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水射流空化噪声的测试与混沌辨识的研究

水射流空化噪声的测试与混沌辨识的研究

作者：刘江辉湖南工业大学

学位级别：硕士

空化是一种普遍存在而又异常复杂的流体动力学现象。利用空化释放的巨大能量可以为物理、化学过程提供一种在一般条件下难以实现的特殊环境。淹没空化水射流技术应用于水处理领域时,具有结构简单,空化效果好,能量转换率高等特点,特别适... 详细信息

空化是一种普遍存在而又异常复杂的流体动力学现象。利用空化释放的巨大能量可以为物理、化学过程提供一种在一般条件下难以实现的特殊环境。淹没空化水射流技术应用于水处理领域时,具有结构简单,空化效果好,能量转换率高等特点,特别适用于处理达到工业应用量级规模的水量。而且作为一种纯物理过程,在水处理过程中不会带来任何化学副产品。因此,水射流空化将是一项很有潜力的高效、节能的水处理技术。水射流空化的关键技术在于空化喷嘴。空化喷嘴的不同结构形式及其主要特征尺寸极大的影响了水射流的空化效果。空化效果的判定则是设计空化喷嘴结构的重要依据。通常空化效果的判定可以通过对空蚀的测定来实现,其中又主要是通过失质法实验测定。本文则通过实验采集水射流空化噪声信号的时间序列,以混沌动力学的理论为基础,研究空化喷嘴的不同结构形式及靶距与其空化噪声信号的时间序列的最大Lyapunov指数值的关系,试图建立喷嘴的空化特性与空化噪声信号的混沌特性的关联。本文主要做了如下工作:介绍了射流理论、空化理论、喷嘴理论以及混沌理论的基础知识;收集了依据Takens定理进行相空间重构的重构参数的确立算法,以及时间序列信号的最大Lyapunov指数值的计算算法;建立了实验研究所需的淹没空化水射流生成系统和空化噪声信号测试系统;在相同实验条件下,使用水听器法分别采集不同结构的空化喷嘴在不同靶距位置上产生的空化噪声信号的时间序列;根据混沌理论对采集的空化噪声信号的时间序列进行计算和分析,并得出了一些实验结论。研究结果表明:如果靶距合适,靶盘位置采集的空化噪声强度将大于喷嘴出口位置的空化噪声强度;实验选取的几组空化噪声信号的时间序列的最大Lyapunov指数值λ均大于零,因此选取的这几组信号都是混沌信号;空化噪声信号与混响也有着较明显的区别;不同的喷嘴结构其最大Lyapunov指数值也不同,它们对初始条件的依赖程度也不同,在本实验中喷嘴Ⅰ的空化噪声信号的Lyapunov指数值λ最大;空化噪声信号的Lyapunov指数曲线表现出一定的振荡行为,若以其均值作为最大Lyapunov指数值的估计,在表征空化喷嘴的空化特性时,相对于传统谱分析方法具有一定的稳定性;存在一个最佳靶距使得靶盘上的空化噪声信号的最大Lyapunov指数值最大,本实验条件下空化喷嘴Ⅰ的最佳靶距约为35mm,空化喷嘴Ⅱ的最佳靶距也在35mm附近,空化喷嘴Ⅲ的最佳靶距小于35mm。

关键词：空化水射流喷嘴混沌 Lyapunov指数

基于PLC的皮带机运行状态监测与综合保护系统开发

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基于PLC的皮带机运行状态监测与综合保护系统开发

作者：刘江辉北京工业大学

学位级别：硕士

皮带机在散装物料的运输中发挥着重要作用。由于皮带机线路长、使用环境恶劣，不便于人工监测和检修，时有安全事故发生。因此，对皮带机进行运行状态监测和综合保护就特别重要。目前皮带机的运行状态监测和综合保护均不完善，并且两者... 详细信息

皮带机在散装物料的运输中发挥着重要作用。由于皮带机线路长、使用环境恶劣，不便于人工监测和检修，时有安全事故发生。因此，对皮带机进行运行状态监测和综合保护就特别重要。目前皮带机的运行状态监测和综合保护均不完善，并且两者往往分开单独设置，缺乏联系，造成一些设备的重复布置，增加了施工以及后续维护的工作量和成本。为此，在对皮带机故障进行分析的基础上，完善了基于速度检测的皮带机故障识别方法，提出了皮带机运行中速度参数特征与皮带机运行状态的对应关系，确定了适应于皮带机运行状态监测和综合保护系统的故障识别方法;设计了皮带机运行状态监测系统的硬件平台，包括选用合适传感器并对其进行合理的布置、监测点数的统计、PLC及其它硬件模块的选取、信号的采集、信号端口的分配以及系统设备通讯;利用STEP7MicroWIN和组态王软件，开发了皮带机运行状态监测软件，实现了皮带机运行状态的现场和远程监测，具有运行状态参数显示、故障识别及报警、故障可能位置及原因显示以及数据库、趋势曲线显示、报表生成及打印、数据查询等功能;设计了一种断带抓捕装置，包括上皮带断带抓捕装置和下皮带断带抓捕装置，并对该装置进行了相关的分析计算，得出了楔形小车槽角和相关部件摩擦系数与上皮带断带抓捕装置制动可靠性的关系，为断带抓捕装置结构尺寸、参数的设计及数量的选取提供了依据，同时给出了断带抓捕装置的安装要求;开发了皮带机综合保护软件，通过PLC控制本部皮带机及上、下游设备和保护装置，实现对皮带机的综合保护。基于PLC的皮带机运行状态监测与综合保护系统，可以提高皮带运输系统的效率和生产力，还可以最大限度的减少因故障造成的损失，减少生产成本，具有较好的应用价值。

关键词：状态监测综合保护皮带机 PLC 断带抓捕

基于压缩感知理论研究半赫斯勒体系的拓扑特性和热电性能

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基于压缩感知理论研究半赫斯勒体系的拓扑特性和热电性能

作者：刘江辉武汉大学

学位级别：硕士

新能源材料的发现与设计是推动现代科学发展的动力之一,也是解决当前环境、能源问题的迫切需求。但是传统的研发过程基于高成本、低效率的“试错法”,大大阻碍了新材料研究的步伐。随着材料信息学的发展,机器学习方法由于其强大的数据... 详细信息

新能源材料的发现与设计是推动现代科学发展的动力之一,也是解决当前环境、能源问题的迫切需求。但是传统的研发过程基于高成本、低效率的“试错法”,大大阻碍了新材料研究的步伐。随着材料信息学的发展,机器学习方法由于其强大的数据分析能力,已被越来越广泛地应用于拓扑材料、热电材料、超导材料、聚合物和磁性材料等诸多领域。压缩感知作为一种新兴的机器学习理论,在物理学和材料科学研究中也展现出很好的应用前景。本文结合压缩感知理论和第一性原理方法研究了半赫斯勒化合物的拓扑特性和热电输运性质。首先,我们采用压缩感知理论框架下的“确定独立筛选和稀疏操作符”(Sure Independence Screening and Sparsifying Operator,SISSO),提出了一个仅由组成元素的原子序数、价电子数和泡利电负性构成的二维描述符,能够快速筛选出半赫斯勒家族中潜在的拓扑绝缘体。除了116个训练数据之外,我们还利用该描述符进一步预测了许多具有整数和分数化学配比的半赫斯勒化合物中潜在的拓扑绝缘体,并且表现出较高的准确性。其次,通过SISSO训练,我们得到了物理意义明确的三维描述符来快速评估半赫斯勒体系的晶格热导率。利用该描述符进一步预测了86个训练数据之外的75个半赫斯勒化合物和15个全赫斯勒化合物的晶格热导率,发现预测值与第一性原理计算结果十分吻合。此外,我们还给出一个仅包含组成元素基本属性的全新描述符,可以快速筛选出具有特定晶格热导率的半赫斯勒化合物。最后,我们通过玻尔兹曼输运理论分别计算了75个p型和79个n型半赫斯勒化合物的功率因子,将其作为训练集,选择组成元素的基本物理属性(原子半径、主量子数、原子质量、价电子数等)以及化合物的带隙作为特征参数,我们提出了两个高通量的三维描述符,不仅可以对半赫斯勒化合物功率因子进行快速预测,而且其结果与第一性原理的计算一致。

关键词：半赫斯勒化合物拓扑绝缘体热电材料压缩感知机器学习

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基于速度检测的带式输送机故障识别方法研究

矿山机械 2013年第11期41卷 75-78页

作者：付胜刘江辉北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

鉴于目前速度检测在带式输送机故障识别中存在的缺陷,通过合理布置传感器,包括传感器的数量和位置,详细研究了各速度之间的关系,得出了带式输送机运行中速度参数特征与带式输送机运行状态的对应关系,形成了利用速度检测进行带式输送机... 详细信息

鉴于目前速度检测在带式输送机故障识别中存在的缺陷,通过合理布置传感器,包括传感器的数量和位置,详细研究了各速度之间的关系,得出了带式输送机运行中速度参数特征与带式输送机运行状态的对应关系,形成了利用速度检测进行带式输送机故障识别的新方法。

关键词：带式输送机速度检测故障识别传感器

结核分枝杆菌Rv3899c基因的原核表达、纯化与结晶研究

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结核分枝杆菌Rv3899c基因的原核表达、纯化与结晶研究

作者：刘江辉福建农林大学

学位级别：硕士

结核病是由结核分枝杆菌引起的一种慢性传染病。据文献报道,在结核分枝杆菌中存在一些不知道具体功能的保守蛋白,但在结核分枝杆菌正常生长过程中起转录、翻译调控和细胞信号转导等作用。因此,通过研究结核分枝杆菌保守蛋白Rv3899c的结... 详细信息

结核病是由结核分枝杆菌引起的一种慢性传染病。据文献报道,在结核分枝杆菌中存在一些不知道具体功能的保守蛋白,但在结核分枝杆菌正常生长过程中起转录、翻译调控和细胞信号转导等作用。因此,通过研究结核分枝杆菌保守蛋白Rv3899c的结构和特性是非常有必要的。本研究中,以结核分枝杆菌H37Rv基因组为模版,通过聚合酶链式反应来扩增目的基因Rv3899c。利用大肠杆菌表达体系,构建了原核表达载体pET-28a(+)-Rv3899c,通过IPTG诱导表达了目的蛋白。并且通过蛋白质印迹法检测重组子正确表达了 N末端带His标签的全长Rv3899c蛋白。利用蛋白质在线分析软件预测了蛋白质Rv3899c的分子量为41kDa、等电点5.67。通过亲和层析和分子排阻层析纯化蛋白Rv3899c,得到了纯度达到晶体生长要求的目的蛋白。为了解析目的蛋白的空间结构,利用蛋白晶体生长试剂盒,对目的蛋白进行了晶体生长实验。最终在Index78,Index83,Index84,Index95这四个条件下有晶体生长。其中蛋白浓度为 23mg/mL 时,在 Index78(0.2molAmmonium acetate,0.1mol Bis-Tris,25%w/v Polyethylene glycol 3350,pH 5.5)条件下的晶体经 X-Ray 衍射得到其分辨率在2.6A左右。该结果为筛选新的抗结核病药物靶点提供了研究基础。

关键词：结核分枝杆菌 Rv3899c 蛋白表达纯化结晶

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论外来文化对中国青花瓷的影响

论外来文化对中国青花瓷的影响

作者：刘江辉景德镇陶瓷学院

学位级别：硕士

青花瓷是元明清时期我国对外输出的重要陶瓷产品,其外销数量之大、行销地区之广,也是其他艺术门类不能比拟的。而对这一时期关于青花瓷在中外文化交流中的地位与作用,古今往来的学者的眼光多集中在青花瓷在外销的过程中对其他国家的影响... 详细信息

青花瓷是元明清时期我国对外输出的重要陶瓷产品,其外销数量之大、行销地区之广,也是其他艺术门类不能比拟的。而对这一时期关于青花瓷在中外文化交流中的地位与作用,古今往来的学者的眼光多集中在青花瓷在外销的过程中对其他国家的影响,即便是20世纪以来,中国青花瓷艺术在西方现代艺术的影响下,出现了新的形式与新的面貌,但关于对青花瓷艺术曾有过影响的外来文化各种形式进行总体研究的专著还是廖若星辰。本文通过对青花瓷的外来因素进行概括总结,进而对此进行对比研究,一是弥补这方面的理论空缺。二是文化的态度上强调中西文明是平等的文明,不存在先进落后的区别,消除一些艺术家在“欧洲中心主义”论调下民族文化的自卑感,同时在借鉴外来文化的方法学上,提出一些拙见,希在现代青花的创作实践中能起到指导作用。

关键词：青花瓷外来文化宗教艺术思维

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北京市昌平区旅游资源综合评价

北京市昌平区旅游资源综合评价

作者：刘江辉首都师范大学

学位级别：硕士

随着人们收入水平的提高以及空闲时间的增加,外出旅游已成为人们消费的主要方式之一,旅游业在全球领域得到蓬勃发展。北京市作为高速发展的经济区域,旅游业发展也是走在前头。为规范北京旅游的发展,提高其规划水平和管理水平,发现其旅... 详细信息

随着人们收入水平的提高以及空闲时间的增加,外出旅游已成为人们消费的主要方式之一,旅游业在全球领域得到蓬勃发展。北京市作为高速发展的经济区域,旅游业发展也是走在前头。为规范北京旅游的发展,提高其规划水平和管理水平,发现其旅游发展的优势和不足之处,加强对基础旅游资源的调查和评价显得尤为必要。本文选取北京城郊昌平区作为例子,经过对多种评价方法的比较和分析,采用了旅游资源共有因子综合评价方法进行评价,从而对昌平区旅游资源的优势和劣势有了总体性认识。 1)本文通过对昌平旅游客源市场分析,结果表明昌平区主要的客源市场是北京市,河北、山东也具有较大的开发潜力;游客性别倾向不明显,以普通大众为主;市场组织化程度低,淡旺季不明显;一日游游客较多,旅游延伸消费不足,回头客较多。海外游客以亚洲为主,旅游消费以交通、住宿等刚性需求为主。通过建立模糊预测模型,预计2008年旅游接待将达到1632.494万人次。 2)通过对昌平区旅游资源单体调查,旅游资源覆盖了地文景观、水域风光、生物景观、遗址遗迹、建筑与设施、人文活动六个领域,覆盖面比较宽。通过旅游资源共有因子综合评价方法评价,得出所有旅游单体的得分。按照旅游资源评价等级指标和得分情况,把旅游单体分为六个级别,其中五级为最高,未获等级为最低。从等级划分结果来看,有等级的旅游单体约占单体总数的四分之一,旅游资源单体等级结构成金字塔状。 3)旅游资源单体主要分布在明陵镇、城北和城南办事处、流村镇和南口镇,这四处占单体总数的71.24%,昌平区旅游资源呈片状集中,其它区域旅游资源偏少。上述四处包含了2处特级旅游单体居庸关长城和明十三陵;同时,也包含了81.90%的未获等级单体。表明历史人文旅游资源是昌平区最具有吸引力的旅游资源,同时也是新开发旅游资源的基础,它们分工协作,构成了满足旅游发展六要素的体系。 4)昌平区的旅游资源在总计31个亚类中占13个,覆盖率占41.94%,绝大部分都集中在建筑与设施、人文活动两个领域,主要体现在地方风俗与民间礼仪、特色店铺、康体游乐休闲度假地、水库观光游憩区段四个方面,这得益于昌平区悠久的文化传统以及优良的自然条件。文章最后对昌平旅游开发存在的问题提出了相应的对策。

关键词：城郊旅游昌平区旅游资源客源市场评价

一级BOSS枢纽系统中部分业务的分析与设计

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一级BOSS枢纽系统中部分业务的分析与设计

作者：刘江辉北京邮电大学

学位级别：硕士

随着移动通信GSM网络的发展壮大、移动用户的快速增长,中国移动的业务支撑网也得到了长足的发展,其业务支撑能力、服务水平得到不断的提高。各省级业务支撑系统(简称：BOSS系统)的集中化改造工作的完成实现了省级BOSS系统的数据集中,管... 详细信息

随着移动通信GSM网络的发展壮大、移动用户的快速增长,中国移动的业务支撑网也得到了长足的发展,其业务支撑能力、服务水平得到不断的提高。各省级业务支撑系统(简称：BOSS系统)的集中化改造工作的完成实现了省级BOSS系统的数据集中,管理集中和业务集中,为各省移动用户的计费,营业和客户服务进行了有效的支撑。但是从整个中国移动集团的角度来看,31个省BOSS之间还是缺乏有效的信息互联,省BOSS系统之间除了漫游数据的交换之外没有其他的信息交互,无法形成全网用户的统一的客户信息视图,在电子渠道还未完善的时候,无法在漫游地向移动用户提供在归属地享有的缴费、客户资料查询等基础服务。因此如何整合分布在31个结点的广域网上的上千TB的全网用户信息,提供统一的“中国移动”的品牌服务成为中国移动最迫切需要解决的首要问题。正是在这一大背景下,结合中国移动集团公司、省公司的两级结构特点以及移动用户主要的业务活动发生在归属省公司的电信行业特点,中国移动确立了业务支撑系统的全网化的策略,即“以省公司为核心结点,利用全国中心结点进行星状互联,打通省级BOSS系统”。在充分借鉴和继承了B2B实时交易理念的基础上,通过建设一级业务支撑中心枢纽系统(以下简称：一级BOSS枢纽系统)在31省BOSS之间建立起信息交互的“高速公路”,将省BOSS系统的信息孤岛发展成为全程全网的业务支撑网,向移动用户提供“跨区缴费”、“跨区客户资料查询”等全程全网的服务体验。本文以一级BOSS枢纽系统部中两个典型业务“跨区缴费”、“跨区客户资料查询”为例,阐述了一级BOSS枢纽系统上承载的业务的分析与设计方法。本文首先对BOSS系统在移动通信网中的重要地位做了简单介绍,并且概括描述了BOSS系统的体系结构、功能框架、各功能域的主要功能,并对一级BOSS枢纽系统的现状进行了介绍。在此基础上,论文第三章以对跨区缴费、跨区客户资料查询业务为例,从业务逻辑、业务属性、业务流程等多个角度阐述了跨区缴费、跨区客户资料查询的业务需求。论文第四章针对实现跨区域缴费、跨区域查询的业务需求,在明确总体设计目标的基础上阐述了一级BOSS枢纽系统的设计方案,包括系统逻辑结构、功能定义、功能设计、接口格式设计等。论文第五章结合跨区缴费、跨区客户查询业务的开展情况,从业务量、业务金额两个方面,对跨区缴费、跨区客户资料查询业务产生的经济效益和社会效益进行了说明。论文第六章对基于中国移动业务支撑网实现跨区缴费、跨区查询业务的分析与设计工作进行了总结,阐述了业务开展的现实意义,并提出了的现状中存在的不足与展望。

关键词：业务支撑系统跨区缴费跨区客户资料查询一级BOSS枢纽系统

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超临界/液态CO2压裂液支撑剂的改性研究

超临界/液态CO2压裂液支撑剂的改性研究

作者：刘江辉中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

随着成熟油田的进一步发展,非常规油藏已成为行业关注的焦点。但致密油藏存在着产量低,低渗透率、低孔隙度等特征,在开采开发方面有着较大的难度。采用液态/超临界CO压裂技术可以对致密油藏进行有效的开采,但是压裂常用的支撑剂表面是... 详细信息

随着成熟油田的进一步发展,非常规油藏已成为行业关注的焦点。但致密油藏存在着产量低,低渗透率、低孔隙度等特征,在开采开发方面有着较大的难度。采用液态/超临界CO压裂技术可以对致密油藏进行有效的开采,但是压裂常用的支撑剂表面是亲水的,无法在液态/超临界CO这种非极性压裂液中分散,需要对支撑剂进行表面疏水改性处理。本文采用六甲基二硅氮烷(HMDS)和以芥酸和氯化亚砜为原料合成的芥酸酰氯(EAC)两种小分子改性剂,经由小分子自组装法对支撑剂表面进行疏水改性。通过傅立叶变换红外光谱对改性支撑剂表面进行了化学结构表征,证明改性剂成功接枝到支撑剂表面;利用接触角测量仪对改性支撑剂的接触角及表面能进行了测试,测得接触角为135°,表面能SE为30.2 dyn?cm;采用扫描电子显微镜和原子力显微镜观测了改性支撑剂表面形貌,证明改性成功;通过液体渗流实验对改性支撑剂在水和煤油下的渗流速率进行了对比,水在改性后支撑剂中的渗流速率为0.0093 m L·s,煤油的渗流速率为0.0925 m L·s。结果表明,与普通支撑剂相比,改性支撑剂的疏水性显著提高。本文还采用了疏水改性后的纳米二氧化硅颗粒作为改性剂,经由环氧树脂混合包覆的物理方法和与脲醛树脂化学复合的化学方法,对支撑剂进行了疏水改性。接触角测量仪测得改性后支撑剂接触角大于122°,表面能SE小于36.1 dyn?cm;热重结果显示改性后的支撑剂热稳定性大大提高,通过扫描电子显微镜成功观测到表面负载的纳米Si O颗粒;渗流实验显示水的渗流速率为0.0124 m L·s,煤油的渗流速率为0.175 m L·s。改性后支撑剂的疏水性有了明显的提升。最后研究了与CO压裂密切相关的改性支撑剂的基本性能,包括支撑剂的破碎率、酸溶解度、活化指数,斥水等级、流体阻力比和在超临界/液态CO中的分散情况。其中改性后支撑剂的破碎率减小了30%左右,酸溶解度减小了50%左右;支撑剂的表面活化指数都在50%以上,斥水等级都为最高的4级,程度都为极度斥水;改性后支撑剂流体阻力比值都大于1;改性后的支撑剂能在非极性的CO均匀分散,基本无团聚现象。证明在支撑剂表面进行非极性改性的方法是可行的,能够运用在CO压裂开采中。

关键词：支撑剂疏水液态/超临界CO2