同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

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土木工程与建筑学

  • 加权约束最小二乘法计算等效静力风荷载

    周晅毅;顾明;李刚;

    基于平均风压与脉动风压根方差相组合的分布模式,利用加权约束最小二乘优化方法计算等效静力风荷载,在计算时通过约束条件来限制等效荷载的大小,并通过引入权值因子确保等效荷载作用下典型响应的正确性.算例分析结果表明,该方法可用于计算大跨结构的多个目标峰值响应,克服了传统方法仅能等效单个响应的缺陷,对绝对值较大的目标响应等效精度较高,并且典型响应的等效精度要大于一般响应;同时可以有效控制等效荷载的大小,计算得到的等效荷载变化比较均匀,没有出现风压大小及方向剧烈变化的情况.

    2010年10期 v.38 1403-1408页 [查看摘要][在线阅读][下载 624K]
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  • 准椭圆形覆冰导线气动力特性试验研究

    马文勇;顾明;全涌;黄鹏;

    通过刚性节段模型高频天平测力风洞试验,对圆形截面、裸导线截面及6种不同类型的准椭圆形覆冰导线气动力特性进行了研究,讨论了紊流度、风向角、覆冰饱满度、覆冰厚度等因素对导线气动力特性的影响以及准椭圆覆冰导线驰振稳定性的一般规律.结果表明,紊流度的增加使得模型力系数绝对值在一定范围内变小;覆冰形状和风向对导线气动力特性有很大影响;准椭圆形覆冰导线一定风向角范围内存在驰振可能.试验得到的数据和结论可以为这类覆冰导线的风致响应计算及破坏机制的分析提供基础数据.

    2010年10期 v.38 1409-1413+1427页 [查看摘要][在线阅读][下载 811K]
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  • 混凝土与木混合结构中木楼盖计算模型

    李硕;何敏娟;郭苏夷;倪春;

    采用有限元软件Sap2000建立了2种不同的混凝土与木混合结构模型,即完全木楼盖模型和简化木楼盖模型;采用这2种模型对于1个单层混合结构抗侧力试验进行了数值模拟;采用简化木楼盖模型和刚性楼盖模型分别建立了6层混合结构模型,对模型进行了抗震分析,并将2种楼盖模型的计算结果进行了对比.结果表明:完全木楼盖模型与简化木楼盖模型都能够较好地模拟单层混合结构试验模型的水平抗侧力性能,简化木楼盖模型可以替代完全木楼盖模型应用于混合结构的受力分析;采用简化木楼盖模型对6层混合结构进行抗震分析所得到的中部框架受到的水平力略大于边框架,简化木楼盖模型与刚性楼盖模型进行时程分析所得到的顶点时程位移曲线较为接近.

    2010年10期 v.38 1414-1420页 [查看摘要][在线阅读][下载 713K]
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  • 无腹筋混合配筋混凝土梁抗剪性能试验研究

    张晓亮;屈文俊;

    对1组无腹筋混合配筋(GFRP筋(glass fiberreinforced polymer)和钢筋)混凝土梁抗剪性能进行了试验研究.所有试验梁均为三分点加载,剪跨比为2.54和2.67.12根试验梁按有效配筋率分为3组,共包括3根钢筋混凝土梁,3根GFRP筋梁和6根GFRP筋和钢筋混合配筋梁.所有试验梁均为斜拉破坏.分析了试验梁的荷载-挠度关系,裂缝开展及抗剪承载力,并将各设计规范或指南的抗剪承载力预测值与试验结果对比.试验表明,有效配筋率相同的钢筋混凝土梁、混合配筋混凝土梁和GFRP筋梁具有相近的抗剪承载力.钢筋与FRP(fiber reinforced polymer)筋轴向刚度比对抗剪性能影响较小.规范Eurocode 2—04及CSA A23.3—04的抗剪承载力预测结果与试验结果符合度较好,而规范ACI440.1R—06,JSCE及CSAS6—06的预测结果偏保守.

    2010年10期 v.38 1421-1427页 [查看摘要][在线阅读][下载 569K]
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  • 正交异性钢桥面板焊接节点应力集中系数

    张启伟;张鹏飞;

    以千米级斜拉桥苏通大桥为工程背景,建立桥面板纵肋与盖板节点有限元模型,基于国内外现有的几种焊接节点热点应力计算方法,对节点焊缝周围的热点应力和应力集中系数进行数值计算,全面分析单元类型、网格划分对计算结果的影响,并通过将现场实测的应力集中系数与数值分析的相应结果进行比较,从而确立热点应力的有效计算方法,获得了节点焊缝周围的应力分布规律和应力集中系数.最后分析了板件几何参数对热点应力集中的影响.

    2010年10期 v.38 1428-1433页 [查看摘要][在线阅读][下载 671K]
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  • 沧州铁狮子结构现状数值模拟分析

    王晓东;王伟;王林安;永昕群;

    应用逆向工程CAD建模技术建立了沧州铁狮子结构的力学仿真模型;对铁狮子在风荷载作用下的流场分布进行了研究;通过施加自重、风荷载以及温度作用对铁狮子结构的应力、应变以及位移进行了分析,初步得出铁狮子目前处于安全状态的结论.

    2010年10期 v.38 1434-1438+1443页 [查看摘要][在线阅读][下载 752K]
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  • 无侧限高压实高庙子膨润土非饱和渗透特性

    叶为民;牛文杰;陈宝;陈永贵;

    采用瞬时截面法试验研究了自由膨胀条件下高压实高庙子膨润土的非饱和渗透特性.结果表明,自由膨胀状态下,干密度为1.70 g.cm-3的高压实高庙子膨润土的非饱和渗透系数在1.0×10-12~1.0×10-15m.s-1之间变化,且主要集中在1.0×10-14m.s-1附近,达到饱和状态时渗透系数最大.与侧限条件相比,自由膨胀条件下的高压实高庙子膨润土的非饱和渗透系数大于侧限条件下的非饱和渗透系数,且渗透系数与吸力的变化趋势存在一定差异,这可能是由于不同侧限条件下其水化膨胀形式不同而造成的.

    2010年10期 v.38 1439-1443页 [查看摘要][在线阅读][下载 334K]
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  • 基于孔隙特征的天津滨海软粘土微观结构研究

    张宏;柳艳华;杜东菊;

    利用真空冷冻干燥法,制得天津滨海新区软土不同固结压力下代表性样品,并利用扫描电子显微镜(SEM)对样品进行扫描观察.在此基础上系统地分析了样品SEM图像在不同固结压力下孔隙结构参数的变化规律及运用平面分形维数Dp对样品不同固结压力下土中孔隙分布状况的整体性、平均性进行了分析,且提出能够综合反映土中孔隙的大小、形态、分布、定向性等微观特征的结构性参数孔隙结构因子(pore structure factor).分析表明,土体内部孔隙的结构性参数与外部荷载之间有着良好的对应关系,在结构屈服压力前后,土体内部孔隙特征存在明显的差异.

    2010年10期 v.38 1444-1449页 [查看摘要][在线阅读][下载 502K]
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交通运输工程

  • 过饱和状态下交通控制小区动态划分方法

    杨晓光;黄玮;马万经;

    控制系统对过饱和状态作出迅速响应首先要确定与过饱和路段相关联的交通控制小区的范围.从判别过饱和路段出发,以交叉口之间的关联度为量化指标,建立并验证关联度计算模型,并通过界定阻塞区、过渡区和常态区以及消散区提出过饱和状态下交通控制小区的动态划分方法.结合实例标定划分小区的关联度关键值,给出控制结构范围确定的具体流程.过饱和状态交通控制小区的划分为城市道路网过饱和交通信号控制策略的研究提供参考.

    2010年10期 v.38 1450-1457页 [查看摘要][在线阅读][下载 665K]
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  • 城市轨道车站设施的进站服务水平评价分析

    黎冬平;晏克非;许明明;刘辉;

    通过对乘客的问询调查,从乘客感知角度出发,对各单个设施因素和进站总体服务水平进行评价,采用线性回归模型建立进站总体服务水平与各单个设施因素服务水平之间的数学关系,明确主要影响设施及其影响程度;而对莘庄轨道车站进站客流的问卷数据分析表明:换乘衔接设施、站外步行环境、轨道站台、验票匝机和总步行距离为对该车站进站服务水平显著影响的5个因素,影响程度依次为0.205,0.196,0.196,0.140,0.126,与实际情况相符,证明模型具有很好的适用性,且模型可操作性强,为轨道车站服务水平的评价提供了一种很好的方法.

    2010年10期 v.38 1458-1462页 [查看摘要][在线阅读][下载 255K]
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  • 冷补沥青混合料性能评价及技术要求

    李峰;黄颂昌;徐剑;秦永春;

    针对冷补沥青混合料技术应用中存在的施工和易性和路用耐久性的矛盾,参考国内外相关资料和研究成果,制定了粘附性试验、贯入试验、粘聚性试验、修正马歇尔试验4个评价方法.变化隔离剂的掺量,选择3种添加剂和2种矿料级配,配制了若干种冷补料并进行了试验.分析试验结果,指出冷补料性能评价应兼顾施工性能和马歇尔强度,重视粘聚性能和水稳定性,据此提出了冷补沥青混合料的评价指标和技术要求.

    2010年10期 v.38 1463-1467页 [查看摘要][在线阅读][下载 331K]
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环境科学与工程

  • A_mO_n一体化工艺的脱氮除磷功能与优化设计

    周雪飞;张亚雷;胡茂冬;蒋明;

    基于传统污水处理脱氮除磷工艺的原理设计出一体化脱氮除磷工艺.通过小试试验运行反应器并利用活性污泥2D模型对其进行设计优化.结果表明:反应器对生活污水中CODCr,NH3-N,总氮和总磷的去除率分别达到74.40%,93.15%,73.35%和33.20%.根据实验结果建立的工艺数学模型较好地模拟出了该反应器的功能,模型通过对反应器内厌氧、缺氧、好氧区的灵活组合可以实现对反应器的优化设计.该工艺占地面积小,出水能够达到国家二级排放标准,优化后能进一步提高出水水质.

    2010年10期 v.38 1468-1472页 [查看摘要][在线阅读][下载 541K]
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  • 绿锈还原转化邻氯硝基苯实验研究

    吴德礼;王文成;马鲁铭;

    合成2种含有结构态Fe(Ⅱ)的化合物——硫酸盐绿锈(GRSO4)和碳酸盐绿锈(GRCO3),研究了它们对邻氯硝基苯(CNB)的还原转化能力,并探讨了反应途径和还原产物.实验表明,2种绿锈都能使邻氯硝基苯发生快速的还原转化,绿锈中的结构态Fe(Ⅱ)是主要的还原活性组分,GRSO4的还原能力明显大于GRCO3.还原产物主要为邻氯苯胺,绿锈被氧化为磁铁矿、针铁矿等含铁矿物.pH值对绿锈还原能力有重要影响,pH值升高有利于绿锈对CNB的还原.

    2010年10期 v.38 1473-1477页 [查看摘要][在线阅读][下载 505K]
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机械、车辆与热能工程

  • 汽车自动变速器发展综述

    吴光强;孙贤安;

    对目前国际上5种自动变速器进行了全面系统地介绍.阐述了各种自动变速器的传动机理,给出其发展历史及国内外研究现状.从数字仿真技术、起步控制、换挡规律制定、换挡品质优化、执行机构设计以及制造工艺等角度提出了自动变速器的共性关键技术.总结了各种自动变速器的主要生产厂商以及在国内汽车市场应用情况.最后对比了其优缺点,并提出发展趋势.

    2010年10期 v.38 1478-1483页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
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  • 基于FEM/BEM的燃料电池轿车结构声预测和控制

    郭荣;余卓平;周鋐;

    采用有限元(FEM)和边界元(BEM)联合的方法对燃料电池轿车车内结构声进行预测和控制研究,提出了基于FEM/BEM的车内结构声分析方法和流程,建立了车身有限元模型和声学边界元模型,施加实测的激振力计算声学响应,通过试验数据验证了仿真模型,并进行误差分析.提出板件声学贡献分析的指导原则,介绍板件贡献分析原理和方法,进行所关注频率的车身板件声学贡献分析.最后根据分析结果对车身板件采取约束阻尼处理等控制措施,通过虚拟验证改进结果,车内低频噪声明显降低,其中后座椅和前地板改进最明显,证明所提出方法的可行性,达到优化燃料电池轿车车内噪声的目的.

    2010年10期 v.38 1484-1491页 [查看摘要][在线阅读][下载 1060K]
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  • 加装低压省煤器对汽轮机相对内效率的影响

    安恩科;马健越;

    加装低压省煤器是火电厂节能减排的重要措施之一,以350 MW汽轮发电机组为对象,分析了该系统加装低压省煤器对汽轮机热经济性指标的影响.低压省煤器加入热力系统分串联和并联2种模式,降低烟气温度25℃,若汽轮机抽汽点蒸汽参数按等熵规律变工况,其串联和并联2种模式对汽轮机相对内效率的影响分别为-0.012 9%和-0.007 2%,使循环热效率分别增大0.606 2%和0.656 7%,相应的汽轮机绝对内效率分别增大0.615 2%和0.691 8%;若汽轮机抽汽点蒸汽参数按照等温规律变工况,其串联和并联2种模式对汽轮机相对内效率的影响分别为0.020 6%和0.042 7%,使循环热效率分别增大0.602 5%和0.651 4%,相应的汽轮机绝对内效率分别增大0.645 2%和0.736 5%.

    2010年10期 v.38 1492-1495+1500页 [查看摘要][在线阅读][下载 299K]
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  • 自增强三维高压油管的疲劳寿命预测

    郑百林;付昆昆;石玉权;

    基于弹塑性理论的自增强技术可以提高高压油管的使用寿命.对三维高压油管进行了弹塑性有限元分析,通过计算油管的残余应力,探讨了自增强技术在提高油管寿命方面的研究与应用.对不同自增强压力下的油管在工作压力作用下最大应力值进行比较,确定了最佳自增强压力.基于应力-寿命法,应用MSC.Fatigue软件对自增强前后高压油管的疲劳寿命进行预测,结果表明自增强后三维高压油管的疲劳寿命与未进行自增强处理油管的疲劳寿命分布有着明显的差异,自增强前最小疲劳寿命区位于内壁,而自增强后最小疲劳寿命区分布在壁间,自增强技术使油管最小疲劳寿命提高了5倍以上.

    2010年10期 v.38 1496-1500页 [查看摘要][在线阅读][下载 590K]
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  • 圆形腔体内热杆件轴向同心移动湍流换热模拟

    于连广;吴喜平;骆泽彬;

    提出利用稳态方程求解长杆状发热物体在圆形腔体内做轴向运动时产生湍流对流和传热问题,可以节约计算成本.对3种工况进行了数值模拟,得到整个计算域的流场与温度场.模拟的结果与经典经验公式基本吻合.对比了3种工况条件下发热物体壁面局部努塞尔数、壁面局部温度以及发热物体前后端附近空气的温度分布,发现当圆环流与物体移动逆向时有强化散热作用,而当圆环流与物体移动同向时散热效果变差.

    2010年10期 v.38 1501-1505+1520页 [查看摘要][在线阅读][下载 396K]
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  • 基于相对不可逆度的四热源冷机热力学模型

    竟峰;张旭;

    基于热力学原理提出了相对不可逆度的概念用于描述系统内部的不可逆因素,在此基础上建立了四热源吸收式制冷系统内不可逆有限时间热力学模型,进行了具体的数值算例分析,并与传统的四热源吸收式制冷有限时间热力学模型进行了比较.

    2010年10期 v.38 1506-1510页 [查看摘要][在线阅读][下载 559K]
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  • 城市燃气负荷的混沌特性与预测

    周伟国;张中秀;姚健;

    采用混沌理论分析方法,对燃气负荷时间序列进行了相空间重构,通过计算关联维数和最大李亚普诺夫指数判定燃气负荷具有混沌的性质.在此基础上,分别采用基于混沌理论的加权一阶局域法、最大李亚普诺夫指数法和贝叶斯正则化神经网络模型对城市燃气日负荷进行了预测.实例预测结果表明,混沌时间序列分析方法可应用于燃气负荷预测研究,特别是结合了混沌理论、神经网络与贝叶斯正则化方法各自优点的神经网络模型取得了较好的预测效果.

    2010年10期 v.38 1511-1515页 [查看摘要][在线阅读][下载 199K]
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电子电气与控制工程

  • 基于能耗的变压器励磁涌流与故障电流识别判据

    牟龙华;罗维求;张鑫;

    变压器差动保护利用二次谐波制动原理或间断角制动原理来区分故障电流和励磁涌流,由于超高压系统故障电流中也含有较大的二次谐波,易导致变压器故障时保护动作延时,间断角制动原理则会因互感器饱和引起的涌流间断角消失而使保护误动.提出了一种基于能耗区别的方法识别励磁涌流和故障电流,克服了上述问题.同时采用高斯-牛顿最小二乘法拟合励磁涌流,克服了傅里叶算法受频率变化影响较大的缺陷.仿真结果验证了所提方法的可行性.

    2010年10期 v.38 1516-1520页 [查看摘要][在线阅读][下载 939K]
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  • 非接触传输系统的广义状态空间平均法分析

    孙跃;李砚玲;

    采用广义状态空间平均法(GSSA)基于频域分解的思想将系统非线性模型近似成线性连续模型,并依据该模型分析了非接触电能传输技术(CPT)系统的稳态和暂态过程.仿真结果表明,GSSA模型能较快地完成对CPT系统的稳态及暂态分析,且与Simulink创建的精确时域模型的仿真结果一致.在此基础上,给出了系统效率计算方法,分析了直流电感、负载参数对系统效率的影响.

    2010年10期 v.38 1521-1524+1539页 [查看摘要][在线阅读][下载 411K]
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  • 基于FPGA的动态轨道衡数据采集系统

    张文爱;姜敏;赵磊;

    提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)动态轨道衡数据采集系统.该系统以AD7703作为模数转换器件,并采用FPGA作为采样控制器,对8路传感器信号采样,采样值以异步串行方式通过RS232接口输出到上位机.整个系统逻辑的设计在QuartusⅡ9.0开发环境下完成.硬件测试结果表明,通过采用AD7703的自标定方式,有效解决了数据采集过程中出现的零点漂移、增益误差等问题.利用FPGA的并行处理能力,可以对8路信号并行采样,提高数据采集的速率,满足了轨道衡高精度、高速度的设计要求.

    2010年10期 v.38 1525-1528页 [查看摘要][在线阅读][下载 379K]
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  • 随机时滞系统的记忆状态反馈非脆弱H_∞控制

    陈贵词;沈轶;朱松;

    基于Lyapunov泛函方法,结合线性矩阵不等式(LMI),研究了一类随机时滞系统的非脆弱镇定和H∞控制问题.时滞不仅存在于系统的状态,而且存在于系统的控制输入.在2种不同的控制器增益扰动下,通过求解LMI,设计了随机时滞系统的记忆状态反馈非脆弱H∞控制器.最后,通过数值仿真说明了方法的有效性和结论的正确性.

    2010年10期 v.38 1529-1533页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K]
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  • 基于中枢模式发生器的机器人行走控制

    陈启军;王国星;刘成菊;

    基于中枢模式发生器(central pattern generator,CPG)的动物运动控制机理实现四足机器人AIBO的行走控制.利用Kimura振荡神经元构建CPG分布式控制网络,通过多目标遗传算法优化调整CPG网络中的参数,在AIBO上实现类似动物行走(walk)的行走模式.通过Webots仿真和实体实验,验证所设计的CPG控制网络和控制方法的可行性与有效性.

    2010年10期 v.38 1534-1539页 [查看摘要][在线阅读][下载 550K]
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计算机与信息工程

  • 基于属性委托模型中的自动委托撤销

    叶春晓;符云清;李响;

    基于属性的扩展委托模型中(ABDMA),受托者必须同时满足委托先决条件和委托属性表达式才能被委托权限或角色.为提高委托的安全性,方便撤销操作,对该模型进行了扩展.首先定义了用户委托撤销类型,委托者可由此自行撤销委托出去的角色.然后为了支持自动撤销,在模型中引入了自动撤销机制,提出了4种自动撤销类型:由委托有效时间区间、用户先决角色变化、用户属性表达式变化和委托角色属性表达式变化引起的自动委托撤销.接着讨论了自动撤消的系统开销和自动撤销引起的多步委托安全性问题.最后给出了自动撤销算法和系统实现框架.

    2010年10期 v.38 1540-1545页 [查看摘要][在线阅读][下载 936K]
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基础科学

  • 逼近精确罚函数法求解单阶段随机规划

    潘青飞;王效俐;

    提出了一种求解单阶段随机规划的算法——逼近精确罚函数法.首先,通过离散化随机变量的方法得到逼近原问题的确定非线性规划序列,然后,建立精确罚函数并构造无约束最优化问题.在一定的条件下,证明了确定非线性规划序列与无约束最优化问题的等价性,同时也证明了离散序化的解序列收敛到原规划的解.

    2010年10期 v.38 1546-1549页 [查看摘要][在线阅读][下载 159K]
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经济与管理科学

  • 券商集合理财产品定价问题研究

    梁进;孔亮亮;马俊美;

    基于Black-Scholes期权定价模型,用偏微分方程方法,研究其定价和性质.通过对冲技巧及It公式,在双因子模型下,建立了具提前转开条款的券商集合理财产品的定价模型,用差分方法得到了定价的数值解.通过固定封闭期模型与一般转开模型的比较,分析了转开条款带来的流动性价值.最后,利用理论结果,对实际产品——光大阳光集合理财产品进行实证分析,并讨论模型在定价中的作用及局限.

    2010年10期 v.38 1550-1555页 [查看摘要][在线阅读][下载 369K]
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  • 村镇能源系统的低成本要素定量化研究

    王婧;徐旭;张旭;

    以村镇资源当地化和能源的清洁可再生化为前提,通过将村镇能源系统的成本分解为经济成本和环境成本2部分,建立了村镇能源系统低成本要素定量化评价模型,其中环境成本以生命周期评价清单输出为数据基础.以15年为周期,将我国严寒地区、寒冷地区3个典型村镇的12个能源系统方案作为算例进行综合成本比较,从量化分析结果看,以化石燃料(煤炭、液化石油气)为主的能源系统经济成本较高、环境成本较高;以秸秆、柴薪为主的能源系统经济成本较低、环境成本较高;以秸秆气、沼气为主的能源系统经济成本和环境成本都较低,且人均综合成本小于5 000元,是未来农村能源系统规划的优选方案.

    2010年10期 v.38 1556-1560页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]
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