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中国陶瓷 2022年第11期58卷 104-104页

作者：蔡晓玲张永豪武汉工程大学艺术设计学院

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气量对消化污泥堆肥平均反应速率影响的研究

中国给水排水 1994年第4期10卷 25-29页

作者：张永豪天津市市政工程设计研究院

通过消化脱水污泥堆肥小试，针对气量对消化污泥堆肥平均反应速率的影响进行了研究，揭示了气量对消化污泥堆肥平均反应速率的影响，建立了气量与消化污泥堆肥平均反应速率的函数关系式，可用于消化污泥堆肥工厂的工艺设计。

关键词：消化污泥堆肥气量反应器

流量波动条件下的矩形通道边界层流动与换热特性研究

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流量波动条件下的矩形通道边界层流动与换热特性研究

作者：张永豪哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着“建设海洋强国”战略的提出,海上浮动核电站和核动力船舶的发展备受关注。受风浪影响核动力船舶会产生摇摆、起伏、倾斜等运动并引起堆芯冷却剂在附加惯性作用力下而产生瞬态的流量波动。当流量瞬态波动至低流量时,边界层成为冷却... 详细信息

随着“建设海洋强国”战略的提出,海上浮动核电站和核动力船舶的发展备受关注。受风浪影响核动力船舶会产生摇摆、起伏、倾斜等运动并引起堆芯冷却剂在附加惯性作用力下而产生瞬态的流量波动。当流量瞬态波动至低流量时,边界层成为冷却剂带走堆芯热量的主要热阻,冷却剂的流动换热能力恶化,直接影响反应堆的安全运行。本文通过宏观参数测量与精细化流场/温场可视化手段相结合的方式,以矩形通道稳态条件下的测量结果为基准,分析流量波动条件下矩形通道的流动换热特性。本文首先开展稳态条件下矩形通道流动特性研究,采用粒子图像测速技术(PIV)测量3 mm矩形通道窄边流场不同雷诺数工况(Re=1028～18865)的瞬时速度场分布,获得了矩形通道时均速度分布、雷诺应力分布、涡量分布等流场特性。结果表明湍流工况下,受壁面影响矩形通道内流体都处于速度边界层内层控制范围内,在速度边界层的过渡层内存在雷诺应力的峰值区,流体的湍流脉动量交换剧烈。随着Re的增加,雷诺切应力峰值区逐渐向壁面移动,对数律层占比增大。减小矩形通道间隙,将会限制近壁面速度剖面的发展,使壁面摩擦切应力增大。进一步开展单面加热矩形通道开展稳态加热条件下的流动换热特性研究,采用PIV测速技术与激光诱导荧光(LIF)测温技术相结合的方式,获得了不同雷诺数(Re=1028～18865)与不同热流密度下(q=36～398 k W/m)的流场细节信息与温度场分布特性,揭示了混合对流换热与强迫对流换热工况下浮升力对流动换热特性的影响机制。研究结果表明,层流工况下,浮升力同时促进了加热壁面附近流体微团的无规则脉动,最终使加热壁面附近流体呈现局部湍流化现象,流体换热能力增强。湍流工况下,浮升力对流体微团正向脉动的影响微弱,同时浮升力引入的扰动抑制了流体微团的横向脉动。在充分湍流工况下,增大壁面热流密度与平均流速,矩形通道速度边界层与温度边界层的结构基本不变。随后,基于单面加热矩形通道开展流量波动条件下矩形通道内流动换热特性研究表明,脉动周期的减小及脉动振幅的增大均会使瞬时摩擦阻力系数“环形曲线”的覆盖范围增加,加热壁面温度波动振幅增加,脉动流的引入具有一定的强化换热作用。最后通过连续PIV测速技术对流量波动条件下矩形通道流场分布特性开展研究,实验的周期平均雷诺数为Re=2646～10743,脉动振幅为A=0.2～1,脉动周期为t=4 s～14 s,通过不同脉动参数的实验数据从微观流场特性的角度上解释流量波动下矩形通道的流动换热特性。瞬态流场微观测量研究结果表明,增大脉动振幅与减小脉动周期,使脉动流惯性力的层流化作用增强,流场的湍流程度降低,对流换热能力减弱。流体发生跨区流动的脉动流工况下,加速半周期内脉动流的惯性力起到层流化作用,使流体由层流至湍流的转捩点滞后;减速半周期内的惯性力起到湍流化作用,使流体由湍流至湍流的转捩点提前。在湍流脉动工况,流量波动引入的惯性力抑制了流场的湍流旋涡扩散,使流场的湍流程度降低,加速状态惯性力的抑制作用较强而减速状态下的抑制作用较弱。

关键词：窄矩形通道脉动流可视化实验边界层结构流动换热特性

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曲波变换方法在提高地震信号信噪比中的应用

曲波变换方法在提高地震信号信噪比中的应用

作者：张永豪西安石油大学

学位级别：硕士

噪声压制是地震资料处理中非常重要的一个环节。受勘探区块的复杂工况和采集技术的限制,野外采集到的地震资料品质较低,夹杂多种噪声信号,严重影响地震剖面的信噪比和保真度,给接下来的地震解释带来困难。目前使用的去噪方法都有各自的... 详细信息

噪声压制是地震资料处理中非常重要的一个环节。受勘探区块的复杂工况和采集技术的限制,野外采集到的地震资料品质较低,夹杂多种噪声信号,严重影响地震剖面的信噪比和保真度,给接下来的地震解释带来困难。目前使用的去噪方法都有各自的局限性,为了在保护有效信号的前提下最大限度的提高地震信号信噪比,应用曲波变换这一数学工具,在此基础上联合其他算法对地震噪声进行压制。本文以曲波变换理论为基础,主要研究曲波阈值算法对地震随机噪声的压制,同时对比分析小波软硬折中阈值算法和经验模态分解算法的去噪效果,针对几种算法存在的不足(噪声压制不彻底、有效信号过分扼杀),提出了曲波自适应阈值去噪算法,该算法增加了随曲波尺度变化的阈值因子,满足了曲波变换不同分解尺度的要求,改善了有效信号和噪声信号混叠的问题;为了提高计算效率,改善数据冗余问题,提出了基于曲波自适应阈值和自适应完备集合经验模态分解(CEEMDAN)的联合去噪算法,该算法对CEEMDAN分解得到的部分IMF分量进行曲波自适应阈值处理,然后将处理后的IMF分量和剩余分量进行重构,得到最终处理后的信号。对地震正演记录和实际地震资料进行随机噪声压制,对比分析去噪结果,可以看出本文提出的联合去噪算法优势明显,提高计算效率的同时也提高了计算精度,去噪后的地震记录同相轴清晰可见,边缘光滑性较好,在最大限度压制随机噪声的同时保护了有效信号,整体信噪比较高;最后应用联合去噪算法对线性干扰进行压制研究,分析去噪结果验证了本文提出联合方法的有效性和普适性。

关键词：地震资料处理曲波变换阈值 CEEMDAN 信噪比

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无线传感器网络平台设计与开发

无线传感器网络平台设计与开发

作者：张永豪南京理工大学

学位级别：硕士

目前国内外有关无线传感器网络的研究多数在仿真环境下进行,无法真实准确地反映无线传感器网络在实际应用中的性能表现。为了能够深入了解和掌握无线传感器网络的协议算法及应用中的主要性能指标,本文设计了一个基于数据采集的无线传感... 详细信息

目前国内外有关无线传感器网络的研究多数在仿真环境下进行,无法真实准确地反映无线传感器网络在实际应用中的性能表现。为了能够深入了解和掌握无线传感器网络的协议算法及应用中的主要性能指标,本文设计了一个基于数据采集的无线传感器网络平台,实现了多节点树型结构的自组织网络以及与该网络配套的用户监控系统。论文深入地分析了无线传感器网络体系结构,包括网络拓扑结构、节点硬件结构以及网络协议栈结构,并详细地介绍了典型的MAC协议、路由协议以及作为传感器网络支撑技术之一的时间同步机制。论文简略介绍了传感器节点硬件电路的设计,在以ATmega128L和CC2420为基础的硬件平台上,给出了本文的时间同步协议、MAC协议和路由协议的详细设计方案;并实现了所给出的网络协议栈,主要包括物理层的接收功能、基于DMTS的时间同步协议、休眠/侦听间歇工作机制、带应答和重传的CSMA/CA算法、能量感知的可靠路由算法以及用户所需的各种应用功能;同时在硬件节点平台上,成功移植了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ,实现了协议栈实时多任务环境;在用户应用功能方面,开发了一个无线传感器网络实时监控系统,实现了用户获取网络信息和监控网络的功能。论文测试了CSMA/CA机制、路由选路策略、抢占式的任务调度机制以及数据传输应用任务的性能,调试并验证了路由协议的选路策略,路由建立、失效和维护的过程。结果表明,本文所设计开发的传感器网络平台能够稳定运行,完成各项任务,为进一步的研究奠定了基础。

关键词：无线传感器网络时间同步树型结构 μC/OS-Ⅱ休眠/侦听 MAC协议路由协议监控系统

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废弃泥浆固化处理研究

废弃泥浆固化处理研究

作者：张永豪山东大学

学位级别：硕士

油田钻井过程中产生大量废弃泥浆,其中含有原油和化学处理剂等有害物质,故其无害化处理或资源化利用成为油田亟待解决的问题。将废弃泥浆与固化剂复配制备成堵水调剖剂,是实现其资源化利用的一个有效途径,其关键是优选出适宜的固化剂。... 详细信息

油田钻井过程中产生大量废弃泥浆,其中含有原油和化学处理剂等有害物质,故其无害化处理或资源化利用成为油田亟待解决的问题。将废弃泥浆与固化剂复配制备成堵水调剖剂,是实现其资源化利用的一个有效途径,其关键是优选出适宜的固化剂。常用的固化剂很多,如水泥、树脂等,对特定废弃泥浆需考察其固化性能。层状双氢氧化物（LDHs）是一类近期备受关注的无机层状材料,在适宜条件下可形成凝胶结构,能否用于固化废弃泥浆值得探索研究。本文研究了波兰特水泥、脲醛树脂和Mg2Al LDHs凝胶体系对胜利油田废弃泥浆的固化性能,考察了各种因素的影响,以期为废弃泥浆的固化处理和资源化利用提供依据。本文主要研究内容和结论如下:（1）以氯化铝、氯化镁、环氧丙烷和乙酰丙酮为原料,在水/乙醇介质中合成了 Mg2Al LDHs凝胶,主要考察了乙醇含量、乙酰丙酮浓度、反应温度和盐浓度等因素对凝胶形貌、结构和力学性能等的影响,以期了解LDHs凝胶特性,为后续研究其对废弃泥浆的固化性能提供依据。结果表明,随乙醇浓度增大,LDHs颗粒结构、形貌以及凝胶外观无明显影响,而所得凝胶的抗压强度降低。添加乙酰丙酮,可使LDHs颗粒尺寸降低;随其加量增大,凝胶抗压强度降低。反应温度对凝胶形成有明显影响,在25～80℃范围内升高,凝胶抗压强度降低,当温度超过120℃时无凝胶形成。反应体系中加入NaCl,对凝胶抗压强度基本无影响。（2）研究了波兰特水泥、脲醛树脂和Mg2Al LDHs凝胶体系对废弃泥浆的固化作用,考察了各种因素如固化剂加量、固化时间、水泥外加剂等对固结体抗压强度和耐水性等性能的影响。结果表明,三种固化剂均能固化废弃泥浆,且在所研究条件下所形成的固结体的最大抗压强度相近（约1250 kPa）。水泥和LDHs加量增大,固结体抗压强度增强。脲醛树脂加量增大,固结体抗压强度先增大后降低,最佳加量约为15%。硅酸钠和碳酸钠作为水泥外加剂,可增强固结体早期抗压强度,且水泥加量越大效果越明显。三种固化剂形成的固结体经水浸泡后,抗压强度均明显下降,但样品间剩余抗压强度有明显差异;浸泡14天后,固结体的抗压强度顺序为LDHs（约250 kPa）＞水泥（约200kPa）＞＞脲醛树脂（约100 kPa）。脲醛树脂固结体的浸泡水明显变黑,表明原油渗入浸泡水中;而LDHs固结体的浸泡水颜色无明显变化,表明原油被固封在固结体中。LDHs固结体具较高的抗压强度和良好的耐水能力,表明LDHs凝胶体系作为固化剂或胶凝剂在油田堵水调剖中有应用前景。

关键词：废弃泥浆固化剂水泥脲醛树脂层状双氢氧化物

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日光温室辣椒立体栽培架型研究

日光温室辣椒立体栽培架型研究

作者：张永豪河南农业大学

学位级别：硕士

无土栽培具有水肥控制精准、作物生长迅速、产量高、品质优、不存在连作障碍等优点,发达国家温室果菜类多采用长季节无土栽培的模式,充分利用了温室空间和光热资源,取得了很好的经济效果。我国日光温室环境调控措施有限,采用长季节无土... 详细信息

无土栽培具有水肥控制精准、作物生长迅速、产量高、品质优、不存在连作障碍等优点,发达国家温室果菜类多采用长季节无土栽培的模式,充分利用了温室空间和光热资源,取得了很好的经济效果。我国日光温室环境调控措施有限,采用长季节无土栽培,容易导致根系老化、营养不平衡、病虫害严重的问题。多层立体栽培能充分利用日光温室空间和光热资源,是提高温室效益的途径之一,然而,多层立体栽培架存在层间光温分布不均等问题,影响作物生长、产量和成熟期等,研究设施立体栽培架型对作物生长的影响具有重要意义。本试设计了“H”型、“A”型两种栽培架,进行辣椒营养液膜栽培,通过观测两种架型的光温条件,调查、观测不同架型辣椒生长、产量及辣椒营养成分,研究了不同架型温光特点对日光温室辣椒立体栽培生长及产量的影响,结果表明:1.在阴天环境条件下,秋季辣椒定植40d时,A型栽培架东西侧中、下层辣椒的LCP（光补偿点）时长比H型分别增加了83.3%、125.00%、27.27%、30.00%,晴天环境条件下,A型栽培架东西侧中、下层辣椒的LCP时长比H型架增加了18.50%、7.41%、14.28%、0.00%。A型架光照条件优于H型架。2.在晴天环境条件下,A型栽培架东西侧中、下层辣椒叶幕最高温度分别比H型栽培架提高了1.9℃、1.5℃、0.8℃、1.6℃;在阴天环境条件下,A型与H型栽培架各不同位置辣椒叶幕温度相差小于0.5℃,两种栽培架各层的辣椒叶幕温度在阴天无差别。A型立体栽培架能够提高中下层辣椒叶幕温度,且层温度温差相对较小。3.在辣椒生长期间的各个时期,A型辣椒立体栽培架不同位置辣椒株高、茎粗、叶片数及叶片叶绿素含量等指标均高于对应位置H型栽培架,辣椒植株地上部干重、鲜重和地下部干重、鲜重等指标也高于H型栽培架。4.A型辣椒立体栽培架东、西侧上、中、下层辣椒果实可溶性糖、维生素C和可溶固形物含量均显著高于H型栽培架的果实含量。5.A型立体栽培架较H型栽培架增产26%,且栽培架设施投入减少1300元/667m,效益增加10544元/667m。A型栽培架在光温,辣椒植株生长、辣椒的产量和果实品质及节本增效等方面优势明显,具有推广优势。

关键词：辣椒立体栽培光温条件栽培效益

基于miRNA相互作用的生物标志物发现方法

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基于miRNA相互作用的生物标志物发现方法

作者：张永豪北京化工大学

学位级别：硕士

miRNA是生物体内重要的信号调节因子,其功能失调被认为与癌症等人类疾病有关,已经有许多基于miRNA的诊断模型被开发出来,用以区分患病个体。然而,由于多中心数据之间的固有差异,即“批次效应”,使得在特定数据集上训练的模型,通常无法... 详细信息

miRNA是生物体内重要的信号调节因子,其功能失调被认为与癌症等人类疾病有关,已经有许多基于miRNA的诊断模型被开发出来,用以区分患病个体。然而,由于多中心数据之间的固有差异,即“批次效应”,使得在特定数据集上训练的模型,通常无法推广到外部数据集,这限制了基于miRNA的生物标志物走向临床应用。亟需一种新型的对批次不敏感的标志物,来开发具有良好泛化性能的诊断模型,用于识别患病个体。对于样本内的特征,由于受到相同的实验条件,因而其相对关系保持不变,可能是有应用潜力的新型生物标志物。因此,本论文拟进行基于miRNA相互作用的生物标志物发现的研究。主要研究结果如下:(1)通过构建转录因子介导的miRNA-miRNA间接作用网络,在此基础上生成miRNA比值特征作为新的生物标志物,紧接着证明了miRNA比值相对于传统的单个miRNA,在不同的实验条件下具有稳定的数据分布,因而可以用来作为标志物进行模型构建。(2)对NCBI系列数据库进行文本挖掘,实现了对疾病相关的miRNA表达量数据的整理汇总,来满足本研究的数据需求,以及对miRNA和疾病关联的统计等功能。在此基础上进行功能拓展,开发了miRNA知识库,以供后续研究人员使用。(3)开发了基于单因素方法和遗传算法组合的特征筛选流程,来进行特征筛选操作,并基于筛选的特征构建支持向量机分类器,在肺癌组织、肾癌组织和新冠血浆三个数据集上进行验证。结果显示,和传统的通过miRNA构建的分类器相比,基于miRNA比值的分类器具有优秀的区分性能和泛化能力。综上所述,本论文中基于相互作用构建的miRNA比值,具有对批次效应不敏感的特点,用于疾病分类具有更好的性能,是一种有广泛应用潜力的生物标志物。

关键词： miRNA 比值间接相互作用生物标志物多中心

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统一电能质量调节器综合检测方法研究

统一电能质量调节器综合检测方法研究

作者：张永豪太原科技大学

学位级别：硕士

电力系统的电力电子化使电力系统的源—网—荷特性发生了改变,从而引起了电能质量问题的特性变化,带来了电能质量新问题。由电能质量引发的新问题,涉及到人们的生产和生活各个方面,统一电能质量调节器（Unified Power Quality Controlle... 详细信息

电力系统的电力电子化使电力系统的源—网—荷特性发生了改变,从而引起了电能质量问题的特性变化,带来了电能质量新问题。由电能质量引发的新问题,涉及到人们的生产和生活各个方面,统一电能质量调节器（Unified Power Quality Controller,UPQC）作为一种综合性的电能质量调节装置,能够对电网中出现的电压和电流综合类电能质量问题进行集中化的处理,并大大节约了资源成本,因此有着重要的研究价值。本文首先对UPQC的工作原理和拓扑结构进行介绍,以三相三线制拓扑结构为主,对拓扑结构中的各部分进行研究。并介绍了单相UPQC、三相四线制这两类较为常见的拓扑结构分析了其适用的场合,对UPQC中的串并联部分进行数学建模,研究了其工作特性与功率流动情况。其次,分析了UPQC中对于电压、电流的检测计算方法,针对传统锁相环存在各类问题,采用基于双二阶广义积分器的锁相环提取基波正序电压。通过构造二阶广义积分器为核心算子,不引入滤波器的前提下提取出基波电压正序分量,提高检测的实时性。通过提取的电压与实际电压做差可以得出电压补偿量。再次,分析了几种常见的谐波电流检测方法的优缺点,最终采用基于平均功率定义的单位功率因数法（Unit Power Factor,UPF）电流检测法。在原有的检测算法基础上做出改进,提出双二阶广义积分器锁相环直接提取基波正序分量,并将得到的基波正序分量作为电流检测法中的参考信号,抑制电压畸变对传统UPF的影响,做到了对电压与电流的同时检测。最后,在相同补偿控制策略的前提下,对比了UPQC在三种检测方法下的对电压以及电流的补偿效果,仿真结果显示在电压畸变,电压跌落等情况下,本文研究的综合检测方法都能够实现对电压电流的有效补偿。并通过搭建半实物平台,验证了检测算法的可行性。

关键词：电能质量统一电能质量调节器基波正序电压谐波电压检测谐波电流检测综合检测法

MgO-Al2O3-SiO2-TiO2系微晶玻璃微观结构的分子动力学模拟

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MgO-Al2O3-SiO2-TiO2系微晶玻璃微观结构的分子动力学模拟

作者：张永豪山东建筑大学

学位级别：硕士

MgO-AlO-SiO-TiO(MAST)系微晶玻璃具有优异的绝缘性、机械强度、抗热震性能和小的介电常数等特性,是一种应用前景广阔的新材料。由于该体系微晶玻璃的制备通常在高温条件下进行,以现有的实验分析手段很难对其高温熔体进行分析,因此,借... 详细信息

MgO-AlO-SiO-TiO(MAST)系微晶玻璃具有优异的绝缘性、机械强度、抗热震性能和小的介电常数等特性,是一种应用前景广阔的新材料。由于该体系微晶玻璃的制备通常在高温条件下进行,以现有的实验分析手段很难对其高温熔体进行分析,因此,借助分子动力学方法进行模拟实验成为重要的研究途径。本文采用分子动力学模拟软件,建立了MgO-AlO-SiO-TiO系微晶玻璃的微观结构模型,确定了合适的相关计算参数,从多方面模拟和分析了TiO和SiO含量对MAST系微晶玻璃高温熔体的作用。通过对不同TiO添加量的MAST系微晶玻璃进行模拟计算发现TiO添加量对Si-O之间成键没有太大影响,包括键长和峰形。TiO添加量的变化对Al-O键的影响较大,随着TiO添加量的增加,Al-O键长分布更广,峰形变宽。在MAST系微晶玻璃高温熔体中Si-O-Al的数目占比最大,几乎占到桥氧数目的一半,之后是Si-O-Si的数目,然后是Al-O-Al。在TiO的添加量达到5.2%时,Si-O-Al的数目达到最大,占桥氧总量的51%。随着TiO添加量的继续增大,Si-O-Al的数目开始减少。随着TiO含量增加总的桥氧数目呈现先增大后减小的趋势,当TiO的含量为5.2%时总桥氧数目达到最大,这时MAST系微晶玻璃内部的网络结构最完善。当TiO的添加量增加时,Ti-O-Ti、Ti-O-Al和Ti-O-Si的数目均会随之增加,表明了更多的Ti粒子参与到了网络结构的构建。通过径向分布函数分布可以得出当TiO添加量为5.2%时各种粒子之间的分布最为均匀,此时网络结构分布也最均匀。通过综合分析得出,当晶核剂TiO添加量为5.2%时,该体系在熔融状态下可以得到最多且均匀的网络结构。通过对不同SiO添加量的MAST系微晶玻璃进行模拟计算发现在该体系高温熔体中Si-O键长集中分布于1.5-1.8?之间,Al-O键长集中分布于1.6-2.0?之间。当SiO添加量改变时对Si-O键长影响不大,当SiO添加量增多时Al-O键长分布图的变化幅度较大,Al-O键长分布图中的峰形先变的集中尖锐且分布范围减小,当SiO添加量达到50%时Al-O键长分布第一峰最尖锐且最靠左,然后随着SiO含量的继续增多Al-O键长分布图中的峰形逐渐趋于平缓且分布范围开始变大。通过径向分布函数分析能够得出体系中的Si、Al、Ti、Mg粒子同O粒子之间的结合能力依次降低,即它们之间形成的团簇结构单元的稳定性逐渐降低。通过各粒子的均方位移分布图能够得到,在MAST系微晶玻璃高温体系中均方位移的大小顺序Mg2+>Al3+>O2->Ti4+>Si4+。当SiO添加量的增大时,其高温熔体中Mg2+的均方位移逐渐减小,同时Ti4+的均方位移量首先增加随后减少。随着SiO添加量增大[Si O4]的数目逐渐增加,而[Al O4]与[Ti O4]数目均有下降的趋势。与此同时,Si-O-Al数目开始逐渐增多,当SiO的含量为57.1%其数目最多,之后再增加SiO含量其数目开始降低。另外,随着SiO的添加量增大,Si-O-Si的数目逐渐增大,总的桥氧数量先逐渐增加而后逐渐趋于平缓,当SiO的含量为57.1%时桥氧总量和Si-O-Al的数目最多,这时得到的硅酸盐网络结构最完善。

关键词：微晶玻璃分子动力学高温微观结构势函数