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高导热材料对三元氯盐储热性能影响的实验研究

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高导热材料对三元氯盐储热性能影响的实验研究

作者：盛宏煜东北电力大学

学位级别：硕士

随着经济的快速发展,煤炭、石油和天然气等不可再生资源被大量开发利用,在全球范围内造成了严重的能源短缺、环境污染等问题。大力发展可再生能源技术和储能技术是解决当前遇到的能源相关问题的主要途径。相变材料（PCM）是一种新型的... 详细信息

随着经济的快速发展,煤炭、石油和天然气等不可再生资源被大量开发利用,在全球范围内造成了严重的能源短缺、环境污染等问题。大力发展可再生能源技术和储能技术是解决当前遇到的能源相关问题的主要途径。相变材料（PCM）是一种新型的储能材料,具有储能密度高,热循环稳定性好,适用温度范围广等优点,但低导热系数和相变时容易泄漏等问题则限制了它们的大规模利用。许多研究表明,将相变材料与高导热材料复合可以大大提高材料的导热性能,选择合适的材料对相变材料进行封装也会减轻相变时的泄露问题。Al2O3纳米颗粒（NPs）和膨胀石墨（EG）具有优异的热稳定性和化学稳定性以及良好的导热性能,通常被用作导热添加剂和封装材料以提高复合材料的储热性能。因此,本文以Na Cl、KCl和Li Cl为原材料制备了一种新型三元共晶熔盐,以Al2O3 NPs为导热添加剂,EG为封装材料制备了复合相变储能材料。论文的主要工作包括:首先对Na Cl-KCl-Li Cl三元熔盐的共晶组分进行了预测和验证。采用热力学计算的方法计算了一套自洽的热力学模型参数并通过Fact Sage软件计算了共晶盐的三元相图。通过TG/DSC1仪器测量了共晶盐相变材料的热流曲线,用来进一步验证预测结果的准确性。接下来以Al2O3 NPs为导热添加剂,EG为封装材料,制备了PCM/Al2O3和PCM/EG两种复合相变储热材料,采用X射线衍射仪、傅里叶红外光谱等微观表征手段验证了制备过程的准确性。在此基础上,通过测量复合相变材料的DSC曲线、热导率以及热重曲线,对复合储热材料进行了热物性表征和稳定性测试,进一步得到了Al2O3 NPs和EG的最佳添加量。本论文主要结果与结论如下:（1）当三种盐的质量比为Na Cl:KCl:Li Cl=15:46:39时只有一个共晶点,可以达到共晶状态。与Mg O、Cu O、Zn O和Si O2纳米颗粒相比,添加了Al2O3 NPs样品的提升效果最佳,纳米颗粒会在共晶盐表面形成特殊形状的纳米结构,这些纳米结构是复合相变材料热物理性能改善的主要原因。（2）PCM、Al2O3 NPs和EG间具有良好的化学相容性。添加了Al2O3 NPs和EG的PCM的比表面积均会增加,更大的比表面积会提供更高的比表面能,这是使PCM/Al2O3和PCM/EG比热容升高的主要原因。其中,添加了1wt.%Al2O3 NPs的PCM比热容最高,PCM/EG的比热容与EG添加的质量分数成正比。（3）由于PCM与Al2O3 NPs形成的纳米微观结构和EG大片层骨架影响了PCM内部晶体的排列和取向,降低了晶体区域的排列整齐度,导致PCM/Al2O3 NPs和PCM/EG相变潜热的实验值低于理论值,但是过冷度均有所降低。（4）PCM、PCM/Al2O3和PCM/EG的最高工作温度能够达到650℃,经过50次热循环实验后,它们的质量损失率仅为2%左右,证明其高温热循环稳定性较好。此外,与其他添加比例相比,掺杂1wt.%Al2O3 NPs和15wt.%EG的复合相变材料单位储能密度最高,经济性能最好。

关键词：相变材料熔融盐纳米颗粒膨胀石墨导热系数

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混合动力分布式电推进飞行器总体设计

航空动力学报 2024年第9期39卷 156-168页

作者：李嘉诚盛汉霖陈欣史昊蓝张天宏南京航空航天大学能源与动力学院

以运-7飞机作为参考机型，进行了分布式电推进飞行器的总体设计与性能分析。设计了改型后的分布式电推进飞行器的动力系统，包括螺旋桨参数设计，机翼参数修正，电动机功率计算与选型，螺旋桨气动设计，最终完成混合动力系统的设计。完... 详细信息

以运-7飞机作为参考机型，进行了分布式电推进飞行器的总体设计与性能分析。设计了改型后的分布式电推进飞行器的动力系统，包括螺旋桨参数设计，机翼参数修正，电动机功率计算与选型，螺旋桨气动设计，最终完成混合动力系统的设计。完整地计算了改型后飞行器的各部分质量增减情况并分析其飞行性能，相比参考机型，航程与航时分别增加了540 km与1.2 h，增加幅度超过20%，最终进行了分布式电推进飞行器的三维建模与气动特性分析。为分布式电推进飞行器建模、仿真与控制及工程应用提供了理论依据。

关键词：分布式电推进绿色航空飞行器设计推进系统设计性能分析气动特性分析

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304不锈钢滑动摩擦学行为的分子动力学模拟

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摩擦学学报（中英文） 2024年第4期44卷 551-561页

作者：周安刘秀波王权孟元张世宏中南林业科技大学材料表界面科学与技术湖南省重点实验室湖南长沙410004 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002

采用分子动力学模拟方法研究了压入深度与滑动速度对304不锈钢磨损量、摩擦系数、位错演变及剪切应变的影响.结果表明:在较大的压入深度下平均摩擦系数及位错长度明显较高,导致了更严重的塑性变形;在相同的压入深度下较高滑动速度的摩... 详细信息

采用分子动力学模拟方法研究了压入深度与滑动速度对304不锈钢磨损量、摩擦系数、位错演变及剪切应变的影响.结果表明:在较大的压入深度下平均摩擦系数及位错长度明显较高,导致了更严重的塑性变形;在相同的压入深度下较高滑动速度的摩擦力明显升高而位错长度降低,这是由于高速下不锈钢内部位错形核缺乏持续驱动力,从而减轻了不锈钢的变形.此外滑动摩擦过程中产生的摩擦热促进了内应力的释放,导致离散结构位错、多节点位错及位错锁(环)的形成,从而阻碍位错进一步传播并提高不锈钢抗变形能力.本工作中所计算磨损原子数量几乎与滑动距离呈线性正比,符合经典Archard定律.

关键词： 304不锈钢分子动力学模拟滑动摩擦学行为纳米划痕

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抗体识别表位分析方法研究进展

中国生物工程杂志 2024年第9期 64-72页

作者：盛柔方宋飞波葛胜祥李廷栋厦门大学国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心分子疫苗学和分子诊断学重点实验室国家医学攻关产教融合创新平台(疫苗研发) 厦门大学公共卫生学院实验医学系传染病疫苗研发全国重点实验室翔安实验室

单克隆抗体在生物医学领域中具有广泛应用，其特异性识别抗原的能力对于疾病治疗和疫苗设计至关重要。精确定位单克隆抗体识别表位有助于深入了解抗体与抗原的相互作用机制，可以为抗体药物的设计和优化以及疫苗设计提供重要依据。单克... 详细信息

单克隆抗体在生物医学领域中具有广泛应用，其特异性识别抗原的能力对于疾病治疗和疫苗设计至关重要。精确定位单克隆抗体识别表位有助于深入了解抗体与抗原的相互作用机制，可以为抗体药物的设计和优化以及疫苗设计提供重要依据。单克隆抗体表位分析技术的不断发展为抗体应用提供了有力支持。现有的单克隆抗体表位分析技术有丙氨酸扫描、多肽微阵列、结构域互换、X射线晶体衍射技术、冷冻电镜技术等。不同技术各具特色，在选择适合的分析方法时，需要综合考虑实验需求、样本特性及技术可行性等因素。综述了现有的单克隆抗体表位分析技术，比较了不同技术的优缺点，旨在为单克隆抗体表位分析的方法选择提供参考，推动单克隆抗体在生物医学领域的进一步发展。

关键词：单克隆抗体抗原表位表位识别技术

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基于神经网络的绕射波速度分析方法

煤田地质与勘探 2024年第9期52卷 166-175页

作者：陶俊宏赵惊涛盛同杰中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

【背景】在地震成像领域,精确的速度模型对于细致地刻画地下空间结构至关重要。尤其在煤矿开采中,小尺度地质结构如断层和陷落柱与开采安全事故密切相关,这些结构在地震记录中通常以绕射波的形式出现。【目的和方法】为了有效成像这些... 详细信息

【背景】在地震成像领域,精确的速度模型对于细致地刻画地下空间结构至关重要。尤其在煤矿开采中,小尺度地质结构如断层和陷落柱与开采安全事故密切相关,这些结构在地震记录中通常以绕射波的形式出现。【目的和方法】为了有效成像这些小尺度地质体,充分利用绕射波信息进行精细化速度建模显得尤为重要。基于此,提出了一种基于神经网络的绕射场速度分析方法。首先在共虚震源域分离绕射波,利用分离的绕射波道集生成绕射速度谱;其次,在偏移倾角域利用绕射波的拟线性特征生成绕射速度比值γ谱。最终,将传统的反射速度谱与两类绕射速度谱作为输入,基于卷积注意力神经网络进行绕射场智能速度建模。【结果和结论】数值模拟数据测试验证了绕射场速度分析网络能够提高对地层尖灭、岩溶陷落柱等地质体精细化速度建模的准确性,在成像剖面上可有效聚焦绕射波,实现中小尺度构造的精细刻画。对煤矿实际数据的应用进一步证明了该方法在速度建模的效率以及成像精度上均优于传统方法,更适用于复杂地质条件下的小尺度构造成像。

关键词：绕射波深度学习速度分析智能建模地震成像

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单重态氧发生器分离性能数值模拟

大连理工大学学报 2024年第3期64卷 275-281页

作者：伍凯轩许晓波盛荟霖胡大鹏大连理工大学精细化工国家重点实验室辽宁大连116024 中国科学院大连化学物理研究所化学激光实验室辽宁大连116023

为了解决单重态氧发生器气液分离效率不高的问题,设计了一种使用螺旋式叶片对雾化液滴高速离心的发生器.基于计算流体力学方法对反应区域分离性能进行数值模拟,使用Creo对发生器和流场进行三维建模,并在Fluent软件中使用多重参考系(MRF... 详细信息

为了解决单重态氧发生器气液分离效率不高的问题,设计了一种使用螺旋式叶片对雾化液滴高速离心的发生器.基于计算流体力学方法对反应区域分离性能进行数值模拟,使用Creo对发生器和流场进行三维建模,并在Fluent软件中使用多重参考系(MRF)模型和离散相模型(DPM)相结合的方法对模型进行数值模拟,在不同结构参数、操作参数以及物性参数下进行系统性仿真,得到不同参数下连续相的流场分布及离散相的运动颗粒特性曲线.研究表明该发生器在2000 r/min的转速下能够对20μm及以上粒径的液滴有90%以上的分离效率.

关键词：单重态氧分离器数值模拟分离性能

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儿童脊髓性肌萎缩症大腿肌肉MRI影像特点及与临床相关性分析

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磁共振成像 2024年

作者：盛思思邵剑波彭雪华郭豫邓小龙孙丹华中科技大学同济医学院附属武汉儿童医院(武汉市妇幼保健院)放射影像科武汉市儿童影像医学临床医学研究中心华中科技大学同济医学院附属武汉儿童医院(武汉市妇幼保健院)神经内科

目的分析脊髓性肌萎缩症（spinal muscular atrophy, SMA）患儿大腿肌肉常规MRI影像表现特点及其临床应用价值。材料与方法以2022年1月至2022年8月在华中科技大学同济医学院附属武汉儿童医院经基因确诊并进行MRI检查的37例（Ⅰ型5例... 详细信息

目的分析脊髓性肌萎缩症（spinal muscular atrophy, SMA）患儿大腿肌肉常规MRI影像表现特点及其临床应用价值。材料与方法以2022年1月至2022年8月在华中科技大学同济医学院附属武汉儿童医院经基因确诊并进行MRI检查的37例（Ⅰ型5例，Ⅱ型21例，Ⅲ型11例）SMA患儿为研究对象，回顾性分析不同临床分型SMA患儿大腿肌肉MRI影像表现及临床资料。采用改良版Mercuri分级对右侧大腿肌肉脂肪浸润程度进行半定量评估，采用Spearman相关性分析，将脂肪浸润总分与汉默史密斯功能运动-扩展量表（Hammersmith Functional Motor Scale Expanded, HFMSE）评分、病程及存活运动神经元2(survival motor neuron 2, SMN2)基因拷贝数进行相关性分析。结果 SMA患儿表现为双侧大腿肌肉形态学改变，肌肉内部和（或）周围有点状、条状和（或）片状脂肪信号影，致肌肉呈“网状”和（或）“岛屿状”；Ⅰ型SMA以肌肉萎缩为主，Ⅱ型SMA伴有肌肉肥大，Ⅲ型SMA以脂肪浸润为主；Mercuri脂肪浸润评分显示股四头肌（肌直肌、股外侧肌、股中间肌及肌内侧肌）、缝匠肌、大收肌、股薄肌受累程度较重，其中缝匠肌的Mercuri评分最高，而长收肌、股二头肌长头、半腱肌和半膜肌受累程度较轻，其中长收肌的Mercuri评分最低，并且明显低于其他肌肉；Ⅲ型SMA患儿肌肉脂肪浸润程度与HFMSE运动功能评分呈负相关（r=-0.917,P<0.001），所有SMA患儿肌肉脂肪浸润程度均与病程呈正相关（r=0.772,P<0.001）。结论 SMA患儿常规MRI表现为肌肉萎缩和脂肪浸润为主，且脂肪浸润是进行性的，不同临床表型SMA患儿肌肉受累模式及严重程度不同。此外，SMA累及肌肉是有选择性的，存在相对肌肉保留模式。MRI能可视化评估SMA患儿肌肉受累情况，并与临床指标具有良好的相关性，是一个有潜力的生物标志物。

关键词：脊髓性肌萎缩症脂肪浸润肌肉萎缩儿童磁共振成像

IN718激光熔覆Co-WC/Cu复合涂层组织与摩擦学性能研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第6期44卷 741-751页

作者：陈国栋刘秀波刘庆帅周安张世宏中南林业科技大学材料表界面科学与技术湖南省重点实验室湖南长沙410004 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002

为提高IN718高温合金运动部件在极端环境中的服役寿命,采用激光熔覆在其表面制备了Co (S1)、Co-5%WC-5%Cu (S2)和Co-5%WC-15%Cu (S3)(质量分数)这3种耐磨减摩复合涂层,系统分析了复合涂层的显微硬度以及室温(RT)和600℃环境中的摩擦学性... 详细信息

为提高IN718高温合金运动部件在极端环境中的服役寿命,采用激光熔覆在其表面制备了Co (S1)、Co-5%WC-5%Cu (S2)和Co-5%WC-15%Cu (S3)(质量分数)这3种耐磨减摩复合涂层,系统分析了复合涂层的显微硬度以及室温(RT)和600℃环境中的摩擦学性能.结果表明:溶解的WC重新凝固析出碳化物,起到第二相强化的作用,未溶解的WC边缘析出针状物与Co基基体稳固结合.在室温下Cu可以充当固体润滑剂(Cu膜),在600℃下由CuO氧化膜以及Cu膜起减摩作用. 3种涂层的显微硬度均是基体(268.89HV0.5)的1.7倍以上,分别是478.69HV0.5、481.73HV0.5和458.51HV0.5.摩擦学性能明显优于基体,其中S2涂层在室温和600℃环境下均拥有优异的耐磨性,分别提高84.4%和64.9%,减摩效果最好的是S2涂层(RT)和S3涂层(600℃),分别提高26.9%和26.7%.室温下3种复合涂层的磨损行为由氧化和疲劳磨损主导,600℃时由氧化和黏着磨损主导.

关键词： IN718合金复合涂层激光熔覆摩擦学性能高温

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丁酸梭菌高密度发酵及产孢条件优化

食品与发酵工业 2024年

作者：汪乐盛李科方莎莎钱巧李恒许正宏许泓瑜江南大学生命科学与健康工程学院四川大学轻工科学与工程学院江南大学粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心江南大学生物工程学院

实现高密度发酵和高产孢率是当前丁酸梭菌发酵面临的重要挑战，为了解决这一问题，该研究通过单因素和响应面试验并结合分段pH调控策略优化了丁酸梭菌发酵条件及产孢条件。结果表明，丁酸梭菌三角瓶规模发酵培养基最佳组成为：10.34 g/... 详细信息

实现高密度发酵和高产孢率是当前丁酸梭菌发酵面临的重要挑战，为了解决这一问题，该研究通过单因素和响应面试验并结合分段pH调控策略优化了丁酸梭菌发酵条件及产孢条件。结果表明，丁酸梭菌三角瓶规模发酵培养基最佳组成为：10.34 g/L可溶性淀粉、30.96 g/L酵母浸粉、5.12 g/L磷酸氢二钾、4.00 g/L乙酸钠、0.50 g/L半胱氨酸盐酸盐、0.80 g/L氯化钙、0.60 g/L硫酸镁、0.20 g/L硫酸锰；最佳发酵条件为：温度37 ℃、接种量1%、初始pH 7.0。5 L发酵罐发酵实验发现，当pH值维持在5.5时，菌体量达到最大水平，而产孢最适pH值为6.0。因此采用分阶段pH调控策略，待培养基初始pH值由7.0降低至5.5，通过流加氨水保持该pH至菌体进入稳定期，随后将pH值调至6.0维持到发酵结束。该策略下，5 L发酵罐37 ℃培养20 h的丁酸梭菌菌体量达到最大，为3.3×109个/mL，比优化前提高了3.23倍，产孢率达到90%以上。

关键词：丁酸梭菌高密度培养产孢条件发酵优化