1 1.贵州梅岭电源有限公司 特种化学电源全国重点实验室, 遵义563003
2 2.南昌工学院 机械与车辆工程学院, 南昌 330108
氧还原反应(ORR)是燃料电池阴极重要的电化学反应过程, 其自发反应进程缓慢, 对氧还原反应起高效催化作用的催化剂面临价格昂贵、合成流程复杂、污染环境等问题, 因此探索合成简单、环境友好的氧还原催化剂制备方法具有重要意义。铁氮共掺杂介孔碳材料(Fe-N/MC)是一种有巨大应用价值的非贵金属氧还原反应催化剂。本工作通过在马弗炉中的半封闭体系内高温碳化小分子前驱体得到介孔碳材料(MCM), 再把获得的MCM与铁盐混合在管式炉中高温处理制备得到铁氮共掺杂介孔碳材料(Fe-N/MCMT)。该方法热解条件简单, 无需模板剂和NH3、HF等有毒物质。由于MCM含有较高的氮和氧元素, 有利于提升介孔碳材料表面的亲水性和配位能力, 通过MCM和铁盐制备出的Fe-N/MCMT含有丰富的、催化ORR的Fe-Nx活性位点, 其起始电位和半波电位分别为0.941和0.831 V (vs RHE), 比商业化Pt/C催化剂的起始电位和半波电位分别正34和16 mV。氧还原反应按照反应过程分为二电子过程和四电子过程, Fe-N/MCMT和Pt/C的转移电子数分别为3.77和3.91, 表明具有四电子反应过程。
铁氮共掺杂介孔碳 氧还原反应 半封闭体系 催化剂 iron-nitrogen co-doped mesoporous carbon oxygen reduction reaction semi-containment system catalyst
1 南京信息工程大学自动化学院,南京 210000
2 南京信息工程大学江苏大气环境与装备技术协同创新中心,南京 210000
为解决DoS攻击下智能体间不能正常通信的问题,研究了基于符号图的离散异质多智能体系统包含控制。首先,考虑跟随者状态不能在线获得的情况,构造分布式状态观测器; 其次,在每个跟随者的控制器设计中加入历史时刻信息,提出分布式动态反馈控制方案,通过内外系统加强包含控制的约束条件,使得系统中的跟随者能够收敛到领导者形成的凸包中,解决系统的输出调节问题; 利用分段Lyapunov泛函、线性矩阵不等式等技巧,得到系统渐近收敛的充分条件; 最后,通过数值仿真验证所提理论的有效性。
多智能体系统 符号网络 DoS攻击 包含控制 观测器 multi-agent system signed network Denial-of-Service attack containment control observer
针对多智能体系统的有限时间包容控制只是将跟随者控制在领导者的凸包内, 没有对跟随者实现一致性控制的问题, 提出一种分段函数形式的有限时间收敛的包容一致性控制算法; 另外, 考虑到速度信息未知情况, 设计了速度观测器用来估计速度信息, 并通过李雅普诺夫第二定理和齐次性有限时间稳定性定理分别证明了领导者能对跟随者实现有限时间包容控制, 且跟随者能够实现有限时间一致。最后通过大量的数值仿真证明了控制算法的有效性。
多智能体系统 分段函数 包容一致性 速度观测器 有限时间 multi-agent system piecewise function containment consensus velocity observer finite-time
针对联合连通拓扑条件下具有多个领导者的多无人机系统编队包含控制问题, 分别为领导者和跟随者设计分布式一致性控制器, 依据领导者和跟随者对Laplacian矩阵进行分块, 对具有有向生成树的Laplacian矩阵进行特殊分解, 将领导者的编队控制问题简化为低阶时变系统的渐近稳定性问题。定义跟随者实现包含控制误差量, 将跟随者的包含控制问题简化为时变系统的渐近稳定性问题。利用平均化方法, 将两个时变系统的渐近稳定性问题转化为两个时间平均系统的渐近稳定性问题, 借助线性矩阵不等式和Lyapunov函数给出了控制器的设计步骤, 使得多无人机系统的通信拓扑切换足够快, 多无人机系统就能在联合连通拓扑条件下实现编队包含控制。通过仿真验证, 结果表明所设计控制器的有效性。
多无人机系统 联合连通 编队包含控制 线性矩阵不等式 multi-UAV system joint connection formation containment control Linear Matrix Inequality (LMI)
北京航空航天大学 能源与动力工程学院， 北京 100191
对某大型核反应堆非能动安全壳冷却系统（PCS）中安全壳外部的热环境进行了研究。建立了安全壳外部狭长空间的自然对流换热计算模型，基于Navier-Stokes（N-S）方程进行了求解，同时研究了安全壳出口高度对非能动安全壳冷却系统冷却性能的影响规律。结果表明：在标准大气压下、进口空气温度308.15 K时，基准型安全壳按面积加权的出口平均温度为330.33 K，引射的冷却空气质量流量为275.85 kg/s，冷却空气带走的热量为6160 kW；随着安全壳出口高度的增加，安全壳出口质量流量、换热量不断增加，但变化曲线斜率不断降低，最后趋于平缓，同时,衡量冷却空气有效冷却能力的温度效率线性降低，流动损失线性增大，兼顾换热量与流动损失存在一个最优解。
非能动安全壳 狭长空间 自然对流 出口高度 冷却性能 passive containment narrow space natural convection outlet height cooling performance 强激光与粒子束
2015, 27(12): 126002
南京理工大学 瞬态物理国家重点实验室, 南京 210094
以脉冲电流作为激励的电磁轨道炮无可避免地在不锈钢管身上感应出巨大涡流，涡流不仅自身损耗能量，而且削弱电枢的推进力，降低发射效率。为深入研究管身对电磁轨道炮的影响，结合场路模型计算了电磁轨道炮系统的发射效率和涡流能耗，讨论了不同管身结构和材料下的发射效率，进一步分析了管身对电磁轨道炮力学特性的影响。结果表明：基于10 MJ脉冲电源的中口径电磁轨道炮，其不锈钢管身将大幅削弱系统的发射效率，管身涡流能耗比炮口动能的一半还多；采用层压式结构的高导磁材料作为管身，发射效率的提升尤为明显；管身对电枢轴向力的削弱是导致发射效率下降的根本原因，对电枢径向力的削弱则不利于电枢和轨道的良好接触，从而增加接触电阻，降低发射效率；但是对身管各部件径向力的减小有助于降低身管所需预紧力。
电磁轨道炮 管身 力学特性 涡流能耗 electromagnetic railgun containment mechanical properties eddy-current loss 强激光与粒子束
2015, 27(9): 093201
