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World File Search System数值模型
加州大学圣地亚哥分校
• 在与太阳能热板热量收集相关的边界条件下，模拟了现场规模土壤钻孔热能存储系统中的地面温度。 • 使用重构样本校准了考虑增强蒸汽扩散和相变的耦合传热和水流数值模型，并根据加热和环境冷却期间测量的现场温度数据进行了验证。 • 瞬态温度测量和模拟结果表明在包气带非饱和土壤中安装热能存储系统的积极方面。 • 模拟结果表明，热交换器附近的饱和度可能发生了永久性下降。但是，对于本研究考虑的条件，影响区不足以在热交换器之间产生重叠效应。 • 饱和度的降低导致热交换器附近的热导率和体积热容量降低，这可能导致后续热注入事件时出现不同的瞬态响应。
点吸收波的中保真模型验证......
摘要 — 在波浪能转换器 (WEC) 的初步设计阶段，研究人员需要快速可靠的模拟工具。通常采用高精度数值模型来研究波浪与结构的相互作用，但计算成本很高。作为替代方案，中等精度模型可以提供实时级别的模拟。在本研究中，我们在相对温和的海况下操作乌普萨拉大学的 WEC，并使用 WEC-Sim 对其进行建模。该模型基于 OpenFOAM 模拟进行验证。为了分析中等精度模型捕捉 WEC 动力学的能力，我们分别研究了具有 1、2 和 3 个自由度的系统。我们研究了粘性现象的贡献，并研究了 WEC-Sim 提供的线性和弱非线性解。我们的结果表明，在起伏和纵摇运动中可以忽略粘性效应，但对于纵摇则不能。我们还发现，弱非线性 WEC-Sim 解与计算流体动力学成功一致，而线性解可能会产生误导性结果。
中间 - 大气温度监测，用于针对气候问题的立方体的星座
摘要：虽然气象数值模型向上扩展到中间，但领先的模拟和数值天气预测和气候预测需要中层观测。这项工作回顾了有关温度观察要求的一些挑战以及与大气潮相关的实际测量的限制因素。在这里使用基于先前空间实验的肢体分散技术进行了新的策略。此类观察值可与立方体卫星一起使用。技术问题是测量所需的大动态范围（四个数量级），肢体指向的准确性和流量光的水平。此处描述的技术将期望1-2 K的精度为1-2 km。100个平台的星座可以提供空间（100 km）和世界气象组织建议的时间（3 h）决议，并且可以使用至少3-5个平台来解决潮汐问题，并具有特定的轨道，以避免漂移。
能源共同体：从欧洲法律到数值建模
摘要 — 2019 年，欧盟在欧洲能源系统中引入了两个新参与者：可再生能源和公民能源社区 (REC 和 CEC)。在实施欧洲立法、将能源社区 (EC) 纳入电网、规划 EC 和开展学术研究时，对这两个新参与者及其对能源系统的影响进行建模至关重要。本文旨在弥合法律条文与 EC 的数值模型之间的差距。在介绍 REC 和 CEC 之后，我们列出了监管机构、配电系统运营商、EC 规划人员、研究人员和其他利益相关者在建模 EC 时需要考虑的法律要素。最后，我们提供了三个明确包含欧洲法律要素的 EC 模型案例研究。索引词 — 能源政策、能源社区、全欧洲清洁能源包、数值建模
新型辅助结构的设计和有限元分析
在这项研究中，一种新型的辅助结构，即RDN，以二维和三维表示。单位单元是通过修改常规重点结构而创建的，而2D和3D结构是通过繁殖这些单位单元格形成的。进行有限元分析以研究单轴张力下这些结构的变形机制，并获得结构的机械性能。另外，一个3D单位电池以不同的支柱厚度值进行建模，以检查支撑厚度对机械性能的影响。数值模型，线性弹性分析是通过将小位移应用于结构来进行的。发现2D和3D RDN结构具有高的负泊松比，但与其他辅助物相比，刚度相对较小。对3D单位细胞的分析表明，增加支撑厚度会导致更高的刚度值，但降低了结构的辅助行为。
直接驱动旋转表的气动夹具系统的设计和优化
摘要：带有扭矩电动机的现代直接驱动和高速旋转台非常适合所有处理和组装应用，这些应用需要最短的索引时间和浮动的定位。以下论文致力于研究，设计和优化由气动能量引起的创新桌夹紧系统（用于精确定位的制动器），以6 bar的最大夹紧压力工作。上述应用的挑战与开发能够在数千nm范围内提供最大切向扭矩（夹紧螺母）的解决方案有关，而无需利用高压液压能的使用。提出的解决方案的优化是基于应力的精确计算，以进行疲劳评估和夹具的弹性变形，以便设置交配部分之间的正确公差。最终，为了调整数值模型而进行了实验活动，然后将其用于验证提出的设计解决方案。
岩床热能储存与太阳能集热器的工业应用：模拟、实验和参数分析
供暖约占全球所有最终能源消耗的 50%。为了减少供暖碳排放，必须使用可再生能源。为了解决可再生能源的间歇性问题并提供操作灵活性，需要低成本、多功能的热能存储单元集成系统。岩石基高温热能存储（高达 600 ◦ C）与高温太阳能集热器相结合，为减少中温（100 ◦ C – 250 ◦ C）工业过程中蒸汽锅炉的天然气消耗提供了一种解决方案。本研究使用实验数据开发并验证了现有垂直流 1 MWh 高温热存储单元的二维模型。进行了参数研究以评估关键设计参数及其对温度曲线和充电效率的影响。发现充电效率在 77 – 94 % 范围内。该中试规模模型在数值模型中被扩大到工业级 330 MWh 存储，其中输出温度和流量表示恒定功率输出，同时考虑到太阳能集热器的残余输入热量。
通过压电响应力显微镜和 FEM 模拟研究半导体 ZnO 纳米线的直径相关压电响应
半导体压电纳米线 (NW) 是开发由生物相容性和非关键材料制成的高效机械能传感器的有希望的候选材料。人们对机械能收集的兴趣日益浓厚，因此研究半导体 NW 中的压电性、自由载流子屏蔽和耗尽之间的竞争至关重要。到目前为止，由于表征这些纳米结构中的直接压电效应所带来的实验挑战，这一主题很少得到研究。在这里，我们使用 DataCube 模式下的 PFM 技术并通过逆压电效应测量有效压电系数来摆脱这些限制。我们证明了垂直排列的 ZnO NW 的有效压电系数随着半径的减小而急剧增加。我们还提出了一个数值模型，通过考虑掺杂剂和表面陷阱来定量解释这种行为。这些结果对基于垂直排列的半导体 NW 的机械能传感器的表征和优化有很大影响。
在各种环境中的PMUT阵列的有效建模和模拟
摘要：本文介绍了一种数值降低阶建模（ROM）方法，用于对压电微机械超声传感器（PMUTS）的复杂多层阵列（PMUTS）。采用的数值建模技术是为了生成由大量传感器组成的一系列PMUT，可以大大降低计算成本而不会降低准确性。建模想法基于将壳元素应用于PMUT结构层，其3D-固定元素应用于压电层。介绍了一组特征频率和频域分析。提出并测试了228 pmuts的独特布置，并测试了其传输和接收声波的能力。估计了阵列的工作频带以及近乎近距离的不同PMUT之间的干扰和串扰水平。最后，进行了初步实验测试的结果，以分析8×8 PMUT阵列的声学能力。创建了相应的数值模型，并且获得的结果与实验数据匹配，从而验证了本工作中提出的建模技术。