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稳定密度梯度中球形界面流动失稳的研究进展

力学学报 2024年第6期56卷 1540-1551页

作者：李延深中国科学院大学工程科学学院北京100049 中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室北京100190

当流体界面上存在温度梯度或者浓度梯度时,会产生稳定或不稳定的界面流动.由于界面流动在多种工业过程中有广泛应用,其已经得到了广泛的研究.通常认为,在考虑界面流动时,体积力比如重力可以忽略,在小尺度下尤其如此.因此,稳定密度梯度... 详细信息

当流体界面上存在温度梯度或者浓度梯度时,会产生稳定或不稳定的界面流动.由于界面流动在多种工业过程中有广泛应用,其已经得到了广泛的研究.通常认为,在考虑界面流动时,体积力比如重力可以忽略,在小尺度下尤其如此.因此,稳定密度梯度的重力效应对界面流动的影响一直是被忽略的.然而,近期的一些研究表明,即使是在小尺度下,稳定密度梯度重力效应的影响也不可忽略.文章综述了稳定密度梯度中球形界面的流动及其不稳定性研究进展,介绍了球形界面的两种失稳模式——扩散受限导致的失稳与黏性受限导致的失稳,并且分析了对流、密度梯度、扩散、黏性,以及容器大小对流动失稳的影响.现有研究表明,在小尺度下,当流体界面有竖直方向的分量时,稳定温度/浓度梯度对界面流动及其稳定性的影响可能需要重新评估.最后根据现有研究的不足与发展动态,对未来的研究方向进行了展望.

关键词：稳定密度梯度液滴马兰戈尼流动不稳定性

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沟壑区浅埋煤层开采覆岩运动演化致灾特征

采矿与安全工程学报 2024年第2期41卷 315-325页

作者：李延军中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

为进一步研究浅埋煤层开采沟壑区覆岩运动演化致灾特征,以榆神矿区锟源煤矿113101首采工作面为工程背景,采用了数值计算和物理相似模拟实验方法,分析了沟壑区浅埋煤层开采过程中覆岩应力及位移动态演化特征、覆岩破断及裂隙发育规律,初... 详细信息

为进一步研究浅埋煤层开采沟壑区覆岩运动演化致灾特征,以榆神矿区锟源煤矿113101首采工作面为工程背景,采用了数值计算和物理相似模拟实验方法,分析了沟壑区浅埋煤层开采过程中覆岩应力及位移动态演化特征、覆岩破断及裂隙发育规律,初步揭示了过沟开采灾害特征及相互作用关系,针对性提出了综合治理方法。研究结果表明:过沟开采中,沟壑顺坡段呈“受压”状态,逆坡段呈“受拉”状态,谷底位移变化量最大、逆坡段其次、顺坡段最小。二号沟壑顺坡段下部及谷底、一号沟壑逆坡段下部及谷底范围分别形成应力集中且位移量达到最大,水平应力峰值为17.4、14.5 MPa,最大位移值为1.7、1.0 m。工作面推进至沟壑区顺坡段时周期来压步距约为逆坡段的两倍,顺坡段“覆岩完整区”面积较大,载荷传递至工作面支架易造成压架现象;沟壑逆坡段区域,覆岩厚度增加,拉伸型裂隙发育明显,易导致沟体滑坡;沟壑谷底区域,顶板切落形成塌陷型裂隙,易诱发工作面压架和突水溃沙灾害。不同灾害间相互关联,沟体滑坡抑制工作面突水溃沙但促进切顶压架灾害,顶板切落压架同时促进突水溃沙和沟体滑坡灾害。根据覆岩灾害产生区域及作用特征,提出了上游截排地表水、顺坡段中上部岩层预裂、逆坡段降坡加固、谷底及逆坡段坡脚注浆等综合防治措施,为工作面安全高效回采提供相应研究基础。

关键词：沟壑区浅埋煤层应力演化覆岩运动裂隙发育

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殷墟卜甲首甲形态初探——以左首甲为例图示

故宫博物院院刊 2024年第7期 34-44,140页

作者：李延彦故宫博物院研究室

本文简要描述了殷墟卜用龟腹甲首甲齿缝片的形态特征,从钻凿角度探究了齿缝片残片的形态,并初步分析了其具体成因。

关键词：殷墟龟腹甲首甲形态

青藏高原冬春多源积雪资料年际变化尺度上的适用性分析

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高原气象 2024年第2期43卷 277-292页

作者：李延赵瑞瑜陈斌中国气象科学研究院国家灾害天气实验室北京100081 中船海装风电有限公司重庆401122

青藏高原冬春积雪变化具有显著的年际变化特征,其对中国东部夏季降水预测具有一定指示意义。由于特殊的复杂地形,青藏高原气象站点分布稀疏且不均匀,再分析数据和卫星数据提供的高原积雪资料的不确定性是影响和制约积雪变化及其天气气... 详细信息

青藏高原冬春积雪变化具有显著的年际变化特征,其对中国东部夏季降水预测具有一定指示意义。由于特殊的复杂地形,青藏高原气象站点分布稀疏且不均匀,再分析数据和卫星数据提供的高原积雪资料的不确定性是影响和制约积雪变化及其天气气候效应研究中的一个关键问题。本文基于青藏高原台站观测、再分析(ERA5和NOAA-V3)和卫星反演(MODIS雪盖以及IMS雪盖)的多源积雪资料,采用偏差分析、均方根误差以及相关分析等多元统计方法重点检验了多源高原积雪数据在描述积雪年际变化特征方面的不确定性。通过比较不同积雪资料的时空分布和变化特征,以期提升多源高原积雪资料适用性的认知,并为相关研究提供有意义的参考。分析结果表明:(1)就再分析数据给出的积雪资料而言,ERA5雪深资料相较NOAA-V3雪深,对高原站点观测雪深的描述效果更好。除了高原中东部分站点外,ERA5雪深数据的平均偏差和平均均方根误差均较小,而NOAA-V3雪深数据的平均偏差和均方根误差在整个高原范围内均存在一定程度的高估;(2)再分析(ERA5和NOAA-V3)和卫星反演(MODIS雪盖以及IMS雪盖)积雪数据和高原站点雪深均在年际变化特征上具有较好的一致性;其中ERA5再分析积雪数据与高原站点观测雪深数据在长期趋势上更为类似;另外,北半球雪盖与站点观测雪深的年代际变化趋势更加类似;(3)再分析资料(ERA5、NOAA-V3)的雪深和雪盖在高原的分布存在空间差异性,其中NOAA-V3在多雪年和少雪年的大值区都位于高原南部、北部边缘以及高原中东部,而ERA5的大值区主要分布在高原的中东部、西部以及南部边缘。然而,每种再分析数据各自的雪深和雪盖之间差异较小,且积雪异常年份的差值分布较为一致,无论是雪深还是雪盖,正异常区都位于高原中部、西部和南部边缘,负异常区则都在高原北部;(4)三种卫星的雪盖在多雪年大值区都位于高原中东部、南部以及西部地区。不同卫星数据在积雪异常增多年份雪盖的差值分布也较为一致,但再分析资料体现出的高原北部边缘的负异常并未在卫星雪盖资料上体现出来,此结果可能与卫星反演积雪数据的涵盖时间短以及处理方式不同有关。

关键词：青藏高原积雪年际变化

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不同再生稻栽培模式氮足迹及经济效益评估

中国生态农业学报（中英文） 2024年第4期32卷 582-591页

作者：李延实李成芳华中农业大学植物科学技术学院/农业农村部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室武汉430070

有关不同栽培措施下再生稻稻田温室气体排放、碳足迹与产量变化研究已取得较大进展,然而不同再生稻栽培模式氮足迹尚不明确。因此,本研究通过大田试验,采用生命周期法,研究了不同再生稻栽培模式[常规栽培模式(CM)和两个优化栽培模式(OM1... 详细信息

有关不同栽培措施下再生稻稻田温室气体排放、碳足迹与产量变化研究已取得较大进展,然而不同再生稻栽培模式氮足迹尚不明确。因此,本研究通过大田试验,采用生命周期法,研究了不同再生稻栽培模式[常规栽培模式(CM)和两个优化栽培模式(OM1和OM2)]对水稻产量、氮足迹与经济效益的影响。其中,CM模式采用人工插秧、常规施肥、浅水淹灌、留茬高度20 cm与秸秆不还田等传统再生稻栽培技术,OM1模式采用机插秧、一次性缓释肥施用、干湿交替、头季留茬高度20 cm与秸秆还田,OM2模式采用机插秧、氮肥深施、干湿交替、头季留茬高度40 cm与秸秆还田配施腐熟剂。结果表明,OM2再生季产量和稻季总产量最高,较CM和OM1分别提高再生季产量37.1%(P<0.05)和28.1%(P<0.05)、总产量21.7%和12.5%(P<0.05)。对于再生稻氮足迹构成,OM2具有最高间接活性氮排放。对于直接活性氮排放,3个模式N_(2)O排放无显著差异;但对于头季稻NH_(3)挥发,OM2比CM显著降低14.4%(P<0.05)。因此,OM2具有最低周年活性氮排放,分别比CM和OM1显著降低10.9%(P<0.05)和2.2%(P<0.05)。对于再生稻氮足迹,OM2比CM和OM1分别显著降低26.9%(P<0.05)和13.1%(P<0.05)。此外,OM2经济效益最高,分别较OM1和CM提高20.9%和29.2%。本研究表明,OM2模式是一项降低氮足迹和提高经济效益的可持续再生稻栽培模式,值得在我国南方再生稻区推广。

关键词：再生稻活性氮排放氮足迹经济效益

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殷墟卜用龟腹甲中甲形态研究

出土文献 2024年第2期 6-16,168页

作者：李延彦故宫博物院研究室 “古文字与中华文明传承发展工程”协同攻关创新平台

本文描述了殷墟卜用龟腹甲中甲齿缝片的形态,结合钻凿、形态特征组合,将中甲齿缝片残片分为十四大类,并简要论述成因。

关键词：殷墟龟腹甲中甲形态

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母舰-舰载机协同路径规划问题研究综述

控制与决策 2024年

作者：李延通张闯汤莲花大连海事大学航运经济与管理学院武警工程大学装备管理与保障学院上海海事大学物流工程学院

母舰-舰载机协同路径规划问题（MVCRP）作为一类新兴的复杂组合优化问题，近年来得到越来越多学者的关注和研究。论文对MVCRP的概念内涵进行论述，对其与卡车-无人机协同路径规划问题的主要区别进行辨析，描述其在海事巡航执法、海上设... 详细信息

母舰-舰载机协同路径规划问题（MVCRP）作为一类新兴的复杂组合优化问题，近年来得到越来越多学者的关注和研究。论文对MVCRP的概念内涵进行论述，对其与卡车-无人机协同路径规划问题的主要区别进行辨析，描述其在海事巡航执法、海上设施巡检、船只排放监测及海上搜索救援等方面的典型应用场景。论文基于母舰和舰载机数量形成的映射关系，对MVCRP研究进展进行系统综述，并对数学模型与求解算法方面的典型文献进行介绍分析。为进一步丰富研究内容，面向油田设施巡检的多舰-单机协同作业模式，论文提出了一个新的混合整数二阶锥规划模型。最后，论文从时间窗、多港口、可变速度、母舰多行程、复杂形状目标以及不确定性等多方面对MVCRP的未来研究方向进行展望。

关键词：母舰-舰载机协同路径规划混合整数二阶锥规划混合整数线性规划启发式算法精确算法

历史文化街区的旅游安全风险评价 ——以天津市古文化街为例

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历史文化街区的旅游安全风险评价 ——以天津市古文化街为例

作者：李延锦西北师范大学

学位级别：硕士

聚乙烯醇导电复合水凝胶的制备及其传感应用研究

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聚乙烯醇导电复合水凝胶的制备及其传感应用研究

作者：李延豪西安理工大学

学位级别：硕士

离子导电水凝胶（ICHs）作为一种新型的柔性电子材料,因其可调节的机械柔性,在可穿戴电子器件领域具有广阔的应用前景。然而,传统的ICHs机械性能不足,导致由此制备的水凝胶基传感器存在检测范围窄,耐久性差,响应时间长等问题。此外,目... 详细信息

离子导电水凝胶（ICHs）作为一种新型的柔性电子材料,因其可调节的机械柔性,在可穿戴电子器件领域具有广阔的应用前景。然而,传统的ICHs机械性能不足,导致由此制备的水凝胶基传感器存在检测范围窄,耐久性差,响应时间长等问题。此外,目前大多数的ICHs环境稳定性较差,在高温甚至常温条件下容易失水,在低温条件下会被冻结,严重影响其实际应用。因此,制备机械性能优异,环境稳定的ICHs对柔性电子领域的发展具有重要的意义。本研究利用简单环保的一步循环冻融工艺制备了两种ICHs基柔性可穿戴应变传感器,并深入分析了其机械性能和传感性能。主要研究内容和结论如下:（1）采用一锅循环冻融法制备了聚乙烯醇@纤维素纳米纤维-氯化铁（PVA@CNF-FeCl3）水凝胶并成功组装成了一种柔性可穿戴应变/压力传感器。由于PVA和CNF之间的氢键以及FeCl3与水凝胶网络上的羟基之间的络合,PVA@CNF-FeCl3水凝胶表现出优异的机械强度和令人满意的耐久性。此外,铁离子的引入赋予了水凝胶较高的离子电导率。因此,该水凝胶基的应变/压力传感器具有高的灵敏度(在0-5 kPa的压力范围内应力灵敏度系数（S）=5.326 kPa-1)、宽的响应范围（4511 kPa）、优异的耐久性（超过3000次循环）、短的响应时间（83 ms）和恢复时间（117 ms）,可以实时记录各种肢体运动,包括手指按压、手臂弯曲和膝盖弯曲等。PVA@CNF-FeCl3水凝胶可以作为触觉传感器,准确识别和记录水凝胶上书写不同英文字母产生的电信号,显示出优异的小应变检测能力。通过将机械能转化为电能,PVA@CNF-FeCl3摩擦电纳米发电机（TENG）可以实现对商用电容器充电,甚至可以利用电容器中储存的电能点亮LED灯。该工作主要解决了水凝胶机械性能不足引起的检测范围窄,耐久性差,响应时间长等问题,为高性能柔性应变传感器的开发提供了一种可行的方案。（2）用二元溶剂体系取代纯水体系,制备了一种具有非共价交联网络的PVA基防冻ICHs。由于PVA、CNF和碳纳米管（CNT）之间的氢键以及FeCl3与水凝胶网络上的羟基和羧基之间的络合,PVA@CNF-FeCl3-CNT（PCFC）有机水凝胶表现出优异的机械强度和耐久性。CNT的电子导电性与FeCl3的离子导电性协同作用,赋予了有机水凝胶高的电导率。CNT和乙二醇（EG）能够调节孔结构,使得水凝胶具有较好的机械柔性,能够实现大幅度可重复的压缩、拉伸和弯曲。结果表明,PCFC应变/压力传感器具有高的灵敏度(在0-398 kPa的压力范围内S=4.013 kPa-1)、宽的响应范围（7615 kPa）、优异的耐久性（超过10000个循环）、短的响应时间（83 ms）和恢复时间（83 ms）,在低温（-25℃）和高温（50℃）条件下能实时准确地检测各种肢体运动（例如手指弯曲）和生理信号（例如脉搏）。此外,由于PCFC有机水凝胶是基于非共价相互作用构建的,具有出色的热塑性,因此具有完全可重用性。该工作主要解决了 ICHs环境稳定性差和难以回收的问题,为多功能传感器的开发提供了方向。

关键词：聚乙烯醇离子导电水凝胶柔性传感器人体运动检测可回收性环境稳定性