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铝锂合金颗粒的热反应特性及激光点火燃烧特性研究

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铝锂合金颗粒的热反应特性及激光点火燃烧特性研究

作者：许敦辉杭州电子科技大学

学位级别：硕士

铝（Al）颗粒由于具备低成本、较高的燃烧焓和燃烧稳定等一系列优势,已作为能量添加剂被广泛应用于各类推进剂之中。但是,含铝推进剂的应用还存在诸多问题,包括:（1）铝颗粒表面生成的致密保护性氧化层（AlO）会提高颗粒的着火阈值,阻... 详细信息

铝（Al）颗粒由于具备低成本、较高的燃烧焓和燃烧稳定等一系列优势,已作为能量添加剂被广泛应用于各类推进剂之中。但是,含铝推进剂的应用还存在诸多问题,包括:（1）铝颗粒表面生成的致密保护性氧化层（AlO）会提高颗粒的着火阈值,阻止铝的完全燃烧;（2）燃烧过程中出现的团聚、残渣沉积的凝聚相燃烧产物不仅会影响颗粒的燃烧效率,降低实际比冲,而且会损坏发动机壁面。为了解决这些问题,同时提高铝颗粒的热反应性,本工作采用气雾化法,引入了化学性质活泼的锂（Li）元素,合成了铝锂（Al-Li）合金燃料。首先,对由气雾化法制备的铝锂合金颗粒样品的粒度分布、微观形貌、元素组成和物相等理化性质进行了相应的表征。然后利用热分析技术（TG-DSC）对Al-Li合金和Al颗粒的热氮化/氧化行为进行了比较。通过自行搭建的单颗粒燃料激光点火燃烧测试实验装置,对Al-Li合金在不同反应气氛和环境压力下的点火燃烧特性进行实验研究,并探讨了Al-Li合金在激光诱导点火下的燃烧机理。通过热分析测试技术发现,在10℃/min的升温速率下,Al-Li合金粉末相比纯Al表现出了更快的氮化反应速率和更深的氮化程度,并且Li可以对Al的相变过程进行调控。在升温过程中,通过扫描电子显微镜（SEM）发现,Al-Li合金颗粒表面富Li纹路处的开裂很可能是Al-Li合金颗粒发生大面积氮化的关键因素。由于Li容易在较低的温度下与氮气发生反应,一旦“通道”（裂纹）被打开,氮气便会源源不断地向内扩散。在空气中,Al-Li合金和Al粉末的热氧化反应行为可分为三个阶段:Ⅰ.初始阶段（30-400℃）;Ⅱ.缓慢氧化阶段（400-800℃）;Ⅲ.快速氧化阶段（800-1120℃）。在缓慢氧化阶段,Al-Li合金的起始反应温度（点火温度）低于Al,这意味着Al-Li合金的着火阈值较低,更容易被点燃。在快速氧化阶段,Al-Li合金的氧化增重速率显著高于Al颗粒且在终温（1200℃）下的氧化程度更深,这种现象与Al-Li合金的低表观活化能息息相关。在激光诱导加热下,空气中的Al-Li合金颗粒的燃烧过程可分为预热熔融、着火、火焰持续和淬熄四个阶段。在预热熔融阶段,通过显微物镜可观察到Al-Li合金刚性/脆性氧化层断裂,熔融的液相铝从核芯流出并向四周扩散的过程。在这个过程中氧化层断裂时刻直接影响了颗粒的点火延迟时间。经过对比研究发现,粒径>45μm的Al-Li合金的点火延迟时间只有Al颗粒的～20%,且颗粒的着火时刻随着粒径的减小而提前。Al-Li合金颗粒在燃烧的过程中存在明显的气相燃烧和微爆炸行为,这与Li的高反应特性和低沸点有关。实验还证明了Li作为合金元素可以改善Al颗粒在氮气中的点火与燃烧反应特性,通过可视化的研究结果发现Al-Li合金中Li含量的提高能促进颗粒在氮气中的燃烧行为,这有助于指导在富氮环境中的含Li的铝基固体推进剂的开发和Al N/Al复合材料的合成。提高环境气氛中的氧化性（氧含量）也可以显著缩短单个Al-Li合金和Al颗粒的点火延迟时间,但氧含量的改变对Al-Li合金的影响要小于Al。在高氧含量的环境（80%&100%O）中,Al-Li合金颗粒会出现独特的多点同时燃烧的现象。当燃烧室内空气压力升高到0.8 MPa和1.6 MPa时,平均点火延迟时间分别减少了34.0%和46.5%,且Al-Li合金颗粒的点火延迟有呈指数下降规律,这说明环境压力的提高有利于颗粒着火。在较高压力下Al-Li合金颗粒的燃烧效率和强度有明显的改善。但通过可视化的结果分析,Al-Li合金颗粒的微爆炸行为容易受到环境压力的影响。与常压空气相比,环境压力为1.6 MPa下的Al-Li合金发生微爆炸的频率和强度有明显降低。

关键词：铝锂合金金属燃料热分析点火特性燃烧微爆炸

放电等离子烧结Cu-15Ni-8Sn/石墨自润滑复合材料摩擦磨损性能研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第4期44卷 509-518页

作者：马文林刘益超王小超苏博兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 中国科学院兰州化学物理研究所中国科学院材料磨损与防护重点实验室甘肃兰州730000

以Cu-15Ni-8Sn合金为基体,石墨为润滑剂,采用放电等离子烧结技术制备了Cu-15Ni-8Sn/石墨自润滑复合材料.使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能试验机研究了复合材料的微观组织、物相组成和室温力学性能,通过球-盘式摩擦试验机测试复... 详细信息

以Cu-15Ni-8Sn合金为基体,石墨为润滑剂,采用放电等离子烧结技术制备了Cu-15Ni-8Sn/石墨自润滑复合材料.使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能试验机研究了复合材料的微观组织、物相组成和室温力学性能,通过球-盘式摩擦试验机测试复合材料的摩擦磨损性能,利用三维轮廓仪测量材料磨损体积,借助扫描电子显微镜对磨痕形貌进行表征.结果表明:向Cu-15Ni-8Sn基体材料中添加石墨后,材料的硬度明显降低;随着石墨含量的提高,复合材料的抗压强度逐渐降低.当添加质量分数为3%的石墨时,Cu-15Ni-8Sn/石墨自润滑复合材料的耐磨性最好,磨损率最小为3.0×10^(-6)mm^(3)/(N·m),其磨损机理主要以磨粒磨损为主.

关键词：自润滑复合材料 Cu-15Ni-8Sn 放电等离子烧结抗压强度磨粒磨损

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互联网对于农户收入不平等的影响探究

系统工程理论与实践 2024年第5期44卷 1450-1467页

作者：方顺超朱平芳上海社会科学院数量经济研究中心上海200020

本文旨在探究互联网对于农村家庭收入不平等的影响.通过对中国家庭追踪调查数据的研究分析,发现互联网虽能显著缓解农村家庭在总收入和工资性收入方面的不平等,但对缓解经营性收入不平等的影响有限,且会加剧农户财产性收入不平等.相较... 详细信息

本文旨在探究互联网对于农村家庭收入不平等的影响.通过对中国家庭追踪调查数据的研究分析,发现互联网虽能显著缓解农村家庭在总收入和工资性收入方面的不平等,但对缓解经营性收入不平等的影响有限,且会加剧农户财产性收入不平等.相较农村家庭的互联网使用情况,其对互联网的应用易通过经营性收入和财产性收入来影响农户收入不平等,验证了农村内部数字鸿沟的存在.基于这一发现,本文从家庭收入来源分析了其影响机理,发现互联网主要通过拉动农村劳动力向非农部门转移来减小工资性收入差距,从而缓解农户收入不平等.同时,拥有原始资本积累的家庭更容易受益于互联网,将会加剧财产性收入不平等.此外,本文引入因果森林算法,以人力资本为视角,剖析了互联网影响农户工资性收入不平等和财产性收入不平等在个体层面的异质性影响.结果显示,工资性收入不平等的缓解主要体现在低人力资本农户,而财产性收入不平等的加剧主要体现在高人力资本农户.

关键词：农户收入不平等收入来源个体异质性因果森林

青海省湟水流域潜在地质灾害识别与易发性评价

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水土保持通报 2024年第2期44卷 245-257页

作者：高崇越赵健赟王志超温兰冲姜传礼青海大学地质工程学院青海西宁810016

[目的]明确青海省湟水流域地质灾害空间分布特征与规律,为该地区防灾减灾提供数据支撑与科学依据。[方法]通过小基线子集干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)技术识别地质灾害点,结... 详细信息

[目的]明确青海省湟水流域地质灾害空间分布特征与规律,为该地区防灾减灾提供数据支撑与科学依据。[方法]通过小基线子集干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)技术识别地质灾害点,结合地形因素、地质因素、环境因素、气象因素、人类活动因素进行灾害空间分布规律分析,建立逻辑回归(logistic regression,LR)—频率比(frequency response,FR)模型并检验,利用返回概率值进行易发性评价。[结果]①湟水流域所分布的潜在地质灾害以滑坡、崩塌为主,多种类型潜在地质灾害并生。滑坡与不稳定斜坡通常发育于坡度较缓的山坡上,通常伴有大量张拉与剪切裂缝,尤其在雨季发育明显,对山体下方交通、居民安全构成威胁。发育于河谷两岸的滑坡与不稳定斜坡还可能阻塞河流,形成堰塞湖,进一步加剧灾害风险。崩塌多发育在岩石结构较为疏松或风化严重的陡峭山壁,因地质脆弱,加之降雨等自然因素刺激,易使山体土块、岩石块下落,对下方的居民区和交通线路构成威胁。②研究区2425—3650 m高程区间的地质灾害分布较多,东北向为地质灾害易发坡向;地质灾害易发性随归一化植被指数(normalized digital vegetation index,NDVI)增加而降低,随坡度、地形起伏度、日降水量增加而升高,随距断层距离增加而减少。③湟水流域高易发区及较高易发区,面积约5937.60 km 2,占研究区总面积约38.78%,主要集中在湟水流域南、北边缘地区,湟中、大通、海晏交界处,以及建筑区周边边坡上。④对评价结果进行检验,模型预测性能受试者特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC曲线)线下面积(area under curve,AUC)为0.787,易发区由高至低FR逐级减小,与实际灾害点的分布具有良好的一致性。⑤断层核密度为湟水流域地质灾害发育的主控因子,坡向、地形起伏度、道路核密度次之,剖面曲率对地质灾害发育影响最小。[结论]①利用SBAS-InSAR技术能有效识别湟水流域潜在地质灾害,LR-FR模型获得的易发性评价结果可靠。②湟水流域地质灾害易发区的分布具有明显的空间差异性,主要分布在海拔较高、植被覆盖率较低、降雨量较大、距离断层近的地区,断层核密度为地质灾害易发性的主控因子。③湟水流域的地质灾害具有多发性、突发性和高风险性的特点,给当地居民生活、区域经济发展及生态环境带来了严重的影响。因此,对其进行监测、预警和防治工作显得尤为重要。

关键词：湟水流域 SBAS-InSAR 逻辑回归—频率比空间分布易发性评价地质灾害

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基于涡旋电磁波新体制的雷达前视三维成像

雷达学报（中英文） 2024年第5期13卷 1109-1122页

作者：潘浩然马晖胡敦法刘宏伟西安电子科技大学雷达信号处理全国重点实验室西安710071

涡旋电磁波具有独特的波前相位调制特性,其作为一种新的雷达发射端分集模式,可实现目标雷达截面积(RCS)分集、提升信号与信息处理维度和性能,其探测与成像性能在多种雷达体制中得到了验证。该文针对前视雷达成像的应用背景,基于均匀圆... 详细信息

涡旋电磁波具有独特的波前相位调制特性,其作为一种新的雷达发射端分集模式,可实现目标雷达截面积(RCS)分集、提升信号与信息处理维度和性能,其探测与成像性能在多种雷达体制中得到了验证。该文针对前视雷达成像的应用背景,基于均匀圆阵发射与圆阵中心单天线接收的收发体制,在建立了电磁涡旋前视雷达信号模型与成像模型的基础上,提出了一种分时多模态扫描的成像方法,利用多模态涡旋电磁波在不同俯仰角的幅度差异性和在不同方位角的相位差异性,以及雷达与目标相对运动产生的多普勒效应,提出了改进的后向投影-距离多普勒算法,实现了目标三维成像。由于涡旋电磁波的能量发散特点,随着俯仰角增大,高模态方向图增益急剧下降,该文所提方法通过对多个模态在空域能量分布的有效利用,在较大视场角下具有较高的稳定性。基于点目标成像结果,验证了在多模态涡旋波覆盖的较大视场范围内,目标成像结果的归一化等效增益在低俯仰角与高俯仰角处基本相当。所提方法通过对飞机目标的实验验证,根据成像结果可较为准确地重构目标的三维结构。

关键词：涡旋电磁波雷达前视三维成像分时多模态后向投影算法距离多普勒

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基于时空注意力卷积模型的超短期风电功率预测

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电网技术 2024年第5期48卷 2064-2073,I0068,I0069-I0071页

作者：吕云龙胡琴熊俊杰龙敦华重庆大学雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站重庆市沙坪坝区400044 国网江西省电力有限公司电力科学研究院江西省南昌市330096

随着风电利用率的不断提高,风电输出功率的准确预测对电力系统的调度和稳定运行具有重要意义。然而,风力发电的随机性和波动性容易影响功率预测结果的准确性。该文提出一种基于时空相关性的风电功率预测方法,由时空注意力模块和时空卷... 详细信息

随着风电利用率的不断提高,风电输出功率的准确预测对电力系统的调度和稳定运行具有重要意义。然而,风力发电的随机性和波动性容易影响功率预测结果的准确性。该文提出一种基于时空相关性的风电功率预测方法,由时空注意力模块和时空卷积模块组成。首先,利用空间注意力层和时间注意力层对不同风机之间的时空相关性进行聚合提取。其次,通过空间卷积层和时间卷积层有效捕捉风电数据之间的空间特征和时间演变规律。最后,采用中国两处实际风电场运行数据对预测方法进行实验验证。结果表明,相比于传统预测方法,时空注意力和时空卷积的融合使该文所提出的预测方法具有较高的预测精度和较好的稳定性。

关键词：风电功率预测时空相关性图神经网络时空注意力模块时空卷积模块

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循环肿瘤DNA在结直肠癌临床管理中的研究进展

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中华胃肠外科杂志 2024年第3期27卷 287-294页

作者：姜照宇付卫北京大学第三医院普通外科北京大学第三医院肿瘤中心北京100191

近年来,结直肠癌(CRC)在诊疗方面取得长足进步,但目前标准治疗方案仍存在诸多不足,因此亟需更有效的生物标志物,用于患者的个性化治疗。循环肿瘤DNA(ctDNA)检测作为一种动态、非侵入性的液体活检方法,克服了组织活检在检测肿瘤异质性和... 详细信息

近年来,结直肠癌(CRC)在诊疗方面取得长足进步,但目前标准治疗方案仍存在诸多不足,因此亟需更有效的生物标志物,用于患者的个性化治疗。循环肿瘤DNA(ctDNA)检测作为一种动态、非侵入性的液体活检方法,克服了组织活检在检测肿瘤异质性和分子演变中的不足。多项研究证据表明,ctDNA在复发风险分层、指导治疗决策和早期复发监测等方面展现出巨大前景。此外,ctDNA的应用还可提高临床研究的效率和药物开发。然而,ctDNA检测前变量和分析过程的标准化尚未统一,其技术成本也较高昂,这些均限制了其推广应用。本文总结了关于ctDNA在CRC临床管理中的现有证据,并提出了其局限性和改进策略。

关键词：结直肠肿瘤循环肿瘤DNA 风险分层复发监测

夯实“五个基础” 汇聚强大合力--谈新时代继承弘扬石油精神和大庆精神铁人精神

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中国石油和化工 2024年第9期 64-65页

作者：王逦李丹琪姜祥超不详

“精神”是一个国家的强盛之魂,一个民族的存续之根,一个企业的立足之本。石油精神是伟大建党精神和中国精神在石油战线的生动诠释,大庆精神铁人精神是中国共产党人精神谱系的重要组成部分,是攻坚克难、夺取胜利的宝贵财富。在中国石油... 详细信息

“精神”是一个国家的强盛之魂,一个民族的存续之根,一个企业的立足之本。石油精神是伟大建党精神和中国精神在石油战线的生动诠释,大庆精神铁人精神是中国共产党人精神谱系的重要组成部分,是攻坚克难、夺取胜利的宝贵财富。在中国石油变革发展中,石油精神和大庆精神铁人精神始终是石油人战胜困难、负重前行的强大精神力量。“爱国、创业、求实、奉献”8个字所凝聚的丰富内涵,已超越时空界限,成为共和国工业文明之魂,是时代精神的展现,是民族精神的代表,是社会进步的标志。

关键词：时空界限石油精神大庆精神铁人精神时代精神负重前行继承弘扬强大合力攻坚克难

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碳交易条件下基于鲁棒优化的电源规划研究

发电技术 2024年第3期45卷 566-574页

作者：叶健强孙敦虎国网宁夏电力有限公司建设分公司宁夏回族自治区银川市750001

【目的】提高电源规划中对不确定性参数的处理能力。【方法】提出了一种碳交易条件下基于基数约束不确定集的鲁棒电源规划模型。通过构建基数约束不确定情景集,并引入“不确定性预算”的概念定义最好、最坏情景,以减少不确定性的程度。... 详细信息

【目的】提高电源规划中对不确定性参数的处理能力。【方法】提出了一种碳交易条件下基于基数约束不确定集的鲁棒电源规划模型。通过构建基数约束不确定情景集,并引入“不确定性预算”的概念定义最好、最坏情景,以减少不确定性的程度。基于对偶理论将具有maxmin-max三层规划结构的鲁棒模型转化为等价的混合整数线性规划,使用GAMS软件中的BARON求解器进行求解。【结果】碳交易成本能够促使更低的火电发电比例和更高的新能源发电比例。当不确定性预算越大时,目标函数值越低,决策风格越保守。【结论】碳交易条件下基于鲁棒优化的电源规划策略能够提高对不确定性参数的处理能力,规划结果具有鲁棒性和可行性,可在信息不确定的情况下为决策者提供决策支持。

关键词：电源规划不确定性鲁棒优化碳价对偶理论