【摘要】：流体与固体相互作用的耦合问题一直是众多学者十分关注的,在以往的研究中,人们更多是关注流体与固体相互作用对设备安全可靠性的影响,并取得了一些有益的成果,为结构的合理设计提供了依据和指导。但对于水力旋流器来说,流体与固体相互作用下的流场规律变化更是值得关注的问题。随着流固耦合理论和数值计算方法的发展,如何应用先的进数值方法深入研究水力旋流器变径圆管内耦合流场变化规律及结构的动力响应特性,提升其稳定性和可靠性具有非常重要的理论和实际意义。本文提出了适合于变径圆管结构的双向流固耦合模型,并展开了相关的数值模拟和实验研究。论文以水力旋流器这一典型变径圆管结构为研究对象,充分考虑结构与流场的相互作用,在小变形假设的基础上,采用雷诺应力的湍流模型为流体的计算模型,基于有限体积法,建立控制方程的空间域和时间域离散形式。采用ALE方法,实现了流体动网格的描述。结合二阶精度的计算格式和非平衡壁面方法,建立流体域湍流控制方程的计算体系。固体域应用有限元理论,采用Newmark时间积分方法对变径圆管结构的动力学方程进行数值求解。建立了耦合界面物理量传递方程,采用交错迭代式耦合求解的计算方法,实现了水力旋流器变径圆管双向耦合计算模型的构建。应用所建立的流固耦合模型,分别对无外力作用的有机玻璃材质和周期力激振作用下不锈钢材质的变径圆管结构的内流场,在不同条件下进行了数值模拟研究,并与非耦合条件下流场进行对比分析,得到耦合与非耦合之间流场的区别和耦合流场的分布特点。应用LDV测试技术,对耦合流场进行了测试分析,同时将数值计算结果与实测结果进行了对比分析,耦合流场与实测流场吻合度较好,证明了本文建立的流固耦合模型的可靠性。对上述两种材质的结构,进行了结构耦合的动力学特性分析,应用耦合理论对变径圆管结构进行了模态分析,获得了结构的振动特性;并与开展相关试验的实测结果进行了对比研究,二者的振动特性具有一致性。通过对耦合界面的响应特性的数值分析,获得了结构运动的时程响应特性;与实测结果比对分析,二者之间具有较好的一致性。从结构响应的角度验证了耦合模型的合理性。通过以上分析表明,针对变径圆管结构所建立的双向流固耦合模型是合理的,耦合作用对变径圆管结构内流场的影响是不能忽视的因素。流体与结构的相互作用,不但改变了流场分布,而且也改变了结构的运动特性,也加快了流体能量的衰减。这些都是在以后设计和应用中需考虑的影响问题。

【学位授予单位】：东北石油大学
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE927

【摘要】：随着经济社会的飞速发展,国家竞争和区域竞争愈演愈烈,大量存在的企业集群已经成为当今社会普遍的经济现象,我国各级政府将其作为区域经济发展的重要途径和政策工具,学术界也将其纳入了研究领域的热点课题。企业集群在广义上是指大量具有相互间联系的企业在地理上的集中,着重强调经济活动主体在空间上的配置形式、运行关联以及企业之间竞合联系的内在机理。创新技术是决定企业间关系的重要因素,失去创新与核心技术的企业无法立足于竞争激烈的市场,迟早会被淘汰。众多集群研究者们也意识到了创新对于集群发展的重要影响,在集群内大力倡导企业走技术创新之路。各级政府这双“看得见的手”也在努力为推动集群企业的创新发挥重要作用。但是,随着研究的深入,许多从理论上秉持着传统理性假设的研究成果在运用到现实时不尽如人意,甚至产生了与预期完全相反的结果。不可否认,“理性经济人假设”一度被誉为经济学最重要的假设论断,但在现实中面对复杂的市场环境,决策者受制于心理偏差、认知偏差、计算能力和不完全信息等因素,无法进行完全理性的决策,相反他们通常是在“有限理性”的前提下进行决策。“有限理性”至今仍是一个没有完全界定的概念,学者们通常借鉴研究生物种群性状进化和稳定机制的方法来分析人类的经济行为,并模拟博弈均衡解的动态实现过程。实际上,动态演化分析的关键是确定博弈参与者的学习机制和策略变化的过程,如何根据具体情况构造动态机制来模拟现实经济社会中博弈参与者的经济行为变化是国内外学者一直致力解决的问题。20世纪80年代以来,越来越多的学者们将动态演化思想引入到经济学领域,成功将其应用于社会制度变迁、产业演化以及股票市场等;进入21世纪以后,国内的学者也开始关注动态演化理论,不仅在基本理论概念和相关内容上做了更多延伸,还将基于演化理论的分析方法更为广泛地应用到电力市场竞争问题、零售市场竞争问题、保险市场竞争问题以及政企关系研究等。但是,这些研究成果仍然存在一定的问题。首先,演化博弈并不是演化观点和博弈思想的简单相加,动态演化也并不一定就是演化博弈模型,许多文献对此产生了混淆。其次,有些文献只是运用非常简单的演化博弈模型,研究不够深入。由此,本文以集群中的主导企业为研究对象,基于有限理性的假设,构建集群寡头主导企业在三个博弈阶段——创新决策阶段、创新研发竞争阶段以及市场竞争阶段的动态博弈模型,结合演化博弈理论和非线性动力系统理论,针对有限理性的寡头企业在各阶段博弈中的演化表现进行研究分析,得出具有现实经济意义的结论与启示。主要研究工作及成果总结如下:(1)在创新决策阶段,引入“技术能力势差”概念,考虑在由一类龙头企业和一类中小企业组成的创新集群核心价值网络里,技术知识从高位势龙头企业流向低位势中小企业时,集群溢出系数、企业间位势差以及企业创新效率对于创新决策的影响,并从动态视角分析了集群企业的创新决策演化过程。研究表明:集群溢出系数和位势差对集群两类企业的创新动力呈现相反的激励作用;当龙头企业和中小企业的创新效率处于某一特定区域时,因为博弈双方的相互作用,系统会出现多种可能的创新状态。为达到集群最优创新状态,政府可以采用干预措施,适度采用创新补贴、技术支持、知识产权保护等措施,帮助激发企业创新动力,改善集群创新状态。(2)在创新研发竞争阶段,构建带有政府创新补贴的有限理性双寡头创新企业创新竞争动态模型,并对其进行稳定性分析,运用matlab2016a进行数值仿真,研究分析在不同补贴力度下集群寡头企业在创新竞争中的动态表现。仿真结果表明:为了维持产量博弈的纳什均衡,政府创新补贴率的取值受到需求函数、产量调整速度以及产品成本的约束;当补贴率超过某一临界值时,产量的竞争就会进入倍岔或混沌状态;当补贴率处于稳定区域时,在引入创新补贴政策的初期,双寡头企业创新投入和利润将产生明显波动,并且增大其达到纳什均衡的难度(耗时更长)。在补贴实施后,有限理性的双寡头企业均衡创新投入明显增加,远大于其利润增幅。从平均创新投入和平均利润的角度来看,若补贴力度不当,双寡头市场中创新投入调速较慢的企业将会经历一个创新投入递增而利润却递减的阶段,并在整个竞争过程中处于劣势地位。由此,集群寡头企业需在关注补贴政策的同时,在政策实行初期处于短暂不均衡状态时坚定自身创新投入的调整策略;而当企业长期处于创新竞争劣势地位时,则可适当增加创新投入调速以求改变现状。(3)在市场竞争阶段,分别构建因理性程度不同而具有各异行为决策规则的异质多寡头价格竞争与产量竞争动态模型。之后以产量竞争模型为例,对其进行稳定性分析,运用matlab2016a软件进行数值仿真,从中度理性的企业作为观察点,深入分析不同行为规则给集群寡头企业在市场竞争中的行为动态变化带来的重大影响。研究表明:需求函数、产品边际成本以及GD型企业特有的产量调整系数共同决定整个产量动态演化轨迹及其最终状态。较小的产量调速有助于系统较早达到Nash均衡点且在均衡点处保持稳定,而不合理的边际成本或产量调速则会导致市场无序而进入混沌状态。延迟决策能够将系统从混沌无序的状态引回稳定均衡点,并且能够通过调整控制因子来达到控制混沌产生时机的目的。

【学位授予单位】：重庆大学
【学位授予年份】：2017

【摘要】：能源问题已经成为当今世界最受人类关注的问题之一,而解决能源问题最有效的途径是充分的利用太阳能。太阳能电池是利用太阳能最直接的途径,它能把太阳能直接转换成为电能。染料/量子点敏化太阳能电池(DSSCs/QDSCs)作为第三代低成本、新材料太阳能电池发展迅速,并且已经获得了很大的研究进展。但是目前仍然存在的一些问题,制约着电池效率的进一步的提高,比如说电池器件内部所存在的严重电子复合;宽光谱纯无机的光敏剂的开发;不含Pt的高催化活性对电极材料的开发等。多金属氧酸盐,简称多酸,是一类由丰产元素组成的无机分子簇,它们具有诸多优异的性质和功能,如天然的纳米尺寸、可调节的帯隙、宽的光谱吸收、强的电子接受能力、可逆的多电子氧化还原活性等。另外,多酸还是制备其它优异的纳米材料的前驱体。在本文中,我们将致力于利用多酸的优异的物理和化学性质,将它们应用到染料/量子点敏化太阳能电池中,进一步的提高电池的效率和降低电池的成本。(1)二元CdSe量子点作为QDSCs的光敏剂,由于自身存在着在可见光区吸收的缺陷,所以电池的效率一直不高。我们首次把宽光谱纯无机D-A型多酸K6H4[a-SiW9O37Co3(H2O)3]·17H2O(SiW9Co3)应用在QDSCs中与CdSe进行协同共敏化,SiW9Co3在电池中可以弥补CdSe本身的光吸收缺陷,能够提高QDSCs对太阳光的利用。实验结果证明SiW9Co3可以提高电池在可见区的光电响应,优化后的电池效率达到6.59%,比纯CdSe敏化的电池(4.98%)提高了32.33%。该工作为探索纯无机宽光谱光敏剂的开发提供了思路。(2)通过简单的溶胶-凝胶的方法把Dawson型(NH4)8[P2Mo18VIO62](P2Mo18VI)以及它的2电子还原产物(NH4)8[P2Mo2VMo16VI](P2Mo2VMo16VI)杂多蓝组装到DSSCs的光阳极中。引入P2Mo18VI和P2Mo2VMo16VI到DSSCs的光阳极中后,电池的效率分别为6.75%和7.17%,比不加入多酸的电池的效率分别提高了17.19%和24.48%。实验结果表明P2Mo18VI和P2Mo2VMo16VI引入到DSSCs中后都能在器件中起到减少电子复合,增加电子寿命的作用,从而进一步的提高DSSCs的效率。(3)在QDSCs中,器件内部严重的电子复合是阻碍其效率提高的一个重要原因。我们提出一种简单的方法来进一步抑制电池内部的电子复合,也就是利用LBL的方法在电池的介孔TiO_2与FTO导电玻璃之间加入一层(POM/TiO_2)3电子界面层,利用多酸具有的强的电子接受能力,很大程度上抑制了TiO_2导带电子与量子点的基态或者电解质的复合。我们详细的研究了电池性能和机理,最主要的是QDSCs中包含(POM2/TiO_2)3电子界面层的转换效率增加到8.02%(Jsc=23.08 A·cm-2,Voc=0.53,FF=0.61,η=6.41%)。该工作为减少QDSCs中内部电子复合提供了一种的新的思路。(4)多酸具有天然的纳米尺寸和优异的水溶解性,这可以确保它们可以与其它的材料形成复合材料。最近Co3O4和WC材料在光催化和电催化中引起了人们广泛的关注,但是它们在DSSCs的对电极中研究的较少,并且各有各的优缺点。我们将整合它们各自的优点,以MOF包裹多酸负载的石墨烯复合物为前驱体,一步高温煅烧法制备出Co3O4-WC-CN/r GO复合物。把它们应用到DSSCs的对电极中,它们具有优于Pt的催化活性。该工作为制备纳米复合材料提供了一种的新的思路。(5)多酸作为一种分子无机半导体,由于其优异的光敏性质、氧化还原和催化性能,在DSSCs中得到了广泛的应用,它们的应用可以降低电池的成本和提高电池效率。本章是以专家学者在DSSCs中的研究成果以及我们对DSSCs和多酸的研究积累为基础进行总结的。我们主要总结了下列的内容:多酸的能级调节,多酸的电子受体的作用原理及在DSSCs中的应用,多酸的光敏性及在DSSCs中的应用,多酸的氧化还原和催化性能及在DSSCs中的应用。更重要的是,对多酸的结构-性能关系及在DSSCs中的应用进行了深入的探讨,这可能会引导我们定向合成具有更好的光电性能的多酸。

【学位授予单位】：东北师范大学
【学位授予年份】：2018