功率   微生物活性   策略  

摘要： 微生物燃料电池(MFC)是一种解决其他能源在环境方面不足的新技术,目前低能量输出是MFC实际应用的关键瓶颈。基于MFC工作原理,提出微生物活性差、电子迁移阻力、质子传输阻力及阴极还原反应缓慢是MFC能量输出的限制因素,并从以下5个方面综述了提升MFC产电性能策略:调节pH和选择最佳盐度,加强微生物代谢活性;改性阳极材料,降低电子迁移阻力;增强电解液电导率、优化隔膜材料及缩短电极间距减小质子传输阻力;制备高效阴极催化剂和选择优异电子受体加快阴极还原反应速率;改进MFC反应器构型,提高整体产电性能。未来,可在合成新型阴极催化剂、降低膜污染、优化微生物生长环境、制备优异的电极材料和改进MFC反应器配置5个方面开展重点研究。