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柴油机后处理系统N2O生成特性建模及仿真研究

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柴油机后处理系统N2O生成特性建模及仿真研究

作者：张峰毓浙江大学

学位级别：硕士

日益加严的排放法规对柴油机排气后处理系统的性能提出了更高的要求,目前DOC+DPF+SCR+ASC多催化协同是后处理系统降低NOx排放采用的主流技术路线,但其在降低NOx排放的同时,也带来了强温室气体N2O排放增加的问题。在DOC+SCR+ASC多催化协... 详细信息

日益加严的排放法规对柴油机排气后处理系统的性能提出了更高的要求,目前DOC+DPF+SCR+ASC多催化协同是后处理系统降低NOx排放采用的主流技术路线,但其在降低NOx排放的同时,也带来了强温室气体N2O排放增加的问题。在DOC+SCR+ASC多催化协同降低NOx的过程中,入口条件及催化器之间的耦合特性必然对NOx转化效率和N2O生成特性造成影响。因此,研究后处理系统NOx转化效率和N2O生成特性对柴油机后处理系统的改进和优化具有重要意义。本文以DOC-SCR-ASC催化剂为对象,以探明影响NOx转化效率和N2O生成特性的关键因素为手段,以优化柴油机排气后处理系统为目标开展了如下研究工作:1.构建了催化剂表面扩散过程的气固相以及表面相传质方程;基于阿伦尼乌斯方程构建了DOC-SCR-ASC的反应动力学模型,其中DOC反应动力学模型中在CO、C3H6、NO氧化的基础上加入了NOx被CO和C3H6还原的反应,SCR反应动力学模型考虑了ZCu OH、Z2Cu、Br?nsted三个活性位点高低温下N2O的生成过程,ASC反应动力学模型PGM层分别加入了两种Pt位点的基元反应。在上述工作的基础上基于Matlab/Simulin平台搭建了DOC+SCR+ASC催化剂的反应动力学模型。2.对催化剂样品开展了流动反应试验,分析了催化剂的反应特性,并对反应动力学模型中的关键参数进行了辨识,最后利用不同工况下的试验结果对模型进行了验证。结果表明模型能够准确预测DOC+SCR+ASC系统中NOx催化转化及N2O的生成特性。3.基于构建的模型对排气质量流量、DOC和SCR入口温度、入口HC浓度、氨氮比和DOC与SCR体积比对NOx转化效率和N2O生成量的影响规律进行了仿真研究。结果表明:低排气质量流量下入口温度300℃左右时DOC的NO转化率过高,导致系统N2O生成量显著升高;随着排气质量流量的增加,入口温度300℃时NO转化率逐渐接近理想值,此时系统具有更高的NOx转化率和更低的N2O生成量;为了在保证NOx转化率的同时减少NH3的泄漏,SCR入口温度较低时应以较低的氨氮比喷射尿素,随着入口温度的升高可以逐渐提高氨氮比;HC浓度增加后,DOC中的N2O生成量也会随之增加,在DOC入口温度为200℃左右时,DOC中的N2O在后处理系统中占据主要地位,HC浓度的提高有利于降低SCR系统中的N2O排放;降低DOC与SCR的体积比可以提高NOx转化率并降低N2O生成量,针对本文研究的催化剂应将体积比控制在0.8以下。

关键词：柴油机后处理系统 N2O 反应动力学模型仿真研究

基于AHP-模糊综合评价分析的数据安全风险评估模型的构建与应用

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基于AHP-模糊综合评价分析的数据安全风险评估模型的构建与应用

作者：甘毓南昌大学

学位级别：硕士

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掺氢天然气管网数值仿真轻量化算法

天然气工业 2024年第2期44卷 156-165页

作者：石国赟宇波北京石油化工学院机械工程学院北京市安全生产工程技术研究院北京航空航天大学航空发动机研究院

目前针对管网数值仿真算法的优化主要集中在代数方程组的求解上。针对管网流动数值仿真算法提升计算效率方案中缺少针对封闭关系与状态方程的优化,分析了目前优化方案各模块的耗时情况,发现了仿真程序中耗时模块为封闭关系与状态方程求... 详细信息

目前针对管网数值仿真算法的优化主要集中在代数方程组的求解上。针对管网流动数值仿真算法提升计算效率方案中缺少针对封闭关系与状态方程的优化,分析了目前优化方案各模块的耗时情况,发现了仿真程序中耗时模块为封闭关系与状态方程求解。最后,结合计算机库函数的缺点以及现代CPU中SIMD (Single Instruction Multiple Data)模型的特点,提出了针对封闭关系与状态方程的轻量化算法,并验证了算法的高效性。研究结果表明:(1)封闭关系与状态方程模型中的耗时原因为直接调用库函数的次幂运算、指数运算、对数运算以及除法运算;(2)由于次幂运算效率远低于其他运算,通过变换消除了模型中几乎所有的次幂运算;(3)利用SIMD指令来计算指数运算与对数运算,实现了在单核CPU上同时计算多个数据的指数与对数,最后通过数学变换将所有除法转换为乘法;(4)轻量化算法加速效果显著,其整体加速比为18,而在状态方程求解模块的加速比更是高达70以上。结论认为,该轻量化算法在不影响计算精度的条件下提高了计算速度,对于提高掺氢天然气管网在线仿真与智能管网的建设具有重要的理论价值和技术支撑。

关键词：天然气管网数值仿真计算效率状态方程加速比掺氢

具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案

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农业工程学报 2024年第2期40卷 273-282页

作者：景旭石引娣西北农林科技大学信息工程学院杨凌712100 陕西省农业信息智能感知与分析工程技术研究中心杨凌712100

针对现有区块链物联网体系主要采用链上存储摘要链下保留原始数据的存储方式中链上无法直接获得真实数据的问题,该研究提出了一种具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案。首先,边缘服务器将收集的同一批数据聚合到同一批事... 详细信息

针对现有区块链物联网体系主要采用链上存储摘要链下保留原始数据的存储方式中链上无法直接获得真实数据的问题,该研究提出了一种具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案。首先,边缘服务器将收集的同一批数据聚合到同一批事务中;其次,设计离群值可处理的自适应有损压缩方法,在满足用户保真度要求的前提下降低数据冗余;最后,压缩数据上链,实现区块链上物联网数据的高价值密度存储。与现有方案相比,该方案能提高链上存储真实物联网数据的效率。试验结果表明,在使用自适应压缩方法压缩数据时,针对不同的数据集会自适应选取k值,在满足用户重建精度的前提下,获得良好压缩效果,减少链上存储空间,提高了数据价值密度;相对于风速之类频率较高的数据,温湿度、二氧化碳等变化频率较低的数据可以获得较高的压缩比;当假设正常数据压缩比为10:1时,该方案可节省约85%的链上存储空间,相应的价值密度提高了约85%。该研究可为农产品溯源过程中的物联网数据高效存储提供解决方案,为实现分布式农业物联网数据压缩存储提供技术支持。

关键词：数据压缩区块链农产品溯源链上存储物联网

面向第三次土壤普查的土壤质量WebGIS系统设计与实现

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面向第三次土壤普查的土壤质量WebGIS系统设计与实现

作者：张高毓山东农业大学

学位级别：硕士

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主动交互驱动的智能家居产品设计研究

主动交互驱动的智能家居产品设计研究

作者：秦毓北方工业大学

学位级别：硕士

在传统的智能家居场景中,家居产品的使用主要是通过手机或者物理开关来实现的,这种交互方式是比较被动的,随着物联网和人工智能技术的发展,智能家居产品不再仅仅局限于用户输入指令被动执行任务的反馈方,而是能够主动为用户提供人机交... 详细信息

在传统的智能家居场景中,家居产品的使用主要是通过手机或者物理开关来实现的,这种交互方式是比较被动的,随着物联网和人工智能技术的发展,智能家居产品不再仅仅局限于用户输入指令被动执行任务的反馈方,而是能够主动为用户提供人机交互及做出决策的发出方,主动权的转变也对用户的家居生活体验提出了更高的要求。文章通过相关领域文献研读结合案例分析,对智能体、智能家电产品以及智能家居场景等方面的主动交互进行归纳和总结,力求探寻如何通过更优质的主动交互设计来满足用户在家居产品使用中的需求,并且提出主动交互式智能家居产品设计的解决方案。本研究首先通过对主动交互及智能家居产品相关领域的文献进行研究,结合主动交互式智能家居产品的案例分析,系统地梳理了智能家居场景中主动交互的功能,并提出了四种主动交互的方式。随后通过对智能家居场景现状的研究,结合未来全屋智能发展趋势的预测,提出家庭智能容储场景的概念。以扩充该场景下主动交互的功能为导向,对目标用户进行问卷调研,并通过调查问卷的数据分析,最终聚焦到家庭衣物收纳的容储场景中。以主动交互式智能衣橱产品为解决方案进一步采取深度用户访谈的方式,发现及归纳用户在传统衣柜使用过程中的痛点,以此转化为设计的机会点,并通过智能衣橱主动交互的功能性设计提升用户体验。从三个维度归纳出以人为本的智能衣橱主动交互设计策略,将其运用至进一步的设计实践方案,为智能家居场景的拓展以及智能家居产业的发展带来新思考、新动能。

关键词：产品设计智能家居产品主动交互设计策略

锰掺杂氧化铈纳米颗粒调控巨噬细胞极化促进成骨的研究

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锰掺杂氧化铈纳米颗粒调控巨噬细胞极化促进成骨的研究

作者：刘灵毓河北大学

学位级别：硕士

骨质疏松症常发生于老年人群,其特征是骨密度降低、骨骼脆弱,容易发生骨折。随着全球人口老龄化的加剧,骨质疏松症的发病率不断上升,给社会和经济带来了沉重负担。在中国,随着老年人口数量的增加,骨质疏松症已成为一个重要的公共卫生问... 详细信息

骨质疏松症常发生于老年人群,其特征是骨密度降低、骨骼脆弱,容易发生骨折。随着全球人口老龄化的加剧,骨质疏松症的发病率不断上升,给社会和经济带来了沉重负担。在中国,随着老年人口数量的增加,骨质疏松症已成为一个重要的公共卫生问题。因此开发一种延缓骨质疏松进程的疗法刻不容缓。已有研究显示,巨噬细胞与成骨细胞、破骨细胞发挥相关功能紧密相关,M1型巨噬细胞分泌的相关炎性因子刺激破骨细胞分化和成熟,促进骨质吸收;M2型巨噬细胞分泌的细胞因子可通过抑制破骨前体细胞的分化,同时上调成骨基因表达,增加成骨细胞的分化和活性。雌激素缺乏和高氧化应激会导致骨微环境处于慢性炎症状态,这会使巨噬细胞表型向M1型转变,增强破骨细胞活性,导致骨质进一步丢失。因此设计一种可以调控巨噬细胞向M2型极化的纳米材料,或许是延缓骨质疏松进程的新靶点。已有研究证明清除巨噬细胞中的活性氧（ROS）,可以促进巨噬细胞表型向M2型极化。纳米酶是一类具有类似天然酶活性的纳米材料,具有结构稳定,制备简单,催化活性可调节的特点。氧化铈纳米酶具有抗氧化酶活性,被广泛应用于多种氧化应激疾病,在骨科疾病中具有良好的应用前景,但其催化活性有待进一步提高。研究设计了40%锰掺杂的氧化铈纳米颗粒,采用反向胶束法缩小了纳米颗粒的粒径,提高了酶活性。Mn元素的掺杂,促进了电子的转换效率,进一步提高CeO2的抗氧化酶活性。由于反向胶束法合成的纳米颗粒是疏水性的,使用两亲性分子DSPE-PEG2000进行改性,合成的40MC-PEG具有更好的水溶性和生物安全性。纳米颗粒的抗氧化性能可以调控巨噬细胞向M2型转变,M2巨噬细胞分泌细胞因子促进成骨前体细胞分化,同时对矿化沉积和血管化产生正向调节。实验结果表明40MC纳米颗粒具有良好的过氧化氢酶活性（CAT）,可以催化过氧化氢（H2O2）生成氧气。体外实验证明,40MC-PEG能有效降低巨噬细胞内ROS,引导巨噬细胞向M2极化。其条件培养基可以促进成骨前体细胞向成骨细胞分化,上调碱性磷酸酶活性、增加矿化沉积;促进HUVEC细胞迁移和成血管化。同时40MC-PEG可以清除MC3T3-E1与HUVEC内的ROS,减轻细胞的氧化应激损伤,有利于骨质修复。研究结果为靶向巨噬细胞延缓骨质疏松进程提供了有力支撑,为氧化铈纳米酶在骨疾病中应用提供了可能。

关键词：骨质疏松症巨噬细胞氧化铈过氧化氢酶

存在初始缺陷的钢结构网架断杆原因研究及优化

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存在初始缺陷的钢结构网架断杆原因研究及优化

作者：秦毓烟台大学

学位级别：硕士

网架结构是一种跨度较大,对设计和施工缺陷较为敏感的结构型式,由此导致其在工程应用中遇到事故较多。本文研究基于威海市一个网架结构工程事故,通过调研得到工程设计数据和施工过程资料,找出设计及施工缺陷,并建立模型展开研究分析,以... 详细信息

网架结构是一种跨度较大,对设计和施工缺陷较为敏感的结构型式,由此导致其在工程应用中遇到事故较多。本文研究基于威海市一个网架结构工程事故,通过调研得到工程设计数据和施工过程资料,找出设计及施工缺陷,并建立模型展开研究分析,以确定网架断杆的原因。在此基础上,从抵抗连续倒塌的角度开展安全性分析,并最终有针对性的提出结构优化方案措施。结合工程实际情况,本文研究所考虑的设计与施工缺陷包括杆件缺陷、屋面施工方式以及支座偏位等因素,研究初始缺陷对结构实际影响以及存在初始缺陷、初始破坏工程实例的抗倒塌能力,为后续类似的研究工作提供借鉴与补充。根据本文研究内容对工程实例结构进行了一系列有限元分析:通过分阶段加载对结构进行屋面施工模拟,讨论三种屋面施工方式对结构的实际影响;改进一致缺陷模态法将杆件缺陷引入结构进行模拟,讨论不同缺陷大小下对结构的实际影响;模拟单个支座偏位得到最不利支座偏位组合,讨论支座偏位对结构的实际影响;基于工程结构通过静力分析、模态分析以及动力分析进行连续倒塌模拟,讨论高敏感性构件对结构的影响;最后对工程实际情况进行建模,考虑初始缺陷、初始破坏进行连续倒塌分析并根据连续倒塌准则判断结构的安全性。现将本文研究得到的主要结论概况如下:1.屋面施工方式并不是网架结构出现断杆的主要因素,三种屋面施工方式均产生相同的施工效应,仅在结构中部腹杆存在一些应力变化;杆件初始缺陷对结构的影响较大,缺陷大小根据杆件长度转化为等效应力,其中杆件允许偏差为R,当缺陷取R/16时结构承载力下降39.51%,杆件缺陷应为网架断杆的主要因素之一;支座偏位对结构跨中支座杆件影响较大,网架中部杆件应力与位移并无明显变化。2.根据对工程结构进行的连续倒塌分析,结合结构连续倒塌准则并分别拆除结构中最高敏感性的上弦杆、下弦杆以及腹杆等杆件并不会引起结构的连续倒塌,说明结构完整情况下有较好的抗倒塌能力;对工程实际情况进行考虑初始缺陷、初始破坏的连续倒塌模拟分析,发现结构在实际断杆作用下会导致附近杆件应力增加,可能发生失稳,遂在拆除可能失稳腹杆进行连续倒塌分析,结构并不会进一步失稳,通过对工程实测数据对比模拟结果相似,说明实际工程应考虑初始缺陷能更好的模拟实际情况,且对于双层网架结构在单根高敏感性杆件破坏下,可能引发附近杆件失稳但并不会发生连续倒塌,进一步拆除单根存在失稳可能的杆件结构经内力充分布仍未发生连续倒塌破坏。

关键词：网架结构初始缺陷敏感性分析连续倒塌分析

“守正创新”视角下老字号餐饮企业多元化经营的绩效研究 ——以全聚德为例

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“守正创新”视角下老字号餐饮企业多元化经营的绩效研究 ——以...

作者：柯毓江西农业大学

学位级别：硕士