Thermal design of automobile exhaust based thermoelectric generators: Objectives and challenges

The potential for thermoelectric power generation (via waste heat recovery onboard automobiles) to displace alternators and/or provide additional charging to a vehicle battery pack has increased with recent advances in thermoelectric material processing. In gasoline fueled vehicles (GFVs), about 40% of fuel energy is wasted in exhaust heat, while a smaller amount of energy (30%) is ejected through the engine coolant. Therefore, exhaust-based thermoelectric generators (ETEG) have been a focus for GFV applications since the late 1980s. The conversion efficiency of modern thermoelectric materials has increased more than three-fold in the last two decades; however, disputes as to the thermal design of ETEG systems has kept their overall efficiency at limited and insufficient values. There are many challenges in the thermal design of ETEG systems, such as increasing the efficiency of the heat exchangers (hot box and cold plate), maintaining a sufficient temperature difference across the thermoelectric modules during different operating conditions, and reducing thermal losses through the system as a whole. This paper focuses on a review of the main aspects of thermal design of ETEG systems through various investigations performed over the past twenty years. This paper is organized as follows: first, the construction of a typical ETEG is described. The heat balance and efficiency of ETEG are then discussed. Then, the third section of this paper emphasizes the main objectives and challenges for designing efficient ETEG systems. Finally, a review of ETEG research activities over the last twenty years is presented to focus on methods used by the research community to address such challenges.     

免棱镜全站仪在行车轨道检修中的应用

免棱镜全站仪无需反射棱镜而能测定待测点的空间位置,利用其这一特点,对难以安置反射棱镜的行车轨道,采用自由设站法测定轨道中心点的坐标,经过拟合中心点的直线方程,通过坐标变换求出中心点到拟合直线的距离,能直观地评定道轨的质量及变化情况。实践证明这种方法快速、准确,在类似的行车设备检修中有很好的应用前景。     

基于PSpice软件的电力电子系统仿真研究

本文陈述了有关电力电子与运动控制系统仿真方面的应用展望,讨论了在科研、教学和设计过程中用到的仿真的基本原理,并通过示例介绍了仿真程序的具体应用。     

基于MATLAB的电力电子技术实验计算机仿真的研究

概括了MATLAB／Simulink仿真软件的特点,介绍了如何利用MATLAB／Simulink仿真软件对电力电子技术课程实验进行仿真。应用计算机仿真实验教学加深了学生对课程内容的理解,弥补了模拟实验装置的不足。     

基于全局最优化理论的公交站点布设模型

在分析城市公交站点布设模型的基础上,结合车辆配置限制模型和乘客总出行时间最小站距模型的特点,运用系统总成本最小理论建立了公交站点优化的数学模型,该方法原理简单、便于操作。     

基于MODIS遥感数据的水体提取与制图研究

利用可见光和近红外波段的地物光谱反射率差异可以从遥感数据中提取水体。利用归一化植被指数（NDVI）从2个MODIS空间分辨率为250m的遥感数据中提取水体,并进行假彩色合成,实现遥感数据水体制图。     

最大偏应力屈服准则在π平面上图形的形状、方位

根据塑性力学原理,首先建立π平面与主应力空间的关系模型,然后根据最大偏应力屈服准则在π平面上的表达式,推导并验证最大偏应力屈服准则在π平面上图形的形状和方位,目的在于明确拉伸情况下,最大偏应力屈服准则在π平面上的形状、方位。     

地铁车站超宽深基坑内既有高架桥梁桩基托换关键技术研究

佛山地铁2号线换乘车站张槎站基坑宽50.3 m,深16.9 m,局部位于既有禅西大道桥下（净高仅7 m）。为解决低矮空间下超宽深基坑支护、既有高架桥桩基托换等难题,提出如下技术措施： 1)采用高桩承台桩基托换技术对位于车站中央桥桩进行托换,托换承台高于车站基坑面,基坑内支撑穿过新旧桩基形成对撑,内支撑与新旧桩相对独立; 2)地下连续墙幅宽调整为4 m,采用小型钻机成槽,以改善桥下施工工艺; 3)地下连续墙与两侧既有桩之间增加防塌孔措施; 4)基坑内支撑均采用混凝土支撑并加临时立柱以增加内支撑稳定性。以上措施解决了托换体系与车站基坑相互影响的问题,确保了低矮空间下超宽深基坑施工安全及既有桩基的安全。经数值计算论证、现场施工验证,提出的超宽深基坑内既有高架桥梁桩基托换关键技术是合理、安全、可行的。     

地铁明挖车站-市政桥梁合建结构的关键技术研究

地铁明挖车站和市政桥梁合建时,为同时满足2种不同类型构筑物的安全和使用功能要求,需对其中的关键技术难题进行分析研究,以采取合理可行的结构形式。依托成都地铁白佛桥明挖车站与其上部市政桥梁的建设,总结国内类似工程经验,根据工程特点确定桥梁承台与地铁车站顶板进行固结连接,桥梁跨度与地铁车站框架柱跨进行匹配,同时桥墩避开地铁车站端头井、换乘节点等复杂结构受力区域进行布设; 建立三维荷载-结构模型,计算分析上部桥梁荷载对地铁车站结构构件内力及变形的影响,并根据计算结果,对桥墩影响范围内的车站顶底板和侧墙的厚度及配筋进行增强,桥墩轴线下方的地铁车站框架柱采用型钢-混凝土组合结构,以满足合建结构的承载能力、变形、裂缝控制等要求。另外,选取LS-DYNA软件,采用非线性时程分析法对合建结构进行抗震计算分析,计算结果显示： 车站板、墙、梁等构件在支座处出现应力集中现象,各结构构件的承载力强度及变形均满足规范要求。     

车站基坑揭露断层带注浆加固效果数值模拟研究

为研究注浆对明挖基坑揭露断层带的加固效果,以南京地铁上元门车站基坑工程为背景,考虑基坑开挖过程中渗流场与围岩应力场的相互耦合作用,建立相应的有限元分析模型,对软弱破碎层、注浆加固带、基坑地下连续墙以及围岩所组成的耦合系统进行模拟,研究注浆加固前后围岩渗流场、位移场以及应力场的特征,最终获得基坑地下连续墙的水平位移、基坑外地表沉降、围岩塑性区分布、基坑内围岩变形以及基坑内涌水量变化规律。研究结果表明： 1）通过对基坑底部断层带的注浆加固,基坑侧向位移及基坑外地表沉降均得到有效控制,相比于注浆加固前,其最大水平位移和地表累计沉降量减小50%以上,满足工程要求; 2）基坑底部区域内塑性区范围明显减少,基坑外塑性区扩散也得到有效抑制; 3）基坑底部断层带注浆改变了渗流场分布,有效降低了基坑涌水量,基坑治理区域涌水量由最初的94 m3/h逐渐减小到4 m3/h,堵水率达96%; 4）注浆结束后现场钻孔取芯率达到75%~80%,开挖揭露大量劈裂作用形成的浆脉,验证了注浆可有效治理明挖基坑所揭露的软弱断层破碎带。