检索结果-南通市图书馆

作者：陈贺辽宁师范大学

学位级别：硕士

21世纪是海洋的世纪,国家海洋实力的高低成为衡量国际地位的重要指标。而海洋实力在一定程度上主要取决于海洋科技能力,它的强弱决定了一个国家在海洋领域中的国际话语权。沿海地区作为我国海洋科技发展的前沿地区,其海洋科技的纵深发... 详细信息

21世纪是海洋的世纪,国家海洋实力的高低成为衡量国际地位的重要指标。而海洋实力在一定程度上主要取决于海洋科技能力,它的强弱决定了一个国家在海洋领域中的国际话语权。沿海地区作为我国海洋科技发展的前沿地区,其海洋科技的纵深发展和海洋资源的的深层次开发一直是国内外学者研究的热点。目前,在海洋经济发展速度放缓,海洋资源储量有限的现实环境下,不仅要加大海洋科技资源的投入,更要注重海洋科技的效率问题。因此,对中国海洋科技的效率进行测度,不仅有助于提高海洋科技成果的溢出效应和解决国内海洋科技成果转化率底下问题,对于中国海洋科技事业的发展具有重要意义。本文梳理国内外海洋科技相关领域研究后,以沿海11省市为研究对象,对沿海省市的海洋科技效率及影响因素进行测度评价。构建中国海洋科技效率评价指标体系,运用SBM-DEA模型对我国2001-2016年沿海地区海洋科技效率进行测度,并采用核密度、标准椭圆差及GIS空间分析图等分析海洋科技效率及分解指数的时空演化规律。进一步运用脉冲响应函数,分析海洋经济水平、海洋产业结构、专业化程度、教育发展水平、地区开放水平、政府支持度、科技平台对海洋科技效率的动态影响程度。通过研究本文得出主要结论如下:（1）中国沿海地区海洋科技效率整体呈现上升发展态势。从研究期整体来看,2001-2016年多省均值为0.818,均值最高省份为河北,最低的为福建,但中国沿海地区海洋科技效率总体差距在逐年缩小。从空间格局变化来看,中国海洋科技效率呈现出以东北-西南为基准的发展格局,整体呈现出集聚变化。（2）从分解指数对比来看,纯技术效率与综合效率此消彼长,且两者之间的波动性时间节点具有高度吻合性。其中在研究期内,中国海洋科技纯技术效率均值为0.861,规模效率均值为0.725。表明我国沿海地区海洋科技纯技术效率达到相对较高的状态,科技能力成为推动海洋科技效率发展的主要动力,但规模效率仍有很大提升空间。（3）从影响因素分析来看,各因素对海洋科技的冲击趋势和程度均显示出明显的不同。其中,海洋经济水平和海洋产业结构成为影响海洋科技效率发展的决定性因素,教育发展水平、专业化程度和科技平台成为主要因素,政府支持度和地区开放水平的影响作用较弱。

关键词：海洋科技效率超效率SBM-DEA模型 VAR模型中国沿海地区

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基于云平台的化工泵远程诊断系统研究

基于云平台的化工泵远程诊断系统研究

作者：陈贺安徽理工大学

学位级别：硕士

随着工业化进程的加速推进,我国国力不断提升,制造业水平也在不断进行升级,针对化工泵在工业生产中的广泛应用,需要对化工泵的运行情况开发运维系统。化工泵在化工生产、工业制造等领域得到广泛应用,随着工作时间的增加,化工泵内部的零... 详细信息

随着工业化进程的加速推进,我国国力不断提升,制造业水平也在不断进行升级,针对化工泵在工业生产中的广泛应用,需要对化工泵的运行情况开发运维系统。化工泵在化工生产、工业制造等领域得到广泛应用,随着工作时间的增加,化工泵内部的零件会逐渐出现老化的现象,影响化工泵的性能,在对化工泵进行检测方面的费用会随着时间的推移而增加,严重时会因检测不及时引发重大安全事故的发生。目前阶段,在对化工泵的运行状态监测方面存在着监控数据类型不够全面,采集终端系统不够简单,采集的数据可视化水平不高,化工泵故障智能诊断程度不高。因此,为了提高化工泵运行状态数据的全面性、数据可视化水平以及智能诊断程度,降低企业的检测维修费用,研发了一套基于云平台的化工泵远程运维系统。首先,针对化工泵的典型故障进行分析,设计化工泵远程运维系统总体方案。采用PLC控制器搭建化工泵数据采集终端,实现对化工泵运行时的振动、温度、流量、压力、电流以及泵体是否出现泄露等信息数据的采集,通过串口通讯和远程无线通讯模块实现数据的传输;在云平台中搭建物联网平台实现,通过MQTT协议实现设备与物联网平台的连接,实现人机交互的设计,对化工泵运行数据进行实时监控,通过设计云端数据流转规则和云端数据库将采集数据进行云端存储。然后,对化工泵滚动轴承故障诊断理论进行研究。采用改进小波阈值方法对滚动轴承的振动信号进行降噪处理,通过卷积神经网络训练滚动轴承的故障诊断模型,实现对化工泵滚动轴承的故障识别。最后,通过对化工泵数据采集终端系统和远程通讯功能进行实验测试,对于设计中所要获得的各项化工泵运行数据都能够正常获得,证明搭建平台和实时监测、存储的可行性;通过对滚动轴承故障模型的训练,验证了智能故障诊断的可行性和正确率。研发化工泵远程诊断系统能够为化工泵的运行状态实时监测和故障诊断提供基础,使得企业能够获取化工泵运行的实时数据,通过对化工泵运行时的各项数据分析,判断化工运行的健康状态;同时搭建的故障诊断模型可以自动实现对化工泵滚动轴承各种故障类型进行识别,提高了故障诊断效率,降低了维修成本。

关键词：化工泵状态监测故障诊断物联网云端数据库

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基于能量总线的锂电池组均衡管理系统设计

基于能量总线的锂电池组均衡管理系统设计

作者：陈贺湖南大学

学位级别：硕士

锂电池组是一个复杂的系统,而现有的对电池组的管理也存在着诸多问题,不当的管理方法既造成能源利用上的巨大浪费,还会严重缩短电池组的使用寿命。针对这种情况,本文结合信号总线的定义,利用“能量总线”的概念,设计了能量总线型的锂电... 详细信息

锂电池组是一个复杂的系统,而现有的对电池组的管理也存在着诸多问题,不当的管理方法既造成能源利用上的巨大浪费,还会严重缩短电池组的使用寿命。针对这种情况,本文结合信号总线的定义,利用“能量总线”的概念,设计了能量总线型的锂电池组均衡管理系统。系统以基于ARM Cortex-M3内核的STM32芯片作为处理器,配合外围的功能电路,通过移植定制的μC/OS-Ⅱ操作系统实现多任务管理,同时配合功能软件实现了系统功能。该系统能对锂电池组进行高效的均衡管理,同时还能通过GPRS网络将电池组的信息发送到服务器,从而能对电池进行大数据分析和对电池的健康状况进行观测。因GPRS网络的覆盖范围几乎遍及全国,并具有数据传输速率快、距离远、可靠性高等优点,所以非常适合对电池组的远程监测。本系统每隔一段时间就会对电池组中单体电池的电压电流信息进行采集,然后通过微处理器芯片判断锂电池组的状态,而后确定系统是否需要均衡。同时系统将采集的信息按照一定的协议格式发送到远程的服务器上。本文在估算锂电池组中的每个单体电池的剩余电量时,分析和对比了现有剩余电量的估算方法的优缺点后,运用无损采样点卡尔曼滤波法进行剩余电量的估算。在与服务器通信这部分,本文介绍了网络连接的实现方法并制定了数据通信协议。本系统整体线路少,结构简单,利于标准化生产。经测试,系统能够实现预期功能,可扩展性好,运行稳定。

关键词：锂电池组能量总线 STM32 μC/OS-Ⅱ操作系统 GPRS 剩余电量

NCC/APP复合聚电解质的自组装及阻燃协效机制

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NCC/APP复合聚电解质的自组装及阻燃协效机制

作者：陈贺南京林业大学

学位级别：硕士

聚电解质是指主链或侧链带有可电离基团的高聚物,具有亲水性、荷电性等特性。将合适的阴、阳离子聚电解质组装成复合聚电解质(polyelectrolyte complex,PEC),可以有效调控材料的阻燃性能,在阻燃领域显示出巨大的潜力。本论文以纳米晶纤... 详细信息

聚电解质是指主链或侧链带有可电离基团的高聚物,具有亲水性、荷电性等特性。将合适的阴、阳离子聚电解质组装成复合聚电解质(polyelectrolyte complex,PEC),可以有效调控材料的阻燃性能,在阻燃领域显示出巨大的潜力。本论文以纳米晶纤维素(nanocrystalline cellulose,NCC)及聚磷酸铵(ammonium polyphosphate,APP)掺杂的纳米复合物为阴离子聚电解质,聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)为阳离子聚电解质,构建了阴、阳离子复合聚电解质。系统研究了该复合聚电解质的合成机理,将该复合聚电解质应用于木塑复合材料(wood-plastic composites,WPC),进一步研究该体系对WPC的热性能、阻燃性能、力学性能的影响,阐明复合聚电解质对WPC的阻燃机理。具体如下:(1)以NCC为模板掺杂APP自组装形成阴离子聚电解质,APP与NCC形成分子间氢键,同时与NCC上所带的磺酸基依靠静电力作用结合在一起。热分析结果显示阴离子聚电解质的初始分解温度为298℃,与APP相比其初始分解温度向低温方向移动了21℃。当NCC的添加量为APP的9%时自组装形成的阴离子聚电解质在700℃的炭残余率为52.8%,与APP相比提高了28.5%。NCC能够促进阴离子聚电解质提前热解释放出CO和NH等不燃气体,同时形成均匀、致密的WPC炭层,该炭层具有阻隔作用,防止热量进一步向材料内部扩散,提高了WPC的阻燃性能。进一步将此阴离子聚电解质作为阻燃剂引入到WPC中,结果显示其极限氧指数(limit oxygen index,LOI)为27.1%,较APP的26.1%有所改善。平均热释放速率、热释放速率峰值和总热释放量(total heat release,THR)与WPC/APP相比分别下降了5.1%、3.3%和5.4%,其拉伸强度、断裂伸长率与WPC/APP相比分别提高了68.2%、117%,但冲击强度下降了5.4%。NCC表面含有丰富的羟基,可以与木质纤维发生氢键反应,提高阴离子聚电解质与WPC的界面结合,但阴离子聚电解质作为刚性体引入,造成WPC冲击性能下降。(2)以NCC、APP掺杂的纳米复合物为阴离子聚电解质,PEI为阳离子聚电解质,PEI分子链上所带的伯胺与NCC表面羟基和APP发生离子络合反应,同时PEI依靠静电力的作用吸附阴离子聚电解质NCC、APP制备具有交联结构的复合聚电解质。当NCC、PEI、APP之间的配比为9:9:100时自组装形成的复合聚电解质初始分解温度为262℃,与APP相比向低温方向移动了57℃。复合聚电解质能够提前热解释放出大量不燃气体,形成连续致密的WPC炭层,对燃烧过程中产生的烟雾具有吸附作用。进一步将此复合聚电解质引入WPC中,结果显示其LOI为24.4%,与WPC/APP的23.9%相比有所改善。热释放速率峰值、THR和TSR,与WPC/APP相比,分别下降了25.2%、6.8%和27.8%。PEI具有良好的分散性,能够改善复合聚电解质与WPC之间的界面相容性,经阻燃处理的WPC的拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率明显提高。NCC、PEI、APP之间的配比为9:9:100时自组装形成复合聚电解质,当其添加量为总组分的15%时加入到WPC中,其拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别为22.28MPa、10.30%和6.77KJ/m与WPC/APP相比分别提高了8.4%、44.6%和21.3%。

关键词：纳米晶纤维素聚磷酸铵复合聚电解质自组装阻燃性能

临近变水位水体地铁隧道结构及围岩力学性状研究

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临近变水位水体地铁隧道结构及围岩力学性状研究

作者：陈贺湖南科技大学

学位级别：硕士

随着城市轨道交通的迅猛发展，地铁隧道往往会穿越一些地形地貌多变、地层复杂的地区。复杂的工程地质条件与环境对地铁隧道的勘察、设计、施工、运营维护等造成影响，甚至危及隧道的结构安全与稳定。本文依托重庆轨道交通六号线曹家湾... 详细信息

随着城市轨道交通的迅猛发展，地铁隧道往往会穿越一些地形地貌多变、地层复杂的地区。复杂的工程地质条件与环境对地铁隧道的勘察、设计、施工、运营维护等造成影响，甚至危及隧道的结构安全与稳定。本文依托重庆轨道交通六号线曹家湾车站工程，通过理论分析、现场观测试验与数值模拟分析，针对临近变水位水体地铁车站隧道，围绕水库水位变化引起的围岩体加卸载效应，进行隧道结构及围岩的力学性状研究，取得了一些合理可行的结论与建议。主要研究成果如下：（1）开展了邻近变水位水体对地铁车站隧道结构及围岩力学性状影响的理论分析，阐述了二者相互作用的机理，将水库的水位变化等效为对地铁车站隧道及围岩体的加卸载效应，并总结其影响因素。（2）对依托工程隧道的深浅埋情况进行了判定，并探讨了加卸载效应下浅埋地铁隧道围岩应力和位移的理论计算方法。（3）通过现场观测试验与三维数值模拟分析，对加、卸载过程进行了整体研究。研究表明，水库水位上升与下降过程中，会对临近隧道结构以及围岩的应力和位移产生较大影响，且将这一过程等效为加、卸载效应是合理的。（4）数值模拟结果与现场观测试验结果进行了对比分析，二者数据基本吻合，曲线变化趋势基本一致，在此基础上，总结了水位变化对隧道结构以及围岩应力和位移影响的主要因素：加卸载水位的大小;水库与隧道断面相对距离的远近，并分析其变化规律。（5）加、卸载效应对比分析表明，加载对隧道结构及围岩力学性状的影响要大于卸载时的情况，这与岩土体材料卸荷模量的大小以及一部分残余变形未能恢复有关。

关键词：地铁隧道水库水位变化加卸载效应力学性状现场观测试验数值模拟分析

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北京地区高速公路收费站通行能力研究

北京地区高速公路收费站通行能力研究

作者：陈贺北京工业大学

学位级别：硕士

我国实行贷款修路，收费还贷制度已有20多年的历史，这一制度的实施对我国公路尤其是高等级公路建设的迅速发展起了极大的推动作用。建设收费道路必须建设相应的收费系统，收费系统最主要的组成部分是收费站，收费站的大小和收费车道的... 详细信息

我国实行贷款修路，收费还贷制度已有20多年的历史，这一制度的实施对我国公路尤其是高等级公路建设的迅速发展起了极大的推动作用。建设收费道路必须建设相应的收费系统，收费系统最主要的组成部分是收费站，收费站的大小和收费车道的多少对建设初期的土建投资以及运营时收费人员的配置有决定性的影响。而收费广场的规模及所需的车道数是由交通量(平均来车间隔)、每个收费车道的通行能力和服务水平三个因素决定的。通过对收费通行能力及服务水平的研究，可以为建设合理规模的高速公路收费站提供科学的理论依据，为有效利用有限的公路建设资金奠定基础。因此，确定各个交通量下、不同服务水平下的收费车道的通行能力具有十分重要的经济意义。本研究在分析国内外关于高速公路收费站通行能力研究的基础上，理性分析了北京市高速公路收费站的交通流特性，确定了研究所采用的研究方法和研究步骤。首先，按照服务过程内完成任务的不同，可将接受服务的时间划分成两个部分：纯粹服务时间和离去时间;其次，针对北京市收费站的具体情况，制定了北京市高速公路收费站通行能力研究的数据采集方案，进行了大量的收费站交通流运行数据的现场调查工作，采集了北京地区所有收费站类型的现场数据;第三，通过现场调查收费站交通流运行数据，全面掌握了北京市收费站的运营方式，了解了收费站交通运行规律，根据实测数据，确定了收费站上游来车分布、各种车型在不同类型收费站的服务时间和离去时间的统计分布，同时为了计算的方便，合并了一些特征值近似的收费站类型，最后利用各种车型在不同类型收费站服务时间和离去时间的不同，计算出基于服务时间和离去时间的收费站车辆折算系数;最后，通过对这些特征参数的标定，根据不同类型收费站的特征参数，利用M／G／K排队论模型计算出各种类型收费站的基本通行能力，并且采用收费站平均排队车辆数作为评价收费站服务水平的指标，把高速公路收费站的服务水平定量划分为4级，并得到了不同类型收费站各级服务水平标准和相应的最大服务交通量。

关键词：通行能力高速公路收费站 M/G/K排队模型

基于GR-5 DNAzyme和等温扩增策略的Pb2+高灵敏、无酶荧光检测体系的构建及性能研究

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基于GR-5 DNAzyme和等温扩增策略的Pb2+高灵敏、无酶荧光检测体系...

作者：陈贺上海海洋大学

学位级别：硕士

随着社会经济发展进入全面工业化的阶段,重金属污染的问题越来越受到人们的关注。重金属是环境和水资源的主要污染物之一,特别是铅离子(Pb)污染严重危害到人类健康。现有研究表明铅离子即使在低浓度的情况下也会对人体多个部位如神经系... 详细信息

随着社会经济发展进入全面工业化的阶段,重金属污染的问题越来越受到人们的关注。重金属是环境和水资源的主要污染物之一,特别是铅离子(Pb)污染严重危害到人类健康。现有研究表明铅离子即使在低浓度的情况下也会对人体多个部位如神经系统、消化系统、造血器官、心血管和肾脏等造成严重损害,另外还会对环境造成严重污染,因此对环境中痕量Pb的监测具有重要意义。Pb传统的检测方法往往存在很多局限性,不能够快速高效低成本检测铅离子。因此,建立低成本、简单快速、高灵敏、高选择性的Pb检测方法具有重要的研究意义。脱氧核酶(DNAzyme),是通过体外选择获得的具有催化活性的DNA分子,具有出色的可编程性、稳定性和催化活性,已在治疗和诊断应用领域引起了广泛关注。迄今为止,DNAzyme作为生物传感器的重要识别元件检测重金属Pb已得到广泛应用。基于DNAzyme的生物传感器根据检测信号的不同可以分为荧光型、比色型和电化学型。核酸的等温扩增可以在恒定的温度下快速有效地扩增核酸序列。与传统的聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)相比,等温扩增无需进行升降温的热循环,对仪器的精密度要求降低,使操作时间缩短,过程简单且能耗低,而且具有很高的灵敏度,可整合到便携式设备中,有利于现场实时的检测,是代替PCR方法的一种高效扩增核酸技术。主要的等温扩增方法包括环介导等温扩增(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)、解旋酶依赖性扩增(Helicase-Dependent Amplification,HDA)、滚环扩增(Rolling Circle Amplification,RCA)、链置换扩增(Strand Displacement Amplification,SDA)、催化发夹组装(Catalytic Hairpin Assembly,CHA)和杂交链反应(Hybridization Chain Reaction,HCR)等。近年来,等温扩增技术与Pb特异的DNAzyme结合构建生物传感体以实现快速、高灵敏、高特异地检测Pb。本论文以GR-5 DNAzyme为识别元件,与核酸等温扩增策略相结合,利用两种不同的设计思路,构建了无酶、高效、低成本、高特异的Pb检测体系,并对其进行性能研究,具体工作包括如下:1.基于发夹DNA动态自组装树枝状聚合物放大策略的荧光传感体系无酶高灵敏检测Pb以GR-5 DNAzyme为Pb特异性识别探针、DNA动态自组装为扩增信号放大策略,构建了一种无酶高灵敏的Pb荧光传感体系。首先将三条DNA单链Y1、Y2、Y3结合形成三臂的Y骨架并与三个发夹H1、H2、H3结合形成许多发夹型三聚体。Pb特异性识别并激发GR-5 DNAzyme的催化活性,使底物链裂解,释放目标链(Target);然后Target将含有目标链识别域的发夹H1打开并与识别域结合;与此同时,H1暴露出的部分将另一个发夹型三聚体上的发夹H2打开并与其识别域结合形成含有两个三臂的聚合物,并将第三个发夹型三聚体上的H3打开与其识别域结合形成含有三个三臂的聚合物,同时H3将Target从聚合物中置换出来以催化下一个动态的自组装过程,最终形成树枝状聚合产物。在此过程中,发夹H1被打开时,上面修饰的荧光团和猝灭团分开,产生荧光信号,由此可实现对Pb的高灵敏检测。在优化实验条件下,该检测体系能够在40 min内完成对Pb的无酶荧光检测,其线性范围是0.1～10 n M,检测限为18.96 p M。该方法单管操作、恒温进行、无需蛋白酶辅助,并成功应用于检测实际水样中的Pb。2.基于GR-5 DNAzyme和熵驱动等温循环放大体系的Pb高灵敏、无酶荧光检测体系的构建及性能研究基于GR-5 DNAzyme和分子信标(Molecular Beacon,MB)级联熵驱动的链置换反应构建了无酶的荧光传感体系。荧光基团Cy3修饰在MB的5′端,猝灭基团BHQ2修饰在MB的3′端。在Pb存在时,GR-5 DNAzyme特异性识别Pb,其催化活性被激发,从而裂解底物链并使之释放出靶标链(Target),然后通过熵驱动链置换反应从所制备的三链复合物中置换出大量信号探针(Signal Probes,SP),通过SP和MB的杂交,使MB两端修饰的荧光基团和猝灭基团分开,从而产生荧光信号,实现对Pb的特异性检测。当Pb不存在时,GR-5 DNAzyme的底物链不被切断,无法释放Target,也就无法触发熵驱动链置换反应释放SP,故检测体系没有荧光产生。该荧光传感体系对Pb的特异性强,通过熵驱动链置换反应放大荧光信号,从而实现Pb浓度的定量分析。其线性检测范围为0.01～10n M,检出限为2.4 p M。此传感器具有良好的选择性和高灵敏性

关键词：脱氧核酶铅离子信号扩增自组装无酶熵驱动

基于烧结杯的生物质烧结过程模拟仿真及实验研究

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基于烧结杯的生物质烧结过程模拟仿真及实验研究

作者：陈贺青岛理工大学

学位级别：硕士

钢铁工业是一个国家实现工业化的支柱,起着至关重要的作用。铁矿烧结作为钢铁工业中一道重要的工艺,其高能耗和高染物的排放一直是亟待解决的问题。基于铁矿烧结过程高能耗的特点,对烧结混合料进行了热分析实验研究,并针对这一问题,采... 详细信息

钢铁工业是一个国家实现工业化的支柱,起着至关重要的作用。铁矿烧结作为钢铁工业中一道重要的工艺,其高能耗和高染物的排放一直是亟待解决的问题。基于铁矿烧结过程高能耗的特点,对烧结混合料进行了热分析实验研究,并针对这一问题,采取生物质木质碳替代混合料中的焦粉来达到降低能耗的目的,生物质木碳作为一种清洁燃料还能起到减排的作用,本文以青岛特钢烧结杯实验室为依托,进行了不同比例生物质木碳替代焦粉燃料后对节能减排方面影响的烧结杯实验研究,并以CFD理论为基础,在Fluent中对不同比例生物质木碳替代焦粉后的烧结过程进行了数值模拟,并对计算结果和实验结果进行了比较。本文对实现烧结过程节能减排具有重要意义,主要从以下几个方面展开研究。(1)对热重分析测量原理,DSC差示扫描量热原理进行了分析,采用HCT-1综合热分析仪对粒径分别为40～60目、60～80目、80～120目的烧结混合料进行了热重分析实验,采用FWO方法对活化能和指前因子进行了计算。并对粒径为80～120目的常规烧结混合料及不同比例木质碳替代焦粉燃料后的烧结混合料进行了比热实验研究,得到了不同条件下的比热拟合公式,为烧结过程的数值模拟提供了准确的混合料参数。(2)以青岛特钢烧结杯试验室为依托,对常规及不同比例生物质木质碳替代焦粉燃料后的烧结混合料进行了实验研究,得到了烧结混合料在烧结过程中不同高度处的料层温度变化值,烟气浓度变化值,将这些数据整理成曲线,对产生变化规律的原因进行了详细的分析,并对烧结矿质量指标如烧结速度、转鼓强度、落下强度进行了检测,并对不同条件下的烧结矿进行了微观结构检测。(3)建立了以烧结杯为基础的几何模型、流场气体动力学模型、多孔介质模型、化学反应模型。并在Fluent中对建立好的烧结杯模型进行数值计算,得到了不同比例木质碳替代焦粉后的料层温度值与烟气浓度值。

关键词：烧结杯生物质铁矿烧结模拟仿真热分析

基于分形理论的非饱和土水力特性及滞后效应模型研究

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基于分形理论的非饱和土水力特性及滞后效应模型研究

作者：陈贺湖南大学

学位级别：硕士

在岩土工程中,对于非饱和土水力特性的描述主要基于两个本构关系:土水保持曲线与相对渗透系数曲线。而在大部分非饱和土水力特性的分析模型中,土水特征曲线与渗透系数曲线的建模通常是基于土壤孔隙尺度的毛细管作用和流体的粘性流动。... 详细信息

在岩土工程中,对于非饱和土水力特性的描述主要基于两个本构关系:土水保持曲线与相对渗透系数曲线。而在大部分非饱和土水力特性的分析模型中,土水特征曲线与渗透系数曲线的建模通常是基于土壤孔隙尺度的毛细管作用和流体的粘性流动。然而由于土壤孔隙空间的复杂性及其水力行为的多变性,对于这两个本构关系的精确建模仍存在巨大挑战。本文以非饱和土为主要研究对象,以水力荷载下土壤的细观物理行为为基础,紧密围绕土壤孔隙结构特性、土壤聚团持水特性及孔隙流体的输运特性等这些土壤水力行为的核心物理特性,重点研究了非饱和土的土水特征曲线和渗透系数曲线两大本构关系及其滞后效应的物理建模并导出了具体的本构方程。主要研究成果如下:（1）通过分析土壤孔隙微观结构和尺寸分布特征,总结了6种不同的孔隙尺寸分布函数,并结合土壤持水规律和Young-Laplace方程,建立了具有不同孔隙尺寸分布函数土壤的水保持曲线方程。揭示了土水保持曲线受控于微观孔隙分布的物理事实,描述了土壤微观结构的持水特性。引入分形理论,建立了具有孔喉结构的分形毛细管模型,其可以从细观物理层面反映水保持曲线的滞后效应。导得的基于分形理论的水保持曲线模型能够通过分形维数较为直观的反映孔隙尺寸分布、孔隙迂曲度和孔喉尺寸对非饱和土持水特性的影响。利用模型对不同水力路径下的试验数据进行了预测,结果表明,分形毛细管模型能够良好的预测干燥路径与湿润路径下土壤的持水特征及其滞后效应。（2）建立了基于不同水力路径下孔隙胀缩的全路径土水保持曲线滞后模型,揭示了不同水力荷载作用下孔隙空间结构演变的物理规律。该模型以试验结果为依据,通过分别分析机械荷载、水力荷载作用下土水保持曲线的共性与差异,确定了水力荷载下土壤孔隙的演化特征,进而建立基于孔隙胀缩的持水曲线滞后增量方程,并采用试验数据对模型进行验证。结果表明,本文模型可以较好的预测任意路径扫描曲线及主干湿曲线。此外,基于数据分析还可得到相应土壤孔隙的胀缩演化规律,从而量化了土壤在水力荷载作用下孔隙微观结构的胀缩行为。（3）在层流的假设下,建立了非均匀孔隙中两相流的相对渗透率广义统计模型。通过引入孔隙非均匀因子,扩展了适应于饱和土的达西定律和针对非饱和土壤的白金汉-达西定律,进而通过分析流体输运特征并结合Hagen-Poiseuille定律导出湿润相和非湿润相的非饱和土广义相对渗透率模型。该模型可以通过嵌入任意非饱和土壤的孔隙尺寸分布函数而导得具体渗透模型。本文以孔隙尺寸分布的分形尺度定律为例,建立了非均匀孔隙中两相流的相对渗透率的分形模型和蒙特卡洛模型,并使用不同湿润相-非湿润相体系（包括水-空气、水-蒸汽、水-氮气、水-油、油-气体系）的试验数据对模型进行验证。结果表明,建立的分形渗透率模型可较好地描述不同流体体系的输运特性。此外与VG-M、BC-M模型对比发现,本文模型克服了VG-M、BC-M模型对数据预测普遍偏大的缺点,具有明显的优越性。在此基础上,本文还基于孔隙的非均匀性,建立了湿润相和非湿润相相对渗透率的滞后模型,该模型较好的揭示了非均匀孔隙中流体输运滞后特性的本质,即滞后效应对自变量的依赖性,以供工程设计参考。

关键词：非饱和土基质吸力水保持曲线二相流相对渗透率滞后效应水力耦合孔隙模型

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治与教——从官方劝谕文告看宋代政治理念

治与教——从官方劝谕文告看宋代政治理念

作者：陈贺河北师范大学

学位级别：硕士

有别于前代,宋代地方政府发布了大量的劝谕文告,其内容涉及到百姓生活和思想的方方面面。宋政府企图利用各级政府官员来尽可能大范围地宣扬其劝课农桑、移风易俗之意,最终达到控制民众思想以巩固统治的目的。本文试以官方劝谕文告为立脚... 详细信息

有别于前代,宋代地方政府发布了大量的劝谕文告,其内容涉及到百姓生活和思想的方方面面。宋政府企图利用各级政府官员来尽可能大范围地宣扬其劝课农桑、移风易俗之意,最终达到控制民众思想以巩固统治的目的。本文试以官方劝谕文告为立脚点,分析中央政府的管理模式,探究地方政府的施政方式和地方官员的政治理念,以及国家政令发布后民众的反映等问题。全文共分为三个部分: 第一部分研究宋代政治方式的变迁。宋初国家设立了农师来教导管理农事,不久即被废除,农师与三老、里胥共治乡里的设想破灭。宋政府转向利用国家力量,由地方政府发布劝谕文告来教化乡民。第二部分分析宋代学校的教化功能。宋政府广兴学校,希图最大限度地控制民众思想。一方面,地方官员给与各种施政支持,鼓励民众入学;另一方面,未做官的学者到处讲学,传播伦理教化,把更多民众纳入统治阶层的思想体系。第三部分探究宋代“事为之防”的政治理念。“防”是宋代政府施政的核心纲领。通过模范事例的宣传,恩威并施,务求把民众教化成对政府言听计从的顺民。但由于地方官员敷衍塞责,往往使文告成为一纸空文,劝谕之效大打折扣。

关键词：官方劝谕政治理念