一、Al/H_2O_2作为无人水下航行器动力电池的研究（论文文献综述）
史小锋,党建军,梁跃,胡利民,路骏,乔宏[1]（2021）在《水下攻防武器能源动力技术发展现状及趋势》文中研究指明能源动力系统是水下攻防武器的心脏,其性能很大程度上影响了水下攻防武器的任务范围和作战效能。文中从分析水下攻防武器对能源动力技术的需求出发,以鱼雷和无人水下航行器为重点,梳理了水下攻防武器能源动力技术的发展现状,介绍了美国、俄罗斯、日本以及欧洲各国在能源动力技术方面的特点,从热动力能源、电动力能源、热机和电机4个方面探讨了水下攻防武器能源动力技术的发展趋势。总结得出,水下攻防作战逐渐显示出无人化和体系化的特点,要求水下攻防武器具备远航程、宽速域、大深度的能力,而能源动力技术则相应地围绕高能量密度能源、高功率密度动力2个主题持续发展。
陈鹏[2]（2021）在《Co/Fe-N-C催化剂的构筑及其在锌-空气电池中的应用》文中进行了进一步梳理锌-空气电池因具有极高的理论比能量密度(1218 Wh kg-1),被视为新一代能源存储设备并受到了广泛关注。同时,随着柔性可穿戴电子器件的兴起和对水下动力电池的迫切需求,高安全的锌-空气电池有望在上述应用领域实现弯道超车。本论文采用模板法制备了过渡金属和氮掺杂的碳基催化剂,通过淀粉接枝丙烯酰胺制备了碱性聚合物凝胶电解质,并实现了在不同条件下锌-空气电池中的应用。首先,我们利用低成本的氯化钠作为模板、三聚氰胺作为碳源和氮源,制备了具有碳纳米管和碳纳米片堆叠结构的催化剂（Co/Fe-N-C）。在Co和Fe的摩尔比为2:1时该催化剂具有最优的ORR和OER催化活性,其ΔE值仅为0.72 V。此外,Co/Fe-N-C催化剂在锌-空气电池的应用中展现出良好的功率密度和放电比容量,并能在恒流充放电测试中稳定工作180 h。其次,我们通过淀粉接枝丙烯酰胺制备了具有高电解液保持性能和离子导电性的双交联三维网络结构碱性聚合物凝胶电解质（S-PAM）,改善了电解质和电极之间的接触情况。基于该电解质组装的柔性锌-空气电池不但具有较高的工作电位和循环稳定性,而且表现出良好的耐弯折、锤击性能并保持稳定工作,证实了Co/Fe-N-C催化剂和S-PAM电解质在柔性锌-空气电池中应用的可行性。最后,我们设计并组装了具有大面积气体吸附层辅助的锌-空气电池。验证了大面积气体吸附层能够吸附水中的氧。实现大面积气体吸附层辅助的水下锌-空气电池在1 m A cm-2电流密度下稳定放电70 h,在恒流充放电的过程中充放电的极化电位仅为传统锌-空气电池的一半并表现出较好的稳定性。
代化,张斌,徐言哲[3]（2020）在《UUV动力电池发展现状与趋势》文中进行了进一步梳理无人水下航行器（UUV）动力电池是UUV技术发展的主要瓶颈之一。本文对UUV的动力电池进行分类,对现有UUV动力电池的优缺点、研究进展、存在问题以及解决方法进行综述。针对UUV对动力电池的中长期要求,对未来UUV动力电池发展趋势进行展望。
闫枫[4]（2020）在《深海装备用高能效电池舱结构设计及热特性研究》文中认为近年来,随着传统能源的逐渐枯竭,人类将目光瞄向资源更丰富的海洋。为了更好的探索海洋资源,需要借助水下观测仪器和设备。众所周知,海洋是一个高压低温的环境,这会严重降低仪器电池的放电效率,减少其工作时间。因此,本文设计一种为海洋观测仪器供电的高能效电池舱,通过加入保温材料在一定程度上提高了低温环境下电池放电效率,延长了观测仪器的工作时间。首先,本文根据海洋潜标系统观测仪器工作时间和所需要的工作功率等信息,按照压力容器设计准则设计出“黄金比例”圆筒形电池舱与“大浮力”球形电池舱两种电池舱为观测仪器供能,对两种电池舱进行强度计算和稳定性校核,确立电池舱结构和尺寸,并利用Solidworks软件建立三维模型,利用有限元软件对两种电池舱进行进一步有限元仿真分析,用数值模拟的方法进行应力分析与优化,确定最终方案。然后从研究锂电池放电时发生的电化学反应入手,研究热量传递的基本途径。以锂亚硫酰氯电池为研究对象,分析化学反应原理及锂电池从内向外热量的传递规律,从理论方面计算出锂电池放电所释放的热量;根据电池舱结构及观测仪器工作电压设计电池组,利用ANSYS Workbench模拟仿真软件对其模拟仿真,研究对流换热系数对电池组内部热量的影响。通过研究热量的传递方式与导热基础,得出电池舱在工作时热量传递途径。在此基础上,根据电池舱内部容量及电池组的结构尺寸设计出合适尺寸保温材料。建立完整高能效电池舱的三维模型,通过加入不同保温材料时电池舱放电的模拟研究,对比采用不同保温材料时电池舱内部温度,确定保温效果最好的材料。最后,对单节锂电池在使用保温材料放电的情况下进行实验,实验结果与模拟结果相同。将加工好的电池舱与电池组送到南海流花16-2海域布放潜标进行实时预警。电池舱能够完成规定的任务后将潜标回收,证明电池舱的保温效果满足任务要求。通过本文的研究,成功设计出一种深海装备用高能效电池舱,为以后海洋装备电池舱保温领域积累了一定的经验,也有助于更加详尽的探测未知的海洋世界。
金旭东,吕田,兰健[5]（2020）在《新型闭式铝粉燃烧斯特林机水下动力系统构型分析》文中进行了进一步梳理针对现有的动力电池、柴油-液氧型斯特林机等常规水下动力系统的能量密度多在300W·h/kg以内的问题,提出了一种以铝粉燃烧为基础的新型高能量密度斯特林水下动力系统方案。通过数值仿真方法,分别构建了铝水燃烧联合燃氢斯特林机水下动力系统以及铝水燃烧+氢氧燃烧联合液钠斯特林机水下动力系统,并与传统柴油-液氧斯特林机动力系统进行了能量密度以及燃料成本的比较。结果发现,铝水燃烧联合燃氢斯特林机水下动力系统的能量密度高达648Wh/L,为传统柴油-液氧斯特林机动力系统的2倍,燃料成本为传统柴油-液氧斯特林机动力系统的2倍;铝水燃烧+氢氧燃烧联合液钠斯特林机水下动力系统的能量密度为传统柴油-液氧斯特林机动力系统的1.7倍。可见,新型闭式铝粉燃烧斯特林水下动力系统有着良好的发展潜力,可为未来水下动力系统的设计提供理论参考。
荆有泽,刘志伟[6]（2019）在《UUV用动力电池现状及其发展趋势》文中指出无人水下航行器（UUV）以其高隐蔽性、自主性及高适应性等特点,在军事、科技、经济等方面均有广阔的应用前景。续航能力是决定UUV性能优劣的重要指标,而动力电池是决定其续航能力的关键。综述了UUV用动力电池的现状及发展趋势,对用户选型具有一定的参考价值。
高振宇[7]（2019）在《自主水下航行器的轨迹跟踪及编队控制》文中指出自主水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）整合了人工智能、传感器、新材料、新工艺、具有自主规划、自主航行能力、并可自主完成环境感知、目标探测等任务的小型海洋平台,在军事和民用领域具有广泛的应用。本课题以自主水下航行器为研究对象,基于指令滤波技术、动态辅助系统、固定时间稳定、径向基函数神经网络及自适应控制等理论,考虑时变扰动、模型参数不确定、输入饱和、速度不可测及距离及角度受限情况,分别对单AUV的轨迹跟踪、多AUVs的协同编队控制问题进行了系统研究。主要研究工作如下:（1）针对未知时变扰动下的AUV轨迹跟踪问题,考虑输入饱和的情况,利用辅助动态系统、扰动观测器、误差补偿系统和指令滤波技术,设计了轨迹跟踪控制律,指令滤波技术避免对中间虚拟控制函数的求导,使控制律计算简单,易于实现;同时,滤波器误差得到补偿,提高了跟踪精度;又考虑了执行器动态、模型参数不确定,利用扰动观测器实现对由模型参数不确定及时变扰动引起的复合扰动的精确估计,进一步,基于观测器、指令滤波技术及辅助动态系统,设计了轨迹跟踪控制律,保证了 AUV轨迹跟踪控制系统的全局固定时间稳定。（2）针对存在模型参数不确定的AUV编队控制问题,利用径向基函数神经网络、自适应技术,设计了编队控制律,利用自适应神经网络在线逼近AUV不确定动态,提高编队精度;进一步考虑了领航AUV速度不可测、时变扰动及Line-of-Sight（LOS）距离及角度受限的情况,利用状态观测器实现对不可测速度精确估计,且观测器收敛时间是有限的,结合指令滤波技术、误差补偿系统、ln型李雅普诺夫函数、径向基函数神经网络及自适应技术,设计了仅依赖领航AUV位置及航向测量值的编队控制律,指令滤波技术简化了设计过程,且滤波误差得到补偿,ln型李雅普诺夫函数保证了 LOS距离及角度满足约束。（3）针对AUV基于固定时间理论的编队控制问题,首先,考虑了模型参数不确定及时变扰动,利用扰动观测器,实现稳定时间内对扰动精确估计,结合指令滤波技术,设计了编队控制律,同样获得了全局固定时间稳定的编队效果;其次,考虑了速度不可测、模型参数不确定及时变扰动,利用状态观测器实现稳定时间对速度精确估计,结合指令滤波技术、误差补偿系统、径向基函数神经网路及自适应技术,设计了基于估计速度及测量位置信息的编队控制律,指令滤波技术简化了计算,滤波器误差由补偿系统得以补偿,利用神经网络技术对动态不确定进行在线估计,自适应技术估计扰动界值,实现了全局实际固定时间稳定的编队效果;最后,考虑了 AUV间连续性通信的弊端,利用事件触发机制,实现了 AUV间连续性通信与周期性通信的切换,为了避免Zeno现象,设计了编队控制律,实现了全局固定时间稳定的编队效果,且大大降低了通信负担及通信能耗。（4）利用Matlab/Simulink工具箱对上述设计的轨迹跟踪控制律及编队控制律分别进行了仿真验证。仿真结果表明,所设计的轨迹跟踪控制律可以有效解决存在时变扰动、模型参数不确定、输入饱和及考虑执行器动态下的轨迹跟踪问题,驱使AUV行驶到期望轨迹上;所设计的编队控制律能够有效解决存在时变扰动、模型参数不确定、LOS距离和角度受限及速度不可测的编队控制问题,实现多AUVs按照预设构型航行。
马双双[8]（2019）在《Ag包覆MnO2铝空气电池阴极制备及性能研究》文中提出铝空气电池作为一种新型绿色化学电源,其具有原料来源丰富、价格优廉、比能量高、使用寿命长等优点。空气电极中的催化剂的催化活性以及稳定性影响了铝空气电池的进一步应用。本论文以AgNO3作为前驱体,采用化学还原法制备出Ag包覆MnO2催化剂（线性和球形）并作为活性组分,优化催化剂负载量,考察了Ag和MnO2之间的相互作用。调控活性炭载体和预处理等方式,探究了催化剂制备工艺条件,制备了一系列的Ag基催化剂。通过XRD、SEM、XPS等表征手段,表明球形MnO2比线性α-MnO2沉积银颗粒的效果更好,实现了Ag颗粒对MnO2的包覆,50%Ag-MnO2确定为最佳包覆质量比;当前驱体AgNO3的浓度为:10 g/L时,催化氧还原反应过程中在0.6 V下的转移电子数为3.86,同时过氧化氢产率最低,为6.3%;另外,当溶液pH约10.4时,Ag的还原率最大,使得粉末增重最多。对Vulcan XC-72炭载体进行预处理以及调整配比,发现Ag/MnO2:C的质量比为1:1时,电极的内在电阻最小,并且预处理比未处理性能优化很多。由电化学性能测试计算得到该催化剂在催化氧还原反应过程的转移电子数约为3.8,基本上是按4电子反应途径进行催化氧还原反应的;防水透气层中PTFE含量为60%时,电极极化最小,电化学性能最佳;压片成型压力对电极性能也有很大的影响。压片压力为10MPa时,碳颗粒结合程度适宜,气体和液体的扩散性能较好。恒电流测试中,Ag/MnO2/C气体扩散电极的稳定电位比Pt/C气体扩散电极的稳定电位低20 mV左右,但是比传统的Ag/C气体扩散电极高140 mV左右。整个放电过程都比较稳定,没有出现非常明显的波动,稳定电压在1.45V左右。
边靖伟[9]（2019）在《四旋翼式水下航行器设计与关键技术研究》文中研究指明海洋是人类尚未充分探索和开发的宝库,也是保障我国可持续发展的重要战略目标。由于受人类身体所限,发展以无人水下航行器为代表的海洋工程设备已成为探索、开发和利用海洋的重要途径。随着建设和发展海洋的需求不断增加,海洋各种作业任务变得更加复杂多样,对无人水下航行器的要求日益提升。本文在分析现有无人水下航行器基础上,提出和设计了推进器呈X型布置的新型四旋翼式水下航行器,并以系统设计、数学建模、运动控制和编队控制为内容对该航行器的若干关键技术进行了较为系统性的分析和研究。相关理论成果通过仿真和水池实验加以验证。论文的主要研究内容如下:1)提出了四旋翼式水下航行器4个推进器呈X型的布置方式,并分析了在此布置下四旋翼式水下航行器的运动机理。四旋翼式水下航行器因推进器的X型的布置使其运动具有了前进、垂直、横滚和纵倾偏航4种独立的基本运动,从而使航行器具有较好的运动性能。2)针对四旋翼式水下航行器,根据模块化原则,分别对航行器的机械系统、中央控制系统、通讯系统和动力系统进行了分析和设计。对于机械系统,在不考虑推进器情况下,航行器整体外形基本采用流线型,且分为5个舱段;对于中央控制系统,选用数字信号处理器（DSP）、高级精简指令集处理器（ARM）和航姿参考系统（AHRS）共同协作保证航行器自主控制;对于通讯系统,分情况选用电磁波或声波无线通讯,并设计了以帧为单位的数据传输协议,较好保证了数据传输的准确性;对于动力系统,依据前进和垂直运动阻力预估结果对推进器和电池完成了相关选型。3)针对四旋翼式水下航行器,提出了应用粒子群参数寻优和支持向量机的黑箱建模方法。首先根据水下航行器模型通用形式,通过离散化处理得到黑箱模型的输入和输出,然后应用支持向量机构造出输入和输出之间的非线性映射关系,接着利用粒子群算法优化得到支持向量机的最佳参数组合,进而最终获得四旋翼式水下航行器黑箱模型。空间运动实验结果证明了该方法能有效预测水下航行器运动状态,所建模型与实际模型基本吻合,有助于航行器初设分析和设计。4)针对四旋翼式水下航行器,分析和建立了具有自身特征的数学模型具体形式。本文基于水下航行器模型通用形式,从四旋翼式水下航行器样机本体出发,分析航行器所受水动力和控制力,给出相应具体形式,从而建立了具有自身特征的航行器数学模型。根据水动力分析,四旋翼式水下航行器可近似分为（u,q,r）和（u,w,p）两个轻耦合子系统,这与航行器可独立实现前进和垂直（升潜）运动的性质相一致。5)针对四旋翼式水下航行器,提出了具有较强鲁棒性的滑模运动控制器。四旋翼式水下航行器是典型的耦合非线性系统,且具有模型和外部干扰的不确定性。为此,本文采用基于趋近律的滑模控制方法分别对航行器前进运动、垂直运动和空间运动设计了具有一定鲁棒性的控制器。在空间运动控制器设计中,以推进器产生的横滚和纵倾力矩最小为目标函数,利用拉格朗日优化法得到推进器推力的优化解。前进运动和垂直运动的仿真实验证明了航行器X型推进器布置方式的可行性。空间运动的仿真和水池实验表明本文所提出的滑模控制器有效应对了航行器的不确定性,能充分保证四旋翼式水下航行器的自主运动。6)针对四旋翼式水下航行器,结合领航者-跟随者策略、反步法和滑模控制,提出了在三维空间内具有较强鲁棒性且仅需传递位置信息的编队控制方法。水下声通讯速度较慢,因此在设计编队控制时,尽可能减少航行器之间的信息传输量是有所必要的。本文所提出的编队控制由全局领航者控制器和跟随者控制器组成。对于全局领航者控制器,基于反步和滑模方法设计了三维空间内具有一定鲁棒性的轨迹跟踪控制律。对于跟随者控制器,引入一条只与领航者实际位置和跟随者期望相对位置有关的虚拟轨迹,并令该虚拟轨迹收敛于跟随者的期望轨迹,然后为跟随者设计控制律使其收敛于虚拟轨迹,从而最终使跟随者航行器抵达期望相对位置。在全局领航者控制器和跟随者控制器共同作用下,所有航行器沿期望编队形态运动。由6个四旋翼式水下航行器组成的三棱柱编队仿真实验证明了该方法的正确性和有效性。
刘明远[10]（2019）在《基于铝水反应的混合动力系统流场仿真与性能分析》文中研究表明随着目前海上形势的不断变化,世界各国对海战武器的性能要求与日俱增。鱼雷作为常规的海战武器,急需提升其动力装置的能量特性来满足当今的作战需要。铝粉燃料能量密度大、易于制备、燃烧产物绿色环保,用于水下推进技术,能够显着提升现有动力装置的能量特性。本文对基于铝水反应的水冲压发动机和涡轮发动机的混合动力系统进行研究,首先进行燃烧室内铝水反应初步优化和设计工况下涡轮机性能计算,然后对不同工况下的涡轮机气动性能进行分析,最后进行整体三维仿真模拟,研究系统内部的铝水燃烧特性以及两相流燃气运动规律。对铝水反应的温度特性进行热力学计算,确定了满足涡轮机工作条件的进口燃气温度下的铝水质量比。运用数值模拟的方法研究了不同进水距离下的燃烧室内热流场分布规律,得到了最优的进水位置。根据计算得到的两相燃气热力学参量对涡轮机进行一维热力学计算,初步得到涡轮机的性能特性。对涡轮机在设计工况下进行数值模拟,分析了两相流燃气在涡轮机内部的流动规律和能量损失,计算结果与理论计算吻合较好。通过数值模拟的方法对涡轮机在不同进口总压、不同出口背压的条件下进行计算,结果表明,涡轮机总压损失和功率随着膨胀比的增加而增大,效率则先升后降,在设计工况下达到最大值。最后对整体动力系统进行三维数值仿真,结果表明铝粉颗粒的反应速率与反应物浓度和湍流强度有关,相比燃气相,颗粒相存在着明显的温度滞后和速度滞后,两相流燃气进入涡轮机后在叶片流道内会产生激波并形成流动分离,造成了较大的总压损失。本文使用了数值方法对基于铝水反应的混合动力系统进行了研究,得到了系统内部的两相燃烧流动规律和性能变化,能够为相关的实验研究进行理论指导。
二、Al/H_2O_2作为无人水下航行器动力电池的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Al/H_2O_2作为无人水下航行器动力电池的研究（论文提纲范文）
（1）水下攻防武器能源动力技术发展现状及趋势（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 水下攻防武器能源动力技术发展现状 |
| 1.1 鱼雷能源动力技术 |
| 1.1.1 美国 |
| 1) OTTO-II单组元燃料活塞机动力系统 |
| 2) OTTO-II单组元燃料涡轮机动力系统 |
| 3) Li/SF6能源闭式循环动力系统 |
| 1.1.2 俄罗斯 |
| 1) H2O2+煤油+海水三组元燃料涡轮机动力系统 |
| 2) OTTO-II单组元燃料活塞机动力系统 |
| 3) OTTO-II+HAP+海水三组元燃料涡轮机动力系统 |
| 4)半闭式与闭式循环动力系统 |
| 5)金属燃料水反应发动机动力系统 |
| 6)涡轮喷水发动机动力系统 |
| 7)核动力系统 |
| 1.1.3 欧洲 |
| 1) Al/Ag O电池+无刷直流电机动力系统 |
| 2) OTTO-II+HAP+海水三组元燃料涡轮机动力系统 |
| 3) H2O2+煤油双组元燃料活塞机动力系统 |
| 1.1.4 日本 |
| 1.2 UUV能源动力技术 |
| 1.2.1 美国 |
| 1)锂离子电池 |
| 2)燃料电池 |
| 1.2.2 德国 |
| 1.2.3 法国 |
| 1.2.4 日本 |
| 2 水下攻防武器能源动力技术发展趋势 |
| 2.1 高能量密度新能源技术 |
| 2.1.1 热动力能源技术 |
| 1)鱼雷 |
| 2) UUV |
| 2.1.2 电动力能源技术 |
| 1)鱼雷 |
| 2) UUV |
| 2.1.3 混合能源技术 |
| 1)热-电混合能源 |
| 2)电-电混合能源 |
| 2.2 高功率密度新动力技术 |
| 2.2.1 热机技术 |
| 1)鱼雷 |
| 2) UUV |
| 2.2.2 电机技术 |
| 1)鱼雷 |
| 2) UUV |
| 3 结束语 |
（2）Co/Fe-N-C催化剂的构筑及其在锌-空气电池中的应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 锌-空气电池 |
| 1.2.1 锌-空气电池简介 |
| 1.2.2 锌-空气电池的结构和工作原理 |
| 1.2.3 锌-空气电池的气体吸附层和锌负极 |
| 1.3 锌-空气电池催化剂研究进展 |
| 1.3.1 贵金属 |
| 1.3.2 过渡金属基材料 |
| 1.3.3 碳纳米材料 |
| 1.4 锌-空气电池电解质研究进展 |
| 1.4.1 水系碱性电解质 |
| 1.4.2 准固态电解质 |
| 1.4.3 离子液体 |
| 1.5 本课题的研究目的及主要内容 |
| 第二章 Co/Fe-N-C催化剂的构筑及其性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验设备及试剂 |
| 2.2.1 本章主要实验试剂 |
| 2.2.2 本章主要实验设备 |
| 2.3 实验过程 |
| 2.3.1 催化剂材料的制备 |
| 2.3.2 催化剂的电化学性能测试方法 |
| 2.3.3 电池正极制备及电池组装 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 材料表征结果 |
| 2.4.2 Co/Fe-N-C催化剂的电化学性能 |
| 2.4.3 锌-空气电池性能 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于S-PAM电解质和Co/Fe-N-C催化剂的柔性锌-空气电池研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验设备及试剂 |
| 3.2.1 本章主要实验试剂 |
| 3.2.2 本章主要实验设备 |
| 3.3 实验过程 |
| 3.3.1 柔性锌-空气电池正极的制备 |
| 3.3.2 柔性电解质的制备 |
| 3.3.3 柔性电解质性能测试方法 |
| 3.3.4 柔性锌-空气电池的组装和测试 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 柔性电解质物理表征 |
| 3.4.2 柔性电解质性能表征 |
| 3.4.3 柔性锌-空气电池性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于大面积气体吸附层和Co/Fe-N-C催化剂的水下锌-空气电池研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验设备及试剂 |
| 4.2.1 本章主要实验试剂 |
| 4.2.2 本章主要实验设备 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 气体吸附层的制备和性能测试 |
| 4.3.2 水下锌-空气电池的组装 |
| 4.3.3 水下锌-空气电池测试 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 水下锌-空气电池从水下获取氧的证明 |
| 4.4.2 不同气体吸附层对水下锌-空气电池的影响 |
| 4.4.3 水下锌-空气电池性能测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（4）深海装备用高能效电池舱结构设计及热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外潜标技术的发展 |
| 1.3.2 国内潜标技术的发展 |
| 1.3.3 国外海洋装备电池供电技术发展现状 |
| 1.3.4 国内海洋装备电池供电技术发展现状 |
| 1.4 选题来源及研究内容 |
| 2 高能效电池舱结构设计 |
| 2.1 圆筒形高能效电池舱设计 |
| 2.1.1 圆筒形电池舱舱体强度设计理论 |
| 2.1.2 圆筒形电池舱舱体选材与设计校核 |
| 2.1.3 外压容器的稳定性 |
| 2.1.4 圆筒形电池舱稳定性校核 |
| 2.1.5 圆筒形电池舱端盖材料选择及计算 |
| 2.1.6 密封圈选择及密封槽设计 |
| 2.2 球形高能效电池舱设计 |
| 2.2.1 球形电池舱强度设计理论 |
| 2.2.2 球形电池舱选材与设计校核 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 高能效电池舱有限元分析 |
| 3.1 高能效电池舱有限元计算方法 |
| 3.2 圆筒形电池舱有限元分析 |
| 3.2.1 圆筒形电池舱筒体受力分析 |
| 3.2.2 圆筒形电池舱筒体稳定性分析 |
| 3.2.3 电池舱端盖分析 |
| 3.2.4 O型圈密封分析 |
| 3.3 球形电池舱有限元分析 |
| 3.3.1 球形电池舱受力分析 |
| 3.3.2 球形电池舱稳定性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 高能效电池舱锂电池热传递研究 |
| 4.1 深海观测仪器介绍 |
| 4.1.1 300KADCP简介 |
| 4.1.2 300KADCP设置 |
| 4.2 锂电池分类与特点 |
| 4.2.1 锂电池分类 |
| 4.2.2 锂电池特点 |
| 4.3 锂电池热量传递方式 |
| 4.3.1 热传导 |
| 4.3.2 热对流 |
| 4.3.3 热辐射 |
| 4.4 锂电池热传递特性研究 |
| 4.4.1 锂电池工作原理 |
| 4.4.2 锂电池电化学反应传热研究 |
| 4.5 单节锂电池热传递有限元分析 |
| 4.6 锂电池组热传递有限元分析 |
| 4.6.1 电池组内部热过程研究 |
| 4.6.2 电池组建模分析 |
| 4.6.3 有限元分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 高能效电池舱保温材料效果研究 |
| 5.1 电池舱导热理论基础 |
| 5.1.1 傅里叶定律 |
| 5.1.2 导热微分方程式 |
| 5.1.3 导热的单值性条件 |
| 5.2 电池舱导热模型 |
| 5.2.1 电池舱热量传递过程 |
| 5.2.2 电池舱物理模型建立 |
| 5.3 保温材料 |
| 5.3.1 聚氨酯材料 |
| 5.3.2 气凝胶复合材料 |
| 5.3.3 复合硅酸铝保温材料 |
| 5.4 电池舱热传递模拟 |
| 5.4.1 模拟过程设置 |
| 5.4.2 模拟结果分析 |
| 5.4.3 电池舱内热源模拟分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 高能效电池舱实验研究 |
| 6.1 单节锂电池保温材料实验研究 |
| 6.1.1 实验装置 |
| 6.1.2 锂电池在25℃、4℃放电实验步骤 |
| 6.1.3 实验结果分析 |
| 6.1.4 锂电池保温材料实验步骤 |
| 6.1.5 实验结果分析 |
| 6.2 锂电池组加工 |
| 6.3 电池舱加工 |
| 6.4 出海放置潜标系统 |
| 6.4.1 内孤立波特点 |
| 6.4.2 潜标布放位置 |
| 6.4.3 潜标布放 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文、专利目录 |
（5）新型闭式铝粉燃烧斯特林机水下动力系统构型分析（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 模型介绍 |
| 1.1 设备效率 |
| 1.2 设备尺寸 |
| 2 系统介绍 |
| 2.1 传统柴油-液氧型斯特林机动力系统 |
| 2.2 铝水燃烧联合燃氢斯特林机水下动力系统 |
| 2.3 铝水燃烧+氢氧燃烧联合液钠斯特林机水下动力系统 |
| 3 系统能量密度与性价比分析 |
| 3.1 传统柴油-液氧型斯特林机动力系统 |
| 3.2 铝水燃烧联合燃氢斯特林机水下动力系统 |
| 3.3 铝水燃烧+氢氧燃烧联合液钠斯特林机水下动力系统 |
| 3.4 3种系统燃料成本预估 |
| 4 结论 |
（6）UUV用动力电池现状及其发展趋势（论文提纲范文）
| 1 UUV动力电池现状 |
| 1.1 传统电池 |
| 1.2 锂电池 |
| 1.3 燃料电池和半燃料电池 |
| 2 UUV动力电源的发展趋势 |
| 2.1 未来UUV对动力电源的需求趋势 |
| 2.2 锂电池 |
| 2.3 燃料电池和半燃料电池 |
| 3 其他UUV动力源展望 |
| 4 结束语 |
（7）自主水下航行器的轨迹跟踪及编队控制（论文提纲范文）
| 创新点摘要 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 轨迹跟踪控制研究现状 |
| 1.2.2 AUV协同编队研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究工作及内容安排 |
| 1.4 基础知识 |
| 1.4.1 AUV运动数学模型 |
| 1.4.2 预备知识 |
| 2 未知时变扰动下的AUV轨迹跟踪控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 输入饱和及时变扰动下的AUV轨迹跟踪控制 |
| 2.2.1 问题描述 |
| 2.2.2 扰动观测器设计及稳定性分析 |
| 2.2.3 轨迹跟踪控制律设计及稳定性分析 |
| 2.2.4 仿真验证 |
| 2.3 考虑执行器动态,模型不确定及时变扰动的AUV轨迹跟踪控制 |
| 2.3.1 问题描述 |
| 2.3.2 扰动观测器设计及稳定性分析 |
| 2.3.3 轨迹跟踪控制律设计及稳定性分析 |
| 2.3.4 仿真验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 具有模型不确定的AUV编队控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 具有模型不确定的AUV编队控制 |
| 3.2.1 问题描述 |
| 3.2.2 编队控制律设计及稳定性分析 |
| 3.2.3 仿真验证 |
| 3.3 速度不可测,LOS约束下具有模型不确定的AUV编队控制 |
| 3.3.1 问题描述 |
| 3.3.2 速度观测器设计及稳定性分析 |
| 3.3.3 编队控制律设计及稳定性分析 |
| 3.3.4 仿真验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 具有模型不确定及时变扰动的AUV固定时间编队控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 具有模型不确定及扰动的AUV固定时间编队控制 |
| 4.2.1 问题描述 |
| 4.2.2 扰动观测器设计及稳定性分析 |
| 4.2.3 编队控制律设计及稳定性分析 |
| 4.2.4 仿真验证 |
| 4.3 有/无速度测量下具有模型不确定及扰动的AUV固定时间编队控制 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 基于可测速度及位置的编队控制律设计及稳定性分析 |
| 4.3.3 速度观测器设计及稳定性分析 |
| 4.3.4 基于速度观测器的控制律设计及稳定性分析 |
| 4.3.5 仿真验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于事件触发间歇通信的AUV固定时间编队控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.3 触发事件设计 |
| 5.4 编队控制律设计及稳定性分析 |
| 5.5 仿真验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（8）Ag包覆MnO2铝空气电池阴极制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铝空气电池研究进展 |
| 1.2 空气阴极 |
| 1.3 铝空气电池催化剂 |
| 1.3.1 贵金属催化剂 |
| 1.3.2 非贵金属催化剂 |
| 1.4 论文研究的内容及意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究目的及意义 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验所用原材料及试剂、设备以及分析仪器 |
| 2.1.1 实验原材料及试剂 |
| 2.1.2 实验设备及仪器 |
| 2.2 二氧化锰催化剂的制备 |
| 2.2.1 MnO_2纳米粒子的制备 |
| 2.2.2 α-MnO_2纳米线的制备 |
| 2.2.3 Ag包覆MnO_2复合催化剂的制备 |
| 2.2.4 催化层的制备 |
| 2.2.5 防水透气层的制备 |
| 2.2.6 空气电极的制备 |
| 2.2.7 电池的组装 |
| 2.3 催化剂物性表征 |
| 2.3.1 X射线衍射测试(XRD) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.3 透射电子显微镜 |
| 2.3.4 X射线光电子能谱仪(XPS) |
| 2.4 催化剂电化学性能测试 |
| 2.4.1 工作电极的制备 |
| 2.4.2 循环伏安测试(CV) |
| 2.4.3 线性极化曲线测试(LSV) |
| 2.4.4 交流阻抗测试(EIS) |
| 2.4.5 铝空气电池恒流放电测试 |
| 第三章 Ag/MnO_2催化剂电化学性能研究 |
| 3.1 线性MnO_2负载Ag颗粒复合催化剂的表征 |
| 3.2 球型MnO_2负载Ag颗粒复合催化剂的表征 |
| 3.3 球状MnO_2/Ag复合催化剂与线状MnO_2/Ag催化剂性能比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 制备工艺参数对Ag包覆Mn O_2催化剂的性能影响 |
| 4.1 硝酸银浓度的影响 |
| 4.2 溶液pH值对化学镀银的影响 |
| 4.3 还原剂的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 Ag/MnO_2/C复合催化剂及其电化学性能研究 |
| 5.1 碳载体酸化的影响 |
| 5.1.1 物性表征 |
| 5.2 载体炭质量的影响 |
| 5.2.1 电化学性能研究 |
| 5.3 物性表征 |
| 5.4 MnO_2与Ag粒子间协同作用分析 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 Ag/MnO_2/C复合催化剂在铝空气电池中的应用 |
| 6.1 空气电极的制备及其表征 |
| 6.1.1 防水透气层中PTFE含量对空气电极电化学性能的影响 |
| 6.1.2 成型压力的影响 |
| 6.2 空气电极的性能评价 |
| 6.2.1 恒电流测试 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 附录 B 攻读硕士学位期间获奖情况 |
（9）四旋翼式水下航行器设计与关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 无人水下航行器研究现状 |
| 1.2.1 国外无人水下航行器研究现状 |
| 1.2.2 我国无人水下航行器研究现状 |
| 1.2.3 小结 |
| 1.3 无人水下航行器关键技术研究概述 |
| 1.3.1 无人水下航行器模型研究 |
| 1.3.2 无人水下航行器运动控制研究 |
| 1.3.3 无人水下航行器编队控制研究 |
| 1.4 研究内容与创新点 |
| 1.5 本文章节结构 |
| 2 四旋翼式水下航行器系统设计方案研究 |
| 2.1 X型推进器布置 |
| 2.2 运动机理分析 |
| 2.2.1 前进运动 |
| 2.2.2 垂直运动 |
| 2.2.3 横滚运动 |
| 2.2.4 纵倾偏航运动 |
| 2.3 四旋翼式水下航行器系统设计 |
| 2.3.1 机械系统 |
| 2.3.2 中央控制系统 |
| 2.3.3 通讯系统 |
| 2.3.4 动力系统 |
| 2.3.5 小结 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 四旋翼式水下航行器黑箱建模研究 |
| 3.1 水下航行器通用模型 |
| 3.2 基于支持向量机和粒子群优化算法的黑箱建模方法 |
| 3.2.1 支持向量机 |
| 3.2.2 粒子群寻优 |
| 3.2.3 小结 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 四旋翼式水下航行器机理建模研究 |
| 4.1 水动力分析 |
| 4.2 控制力分析 |
| 4.3 四旋翼式水下航行器的数学模型 |
| 4.4 模型性质 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 四旋翼式水下航行器运动控制研究 |
| 5.1 滑模控制原理 |
| 5.2 四旋翼式水下航行器运动控制器 |
| 5.2.1 控制器设计思路 |
| 5.2.2 前进运动控制器 |
| 5.2.3 垂直运动控制器 |
| 5.2.4 空间运动控制器 |
| 5.3 数值仿真结果及分析 |
| 5.3.1 前进运动 |
| 5.3.2 垂直运动 |
| 5.3.3 空间运动 |
| 5.4 水池实验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 四旋翼式水下航行器编队控制研究 |
| 6.1 预备知识 |
| 6.1.1 领航者-跟随者策略 |
| 6.1.2 反步法 |
| 6.1.3 问题描述 |
| 6.2 全局领航者控制器设计 |
| 6.3 跟随者控制器设计 |
| 6.4 数值仿真及结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 问题及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间科研成果(含录用) |
| 攻读博士期间参与的重大科研项目 |
（10）基于铝水反应的混合动力系统流场仿真与性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 相关领域研究现状 |
| 1.2.1 热动力鱼雷燃料研究概况 |
| 1.2.2 铝粉颗粒燃烧过程研究进展 |
| 1.2.3 叶轮机械气固两相流研究进展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 动力系统数值计算方法 |
| 2.1 基本控制方程 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.3 颗粒运动模型 |
| 2.4 液滴蒸发模型 |
| 2.5 铝水反应模型 |
| 2.6 滑移网格理论 |
| 2.7 数值计算模型验证与分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 铝水反应热力计算与数值模拟 |
| 3.1 铝水反应热力学计算 |
| 3.1.1 计算假定化学式 |
| 3.1.2 平衡组分计算与绝热燃烧温度的确定 |
| 3.1.3 不同水燃比下的燃烧室温度分布 |
| 3.2 燃烧室几何构型与计算边界条件 |
| 3.3 燃烧室内二次进水位置优化设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 涡轮机气动特性研究 |
| 4.1 涡轮机一维气动热力计算 |
| 4.2 涡轮机设计工况下数值仿真分析 |
| 4.3 不同总压下的涡轮机气动特性 |
| 4.4 不同背压下的涡轮机气动特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 三维整体混合动力系统数值仿真 |
| 5.1 计算前处理 |
| 5.1.1 几何模型 |
| 5.1.2 边界条件与计算假设 |
| 5.1.3 网格无关性验证 |
| 5.2 燃烧室计算结果分析 |
| 5.2.1 燃烧室内流场计算结果 |
| 5.2.2 雾化水滴蒸发特性分析 |
| 5.2.3 铝粉颗粒燃烧特性分析 |
| 5.3 喷管组内流场特性分析 |
| 5.4 涡轮转子域流动特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、Al/H_2O_2作为无人水下航行器动力电池的研究（论文参考文献）
- [1]水下攻防武器能源动力技术发展现状及趋势[J]. 史小锋,党建军,梁跃,胡利民,路骏,乔宏. 水下无人系统学报, 2021(06)
- [2]Co/Fe-N-C催化剂的构筑及其在锌-空气电池中的应用[D]. 陈鹏. 合肥工业大学, 2021(02)
- [3]UUV动力电池发展现状与趋势[J]. 代化,张斌,徐言哲. 舰船科学技术, 2020(23)
- [4]深海装备用高能效电池舱结构设计及热特性研究[D]. 闫枫. 青岛科技大学, 2020(01)
- [5]新型闭式铝粉燃烧斯特林机水下动力系统构型分析[J]. 金旭东,吕田,兰健. 水下无人系统学报, 2020(02)
- [6]UUV用动力电池现状及其发展趋势[J]. 荆有泽,刘志伟. 电源技术, 2019(06)
- [7]自主水下航行器的轨迹跟踪及编队控制[D]. 高振宇. 大连海事大学, 2019(06)
- [8]Ag包覆MnO2铝空气电池阴极制备及性能研究[D]. 马双双. 昆明理工大学, 2019(04)
- [9]四旋翼式水下航行器设计与关键技术研究[D]. 边靖伟. 浙江大学, 2019(08)
- [10]基于铝水反应的混合动力系统流场仿真与性能分析[D]. 刘明远. 哈尔滨工程大学, 2019(03)