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基于多频磁负超材料的心脏起搏器无线供能研究

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电工技术学报 2024年第16期39卷 4931-4943页

作者：陈伟华黄雨琦闫孝姮宋佳伟辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125000

针对植入式心脏起搏器无线供能系统频率变化发生共振失调导致传输效率低等问题,该文提出一种基于多频磁负超材料(MB-MNG)的心脏起搏器无线供能系统。首先,根据磁负超材料等效介质理论,推导了正八边形超材料设计的基本公式,建立了MB-MNG... 详细信息

针对植入式心脏起搏器无线供能系统频率变化发生共振失调导致传输效率低等问题,该文提出一种基于多频磁负超材料(MB-MNG)的心脏起搏器无线供能系统。首先,根据磁负超材料等效介质理论,推导了正八边形超材料设计的基本公式,建立了MB-MNG基元模型;其次,以S-S结构为例,通过仿真和实验研究了6.78 MHz、8.94 MHz和13.56 MHz频段下系统传输效率;再次,为了研究可靠性,讨论了系统与MB-MNG之间的错位情况;最后,为确保安全性,使用多物理场仿真软件研究系统的电磁安全特性,并进行温升实验。实验结果表明:在三工作频段下,基于MB-MNG的WPT系统的输出功率为3.29W、2.77W和2.87W,与传统WPT系统和加入铁氧体薄板WPT系统对比,传输效率提高了24.6%~36.5%。同时,在系统发生偏移时,仍能保持30.73%~48.41%的传输效率;60 min充电测试内组织SAR值及最大温升均符合安全标准。

关键词：无线供能系统多频磁负超材料心脏起搏器传输性能

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煤层瓦斯含量负压定点取样规律研究及应用

采矿与安全工程学报 2024年

作者：李辉伊嘉辉王熔华魏建平韩希伟程磊上海应用技术大学城市建设与安全工程学院河南理工大学安全科学与工程学院河南煤炭安全与清洁高效利用协同创新中心山东省煤田地质局第一勘探队

精准测试煤层瓦斯含量是煤炭开采中的重要过程。针对现有负压取样方法中影响取样效果的关键参数，通过耦合计算流体力学与离散单元法（CFD-DEM）建立了钻杆模型，对取样过程中风速为6 m/s、12 m/s、18 m/s、24 m/s时和转速为0 r/min、30... 详细信息

精准测试煤层瓦斯含量是煤炭开采中的重要过程。针对现有负压取样方法中影响取样效果的关键参数，通过耦合计算流体力学与离散单元法（CFD-DEM）建立了钻杆模型，对取样过程中风速为6 m/s、12 m/s、18 m/s、24 m/s时和转速为0 r/min、30 r/min、60 r/min、90 r/min、120 r/min、150 r/min时钻杆内部颗粒的运移情况及输运量的影响进行数值模拟分析，并通过自主搭建的负压取样试验装置进行同等变量试验来对模拟结果进行验证，最后通过数值模拟和试验结果来优化取样参数。结果表明：在较低风速6m/s的风流下，钻杆内部的颗粒会形成堵塞无法被顺利输运，在18m/s和24m/s的高风速下颗粒可以以较快时间输运到钻尾但取样量波动较大，在12m/s的风速下，颗粒可以被顺利输运且钻尾的取样量较为稳定，对钻杆的取样风速取12m/s最佳；对于转速实验，钻杆的转速对输运效率的整体影响随着风流速度的提高而逐渐降低，在18m/s和24m/s的风速下，钻杆不同转速的影响作用几乎可以忽略，但在12m/s的风速下，钻杆的旋转可以提高输运效率，当转速超过100r/min时输运效率反而开始下降，输运效率随着转速的提高呈现先增加后减少的趋势，根据对输运量和转速的拟合方程结果，对取样过程中的钻杆设定在90～110r/min为最佳取样转速，数值模拟与试验结果可以对取样过程中的参数进行优化，进一步提高定点取样效率。最后使用优化后的负压取样参数在新元煤矿进行现场应用，对现场同一地点不同方法取得的煤样进行测定对比，结果表示，负压定点取样方法比原有方法的测定值平均提高了26%，采用优化后的负压定点取样方法不仅能够精准快速地获取待测试煤样，而且显著提高了瓦斯含量的测试精准性。

关键词：定点取样气力输送 CFD-DEM 转速

蒸汽冷凝器流动传热过程的准三维CFD模拟算法

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第5期64卷 860-868页

作者：吴家豪代守宝张归华王雄师赵艳伟吴玉新清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所哈尔滨150078

管侧冷却水在流向和横向(垂直于流向)上的分布对管壳式蒸汽冷凝器内部各物理量的分布和冷凝器的设计优化都会产生影响,因此有必要对其进行研究。该文提出了一种考虑冷却水横向分布的准三维CFD模拟算法,并基于自主开发的二维CFD冷凝过程... 详细信息

管侧冷却水在流向和横向(垂直于流向)上的分布对管壳式蒸汽冷凝器内部各物理量的分布和冷凝器的设计优化都会产生影响,因此有必要对其进行研究。该文提出了一种考虑冷却水横向分布的准三维CFD模拟算法,并基于自主开发的二维CFD冷凝过程数值计算代码ConDesign-2D对已有算例进行了模拟。结果表明,冷却水沿流向的温升不容忽略,它直接降低了换热温差,进而影响到了冷凝速率等物理量的分布,冷却水的横向分布也使得冷凝速率分布更加均匀。相比二维模拟,该算法能解析出流场在冷却水流向上的第三维分布信息,又避免了全三维模拟带来的高昂计算成本,可以应用于实际冷凝器的模拟计算。

关键词：准三维冷却水分布冷凝器计算流体动力学(CFD)模拟

不同滑坡样本点和多边形表达模式下的易发性评价

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地球科学 2024年第5期49卷 1565-1583页

作者：邓明东巨能攀吴天伟文艳解明礼赵伟华何佳阳成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 四川省地质矿产勘查开发局化探队四川德阳618099 四川省国土空间生态修复与地质灾害防治研究院四川成都610081

滑坡编录模式常为点和多边形面,滑坡点的定位及多边形的采样范围会给滑坡易发性评价结果产生影响.为研究不同点和多边形滑坡样本采样方式下的易发性结果差异,以四川省宁南县为例,采用滑坡多边形和陡坎缓冲区来比较不同多边形表达模式对... 详细信息

滑坡编录模式常为点和多边形面,滑坡点的定位及多边形的采样范围会给滑坡易发性评价结果产生影响.为研究不同点和多边形滑坡样本采样方式下的易发性结果差异,以四川省宁南县为例,采用滑坡多边形和陡坎缓冲区来比较不同多边形表达模式对易发性评价的影响,用滑坡陡坎点和滑坡质心点来比较不同点表达模式对易发性评价的影响,选取3种评价模型支持向量机(SVM)、随机森林(RF)和人工神经网络(ANN)进行滑坡易发性建模,采用ROC曲线、均值、标准差等分析建模的差异.结果如下:(1)在滑坡样本为多边形表达模式下,陡坎缓冲区的评价效果优于滑坡多边形.在滑坡样本为点表达模式下,滑坡质心点的评价效果优于滑坡陡坎点.(2)RF模型在不同采样方式下易发性评价效果更好,不同采样方式下基于RF模型的易发性结果差异性也较小,相比SVM和ANN模型有更好的泛化能力.(3)离散型因子是导致点表达模式下采样方式易发性结果差异的主要因素.陡坎缓冲区采样方式相比于滑坡多边形保留如岩组等离散型环境因子的空间信息,因此评价效果较好.可见在县级尺度下使用滑坡陡坎区域等精细化地形特征作为滑坡采样方式可以提高易发性评价精度.

关键词：易发性评价表达模式采样方式滑坡滑坡样本点滑坡多边形灾害地形特征

集体经营性建设用地入市农户满意度影响因素研究——基于Logistic-ISM模型的分析

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西南大学学报（自然科学版） 2024年第7期46卷 57-70页

作者：周香梅王恒伟刘秀华西南大学资源环境学院重庆400715

农户满意程度可以反映政策改革成效,探究农户集体经营性建设用地入市满意度影响因素,有助于评价政策实施效果,同时对提升农村发展和农民幸福感也有一定的现实意义.采用问卷调查和访谈的方式,选取重庆市大足区作为研究区域,基于Logistic... 详细信息

农户满意程度可以反映政策改革成效,探究农户集体经营性建设用地入市满意度影响因素,有助于评价政策实施效果,同时对提升农村发展和农民幸福感也有一定的现实意义.采用问卷调查和访谈的方式,选取重庆市大足区作为研究区域,基于Logistic模型确定农户满意度的影响因素,结合ISM模型分析各影响因素之间的层次关系,对农民的政策实施满意度影响因素进行实证分析.研究结果显示:(1)针对入市实施效果,绝大部分农户持满意态度,不满意的地方集中在收益分配不及时和环境污染方面;(2)家中是否有村干部、生态环境变化情况、是否参与表决、分配公平性、入市实际收益、程序透明性、入市风险存在情况、对入市土地所有者的认知对入市农户满意度有显著影响.其中对入市土地所有者的认知、入市风险存在情况、入市实际收益为表层直接因素,中层间接因素有生态环境变化情况、是否参与表决、分配公平性以及程序透明性,家中是否有村干部为深层根源因素.应进一步完善土地产权制度,明晰入市到期后土地权属问题;健全监督管理机制,建立集体经营性建设用地入市单位的产业目录和准入标准制度;完善收益分配机制,制定集体土地入市指导性分配意见;将村集体负责人纳入政府基层领导队伍体系,提高程序透明性.

关键词：集体经营性建设用地入市满意度影响因素 Logistic-ISM模型大足区

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矿物掺合料混凝土抗碳化性能及预测模型

混凝土 2024年第1期 17-20,27页

作者：司秀勇户伟华潘慧敏天津交通职业学院天津300380 燕山大学建筑工程与力学学院河北秦皇岛066004

通过快速碳化试验,结合SEM微观形貌观测和EDS化学组成分析,研究粉煤灰和矿渣对混凝土抗碳化性能的影响,探讨了影响机理,并基于指数函数建立了矿物掺合料混凝土碳化深度预测模型。研究结果表明:掺入矿物掺合料使混凝土强度和抗碳化性能... 详细信息

通过快速碳化试验,结合SEM微观形貌观测和EDS化学组成分析,研究粉煤灰和矿渣对混凝土抗碳化性能的影响,探讨了影响机理,并基于指数函数建立了矿物掺合料混凝土碳化深度预测模型。研究结果表明:掺入矿物掺合料使混凝土强度和抗碳化性能均有所降低。在总掺量一致的条件下,单掺粉煤灰较复掺粉煤灰和矿渣对混凝土性能的影响更大。当粉煤灰掺量超过40%后,混凝土碳化深度增长速度极快,单掺60%粉煤灰的56 d碳化深度已达到18.5 mm,而复掺粉煤灰和矿渣总量60%组56 d碳化深度仅为6.5 mm。SEM-EDS分析结果表明,矿物掺合料掺量较小时,净浆试样微观结构比较致密,掺量超过40%后,混凝土微观结构松散,孔隙和缺陷增多,佐证了混凝土力学性能和抗碳化性能试验结果。建立的矿物掺合料混凝土碳化深度模型曲线与试验结果吻合较好,拟合相关系数均在0.89以上。

关键词：混凝土矿物掺合料抗碳化预测模型微观结构

数字孪生驱动的射电望远镜结构热变形补偿系统

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系统仿真学报 2024年第8期36卷 1869-1883页

作者：雷震刘宇华丁凯陈浩祥李东伟长安大学工程机械学院陕西西安710064 中国电子科技集团公司第三十九研究所陕西西安710006

为解决在日照热载荷作用下大型射电望远镜结构变形无法实测与动态补偿的问题,研究了一种数字孪生驱动的射电望远镜结构热变形补偿系统。提出了基于实测数据与仿真数据融合的射电望远镜热温度场构建方法,建立了射电望远镜结构热变形仿真... 详细信息

为解决在日照热载荷作用下大型射电望远镜结构变形无法实测与动态补偿的问题,研究了一种数字孪生驱动的射电望远镜结构热变形补偿系统。提出了基于实测数据与仿真数据融合的射电望远镜热温度场构建方法,建立了射电望远镜结构热变形仿真预测机理模型、结构热变形动态补偿机理模型,开发了射电望远镜结构热变形动态补偿数字孪生系统,通过微型实体模型实验对所提出的技术与系统进行了有效性验证。结果表明:将数字孪生技术应用于射电望远镜等大型天文装备,实现了其结构热变形的近实时监测和动态补偿,且补偿方案具有良好的时效性,有助于提升射电望远镜运行性能。

关键词：数字孪生射电望远镜机械结构变形补偿温度场

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光学电流传感消抖卡尔曼本征信号高精度提取方法研究

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光子学报 2024年

作者：刘逸伦宣鹏华李岩松冉沅昌王其伟华北电力大学电气与电子工程学院

本征信号是光学电流传感长期运行稳定性和高精度测量的重要性能参数。目前，传统方法如双光路法并不能消除本征信号的抖动，对光学电流传感高测量精度产生消极影响。为此，提出了光学电流传感消抖卡尔曼本征信号高精度提取方法来对本征... 详细信息

本征信号是光学电流传感长期运行稳定性和高精度测量的重要性能参数。目前，传统方法如双光路法并不能消除本征信号的抖动，对光学电流传感高测量精度产生消极影响。为此，提出了光学电流传感消抖卡尔曼本征信号高精度提取方法来对本征信号进行消噪处理。首先对光学电流传感的噪声特性以及光路结构进行分析，建立了光学电流传感本征信号模型。引入消抖函数修正卡尔曼增益K，提出了消抖卡尔曼（Debouncing Kalman, DBK）算法，解决了标准卡尔曼增益K对初始状态依赖性强以及测量过程不确定性非常敏感带来的状态估计值严重抖动问题。并且引入了噪声方差递推估计，来保证在滤波过程中可以实时对噪声方差进行修正。在MATLAB进行了消抖卡尔曼滤波算法的验证并与标准卡尔曼算法进行了滤波效果的对比分析，验证了该算法的可行性，并结合李雅普诺夫稳定性分析法推导验证了该算法的稳定性。最后，搭建光学电流传感实验平台，将所提算法在LabVIEW FPGA硬件平台并行实现，验证了该算法的实时性，且能够满足实际工程需求。

关键词：光学电流传感消抖卡尔曼本征信号噪声方差估计并行处理

维生素E对彭泽鲫亲本生长、卵巢发育和营养成分、抗氧化指标及组织维生素E含量的影响

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中国水产科学 2024年

作者：肖俊龙凡丁立云赵俊姚远巫伟华傅义龙陈文静江西省水产科学研究所农业农村部湖泊渔业资源环境科学观测实验站华南师范大学生命科学学院

为探究饲料维生素E含量对彭泽鲫(***)亲本生长、卵巢发育和营养成分、抗氧化指标及组织维生素E含量的影响，实验随机选取初始体重均值为(256.30±4.70)g的彭泽鲫亲本135尾，随机分为3组，每组3个平行，每个平行15尾，分别投喂含有0mg/k... 详细信息

为探究饲料维生素E含量对彭泽鲫(***)亲本生长、卵巢发育和营养成分、抗氧化指标及组织维生素E含量的影响，实验随机选取初始体重均值为(256.30±4.70)g的彭泽鲫亲本135尾，随机分为3组，每组3个平行，每个平行15尾，分别投喂含有0mg/kg（实测值为68.1mg/kg）、400mg/kg（实测值为462.3mg/kg）和1600mg/kg（实测值为1655.8mg/kg）维生素E的等氮等能饲料，养殖周期60天。结果显示：饲料中维生素E含量对彭泽鲫亲本的生长、存活率和增重率无显著差异(P>0.05)，肥满度随着饲料中维生素E含量的增加呈现先显著增加后平稳的趋势；400mg/kg组性腺指数显著高于其余两组(P＜0.05)，卵径和怀卵量随着维生素E含量的增加呈先增后减的趋势(P>0.05)；1600mg/kg组肝脏中维生素E含量显著高于其余两组(P0.05)。1600mg/kg组的组氨酸(His)、谷氨酸(Glu)和总氨基酸含量显著高于其余两组(P0.05)；各组卵巢均中检测出7种饱和脂肪酸（SFA），4种单不饱和脂肪酸（MUFA）和8种多不饱和脂肪酸（HUFA），1600mg/kg组C18:3n6和∑PUFA显著低于其余两组(P0.05)；血清中，400mg/kg组和1600mg/kg组CAT、ACP和VTG显著高于0mg/kg组(P<0.05)，MDA显著降低(P<0.05)，T-AOC和LZM在400mg/kg组达到峰值，显著高于0mg/kg组(P<0.05)；肝脏中，SOD活性在400mg/kg组中达到峰值，显著高于0mg/kg(P<0.05)，随着饲料维生素E含量增加，MDA活性显著降低(P<0.05)。综上所述，在本实验中，饲料中400mg/kg的维生素E的添加量可显著提高彭泽鲫亲本的性腺指数和卵巢中维生素E含量，有利于氨基酸和脂肪酸的沉积并增加血清和肝脏中免疫和抗氧化酶活力，从而改善彭泽鲫亲本性腺发育。

关键词：维生素E 彭泽鲫亲本卵巢性腺指数抗氧化酶