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界面水分子扩散对超高分子量聚乙烯摩擦学性能影响的反应分子动力学模拟研究

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高分子学报 2024年第2期55卷 222-234页

作者：郑庭谷靖萱程启昊张会臣大连海事大学船舶与海洋工程学院大连116026

采用基于反应力场(ReaxFF)的分子动力学模拟方法,研究了摩擦界面水分子向超高分子量聚乙烯(UHMWPE)基体扩散和渗透的基本过程.分子模拟结果表明:摩擦过程中,水分子稳定吸附在Fe板表面,并与聚乙烯链形成分子内摩擦,使聚乙烯分子产生剪切... 详细信息

采用基于反应力场(ReaxFF)的分子动力学模拟方法,研究了摩擦界面水分子向超高分子量聚乙烯(UHMWPE)基体扩散和渗透的基本过程.分子模拟结果表明:摩擦过程中,水分子稳定吸附在Fe板表面,并与聚乙烯链形成分子内摩擦,使聚乙烯分子产生剪切变形.当Fe板表面存在纳尺度外凸结构时,其在UHMWPE表面的耕犁作用更为显著,使摩擦界面的内摩擦力显著增加.当摩擦速度增加时,摩擦界面原子温度显著升高.在水润滑条件下,界面水分子逐渐扩散到UHMWPE基体中,引起相邻聚乙烯链之间的原子距离增加,这导致聚乙烯链之间的相互作用强度降低.此外,摩擦界面处还伴随着水分子中氢氧键断裂,并引起相应原子的电荷跃变.此时,水氧原子与Fe原子形成Fe―O化合物,且具有与Fe2O3相似的晶体结构.水分子扩散进入UHMWPE内时,还引起其周围聚乙烯分子的电荷发生改变,造成UHMWPE表层原子电荷分布不均匀.

关键词：反应分子动力学模拟超高分子量聚乙烯水分子扩散分子键断裂电荷转移

计入粗糙峰的微纳结构表面水润滑流体动力学仿真研究

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物理学报 2024年

作者：谷靖萱郑庭郭明帅夏冬生张会臣大连海事大学机械工程系

随着表面精密加工技术与润滑减摩研究的发展，利用表面织构化技术提升其表面减摩效果的研究已引起广泛关注，但少有研究考虑摩擦副表面粗糙形貌对润滑特性带来影响。本研究采用计算流体动力学(CFD)模拟方法，建立了矩形织构模型，并在... 详细信息

随着表面精密加工技术与润滑减摩研究的发展，利用表面织构化技术提升其表面减摩效果的研究已引起广泛关注，但少有研究考虑摩擦副表面粗糙形貌对润滑特性带来影响。本研究采用计算流体动力学(CFD)模拟方法，建立了矩形织构模型，并在其表面计入粗糙峰结构，讨论水润滑条件下不同粗糙峰结构模型润滑特性变化规律。结果表明：调节微纳复合表面结构参数，将改变润滑水膜承载力，进而影响微纳复合结构表面的动压润滑效果。此外，织构内涡流生成导致涡量变化，引起能量耗散并影响摩擦力。对矩形织构模型，适当的深度比(H=0.6)可使其表面动压润滑效应达到最优；而增加织构宽度比(W)，动压润滑效应增强。在微织构表面引入高斯随机粗糙峰后，当随机粗糙峰高度变化标准差δ为0.5时，承载力可提升44%，摩擦系数降低30.9%。若引入半正弦粗糙峰，承载力和摩擦系数的变化范围均小于10%，对润滑效果的影响不明显。若同时引入高斯随机粗糙峰和半正弦粗糙峰，承载力可提升42%，摩擦系数下降31.1%，即表面动压润滑效果提升也较为显著。

关键词：微织构粗糙度动压润滑流体动力学

基于UCSVO模型的中国核心CPI测算研究

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基于UCSVO模型的中国核心CPI测算研究

作者：谷靖欣东北财经大学

学位级别：硕士

消费者价格指数(CPI)反映了一定时期内居民购买的商品和服务价格的变动程度,是度量通货膨胀和物价水平的重要指标,也是政府制定货币政策的参考依据。但是,CPI篮子中的一些项目容易受到短期因素的影响而产生剧烈波动,如果将暂时性波动判... 详细信息

消费者价格指数(CPI)反映了一定时期内居民购买的商品和服务价格的变动程度,是度量通货膨胀和物价水平的重要指标,也是政府制定货币政策的参考依据。但是,CPI篮子中的一些项目容易受到短期因素的影响而产生剧烈波动,如果将暂时性波动判断为整体物价水平的趋势性增长,会干扰政府和公众对通货膨胀真实趋势的判断,从而削弱经济政策的有效性,因此,相关学者提出了核心CPI的概念。核心CPI剔除了总体CPI中容易受到暂时性因素影响的项目,反映了物价水平中长期、稳定的部分,能够更准确地反映通货膨胀的潜在趋势和经济形势,对货币政策的制定有重要意义。中国于2013年1月开始公布剔除食品和能源项目的核心CPI指数,但是,在我国,食品类项目在CPI篮子中的占比在30%左右,比重较大,完全剔除会导致一些有效信息的缺失;而且我国的CPI分类中,没有单独的能源项目,与之相关的只有交通通信类中的交通工具用燃料,比重较小,且价格主要受到政府管控,对CPI的影响很小。因此,剔除食品和能源项目的方法并不适合中国的实际国情,基于此,本文构建了不可观测成分随机波动(UCSVO)模型,该模型将总体CPI分为长期趋势和暂时性波动两部分,其中长期趋势部分即为核心 CPI。论文选取2001年1月至2022年12月的同比、环比指数两种数据,对中国的核心CPI进行测算分析,并以官方公布的剔除食品和能源的核心CPI为对比,对测算结果从波动性、无偏性、追踪趋势通胀能力、预测能力、因果关系五个方面进行评估。结果表明,本文基于UCSVO模型测算的核心CPI指数能够对总体CPI起到一定的“削峰平谷”的作用,检验结果优于官方公布的核心CPI指数。具体来说,基于同比数据测算的核心CPI能够在一定程度上降低总体CPI的波动性,在无偏性、追踪趋势通胀能力、预测能力、因果关系方面表现较好,基于环比数据测算的核心CPI在追踪趋势通胀、预测能力方面表现较差,在波动性、无偏性、因果关系方面表现较好。结合测算结果的走势图来看,同比数据在五个评价指标中均表现良好,更适合应用于本模型。研究结果表明,本文所构建的UCSVO模型能够较为准确地测算中国核心CPI指数,测算结果比较合理,且易于理解,对货币政策的制定具有一定的参考价值。而且在分析过程中发现,食品类项目在中国的核心CPI结构中非常重要,剔除食品类的方法并不适用于中国的实际国情。结合研究结果,本文提出以下建议:政府应该关注核心CPI,完善核心CPI的测算体系,编制并公布核心CPI指数,同时也不能忽视总体CPI的作用,而是让二者相辅相成,完善我国的货币政策制定机制。本文的创新之处主要有三点:第一,本文所构建的UCSVO模型只使用总体CPI指数一种数据来测算核心CPI,避开了CPI分类项目权重的计算问题;第二,模型中加入了异常值调整机制,使测算结果能够更加准确地追踪趋势通货膨胀;第三,在数据选取方面,国内学者对于同比数据和环比数据均有使用且未说明选择数据类型的理由,而本文同时分析同比、环比指数两种数据,对比两种数据的优劣,找出更适合本模型的数据类型,因此数据选取更具有实践指导的意义。

关键词：核心CPI 核心通货膨胀 UCSVO模型

微压内循环生物反应器对不同碳氮比城市污水的处理效果及运行优化研究

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环境污染与防治 2022年第11期44卷 1451-1456页

作者：杨雪瑞郭海燕聂泽兵谷靖颖边德军大连交通大学环境与化学工程学院辽宁大连116028 吉林省城市污水处理重点实验室(长春工程学院) 吉林长春130012 吉林省城市污水处理与水质保障科技创新中心东北师范大学环境学院吉林长春130117

针对城市污水中由于氨氮浓度增高而导致的碳氮比(C/N)下降的问题,考察了微压内循环生物反应器(MPR)对不同进水C/N模拟城市污水的处理效果,并进行运行优化。结果表明:(1)保持进水COD为245~357 mg/L,提高进水氨氮使进水C/N(质量比)分别为... 详细信息

针对城市污水中由于氨氮浓度增高而导致的碳氮比(C/N)下降的问题,考察了微压内循环生物反应器(MPR)对不同进水C/N模拟城市污水的处理效果,并进行运行优化。结果表明:(1)保持进水COD为245~357 mg/L,提高进水氨氮使进水C/N(质量比)分别为8.7、5.6、3.9,MPR对氨氮的平均去除率始终保持在98%以上,TN去除率由92.42%降至70.06%。进水C/N为3.9时,采用分次进水、分次曝气运行模式,更多碳源被用于反硝化,TN平均去除率提升至81.86%,出水TN低于15 mg/L。(2)随着进水C/N的下降,MPR内混合液悬浮固体浓度、胞外聚合物及好氧段内比好氧速率均下降,通过分次进水、分次曝气的运行调整后,系统的污泥活性得到了恢复。

关键词：微压内循环生物反应器碳氮比城市污水同步硝化反硝化

碳磷比对厌氧/好氧/缺氧-序批式反应器工艺脱氮除磷性能的影响

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环境污染与防治 2022年第6期44卷 724-728页

作者：曲红郑少杰聂泽兵李清哲谷靖颖边德军长春工程学院吉林省城市污水处理重点实验室吉林长春130012 东北师范大学吉林省城市污水处理与水质保障科技创新中心吉林长春130117

研究了不同碳磷比(C/P)条件下厌氧/好氧/缺氧(AOA)-序批式反应器(SBR)工艺的脱氮除磷特性,主要考察了C/P(以质量比计)分别为40、24、17的情况。结果显示,C/P对化学需氧量和氨氮的去除几乎没有影响,对总氮的去除有一定影响,对总磷(TP)的... 详细信息

研究了不同碳磷比(C/P)条件下厌氧/好氧/缺氧(AOA)-序批式反应器(SBR)工艺的脱氮除磷特性,主要考察了C/P(以质量比计)分别为40、24、17的情况。结果显示,C/P对化学需氧量和氨氮的去除几乎没有影响,对总氮的去除有一定影响,对总磷(TP)的去除影响较大。适当降低C/P有利于提升释磷量,但可能会降低最终的TP去除量。在好氧段,氨氮会大量转化为硝态氮;在缺氧段,硝态氮被反硝化去除。AOA-SBR工艺中存在着明显的聚磷菌和反硝化聚磷菌聚集现象,但随着C/P的降低聚糖菌会增加,除磷方式会由聚磷菌单一除磷演替为聚磷菌与反硝化聚磷菌协同除磷。

关键词：脱氮除磷反硝化碳磷比序批式反应器

EBPR工艺运行效果的主要影响因素及研究现状

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水处理技术 2022年第3期48卷 13-18页

作者：蒋维卿谷靖颖李清哲聂泽兵王帆边德军长春工程学院水利与环境工程学院 130012 吉林省城市污水处理重点实验室长春工程学院130012 东北师范大学环境学院吉林长春130117

强化生物除磷工艺(EBPR)因其经济、高效得到越来越广泛的应用。但由于环境因素和参数控制等影响,系统的长期稳定性和可靠性难以维持。在生物除磷机理的基础上,结合国内外研究现状,综述了碳源、pH、进水温度、电子受体、污泥龄(SRT)等对E... 详细信息

强化生物除磷工艺(EBPR)因其经济、高效得到越来越广泛的应用。但由于环境因素和参数控制等影响,系统的长期稳定性和可靠性难以维持。在生物除磷机理的基础上,结合国内外研究现状,综述了碳源、pH、进水温度、电子受体、污泥龄(SRT)等对EBPR系统的影响,并综合现有的研究基础和发展趋势,对EBPR的研究方向进行了展望。总结了聚磷菌(PAOs)和聚糖菌(GAOs)的最优生长条件和EBPR系统运行的最佳参数控制,以期为EPBR工艺的微生物种群结构调控以及增强工艺的稳定性等提供参考。

关键词： EBPR系统影响因素生物除磷机理聚磷菌聚糖菌

C/P对长泥龄MPR脱氮除磷及污泥特性的影响

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水处理技术 2022年第9期48卷 65-70页

作者：蒋维卿谷靖颖李清哲聂泽兵郑少杰边德军吉林省城市污水处理重点实验室长春工程学院130012 吉林省城市污水处理与水质保障科技创新中心东北师范大学吉林长春130117

针对长泥龄运行下(SRT=100 d)的微压内循环多生物相反应器(MPR),探究不同进水C/P(分别为110、53、39)对系统脱氮除磷以及污泥特性的影响。实验结果表明,当进水C/P分别为110、53、39时,TP去除效率分别为95.42%、81.43%、55.91%,除磷效率... 详细信息

针对长泥龄运行下(SRT=100 d)的微压内循环多生物相反应器(MPR),探究不同进水C/P(分别为110、53、39)对系统脱氮除磷以及污泥特性的影响。实验结果表明,当进水C/P分别为110、53、39时,TP去除效率分别为95.42%、81.43%、55.91%,除磷效率明显降低。TP出水质量浓度随C/P变化的拟合公式为y=23.66/(x-30),R^(2)达到0.99。根据拟合结果计算出满足出水达标的最低C/P为77。拟通过投加碳源来解决高磷出水达标的问题,最小碳源投加量随C/P变化的拟合公式为y=11.60-204.46ln(x-25.63),R^(2)达0.96。系统中MLSS、MLVSS、MLVSS/MLSS随C/P的降低而下降,SV、SVI上升,污泥中微生物数量减少,沉降性能下降,微型动物种类丰富度减少、活性污泥性状变差,到C/P=39末期PAOs淘洗出系统,丝状菌及其他异养菌开始增殖。由于长SRT运行与反应器结构的优势,进水C/P的变化对COD、NH_(4)^(+)-N、TN去除效果影响较小,去除效率分别保持在90%、99%、70%左右。

关键词： C/P 微压内循环多生物相反应器(MPR) SRT 脱氮除磷

基于永磁同步电机的EV动态负载模拟系统研究

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基于永磁同步电机的EV动态负载模拟系统研究

作者：谷靖南京邮电大学

学位级别：硕士

纯电动汽车（Electric Vehicle,EV）负载模拟系统采用电机对拖的控制方式来模拟EV驱动电机在不同路面的负载特性,其不受自然环境约束,灵活设定实验参数,极大地提高了研究效率,可准确地在实验室条件下复现出实际EV理论的负载特性。永磁... 详细信息

纯电动汽车（Electric Vehicle,EV）负载模拟系统采用电机对拖的控制方式来模拟EV驱动电机在不同路面的负载特性,其不受自然环境约束,灵活设定实验参数,极大地提高了研究效率,可准确地在实验室条件下复现出实际EV理论的负载特性。永磁同步电机（PMSM）具有功率密度高、调速范围广、运行效率高等优点,基于永磁同步电机实现EV负载特性的模拟时,有利于简化模拟系统的控制复杂性,对于EV负载模拟系统的研究具有重要的应用价值和实现意义。本文通过理论推导、仿真分析和实验验证等方式来实现实验室条件下的EV负载模拟,主要对EV负载系统建模、动态负载模拟策略和模拟系统稳定性、模拟准确性进行探究。首先,建立EV实际理论系统的数学模型,为后续模拟提供参考和对比。为此,对EV驱动电机（PMSM）的基本结构、数学模型、控制策略以及EV负载特征的数学模型进行研究,并对实际系统进行稳定性分析,通过EV在不同路面的仿真结果分析EV驱动电机的负载特性,为后续模拟系统的稳定性推导、仿真分析和实验结果提供对比与参考。其次,运用机电类比的方法对稳态模拟策略进行了改进,动态负载模拟策略则研究了加速度反馈的模拟策略,对此种模拟策略下的模拟系统稳定性进行分析,得出待模拟的EV转动惯量远大于模拟系统可模拟的转动惯量,致使EV模拟系统发散且失稳;为了拓展模拟系统的转动惯量范围,在加速度反馈回路中加入一阶低通滤波器,推导了引入低通滤波器后的模拟系统稳定条件,即阐述滤波时间常数和离散时间对模拟系统稳定性的影响分析。为避免低通滤波器的引入在很大程度上降低了模拟准确性问题,研究了转矩前馈的动态模拟策略,在离散状态下分析此模拟策略下的模拟系统稳定性和模拟准确性,对比分析结果表明,与加速度反馈模拟策略相比,转矩前馈模拟策略具有良好的稳定性和模拟准确性。考虑了EV在极端运动状态下的驱动滑移,建立考虑滑移特性的EV理论系统数学模型并进行仿真研究,对考虑滑移特性的EV理论系统进行稳定性分析,为后续模拟系统的稳定性探究提供对比与参考。为准确再现EV滑移的变化历程,提出了考虑滑移特性的加速度反馈模拟策略,对此动态模拟策略下的模拟系统稳定性进行分析,即探究加速度滤波深度和离散时间对考虑滑移特性的模拟系统稳定性影响分析;为避免低通滤波器的引入会降低模拟准确性问题,提出了考虑滑移特性的转矩前馈动态模拟策略,并对此动态模拟策略下的模拟系统离散域传递函数进行了推导和分析,结果表明,相比于考虑滑移特性的加速度反馈模拟策略,考虑滑移特性的转矩前馈模拟策略具有良好的稳定性和模拟准确性。最后,基于RT-LAB实时仿真器搭建了EV负载模拟系统实验平台,对不考虑滑移特性的模拟策略和考虑滑移特性的模拟策略下的EV模拟系统分别进行实验,以验证理论推导的正确性和所提模拟策略的可行性。

关键词：纯电动汽车负载模拟永磁同步电机加速度反馈模拟策略转矩前馈模拟策略滑移特性模拟

探知、参与、创造——美术馆儿童公共教育的情境化学习研究

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探知、参与、创造——美术馆儿童公共教育的情境化学习研究

作者：赵谷靖四川美术学院

学位级别：硕士

过去我们时常把教育视为在学校里发生的学习活动,然而学习不仅是发生在教室里的学习,还是对技能、价值观、社会交往和身份认同的终身学习。美术馆作为集收藏保护、学术研究、展览传播和公共教育功能于一体的公益性机构,具有使学习者开... 详细信息

过去我们时常把教育视为在学校里发生的学习活动,然而学习不仅是发生在教室里的学习,还是对技能、价值观、社会交往和身份认同的终身学习。美术馆作为集收藏保护、学术研究、展览传播和公共教育功能于一体的公益性机构,具有使学习者开放思考、自主探索与动手实践的特性,可以使儿童在理解知识、探索创作的过程中,浸入多感官的学习情境发展出多维度的能力,与学校教育配合建构出一个完整的学习图景。根据美国博物馆联盟的数据,美国博物馆行业每年接待大约5,500万来自学校团体的学生参观,随着越来越多的学生群体进入博物馆,美术馆也在不断寻求出路和发展,强化教育的职能,让多元的群体深入参与到艺术生产和文化叙事中,但是如何对受众群体精细化分层?在美术馆的学习中针对儿童施以面向成人同样认真的考虑,设计儿童的学习情境,并评估儿童在美术馆里学到了什么?本研究基于博物馆学习的语境模型与建构主义理论,在美术馆的物质文化营造、激发个人的学习动机和社会文化关系的相互合作三重维度下进行路径建构,以探知、参与、创造为特点的实践案例来讨论美术馆儿童公共教育的情境化学习策略与方法。本文共分为六个部分。第一章为绪论,主要论述了选题缘起、国内外研究的现状、研究的思路及方法和研究的重难点与创新之处。根据文献梳理,目前现有的美术馆教育的研究与实践尚未形成正向的循环机制,并且缺少由儿童为主体来主导的教学活动设计,其次大部分美术馆的公共教育对儿童学习成效的定性评估较为薄弱。本文以情境化学习的视角切入,对美术馆儿童公共教育的范式进一步研究,对其影响因素和反馈评估展开论证。论文第二章分析了美术馆教育职能的发展变化以及教育理论的溯源,公共教育的类型。第三章探讨了美术馆儿童公共教育情境化学习的设计策略,分别从物理空间环境的营造、参与式的展览体验、以学生为主体的艺术教育活动、美术馆场域的延伸、数字化教学模式五个方向构建了情境化学习的模型。第四章对情境化学习的内容、效果进行了评估,梳理探讨了情境化学习之方法论与理想模式。第五章对美术馆的社会价值——作为学校学习情境的配合和拓展进行了分析,分别从美术馆与高校的合作伙伴关系,以及美术馆与中小学的合作路径来展开论述,提出了美术馆、学校和艺术家之间创造性教育发展的路径,搭建教师培训和教学试验的良性循环。结论部分,回顾了美术馆儿童公共教育的情境化学习的研究,确定了其意义与价值。情境化学习在实践共同体的参与过程中形成,这种实践共同体由教学关系和目标实践所组成,也是由学生自己与其他环境因素、社会关系联系所形成的。美术馆儿童公共教育的情境化学习通过提供有意义的学习体验,将学生已有的认知经验与美术馆的新的知识学习联结起来,通过教育者与学生共同提出研究问题来帮助学生认识自我、认知世界,建立终身学习与知识迁移的能力。通过这项研究,希望为教育者提供一些具体的教育策略与方法让公共教育活动开展有迹可循,并富有创造性地将情境化学习策略与自己的实践相结合。

关键词：美术馆公共教育情境化学习