纳米尺度对热传输的影响有望在先进半导体架构的散热中发挥重要作用,并提高新型热电材料的效率。热传输测量通常在宏观尺度上进行,并给出多材料结构(包括各种界面和材料)的整体响应。纳米级材料和界面中热传输的原子计算机模拟有助于分析实验,了解尺寸和时间尺度的限制效应,并评估相关的宏观模型。1 到目前为止,通过分子动力学 (MD) 模拟对原子尺度上的热传输进行建模主要遵循两种方法。第一种方法称为平衡 MD,2 基于在给定温度下平衡的系统中热流波动的量化。最终使用 Green-Kubo 或爱因斯坦涨落关系来提取块体材料的热导率。第二种方法称为非平衡 MD 或直接法 3,其基础是在热源和热沉之间建立稳态热流,并从温度梯度的斜率或不连续性中分别提取热体积电导率或界面电导率。在目前的研究中,我们开发了一种不同的方法,称为 AEMD,即“接近平衡” MD。通过划定一个与其他部分温度不同的加热部分,最初将系统设置为非平衡状态。然后监测接近平衡的情况,即两部分之间的温差随时间的变化。可以证明,对于大多数实际关注情况,温度衰减呈指数增长。通常在几十分之一到几百皮秒内达到平衡,因此,与平衡MD中自相关函数的计算和非平衡MD中稳态热流的建立相比,计算成本大大降低。此外,AEMD方法基于平均
上下文。热木星是潮汐锁定的气态系外行星,表现出巨大的白天温度对比。正如许多观察结果所暗示的那样,他们凉爽的夜晚被认为是托管云。然而,这些云的确切性质,它们的空间分布以及它们对大气动力学,热结构和光谱的影响仍然不清楚。目标。我们研究了WASP-43 B的大气,这是最近与James Webb空间望远镜(JWST)观察到的短期热木星,以了解云对大气循环和热结构的辐射和动态影响。我们旨在了解具有各种尺寸和大气金属性的不同种类的冷凝物的影响。方法。,我们使用了一个3D全球气候模型(GCM),该模型具有新的温度依赖性云模型,其中包括辐射反馈以及水动力整合,以研究WASP-43 b的大气特性。我们从GCM模拟中产生了可观察到的物品,并将它们与光谱相曲线进行了比较,从各种观察结果到对大气特性的限制。结果。我们表明云具有净变暖效果,这意味着由云引起的温室效应比反照率冷却效果强。我们表明,云的辐射效应对黄蜂的动力学和热结构有各种影响。取决于冷凝水的类型及其尺寸,辐射动力反馈将改变水平和垂直温度梯度并降低风速。对于超极性金属气氛,大气中形成的云层较少,导致反馈较弱。与HST,Spitzer和JWST观察到的光谱相曲线的比较表明,Wasp-43 B的夜间夜间浑浊,排除了Sub-Micron Mg 2 Sio 4云颗粒作为主要不透明源。区分多云的太阳能和多云的超极性金属气氛并不简单,需要进一步观察反射的光和热发射。
增加可变可再生能源 (VRE) 在发电系统中的渗透率是减少温室气体排放的基本目标。为了减少电网中的电力波动并避免削减,大规模储能是最有前途的解决方案之一。热集成泵送热能存储 (TI-PTES) 系统是一项有趣的技术,如果用于热集成的热源可以提供大量的热能,则可以用于此范围。热带地区的海洋温度梯度是一种有吸引力的热源,可以与 PTES 系统结合使用,以便在与海洋热能转换 (OTEC) 系统集成时实现高效的电力存储。在这项研究中,由温暖的热带地表水冷却的热泵使用 VRE 的剩余电力来加热作为水存储的报废货船中的一定量的水。当 VRE 产量较低时,系统通过由冷深海水冷却的 ORC 循环释放存储的能量。通过详细的系统建模提出了对存储大小和温度的初步敏感性分析,以确定最佳设计和布局。因此,对系统的部分负荷分析进行了评估,以描述非设计性能并评估该系统在包括 VRE 发电和电力需求概况的合理案例研究中的潜力。最后,评估了平准化储能成本 (LCOS) 并与其他储能技术进行了比较。结果表明,往返效率可以达到 60% 以上的值,并且使用报废船舶作为储能器可以实现 20 MWh 的等效电池容量。相比之下,获得的 388 欧元/MWh 的 LCOS 在能源市场上仍然没有竞争力。但是,由于热带地区的能源价格高昂,考虑将此应用用于偏远岛屿电气化可能是一个有趣的解决方案。
摘要:本文提出了一种使用嵌入式集成传感器界面的实时热监测方法,该界面专用于工业集成系统应用。工业传感器接口是涉及模拟和混合信号的复杂系统,其中几个参数可以影响其性能。这些包括在敏感的综合电路附近存在热源,需要考虑各种传热现象。这需要实时热监测和管理。的确,瞬态温度梯度或温度差异变化的控制以及先进集成电路和系统早期设计阶段可能引起的热冲击和应力的预测至关重要。本文解决了微电子应用在几个领域的增长需求,这些领域的高功率密度和热梯度差异的差异是由于在同一芯片上实施不同系统(例如新生成5G电路)引起的。为了减轻不良热效应,使用应用于Freescale嵌入式传感器板的McUxPresso工具提出了实时预测算法,并通过将嵌入式传感器编程到FRDM-KL26Z板上,以实时监控和预测其温度预测。基于离散温度测量值,嵌入式系统用于预测嵌入式集成电路(IC)中的过热情况。在本文中,还提供了FPGA实施和比较测量值。这些结果证实了所提出算法的峰检测能力,该算法可令人满意地预测FRDM-KL26Z板中的热峰,并使用有限元元素热分析工具(用于系统分析的数值集成元件(NISA)工具),以评估可能是当地热力学压力的水平。这项工作为热应力和局部系统过热提供了解决方案,这是集成传感器界面设计人员在设计各种高性能技术或恶劣环境中的集成电路时的主要关注点。
闭环地热系统为资源受限的水热系统和刺激密集型地热系统提供了替代方案。在这项工作中,我们采用细长的体型理论(SBT)模型来模拟丹佛 - 朱尔斯堡盆地Wattenberg地区U环井设计的井流量和传热性能。研究了三种U环井模式,包括单,双重和多边设计。感兴趣区域内的地下的特征是深,热(> 200°C)的火成岩/变质地下室岩石,其背后是多个沉积地层。在6 km的目标深度内,U环的侧截面(S)估计接近300°C。作为基本情况,通过用u-loops中的SBT模型模拟带有开孔的侧面的SBT模型,研究了仅传导热传递,这些模型将使用水作为工作流体直接与热的干燥岩石直接交换。还考虑了超临界CO 2作为传热液的利用。在每种情况下,都评估了20年期限内的每年热量产生和温度曲线的系统性能。此外,使用自上而下的技术经济分析模型确定热量和电的升级成本(LCOH和LCOE)。结果表明,性能和成本优化的U-Loop设计是一种注射井的井间距为1,000米,具有10个50米间距的侧面,其温度梯度为60°C/km。通过此回路以60 kg/s的速度注入20°C的水,可以实现19兆瓦Th的平均热量产量(即2.2兆瓦E净植物产量),从而使LCOE和LCOH分别为$ 136/MWH E和$ 1.53/gj,在20年的项目中。
近海地质二氧化碳(CO 2)存储的机会是有希望的,对地下压力的评估对于最大程度地降低CO 2泄漏的风险至关重要。本研究旨在评估压力和温度条件,以确定该区域是否具有安全长期存储的能力。This objective was achieved by using a suite of geophysical well logs, four-arm caliper logs, geochemical data and data from the BOEM Sands Database for geomechanical stress fi elds assessment, borehole breakout analysis, and to build 3D simulations of reservoir pressure and fracture pressure in seven protraction areas of the Central Gulf of Mexico.地质力学评估的结果表明,包含大量突破的井段将具有低CO 2的储存电位,因为孔压接近最小水平应力。大陆斜率中的储层温度梯度大大降低了约3,048 m(〜10,000 ft)的深度。不断变化的地热梯度似乎源于浅层柱的热量对泥线上的热量的冷却,以及与基础热流以及深度处的活性碳氢化合物产生和迁移相关的导电和对流热流。3D压力模型揭示了架子砂,海底下方约1,600 m(5,249 ft)位于安全的CO 2存储窗口中。结果表明,可以在低于最小水平应力的压力下安全地注入CO 2,以最大程度地减少交叉形态流动的风险,并且该区域中沙单元的高孔隙度和渗透率可以促进在成熟的碳氢化合物储层和盐水形成中有效地将CO 2的长期存储在成熟的储存中。
场地特性描述和环境监测(包括但不限于特性描述和监测设备的选址、建造、改造、操作、拆除和移除或以其他方式适当关闭(例如关闭井),以及小型实验室建筑的选址、建造和相关操作或现有建筑中用于样品分析的房间的翻新)。此类活动将按照适用要求进行设计,并使用最佳管理实践来限制由此产生的地面扰动的潜在影响。涵盖的活动包括但不限于 CERCLA 和 RCRA 下的场地特性描述和环境监测。(这类行动不包括水环境中的活动。有关此类活动,请参阅本附录的 B3.16。)具体活动包括但不限于:(a)地质、地球物理(如重力、磁力、电学、地震、雷达和温度梯度)、地球化学和工程勘测和测绘,以及测量标记的建立。地震技术不包括大规模反射或折射测试; (b) 安装和运行现场仪器(如流量测量站或流量测量装置、遥测系统、地球化学监测工具和地球物理勘探工具); (c) 钻井以采样或监测地下水或包气带(非饱和带)、测井以及在井中安装水位记录装置; (d) 含水层和地下水库响应测试; (e) 安装和运行环境空气监测设备; (f) 水、土壤、岩石或污染物的采样和特性分析(如使用卡车或移动设备钻井,以及改造、使用和堵塞钻孔); (g) 水废水、空气排放物或固体废物流的采样和特性分析; (h) 安装和运行气象塔及相关活动(如评估潜在风能资源); (i) 动植物采样;以及 (j) 符合 36 CFR 第 800 部分和 43 CFR 第 7 部分的考古、历史和文化资源识别。B5.14 热电联产或热电联产系统
抽象的仪器电池电池(即包含传感器的那些)和智能电池(具有集成控制和通信电路)对于开发下一代电池技术(例如钠离子电池(SIB))至关重要。参数的映射和监视,例如温度梯度的量化,有助于改善单元格设计并优化管理系统。必须保护集成的传感器免受严酷的电解环境。最先进的涂料包括使用Parylene聚合物(我们的参考案例)。我们将三种新型涂料(基于丙烯酸,聚氨酯和环氧树脂)应用于安装在柔性印刷电路板(PCB)上的热敏电阻阵列。我们系统地分析了涂料:(i)电解质小瓶中的PCB浸没(8周); (ii)分析插入硬币细胞的样品; (iii)分析1AH小袋SIBS的传感器和细胞性能数据。基于钠的液体电解质,由溶解在碳酸乙烯酸乙酯和碳酸二乙二烯的混合物中的1 m溶液(NAPF 6)的比例为3:7(v/v%)的混合物组成。我们的新型实验表明,基于环氧的涂层传感器提供了可靠的温度测量。与戊烯传感器相比,观察到的出色性能(据报道,一个样品的错误结果,在电解质中浸入5 d以下)。核磁共振(NMR)光谱在大多数测试的涂层的情况下显示,在暴露于PCBS涂抹的不同涂层期间发生了其他物种。基于环氧的涂层表现出对电解环境的韧性,并且对细胞性能的影响最小(与未修饰的引用相比,在2%的硬币细胞中,容量降解在2%以内,小袋细胞的3.4%以内)。这项工作中详细介绍的独特方法允许传感器涂层在现实且可重复的细胞环境中进行试验。这项研究首次证明了这种基于环氧树脂的涂层使可扩展,负担得起和弹性的传感器能够集成到下一代智能SIBS上。
BioContightion是一种流动动力学现象,该现象是由比其周围的流体略稠密的自属性微生物的集体运动驱动的。这个过程在各种生物学和工业应用中起着至关重要的作用[1-5]。通气微生物,例如藻类和细菌,在对外部刺激作出反应时会产生密度变化,即一种称为出租车的行为,导致对流稳定性。出租车的关键例子包括照照,重力,陀螺赛,趋化性和趋化性。了解生物对流在环境科学,生物技术和工程学中特别相关,它影响了营养运输,生物反应器效率和微生物生态学。早期研究主要集中于等温条件下的悬浮液。然而,许多微生物,居住在温泉中的良性嗜热剂,在温度变化显着的环境中壮成长[6-8]。在各种类型的出租车中影响微生物运动,光疗(对光的响应)和热疗(对温度梯度的反应)在塑造生物感染模式中起着至关重要的作用[9]。虽然已经针对非孔培养基中的光疗法和引力生物传染进行了大量研究,但充满藻类悬浮液饱和的多孔生物反射仍相对较低。存在多孔矩阵的存在引入了添加复杂性,例如流动性和修饰的构造动力学,使其成为自然生态系统和工业流动系统系统的关键研究领域。但是,当G超过G C时,它们伴有摄影影响的生物配分模式的形成和特征取决于各种环境光条件,包括直接和倾斜的类似的辐射[10-16]。高强度的光可以破坏已建立的模式或抑制其发育[12,13,17]。照明水平的变化有助于这些模式的空间结构和大小的变化。这些改变可以归因于特定机制。光合作用的杂种生物表现出对光强度的方向运动。当强度G保持低于鉴定阈值G C时,它们会表现出正光的阳性,向更明亮的区域迁移。
自从在 Cr 2 Ge 2 Te 6 [1] 和 CrI 3 [2] 的单层和双层中发现长程磁序以来,许多单层或几层厚度的(反)铁磁范德华材料已被发现。由于层间和层内交换以及磁各向异性的相互作用导致自旋纹理丰富,它们是自旋电子学的理想平台。许多反铁磁范德华材料在低温下是电绝缘的,这意味着不存在自由载流子引起的磁化衰减。因此,它们对于研究磁序的集体激发,即自旋波及其量子,磁振子 [3, 4] 具有吸引力。传统磁体中的磁振子输运已得到广泛研究,例如,通过自旋泵浦 [5]、自旋塞贝克效应 (SSE) [6] 和电磁振子自旋注入/检测 [7]。反铁磁体赤铁矿 [8]、氧化镍 [9] 和 YFeO 3 [10] 中的长距离磁振子传输已被证实。低阻尼亚铁磁钇铁石榴石 (YIG) 超薄膜是高效磁振子传输的首选材料,它以强烈增强的磁振子电导率形式显示出二维 (2D) 相对于三维 (3D) 传输的有益效应 [11]。温度梯度驱动的磁振子自旋输运 (SSE) [12] 已被报道存在于铁磁和反铁磁范德华材料中 [13, 14]。然而,局部和非局部 SSE 仅提供有关磁振子传输特性的复杂信息。热磁振子电流是由整个样品中的热梯度产生的,因此很难区分磁振子弛豫长度和磁振子自旋电导率 [7, 11]。CrCl 3 [15] 的反铁磁共振揭示了声学和光学磁振子模式的存在,但并未解决它们在自旋输运中的作用。因此,为了评估范德华磁体在自旋电子学应用中的潜力,我们必须研究由微波或我们将在此处展示的电注入局部产生的磁振子的传播。