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软体排沉排水流结构与排体动力特性数值模拟

哈尔滨工程大学学报 2024年第5期45卷 1013-1023页

作者：杨涵苑陆永军左利钦陆彦南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室江苏南京210029 武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072

针对软体排沉排施工时容易出现撕排和断排的问题,本文基于k-ωSST湍流模型,采用分区耦合算法对顺水沉排过程进行双向流固耦合模拟。分析了不同水流条件下绕流流场、涡流结构与排体动力特性,并结合室内水槽试验验证模型计算精度。结果表... 详细信息

针对软体排沉排施工时容易出现撕排和断排的问题,本文基于k-ωSST湍流模型,采用分区耦合算法对顺水沉排过程进行双向流固耦合模拟。分析了不同水流条件下绕流流场、涡流结构与排体动力特性,并结合室内水槽试验验证模型计算精度。结果表明:水流流经排体后发生流动分离,导致沿排宽中轴线形成对称的回流区。排体迎水面流速随水深增加呈指数型递增,排体后方高速尾流带的最大流速相较平均流速可增大40%~50%。当雷诺数增加,主体涡流结构由靠近床面侧逐步向水面处发展。此外,排体所受应力沿横向呈条带状分布,峰值集中于排体与翻板交界处及排头梁附近。研究结果可为完善排体结构设计、改进沉排施工工艺提供理论指导。

关键词：航道整治软体排护岸工程流固耦合沉排动力响应流场特性涡流结构

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新型液压回转-机械直线执行器的死区补偿控制

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机械工程学报 2024年第8期60卷 337-347页

作者：葛磊倪豪郝云晓赵斌苑永亮权龙太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部山西省重点实验室太原030024

为解决泵控单出杆液压缸存在的面积不对称以及电动缸功率密度低等问题,提出采用闭式泵控液压马达代替伺服电机驱动滚珠丝杠的新型液压回转-机械直线执行器系统。同时,针对新系统由于泄漏死区所导致的难以实现准确定位的缺陷,设计一种带... 详细信息

为解决泵控单出杆液压缸存在的面积不对称以及电动缸功率密度低等问题,提出采用闭式泵控液压马达代替伺服电机驱动滚珠丝杠的新型液压回转-机械直线执行器系统。同时,针对新系统由于泄漏死区所导致的难以实现准确定位的缺陷,设计一种带有负载前馈的变论域模糊PID来对死区进行补偿控制,该补偿方法充分考虑系统的非线性、扰动的不确定性,在原理上不严格依赖于系统的数学模型,能够在死区变化时对控制系统进行自适应在线调整。后在Simulink和SimulationX中建立该系统的联合仿真模型,研究结果表明,与传统的PID控制器相比,所提出的带有负载前馈的变论域模糊PID不仅有效地解决系统的死区补偿问题、显著地提高系统的定位精度,同时改善系统的动态响应特性,并使系统兼具良好的稳定性和抗干扰能力。

关键词：泵控马达滚珠丝杠死区补偿负载前馈变论域模糊PID

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自驱修孔钻头动力参数及钻齿结构研究

煤田地质与勘探 2024年第4期52卷 179-189页

作者：刘勇李阳魏建平苑永旺代硕李林豫河南理工大学瓦斯地质与瓦斯治理国家重点实验室培育基地河南焦作454000 河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000

自驱修孔钻头是修复失效长钻孔的有效技术手段,为进一步提高修孔速度和瓦斯抽采效果,本文基于射流反冲理论,分析了射流反冲力与喷嘴参数的关系,构建了自驱修孔钻头旋转力学理论模型。采用LS-DYNA开展不同结构钻齿破煤过程,分析了不同钻... 详细信息

自驱修孔钻头是修复失效长钻孔的有效技术手段,为进一步提高修孔速度和瓦斯抽采效果,本文基于射流反冲理论,分析了射流反冲力与喷嘴参数的关系,构建了自驱修孔钻头旋转力学理论模型。采用LS-DYNA开展不同结构钻齿破煤过程,分析了不同钻进压力和扭矩作用下钻齿对煤体破坏形式和钻齿破煤体积变化规律,并开展了破煤实验验证数值模拟结果。形成了自驱修孔钻头参数确定方法,设计了自驱修孔钻头,并在郑煤集团超化煤矿22煤柱面底抽巷进行了工程实验。研究结果表明:(1)喷嘴张角α和偏心角β是决定钻进压力和扭矩分配的关键参数,通过调控张角和偏心角可实现钻进压力和扭矩的最优匹配。(2)相同钻进参数条件下,钻齿结构对破煤体积影响较大,阶梯钻齿破煤效果最优。在钻进压力为120N、扭矩0.6N·m时,阶梯型钻齿结构的修孔钻头能够实现钻进压力和扭矩最优匹配。(3)确定了最优修孔钻头结构参数为:钻头外径28 mm;后置喷嘴张角20°,偏心角90°;前置喷嘴张角90°,偏心角0°。(4)工程应用结果表明:瓦斯抽采纯量提高了1.96倍,瓦斯抽采体积分数提高了3.98倍,修孔速度提高了1.2倍。通过改进钻头动力参数及优化钻齿结构,设计的自驱修孔钻头在工程实践中达到了提高修孔速度和瓦斯抽采效果的目的。

关键词：瓦斯抽采钻孔修复钻进压力钻齿结构煤矿

原花青素B对HO诱导的HT22细胞铁死亡的影响及机制研究

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中药药理与临床 2024年

作者：苑舒文司建超陈雪齐珂杨胜昌河北中医药大学生理学教研室广州中医药大学基础医学院中西医结合基础研究中心河北省中医药结合氢医学技术创新中心

目的：探讨原花青素B2对过氧化氢(H2O2)诱导小鼠海马神经元（HT22）细胞铁死亡的影响及机制。方法：以HT22细胞为研究对象，分为空白对照组、模型对照组、原花青素B2 100 μg/mL组、铁死亡诱导剂组和铁死亡诱导剂+原花青素B2 100 μg/m... 详细信息

目的：探讨原花青素B2对过氧化氢(H2O2)诱导小鼠海马神经元（HT22）细胞铁死亡的影响及机制。方法：以HT22细胞为研究对象，分为空白对照组、模型对照组、原花青素B2 100 μg/mL组、铁死亡诱导剂组和铁死亡诱导剂+原花青素B2 100 μg/mL组；CCK-8和LDH筛选H2O2和原花青素B2的最佳作用浓度；试剂盒检测细胞内Fe2+和总铁水平；ELISA法检测细胞内过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活力或含量；透射电子显微镜观察细胞线粒体形态变化；免疫荧光法检测细胞内活性氧（ROS）积累水平；流式细胞术检测细胞线粒体膜电位变化；RT-qPCR和Western Blot检测细胞铁死亡标志物及核因子E2相关因子2/血红素加氧酶-1（Nrf2/HO-1）通路的mRNA和蛋白表达变化情况；确证H2O2能够诱导铁死亡的同时验证原花青素B2的保护作用，随后进一步探究原花青素B2改善HT22细胞铁死亡的分子机制。结果：与正常对照组相比，模型对照组细胞Fe2+、总铁含量以及核受体辅活化子4（NCOA4）、环氧化酶-2（COX-2）、Nrf2/HO-1的表达明显升高，膜铁转运蛋白l（FPN1）、铁蛋白重链1（FTH1）、谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）表达明显降低，CAT、SOD、GSH-Px的表达下调，MDA和ROS的表达上调（p<0.05或p<0.01）；与模型对照组相比，原花青素B2能够显著改善细胞内铁累积，增加CAT、SOD、GSH-Px的水平，降低MDA和ROS的水平，上调FPN1、FTH1、GPX4的表达，下调NCOA4、COX-2的表达，并进一步激活Nrf2/HO-1的表达（p<0.05或p<0.01）；经Fin56干预后，细胞铁死亡程度较H2O2组显著增强（p<0.05或p<0.01），原花青素B2处理后可见一定程度的改善（p<0.05或p<0.01）。结论：原花青素B2通过平衡细胞内的铁稳态和氧化应激水平，抑制脂质过氧化损伤，改善H2O2诱导的HT22细胞铁死亡，其作用机制可能与其激活Nrf2/HO-1通路有关。

关键词：原花青素B2 过氧化氢小鼠海马神经元细胞铁死亡氧化应激核因子E2相关因子2/血红素加氧酶-1通路

基于自动蓄/放热装置的多曲面聚光集热空气源热泵系统实验研究

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可再生能源 2024年第7期 886-893页

作者：李志永孙梦马兴龙王维胜苑翔北方工业大学土木工程学院北京理工大学机械与车辆工程学院

为了实现北方农村地区清洁供暖，文章构建了基于自动蓄/放热装置和多曲面聚光集热器的空气源热泵供暖系统。实验研究表明：在相同供水温度下，随着蒸发器进口空气温度和太阳辐射强度的升高，热泵COP均逐渐升高。集热器及热泵联合运行时... 详细信息

为了实现北方农村地区清洁供暖，文章构建了基于自动蓄/放热装置和多曲面聚光集热器的空气源热泵供暖系统。实验研究表明：在相同供水温度下，随着蒸发器进口空气温度和太阳辐射强度的升高，热泵COP均逐渐升高。集热器及热泵联合运行时，蓄热装置可自动蓄热并对进入蒸发器的空气进行自动补热，空气温升为2～4℃，实验日系统集热量和制热量分别为2.29 MJ/m2,27.99 MJ/m2，系统能效比（SEER）为1.84，日平均太阳能贡献率为41.2%。空气源热泵单独运行时，实验日热泵制热量为8.75 MJ/m2,SEER为1.79。上述结果表明，文章构建的太阳能子系统可以自动调节系统的蓄热量及向蒸发器的补热量，提高了系统的能效比，降低了运行、维护难度，在农村地区具有一定的适应性。

关键词：复合多曲面聚光空气源热泵自动蓄/放热实验研究农村清洁供暖

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阀控电液伺服压力脉冲实验自抗扰控制方法

控制与决策 2024年第6期39卷 1927-1935页

作者：苏春波汪成文苑永亮赵二辉权龙成磊太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 晋城市光机电产业研究院山西晋城048000 先进半导体光电器件与系统集成山西省重点实验室山西晋城048000

针对压力脉冲疲劳测试系统在测试过程中工件体积的不确定性以及脉冲疲劳测试系统的机械与液压双动态耦合问题,首先,提出通过奇异值摄动理论将压力脉冲疲劳测试系统的多动态耦合进行解耦降阶;然后,利用自抗扰控制算法实现对系统模型降阶... 详细信息

针对压力脉冲疲劳测试系统在测试过程中工件体积的不确定性以及脉冲疲劳测试系统的机械与液压双动态耦合问题,首先,提出通过奇异值摄动理论将压力脉冲疲劳测试系统的多动态耦合进行解耦降阶;然后,利用自抗扰控制算法实现对系统模型降阶误差以及体积参数不确定性等干扰的补偿,保证测试系统输出的压力对指令信号的准确跟踪;最后,对基于降阶模型的自抗扰算法的稳定性和误差收敛性进行理论和定量分析,并对算法的可行性和有效性进行联合仿真和实验验证.研究结果表明,基于降阶模型的自抗扰控制算法对压力脉冲疲劳测试系统中工件体积参数的变化具有良好的鲁棒性且能够有效估计和补偿系统模型降阶误差等干扰,其跟踪性能相比于传统的PID控制器最大提升35.4%.

关键词：电液伺服系统自抗扰控制体积不确定干扰压力控制奇异值摄动系统解耦

水流冲刷作用下软体排守护边滩失稳机理概化模型试验初步研究

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应用基础与工程科学学报 2024年第3期32卷 773-786页

作者：魏祥龙戴佳琦左利钦陆永军杨涵苑陆彦黄廷杰芦安平袁赛瑜河海大学水灾害防御全国重点实验室南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室水利部南京水利水文自动化研究所长江保护与绿色发展研究院长江南京航道工程局

软体排是河道与航道整治工程中广泛应用的洲滩守护结构，排体所护边滩的稳定性对排体变形及服役状态具有重要影响.水流作用下的边滩局部动力环境复杂，其失稳模式与水下自由边坡模式不同，失稳模式及产生机理有待探究.基于概化物理模型... 详细信息

软体排是河道与航道整治工程中广泛应用的洲滩守护结构，排体所护边滩的稳定性对排体变形及服役状态具有重要影响.水流作用下的边滩局部动力环境复杂，其失稳模式与水下自由边坡模式不同，失稳模式及产生机理有待探究.基于概化物理模型试验，对排体守护下的边滩失稳模式及形成机理开展研究.研究表明，排体守护边滩会发生牵引型与滑覆型两种失稳形式，边滩牵引型失稳所引起的排体应变响应较小，发生在排体整个冲刷周期.排尾冲刷变形累计达到一定程度后会产生偶发性的滑覆型失稳，引起边滩产生大范围滑动失稳及排体大范围沉降变形；排体守护下边滩滑覆型失稳的机理：水流冲刷引起边滩潜在滑动面下移，随边缘冲刷深度的增加，潜在滑动面与水平面的夹角不断增大，稳定性不断降低，最终导致潜在滑动面力学失稳（Fs<1）,引起内部边滩产生大范围的滑覆型失稳.

关键词：软体排航道整治洲滩守护崩岸失稳机理光纤传感稳定性分析