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含能分子的能量极限及高密度构筑策略研究

含能分子的能量极限及高密度构筑策略研究

作者：保福成西南科技大学

学位级别：硕士

含能材料的能量决定了武器装备性能的上限,长期以来,设计并开发能量更高的分子是含能材料研究的重点,而含能材料的能量极限更需要关注,研究含能材料的能量极限对设计高能分子具有重要意义。本文对CHNO含能材料的能量极限和高密度进行了... 详细信息

含能材料的能量决定了武器装备性能的上限,长期以来,设计并开发能量更高的分子是含能材料研究的重点,而含能材料的能量极限更需要关注,研究含能材料的能量极限对设计高能分子具有重要意义。本文对CHNO含能材料的能量极限和高密度进行了研究,并评估了3种生成焓的计算方法在高通量分子设计中的适宜性。主要研究内容如下:含能材料的能量是一个热力学性质,与反应物和和产物的能量有关。本文基于含能材料的能量的本质,定义了化学键中成键电子能量,用于计算含能材料爆炸产物的能量来源,并建立了能量方程计算其能量极限。研究证明,化学键中成键电子能量越大,表明由该化学键组成的分子能量越高。N-N键是含能材料中储能最高的的化学键,提高N/C比和OB可以有效提高含能材料的能量,而O-H是一个最不受欢迎的基团,因为其成键电子能量最低,断裂O-H需要吸收更多的能量,cg-N是CHNO含能材料中能量最大的化合物。此外,研究了不含N原子的含能材料的能量极限,H原子对能量不利,在有无张力情况下,能量极限分别为-14.09和-15.03 k J·g。高堆积密度(d)在含能材料领域具有重要意义,它与能量正相关,决定了弹药的能量、爆轰性能或比动能。这使得高d成为设计新的高能分子的重点。本文系统地分析了从CSD中提取的由C、H、N和O原子组成的36个最高d(≥1.9 g·cm)化合物的组成、分子拓扑结构、分子间相互作用、分子密度(d)和堆积系数(PC)。对于这些化合物,d-PC存在如下矛盾:d越高,PC越低。高d分子中缺乏平面结构和强氢键的受体或供体是造成低PC的原因,进一步加剧了这一矛盾。本文总结了两种实现d的策略:一是设计具有高氧平衡的笼状分子,因为它们通常具有非常高的d,以弥补低PC的缺点;另一种方法是在中等d的基础上设计具有致密强氢键受体和供体的平面分子以获得高PC和更高的d。高通量含能分子设计需要兼顾准确性与效率的性能预测方法。结合原子化方案,对常见的3种不同水平的理论方法(半经验PM6方法、密度泛函理论方法B3LYP/6-31G(d,p)和高精度的完全基组CBS-4M方法)用于高通量含能分子设计筛选的生成焓(HOF)计算适宜性进行了评估。计算并比较了20种含能分子的固相HOF,发现不同理论水平预测结果存在较大差异;而基于10种常见含能分子的不同水平下的HOF,实验密度和Kamlet-Jacobs(K-J)、Becker-Kistiakowsky-Wilson(BKW)与Virial-Wu(VLW)三种模型预测的爆轰性能差别不大。其中B3LYP方法具有最佳适宜性,具有较高的计算效率且爆轰性能预测结果同CBS方法接近,如基于BKW模型计算的爆速和爆压的平均相对偏差仅为0.4%和1.2%。而低精度的PM6方法和高耗时的CBS方法难以满足兼顾高通量含能分子设计筛选中的精度和高效的要求。这表明,在高通量的含能分子设计筛选中,可考虑中等精度的方法进行快速的HOF预测。综上通过对传统CHNO含能材料的能量极限和高密度进行研究,创新性地提出了提高能量与密度的新策略,这项工作有望指导新的高能化合物的设计。

关键词：含能分子设计能量极限晶体密度生成焓

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飞机尾喷流对舰面温度场影响仿真分析

空气动力学学报 2024年

作者：程健慧王霄沈天荣许保成孟轩沈阳飞机设计研究所

本文针对舰载飞机舰面起飞过程中尾喷流冲击偏流板形成的回流温度场和偏流板板后的温升情况开展了仿真计算和参数影响规律研究。首先，设计了一个双发大推力的舰载机模型，并通过跟台架试验结果对比，验证了采用k-ε湍流模型的计算流体... 详细信息

本文针对舰载飞机舰面起飞过程中尾喷流冲击偏流板形成的回流温度场和偏流板板后的温升情况开展了仿真计算和参数影响规律研究。首先，设计了一个双发大推力的舰载机模型，并通过跟台架试验结果对比，验证了采用k-ε湍流模型的计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）方法对喷流速度场和回流速度场模拟的准确性。然后，通过控制变量的方法研究了喷管轴线角度、喷管间距、喷管扩张比对进气道出口温度畸变强度和偏流板后温度场的影响规律，发现：适当增加喷管轴线上翘角度或者是增加喷管间距可以有效抑制进气道吸入高温回流、降低板后舰面温度场极值，当双发喷管间距增加到3倍喷管喉道直径时进气道出口温升几乎为0。最后，从偏流板的改进设计出发，在不增加舰面额外设备的前提下，研究了偏流板表面横向开槽对偏流板引射能力的影响，结果表明偏流板表面横向开槽可以增强尾喷流的周向引射能力，有效降低回流温度场的强度。

关键词：舰载飞机偏流板尾喷流温度畸变强度流动控制

花瓣型配电网区域备自投系统控制策略优化研究及应用

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中国电力 2024年第1期57卷 244-254页

作者：冯宝成金震侯炜徐光福南京南瑞继保工程技术有限公司江苏南京211102

针对花瓣型配电网发生故障后,若故障无法被保护可靠隔离时会导致区域备自投系统无法实现“花瓣”恢复供电的问题,基于控制策略对等式的思想,提出一种新型区域备自投系统控制策略。新型控制策略主动进行故障隔离并通过相邻开关房的信息交... 详细信息

针对花瓣型配电网发生故障后,若故障无法被保护可靠隔离时会导致区域备自投系统无法实现“花瓣”恢复供电的问题,基于控制策略对等式的思想,提出一种新型区域备自投系统控制策略。新型控制策略主动进行故障隔离并通过相邻开关房的信息交互,实现“花瓣”的恢复供电及恢复供电后线路过载时各开关房中负荷的智能选切功能,通过信息交互也确保了安全稳定系统切负荷功能的有效性;同时提出了经主保护闭锁的后备保护,解决了“花瓣”内合环运行时后备保护定值整定配合困难和工作量大的技术问题。现场应用结果验证了新型控制策略的有效性,对其他配电网区域备自投系统控制策略的研究具有一定的借鉴意义。

关键词：花瓣型配电网区域备自投系统控制策略信息交互智能选切负荷

基于改进YOLOv4-Tiny的机械零件目标检测算法

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传感技术学报 2024年第2期37卷 303-309页

作者：杜保帅房桐赵燕成赵景波青岛理工大学信息与控制工程学院山东青岛266520

随着智能化生产的普及,机械零件的智能装配技术受到广泛关注,为了改善传统特征提取算法中检测误差大、精度低等问题,以常见机械零件为研究目标,结合深度学习算法中的轻量级网络为基础模型进行优化,使用YOLOv4-Tiny中的CSP-Darknet53作... 详细信息

随着智能化生产的普及,机械零件的智能装配技术受到广泛关注,为了改善传统特征提取算法中检测误差大、精度低等问题,以常见机械零件为研究目标,结合深度学习算法中的轻量级网络为基础模型进行优化,使用YOLOv4-Tiny中的CSP-Darknet53作为特征提取网络,在特征提取网络后添加改进后的MA-RFB模块,引入多分支卷积和空洞卷积加强感受野。并对颈部网络进行改进,选择PANet代替FPN,并添加注意力模块CBAM,形成CM-PANet对零件目标进行多尺度检测,在自制的零件数据集AP达到96.47%,检测速度达到0.00138 s每样本。相比于原版YOLOv4-Tiny网络AP提高了2.80%,改进后的算法在速度和精度达到了一个平衡,体现了研究的理论和应用价值。

关键词：图像分类轻量级网络深度学习机械零件感受野

大跨径上承空腹式梁拱组合刚构桥设计关键技术

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公路交通科技 2024年第5期41卷 69-78页

作者：赖亚平闫福成杨丁重庆大学土木工程学院重庆400045 林同棪国际工程咨询(中国)有限公司重庆401121

为克服主跨大于200 m的山区桥梁在桥型选择中采用连续刚构桥易导致的弊端,以及选用上承式钢筋混凝土拱桥由于适用条件存在的局限性,提出了将常规预应力混凝土连续刚构桥和上承式钢筋混凝土拱桥在结构体系上进行组合,形成上承式梁拱组合... 详细信息

为克服主跨大于200 m的山区桥梁在桥型选择中采用连续刚构桥易导致的弊端,以及选用上承式钢筋混凝土拱桥由于适用条件存在的局限性,提出了将常规预应力混凝土连续刚构桥和上承式钢筋混凝土拱桥在结构体系上进行组合,形成上承式梁拱组合刚构新桥型。大跨径上承空腹式梁拱组合刚构桥的结构体系和力学特征进行了分析,采用有限元分析方法对该桥型的主要结构参数、合理成桥状态、拱梁汇合段构造、梁拱倒三角区施工和临时扣索的合理拆除时机等设计关键技术开展研究,结果表明:上承空腹式梁拱组合刚构桥利用下弦拱辅助主梁受力并形成自平衡受力体系,显著减小了中跨和边跨主梁长度,使结构力学性能得以优化,具有结构竖向刚度大,对长期挠度变形控制效果好的优点;当结构关键控制点的强度、刚度和线形计算指标符合目标范围时,可达到合理成桥状态;拱梁汇合段的下弦拱顶板与上弦梁底板的交汇构造采用A字形,构造简单,传力效果好,施工质量容易控制;该桥型适宜采用平衡悬浇节段施工,梁拱倒三角区段上弦梁和下弦拱均需采用临时斜拉扣挂辅助结构受力,下弦拱临时扣索宜在拱梁汇合段形成后与中跨常规梁段跨中合龙之前分批拆除,上弦梁临时扣索在全桥合龙后拆除。

关键词：桥梁工程组合结构体系有限元分析设计关键技术合理成桥状态施工方法临时斜拉扣挂

HTD4010可减轻脓毒症心肌病小鼠的心肌损伤:基于促进AMPK/mTOR信号通路介导的自噬

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南方医科大学学报 2024年第3期44卷 507-514页

作者：肖红敏韩保松郭家成吴超吴敬医皖南医学院第一附属医院急诊科安徽芜湖241002 皖南医学院病理生理学教研室安徽芜湖241002

目的探究HTD4010对脂多糖(LPS)所致脓毒症心肌病(SCM)小鼠的作用及潜在机制。方法将45只雄性ICR小鼠随机分为3组:对照组、LPS组(10 mg/kg)和LPS+HTD4010组(LPS注射后的1 h和6 h分别皮下注射2.5 mg/kg HTD4010),15只/组。采用超声评价小... 详细信息

目的探究HTD4010对脂多糖(LPS)所致脓毒症心肌病(SCM)小鼠的作用及潜在机制。方法将45只雄性ICR小鼠随机分为3组:对照组、LPS组(10 mg/kg)和LPS+HTD4010组(LPS注射后的1 h和6 h分别皮下注射2.5 mg/kg HTD4010),15只/组。采用超声评价小鼠心功能,HE染色观察心肌组织病理变化,酶联免疫吸附试验检测小鼠血清和心肌组织中炎症因子IL-6和TNF-α的含量,TUNEL染色检测心肌细胞凋亡水平,蛋白免疫印迹法检测小鼠心肌组织中凋亡相关蛋白、自噬相关蛋白及AMPK/mTOR信号通路相关蛋白的表达水平,透射电镜观察心肌线粒体超微结构。结果与对照组相比,LPS组心肌病理损伤严重,有不同程度心肌纤维断裂及排列结构的紊乱、炎性细胞的浸润和线粒体损伤,心脏LVEF、FS值显著降低(P<0.01),血清和心肌组织中IL-6和TNF-α显著升高(P<0.01),心脏组织细胞凋亡率显著升高(P<0.01),Bax、p-62、p-mTOR蛋白表达升高(P<0.05),Bcl-2、LC3Ⅱ/Ⅰ、Beclin-1、p-AMPK蛋白表达降低(P<0.05或P<0.01)。与LPS组相比,LPS+HTD4010组心肌病理损伤明显减轻,心脏LVEF、FS值显著升高(P<0.01),血清和心肌组织中IL-6和TNF-α显著降低(P<0.01),心肌组织细胞凋亡率显著减少(P<0.01),Bax、p-62、p-mTOR蛋白表达降低(P<0.01,P<0.05),Bcl-2、LC3Ⅱ/Ⅰ、Beclin-1、p-AMPK蛋白表达升高(P<0.05或P<0.01)。结论HTD4010能够减轻SCM小鼠的心肌损伤,其机制可能与通过AMPK/mTOR信号通路促进自噬有关。

关键词：脓毒症心肌病 HTD4010 AMPK/mTOR 自噬

紫花苜蓿与根瘤菌共生过程中固氮效率的动态研究

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中国草地学报 2024年第6期46卷 36-48页

作者：陆保福康文娟师尚礼关键景芳甘肃农业大学草业学院/草业生态系统教育部重点实验室甘肃兰州730070

为明晰紫花苜蓿-根瘤菌共生系统固氮能力的动态变化及高效固氮的发生阶段,提高苜蓿对氮素的转化与利用。以甘农9号紫花苜蓿和苜蓿中华根瘤菌菌株LL11共生组合为研究对象,分析比较接种根瘤菌后紫花苜蓿生长42 d内不同共生阶段的根瘤形态... 详细信息

为明晰紫花苜蓿-根瘤菌共生系统固氮能力的动态变化及高效固氮的发生阶段,提高苜蓿对氮素的转化与利用。以甘农9号紫花苜蓿和苜蓿中华根瘤菌菌株LL11共生组合为研究对象,分析比较接种根瘤菌后紫花苜蓿生长42 d内不同共生阶段的根瘤形态结构、固氮能力、植物表型、可溶性物质含量、氮代谢关键酶活性等指标的动态变化,采用熵权TOPSIS综合评价法探寻共生过程中高效固氮的发生阶段。结果表明:(1)随着共生天数的增加,有效根瘤数、根瘤直径和根瘤重逐渐增大,42 dpi(接种后天数)有效根瘤数(9.3个)、根瘤重(0.0309 g)和根瘤直径(1.43 mm)达到最大;而根瘤内部被侵染的根瘤细胞数目呈先增后减的趋势,35 dpi根瘤内部被侵染的根瘤细胞数目最多(992个);(2)35 dpi的固氮酶活性[0.9619μmol/(g·h)]、豆血红蛋白含量(2.6081 mg/g)、单株固氮潜力(0.0283μmol/h)均显著高于其他共生时期(P成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)这4类氮代谢关键酶活性均在35 dpi显著高于其他共生阶段(P<0.05)。通过熵权TOPSIS综合评价分析得出,35 dpi为高效固氮发生阶段,之后固氮效率开始下降。

关键词：紫花苜蓿苜蓿中华根瘤菌根瘤固氮动态氮代谢关键酶

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融合韵律特征的诗歌生成模型

计算机工程与应用 2024年第13期60卷 162-170页

作者：吴林东何向真万福成西北民族大学语言与文化计算教育部重点实验室兰州730030

诗歌生成中的韵律规范和主题一致性一直以来都是自然语言生成领域的研究热点。为提升诗歌生成中的韵律规范,提出了基于Transformer结合韵律特征的诗歌生成模型(Transformer and prosodic features poetry generation model,TPPG)。根据... 详细信息

诗歌生成中的韵律规范和主题一致性一直以来都是自然语言生成领域的研究热点。为提升诗歌生成中的韵律规范,提出了基于Transformer结合韵律特征的诗歌生成模型(Transformer and prosodic features poetry generation model,TPPG)。根据韵律特征建立平仄韵律词库和平声韵脚词库,在Transformer编码器中引入平仄韵律编码,模型训练过程中可以捕获更多平仄韵律特征的信息,学习到多种诗歌韵律;最终根据建立的平声韵脚词库规范诗歌生成韵脚,运用极大后验概率对于候选的诗歌选择当前赋有韵律特征规范的最优诗句,整体提升诗歌规范性和流畅性。实验结果表明TPPG模型生成的诗歌能够很好地符合韵律,在人工评价和机器评价中均有提高。

关键词：诗歌生成韵律库韵律编码韵律特征

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灰树花菌丝体不同培养时期代谢组学分析

广西植物 2024年

作者：刘金容张艳成刘演张强吕虎强牟光福广西师范大学生命科学学院广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所中华全国供销合作总社西安生漆涂料研究所桂林医学院药学院生药学教研室

为了解不同生长时期灰树花（Grifola frondosa）菌丝体的代谢产物差异及其通路，本研究采用HPLC-MS/MS分析方法对培养10、20、30 d灰树花菌丝体进行分析。结果表明：（1）共44类584种代谢物被鉴定出，其中159、47和165种代谢物在对照组... 详细信息

为了解不同生长时期灰树花（Grifola frondosa）菌丝体的代谢产物差异及其通路，本研究采用HPLC-MS/MS分析方法对培养10、20、30 d灰树花菌丝体进行分析。结果表明：（1）共44类584种代谢物被鉴定出，其中159、47和165种代谢物在对照组（10 d与20d、20 d与30 d、10 d与30 d）中表现出不同的积累模式，不同培养时间的代谢物成分差异显著；（2）培养10 d产生较多与促进菌丝体生长和氧化供能有关的物质，培养20 d产生或积累了多种对人体有益的次生代谢物，如橄榄苦甙、甘胆酸、N-甲基酪胺、Alprazolam；培养30 d菌丝体中含有多种与产生香气有关的物质；（3）KEGG代谢通路富集分析，10 d和20 d比较组、20 d和30 d比较组和10 d和30 d比较组分别富集到163、81、137条代谢通路，氨基酸代谢在菌丝体不同培养时间中的影响最大。该研究初步探索了灰树花菌丝体的差异代谢物及代谢通路，发现不同培养时期灰树花菌丝体代谢产物具有明显的差异，菌丝体中部分成分含量与培养时间有关，对灰树花菌丝体的质量控制和机理研究具有一定的参考价值。

关键词：灰树花菌丝体培养时间代谢产物代谢通路 HPLC-MS/MS