PFI-RP: Materials and System Design for Thermal management in Asphalt Pavements Using Solar-Geothermal Energy
PFI-RP:利用太阳能-地热能进行沥青路面热管理的材料和系统设计
基本信息
- 批准号:1941244
- 负责人:
- 金额:$ 55万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-06-01 至 2024-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this Partnerships for Innovation - Research Partnerships (PFI-RP) project is to advance a new cost-effective, safe, and sustainable technology to reduce the surface temperature variation for enhancing the safety, lifespan, and service quality of pavements. Asphalt pavements are damaged or degraded by strong summer sunlight or winter snow plows and salts/sands. The proposed architecture is such that in summer, heat is harvested and stored in geothermal wells to prevent road softening and rutting; in winter, the heat is pumped to the surface for ice/snow removal and low-temperature crack mitigation. This technology can be used in driveways, parking lots, highway ramps, and other surfaces, and in the longer term can be extended to other infrastructure surfaces, including building envelopes, airports, and bridges. This convergent approach to critical needs in civil infrastructure will also be extended into coursework for hybrid teaching, and the student recruitment and outreach program will promote STEM participation and entrepreneurial leadership from women and under-represented groups. The proposed project uses a heat exchange system to connect a pavement with a geothermal heat well to regulate the pavement surface temperature by the vast thermal mass of the earth. It integrates experimental mechanics, materials engineering, civil engineering, and fluid system design to evaluate: 1) seasonal heat storage and utilization through thermal management with bi-directional geothermal energy utilization; 2) the lifespan extension of pavement overlays because of the favorable temperature ranges; 3) material design and optimization for life-cycle performance improvement. The energy and mass transfer through the system with time will be simulated by the Green’s function technique and validated by experimentally.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
创新研究伙伴关系(PFI-RP)项目的更广泛的影响和商业潜力是推动一种新的具有成本效益、安全和可持续的技术,以减少路面温度的变化,从而提高路面的安全性、使用寿命和服务质量。夏季强烈的阳光或冬季的雪犁和盐/沙会损坏或退化沥青路面。拟议的建筑是这样的,在夏天,热量被收集并储存在地热井中,以防止道路软化和车辙;在冬季,热量被泵送到地面,用于清除冰雪和低温裂缝。这项技术可以用于车道、停车场、高速公路坡道和其他表面,从长远来看,还可以扩展到其他基础设施表面,包括建筑围护结构、机场和桥梁。这种针对民用基础设施关键需求的融合方法也将扩展到混合教学的课程作业中,学生招聘和外展计划将促进妇女和代表性不足群体的STEM参与和创业领导力。拟议的项目使用热交换系统将路面与地热井连接起来,通过地球的巨大热质量来调节路面表面温度。它将实验力学、材料工程、土木工程和流体系统设计结合起来,评估:1)通过双向地热能源利用的热管理进行季节性储热利用;2)适宜温度范围对铺装层寿命的延长;3)材料设计和优化,以提高全生命周期性能。利用格林函数技术模拟了系统中能量和质量随时间的传递,并通过实验进行了验证。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The Green’s Function-Based Thermal Analysis of a Spherical Geothermal Tank in a Semi-Infinite Domain
半无限域中球形地热罐基于格林函数的热分析
- DOI:10.1115/1.4054568
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wang, Tengxiang;Wu, Chunlin;Zhang, Liangliang;Yin, Huiming
- 通讯作者:Yin, Huiming
Three-dimensional elastic analysis of a bi-material system with a single domain boundary element method
- DOI:10.1016/j.enganabound.2022.09.037
- 发表时间:2023-01
- 期刊:
- 影响因子:3.3
- 作者:Chunling Wu;Liangliang Zhang;Junhe Cui;H. Yin
- 通讯作者:Chunling Wu;Liangliang Zhang;Junhe Cui;H. Yin
Thermoelastic fields for a heat exchanger of arbitrary shape in a bi-material infinite plane
- DOI:10.1016/j.ijsolstr.2023.112167
- 发表时间:2023-02
- 期刊:
- 影响因子:3.6
- 作者:Chunling Wu;H. Yin
- 通讯作者:Chunling Wu;H. Yin
Morphological, Thermal, and Mechanical Properties of Asphalt Binders Modified by Graphene and Carbon Nanotube
- DOI:10.1061/(asce)mt.1943-5533.0004183
- 发表时间:2022-05-01
- 期刊:
- 影响因子:3.2
- 作者:Yu, Xiaokong;Zadshir, Mehdi;Yin, Huiming
- 通讯作者:Yin, Huiming
Design and experiments of a thermoelectric-powered wireless sensor network platform for smart building envelope
- DOI:10.1016/j.apenergy.2021.117791
- 发表时间:2022-01
- 期刊:
- 影响因子:11.2
- 作者:Qiliang Lin;Yi-Chung Chen;Fangliang Chen;T. DeGanyar;Huiming Yin
- 通讯作者:Qiliang Lin;Yi-Chung Chen;Fangliang Chen;T. DeGanyar;Huiming Yin
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Huiming Yin其他文献
Fundamentals of BIPVT design and integration
BIPVT 设计和集成的基础知识
- DOI:
- 发表时间:
2022 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Huiming Yin;Mehdi Zadshir;F. Pao - 通讯作者:
F. Pao
BIPVT applications in farms
BIPVT 在农场的应用
- DOI:
- 发表时间:
2022 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Huiming Yin;Mehdi Zadshir;F. Pao - 通讯作者:
F. Pao
Revealing the AC electromechanically coupled effects and stable sensitivity on the dielectric loss in CNT-based nanocomposite sensors
揭示基于 CNT 的纳米复合材料传感器中介电损耗的交流机电耦合效应和稳定的灵敏度
- DOI:
10.1016/j.matdes.2022.110557 - 发表时间:
2022-03 - 期刊:
- 影响因子:8.4
- 作者:
Xiaodong Xia;Shijun Zhao;Huiming Yin;George J. Weng - 通讯作者:
George J. Weng
PtRu alloy nanoparticles supported on nanoporous gold as an efficient anode catalyst for direct methanol fuel cell
纳米多孔金负载的 PtRu 合金纳米粒子作为直接甲醇燃料电池的高效阳极催化剂
- DOI:
10.1016/j.electacta.2018.10.048 - 发表时间:
2019-01 - 期刊:
- 影响因子:6.6
- 作者:
Miaomiao Tian;Shuai Shi;Yongli Shen;Huiming Yin - 通讯作者:
Huiming Yin
Elastodynamic analysis of aligned particulate composites with the inclusion-based boundary element method (iBEM)
基于夹杂的边界元法(iBEM)对齐颗粒复合材料的弹性动力学分析
- DOI:
10.1016/j.enganabound.2025.106265 - 发表时间:
2025-08-01 - 期刊:
- 影响因子:4.100
- 作者:
Chunlin Wu;Linfei Zhang;Jinming Zhang;Huiming Yin - 通讯作者:
Huiming Yin
Huiming Yin的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Huiming Yin', 18)}}的其他基金
I-Corps: Novel Material System and Design for Thermal Management of Asphalt Pavements
I-Corps:沥青路面热管理的新型材料系统和设计
- 批准号:
1935773 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
Virtual Experiments and Design of Particulate Composites with the Inclusion-based Boundary Element Method (iBEM)
使用基于夹杂物的边界元法 (iBEM) 进行颗粒复合材料的虚拟实验和设计
- 批准号:
1762891 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
Phase II IUCRC Columbia University: Center for Energy Harvesting Materials and Systems (CEHMS)
第二阶段 IUCRC 哥伦比亚大学:能量收集材料和系统中心 (CEHMS)
- 批准号:
1738802 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Continuing Grant
Chain-Structured Strain and Fracture Sensor for Bridge Structural Health Monitoring
用于桥梁结构健康监测的链结构应变和断裂传感器
- 批准号:
1301288 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
SusChEM/Collaborative Research: Fundamental Understanding of Foaming Process towards a New Warm Mix Asphalt Technology
SusChEM/合作研究:对新型温拌沥青技术发泡过程的基本了解
- 批准号:
1301160 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: Energy in Sustainable Infrastructure - Multi-scale/physical Approach to a Novel Hybrid Solar Roofing Panel
职业:可持续基础设施中的能源 - 新型混合太阳能屋顶板的多尺度/物理方法
- 批准号:
0954717 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
LncRNA RP11介导肿瘤细胞与肺驻留型巨
噬细胞互作抑制乳腺癌肺转移的机制研
究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于患者来源类器官模型探究基因编辑技术对PRPF6突变RP疾病的作用
- 批准号:2025JJ90259
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
银杏双黄酮通过靶向鞘脂代谢异常的SPHK1+基质相关CAFs亚群以抑制S1P-S1RP3信号轴从而增敏第三代EGFR-TKIs的机制研究
- 批准号:QN25H290015
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
鼻咽解毒胶囊对鼻咽癌细胞生物学行为及IGFBP-rP1 mRNA表达的影响研究
- 批准号:2025JJ80955
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
m6A去甲基化酶FTO通过lncRNA RP5-991G20.1调控上皮性卵巢癌化疗耐药性的机制
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
USH2A基因突变位点c.8559-2A>G的功能学及其在 RP/USH II视网膜变性疾病的致病机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:15.0 万元
- 项目类别:省市级项目
二甲双胍经TSPO介导的代谢重塑调控RP小胶质细胞稳态恢复的作用
机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
ISG15下调lncRNA RP11-5407.3介导细胞自噬促进子宫内膜癌进展的
作用及机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
RP相二维铅卤钙钛矿结构精细设计及其高稳定发光二极管基础研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0 万元
- 项目类别:面上项目
肿瘤细胞经LncRNA-RP1/ATF4/CBS/CTH轴增加神经细胞半胱氨酸释放促进胰腺癌神经浸润的机制及治疗策略研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
相似海外基金
PFI-RP: Crop Seed Shaped Pellets for Planting Multi-Species Conservation Habitats with Standard Planting Equipment
PFI-RP:作物种子形状颗粒,用于使用标准种植设备种植多物种保护栖息地
- 批准号:
2345771 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
pre-insolvencyを含む「法的企業再建スキーム」の構築に向けて-英・RP手続を範として
以英国 RP 程序为模型,建立包括破产前在内的“合法企业重组计划”
- 批准号:
24K04656 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
PFI-RP: Preventing Intimate Partner Violence Using Digital Technology: A Transdisciplinary Approach
PFI-RP:利用数字技术预防亲密伴侣暴力:跨学科方法
- 批准号:
2329797 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Continuing Grant
PFI-RP: Resilient and Energy-Efficient Memory Chips for Enhanced Mobile AI and Personalized Machine Learning
PFI-RP:用于增强移动人工智能和个性化机器学习的弹性和节能内存芯片
- 批准号:
2345655 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-RP: Novel Sensors for Efficient and Scalable Production of Indoor Crops
PFI-RP:用于高效、可规模化生产室内作物的新型传感器
- 批准号:
2329885 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Continuing Grant
PFI-RP: The rapid and specific detection of infectious pathogens using ultrathin porous membranes as sensors
PFI-RP:使用超薄多孔膜作为传感器快速、特异性地检测传染性病原体
- 批准号:
2234394 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-RP: Novel coated geotextile to enhance water drainage from soil
PFI-RP:新型涂层土工布,可增强土壤排水能力
- 批准号:
2234410 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-RP: Precision diagnostics for personalized cancer care: development of new drugs and selection of treatment
PFI-RP:个性化癌症护理的精准诊断:新药开发和治疗选择
- 批准号:
2234456 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-RP: Architectural design and intelligent control tools for decarbonizing space cooling and heating in buildings
PFI-RP:用于建筑物空间制冷和供暖脱碳的建筑设计和智能控制工具
- 批准号:
2234630 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-RP: Development of a Temperature-Sensitive, High-Adhesion Medical Tape for Reducing Pain, Skin Injury, and Dislodgement of Critical Devices for Children in Hospitals
PFI-RP:开发一种温度敏感、高粘性医用胶带,用于减轻医院儿童的疼痛、皮肤损伤和关键设备的移位
- 批准号:
2234356 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant