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基于程序升温试验的煤自燃特性及微观机理研究

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煤炭科学技术 2024年第S1期52卷 94-106页

作者：刘垚王福生董轩萌高东华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210 河北省矿业开发与安全技术重点实验室河北唐山063210

针对煤在变氧条件下氧化自燃能力不同这一情况,选取褐煤、气煤、肥煤3种不同变质程度的煤作为试验样品开展了氧气体积分数为3%、5%、10%、14%、18%条件下的程序升温-气相色谱试验和基于ReaxFF力场的分子动力学模拟,根据CO、CO_(2)等的... 详细信息

针对煤在变氧条件下氧化自燃能力不同这一情况,选取褐煤、气煤、肥煤3种不同变质程度的煤作为试验样品开展了氧气体积分数为3%、5%、10%、14%、18%条件下的程序升温-气相色谱试验和基于ReaxFF力场的分子动力学模拟,根据CO、CO_(2)等的生成规律和路径,探究不同变质程度煤在变氧条件下基团受氧气影响的变化特征。结果表明:煤受温度和氧气影响容易产生CO、CO_(2)等指标气体,且指标气体CO、CO_(2)呈指数上升趋势,煤的变质程度越低,在相同氧气体积分数条件下产生指标气体的温度就越低。模拟结果显示,变氧条件下煤与氧的反应可能是氧与煤受温度影响产生的活性中间体片段反应,而不是直接攻击煤的主体结构。煤在受温度影响后煤结构基团并不是直接发生改变,而是经历结构调整进行键的扭转、断裂和原子上的转变生成适合与氧气反应的活性中间体片段。变质程度越高的煤分子结构越稳定越不易受温度的影响产生活性中间体片段,通入氧气后氧与活性中间体反应的速度低于煤受温度影响产生活性中间体的速度,所以变氧条件下氧一般是与活性中间体反应生成水、CO等指标气体,而不是直接与煤主体结构反应。综合分析试验结果与模拟结果发现:褐煤在氧气体积分数处于3%、气煤在氧气体积分数处于10%~14%、肥煤在氧气体积分数处于14%~18%时,水和含氧气体的数量相较于其他阶段明显增加,说明在氧含量较低的区间内这3种不同变质程度的煤受氧气影响较大,加速了煤氧化反应进程,煤自燃倾向性高。

关键词：煤自燃 ReaxFF力场变氧条件分子结构活性基团

放电等离子烧结Ni20Cr-xAl合金的高温氧化行为

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金属学报 2024年第4期60卷 485-494页

作者：刘丞济孙文瑶陈明辉王福会东北大学沈阳材料科学国家研究中心东北大学联合研究分部沈阳110819

高温氧化是限制镍基高温合金服役寿命的主要因素之一。本工作旨在通过调控Al含量来提升Ni20Cr合金的抗氧化性能。采用机械合金化(MA)和放电等离子烧结(SPS)的方法制备了Al含量(质量分数)分别为1.5%、3.0%、5.0%的Ni20Cr-xAl合金,对比研... 详细信息

高温氧化是限制镍基高温合金服役寿命的主要因素之一。本工作旨在通过调控Al含量来提升Ni20Cr合金的抗氧化性能。采用机械合金化(MA)和放电等离子烧结(SPS)的方法制备了Al含量(质量分数)分别为1.5%、3.0%、5.0%的Ni20Cr-xAl合金,对比研究了SPS制备合金与相同成分铸态合金在900℃空气中的高温氧化行为。结果表明,SPS制备合金成分、组织均匀且晶粒细小,大量晶界显著加速了元素的扩散,在Al含量为1.5%时,Al内氧化严重,Cr快速外氧化生成含有大量孔隙和裂纹的Cr_(2)O_(3)膜,而在Al含量为3.0%和5.0%时,形成了保护性的连续致密的α-Al_(2)O_(3)薄膜,合金内部弥散的Al_(2)O_(3)颗粒为外Al_(2)O_(3)膜提供了形核位点并起到了钉扎作用,因此2者表现出优异的抗氧化性能,氧化速率分别为1.06×10^(-7)和4.92×10^(-8)mg^(2)/(cm^(4)·s)。铸态合金都发生了内氧化,而且无法形成连续的外Al_(2)O_(3)膜,氧化膜的主要成分为疏松多孔的Cr_(2)O_(3),因而氧化速率快且发生了氧化膜开裂和剥落。

关键词：高温合金细晶结构高温氧化放电等离子烧结

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作业成本法在H供电公司的应用研究

作业成本法在H供电公司的应用研究

作者：王福伟吉林大学

学位级别：硕士

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考虑数据分布偏移的短期居民净负荷预测方法

电力建设 2024年第2期45卷 90-101页

作者：王瑞临赵健孙智卿宣羿上海电力大学电气工程学院上海市200090 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司杭州市310007

新能源发电的高不确定性导致净负荷的数据分布偏移更加严重。数据分布偏移导致模型在历史数据中学习到的特征信息不再完全适用于未来数据,从而给净负荷预测(net load forecasting,NLF)带来了挑战。因此,考虑到净负荷中更严重的数据分布... 详细信息

新能源发电的高不确定性导致净负荷的数据分布偏移更加严重。数据分布偏移导致模型在历史数据中学习到的特征信息不再完全适用于未来数据,从而给净负荷预测(net load forecasting,NLF)带来了挑战。因此,考虑到净负荷中更严重的数据分布偏移问题,提出了一种基于不变风险最小化-不确定性加权-长短期记忆神经网络(long short-term memory neural network,LSTM)的短期居民净负荷预测方法,以提升净负荷预测精度。首先,通过不变风险最小化(invariant risk minimization,IRM)建立了一个双目标问题,包括准确预测和学习跨不同数据分布的不变特征。其次,通过长短期记忆神经网络(long short-term memory neural network,LSTM)处理时间序列数据的非线性特征。然后,通过基于不确定性加权(uncertainty weighting,UW)的目标平衡机制避免过度实现任一目标。此外,通过引入分位数回归将所提方法扩展到概率预测。最后,通过基于澳大利亚Ausgrid公司提供的真实居民电表数据从确定性预测结果、概率预测结果、不同数据分布偏移程度和不同光伏渗透率等多个维度验证了所提方法的有效性。

关键词：短期居民净负荷预测数据分布偏移不变风险最小化长短期记忆神经网络不确定性加权

富水断层破碎带对浅埋隧洞围岩稳定性影响分析及施工措施研究

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富水断层破碎带对浅埋隧洞围岩稳定性影响分析及施工措施研究

作者：王福斌黑龙江大学

学位级别：硕士

本文以哈尔滨市通河县岔林河引水隧洞为工程背景,采用COMSOL Multiphysics数值分析软件,结合岩体渗流理论和流固耦合理论,对浅埋隧洞开挖穿越富水断层破碎带全过程进行了数值计算,研究了破碎带裂隙渗流对浅埋隧洞围岩稳定性的影响。同时... 详细信息

本文以哈尔滨市通河县岔林河引水隧洞为工程背景,采用COMSOL Multiphysics数值分析软件,结合岩体渗流理论和流固耦合理论,对浅埋隧洞开挖穿越富水断层破碎带全过程进行了数值计算,研究了破碎带裂隙渗流对浅埋隧洞围岩稳定性的影响。同时,通过文献类比、工程案例分析和数学统计的方法确定了富水断层破碎带参数范围,并设计6因素3水平正交试验,结合方差分析法探讨了富水断层破碎带参数对浅埋隧洞围岩变形的影响。此外,文章基于数值模拟结果,对岔林河引水隧洞冒顶问题发生的原因进行了分析,并给出了针对性的施工措施。具体研究结果如下:(1)模拟浅埋隧洞富水断层破碎带段施工,在开挖推进距离相同的条件下,考虑流固耦合作用的围岩第一主应力增幅大,且应力集中特征更明显,应力场受裂隙渗流场的影响显著;隧洞拱顶发生沉降位移,拱底出现隆起变形,通过数值分析,两种工况条件下隧洞拱顶沉降值和拱底隆起值均随开挖推进距离的增加而扩大,考虑流固耦合作用的隧洞与不考虑相比,拱顶沉降量增大30.5%,拱底隆起值增大19.1%;破碎带裂隙渗流会引发孔隙水压力的变化,改变围岩的有效应力,降低土体强度,促使岩体软化变形,进而影响隧洞围岩的整体稳定性。(2)模拟浅埋隧洞开挖穿越富水断层破碎带,得出了对拱顶围岩第一主应力和竖向位移的显著性排序为正常围岩等级>富水断层破碎带的泊松比>富水断层破碎带的弹性模量。(3)对富水断层破碎带参数进行单一因素多水平分析,得出重度大小对监测断面拱顶围岩第一主应力和竖向位移均没有明显的影响;随着弹性模量、泊松比、黏聚力和内摩擦角等参数的不断扩大,监测断面拱顶围岩第一主应力和竖向位移均有所降低,其中弹性模量对拱顶围岩第一主应力和竖向位移产生影响的主要区间为200MPa～1100MPa;富水断层破碎带泊松比越大,在增长等量数值的情况下对应的围岩第一主应力变化量越小,拱顶围岩竖向位移变化幅度越小;富水断层破碎带黏聚力对拱顶围岩第一主应力和竖向位移产生影响的主要区间为0.01MPa～0.1MPa;富水断层破碎带内摩擦角对拱顶围岩第一主应力和竖向位移产生影响的主要区间为5°～20°。(4)裂隙渗流、破碎带岩性差、加固方案不合理是岔林河引水隧洞工程发生冒顶事故的主要原因;浅埋隧洞开挖穿越富水断层破碎带段,建议采用CRD法进行施工;在富水断层破碎带内施工的浅埋隧洞围岩建议采用超前小导管注浆和钢拱架联合加固;采用物探和超前地质钻探技术相结合的地质探测方法可以提前识别富水断层破碎带,以便及时采取有效的工程措施,保证隧洞等地下工程的安全施工和运营。

关键词：浅埋隧洞裂隙渗流破碎带参数施工措施

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新中国成立以来我国学前教育学教材建设研究

教育理论与实践 2024年第7期44卷 52-58页

作者：王福兰山西大学教育科学学院山西太原030006

新中国成立以来我国学前教育学教材建设经历了缓慢发展阶段(1949-1977年)、初步发展阶段(1978-2000年)、稳步发展阶段(2001-2010年)和充分发展阶段(2011年至今)。当前,教材数量逐渐增加,教材内容体系逐渐丰富,教材类型增多,教材体例逐... 详细信息

新中国成立以来我国学前教育学教材建设经历了缓慢发展阶段(1949-1977年)、初步发展阶段(1978-2000年)、稳步发展阶段(2001-2010年)和充分发展阶段(2011年至今)。当前,教材数量逐渐增加,教材内容体系逐渐丰富,教材类型增多,教材体例逐渐完善。我国学前教育学教材建设形成了丰富的经验:国家政策是学前教育学教材建设的根本遵循,实践需求是学前教育学教材建设的深厚土壤,学术研究是学前教育学教材建设的重要推手,学科建设是学前教育学教材建设的有力保障等。新中国成立以来,我国学前教育学教材建设的启示是:始终坚持以马克思主义为指导的根本立场,始终坚持以构建中国特色学前教育学教材为目标,始终坚持加强学前教育学教材的科学研究,始终坚持学前教育学教材建设的国际视野等。

关键词：新中国成立学前教育学教材国家政策实践需求学术研究学科建设

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人类细胞外囊泡的产量优化与应用

中国生物工程杂志 2024年第9期44卷 1-13页

作者：王晨蕾程临钊刘森泉中国科学技术大学生命科学与医学部合肥230027

目的:构建与优化细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)的高产平台,验证此平台是否适用于功能蛋白的装载与递送。方法:通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、流式细胞术或Western blot(WB)检测细胞目的基因表达,采用差速超速离心法浓缩EVs,... 详细信息

目的:构建与优化细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)的高产平台,验证此平台是否适用于功能蛋白的装载与递送。方法:通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、流式细胞术或Western blot(WB)检测细胞目的基因表达,采用差速超速离心法浓缩EVs,分别利用WB与纳米颗粒跟踪分析(nanoparticle tracking analysis,NTA)检测EVs标记蛋白表达、粒径分布与产量。利用脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)诱导的A549细胞损伤模型验证EVs递送功能蛋白的能力。通过CCK8检测细胞活力,通过Annexin V检测细胞凋亡,利用qRT-PCR检测Wnt/β-catenin下游基因AXIN2、TCF4、NKD1的表达。结果:流式细胞术结果表明CD9、CD81均能在HEK293T和HEK293F上过表达,NTA检测显示CD9更有助于EVs产量的提高。实现在贴壁细胞体系中EVs产量提升4倍,在悬浮细胞体系中EVs产量提升6倍。之后验证高产平台是否适用于功能蛋白Wnt3a的装载与递送。WB结果证实此高产平台能装载Wnt3a蛋白,NTA检测表明此高产平台在装载Wnt3a的同时将EVs产量提升3倍左右。CCK8、Annexin V结果显示CD9 Wnt3a EVs能明显提高A549细胞在LPS诱导损伤后的细胞活力,抑制细胞凋亡。机制上,qRT-PCR表明CD9 Wnt3a EVs激活了Wnt/β-catenin下游基因AXIN2、TCF4、NKD1的表达。结论:构建了一种基于CD9过表达的EVs高产平台,该平台对EVs产量的提升在贴壁细胞与悬浮细胞中均得到了验证,该平台对功能蛋白Wnt3a的递送能力在LPS诱导的A549细胞损伤模型中得到了验证。该平台为实现EVs量产提供了新策略,有望成为一种新的功能蛋白递送平台,在生物学研究和无细胞治疗领域开拓更多应用。

关键词：细胞外囊泡 CD9 CD81 Wnt3a

考虑路网和用户满意度的集群电动汽车主从博弈优化调度策略

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电力系统保护与控制 2024年第3期52卷 1-11页

作者：张美霞王晓晴杨秀张安付御临上海电力大学电气工程学院上海200090

传统的电动汽车(electric vehicle,EV)集中优化方法在实际应用中面临调度困难、计算量大、缺乏真实数据支撑等问题,无法准确揭示各主体间的交互行为。为此,提出一种考虑路网和用户满意度的集群EV主从博弈优化调度策略。首先基于真实出... 详细信息

传统的电动汽车(electric vehicle,EV)集中优化方法在实际应用中面临调度困难、计算量大、缺乏真实数据支撑等问题,无法准确揭示各主体间的交互行为。为此,提出一种考虑路网和用户满意度的集群EV主从博弈优化调度策略。首先基于真实出行数据和路网数据模拟用户出行行为。其次,负荷聚合商(load aggregator,LA)整合EV负荷资源,对相似出行特性的EV进行聚类。在双层主从博弈模型中,LA作为上层领导者,聚类后的各EV子群作为下层跟随者。考虑EV用户不同消费偏好,通过优化LA定价策略、新能源及储能系统出力计划、EV集群充放电策略实现纳什均衡,达到各主体共赢,并使用改进遗传算法进行求解。最后,利用仿真验证了所提模型可有效提升LA收益及EV用户消费者剩余,增加新能源消纳,并可为不同消费偏好的用户提供差异化服务。

关键词：集群电动汽车主从博弈负荷聚合商需求响应 K-means++聚类算法用户满意度

Cr/Mo/W元素对镍基高温合金γ/γ′共格组织热稳定性的影响

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金属学报 2024年第4期60卷 453-463页

作者：凡莉花李金临孙九栋吕梦甜王清董闯大连理工大学材料科学与工程学院三束材料改性教育部重点实验室大连116024

近年来,随着航空航天发动机的持续发展,对其关键热端部件的承温能力要求越来越高,而高温合金共格组织热稳定性是影响其力学性能的关键因素,本工作在团簇成分式[Al-Ni_(12)](Al_(1)(Ti,Nb,Ta)_(0.5)(Cr,Mo,W)_(1.5))基础上,保持其他元素... 详细信息

近年来,随着航空航天发动机的持续发展,对其关键热端部件的承温能力要求越来越高,而高温合金共格组织热稳定性是影响其力学性能的关键因素,本工作在团簇成分式[Al-Ni_(12)](Al_(1)(Ti,Nb,Ta)_(0.5)(Cr,Mo,W)_(1.5))基础上,保持其他元素含量不变,改变Cr、Mo、W的含量设计了系列镍基高温合金(含Cr_(1.0)Mo_(0.5)的S1-CM、Cr_(1.0)W_(0.5)的S2-CW和含Cr_(0.7)Mo_(0.4)W_(0.4)的S3-CMW),研究Cr、Mo、W含量变化对合金γ/γ′共格组织热稳定性的影响。采用非自耗真空电弧炉制备合金铸锭,并对其在1300℃固溶15 h后在900℃下进行长期时效处理,并对时效态样品进行微观组织表征和力学性能测试。结果表明,这3个合金的微观组织均表现为高体积分数(f>70%)的γ′粒子均匀地分布在fcc-γ基体中。其中,S1-CM和S2-CW合金在900℃、50 h时效后γ′粒子形貌均呈椭球形,而S3-CMW合金则表现为方形,这是由于后者具有更负的γ/γ′点阵错配度(后者δ=-0.47%,前者δ=-0.25%~-0.33%)。500 h长期时效后,各合金中的γ′粒子形貌没有发生变化,且都具有较慢的粗化速率(K=10~18 nm^(3)/s);尤其S3-CMW合金表现出最高的γ/γ′共格组织稳定性(γ′粒子的粗化速率K=10.02 nm^(3)/s),且晶界处的第二相粒子析出明显低于其他合金。系列合金的硬度基本不随时效时间发生变化,也进一步表明了共格组织的稳定性;其中S3-CMW合金的显微硬度为397~418 HV,时效200 h后的室温压缩屈服强度为818 MPa。

关键词：镍基高温合金共格组织 γ′粒子粗化第二相析出