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基于工程化设备通过调控纺丝温度提高中间相沥青炭纤维力学和导热性能

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新型炭材料（中英文） 2024年第2期39卷 334-344页

作者：叶高明石奎吴晃黄东叶崇欧阳婷朱世鹏樊桢刘洪波刘金水湖南大学材料科学与工程学院先进炭材料及应用技术湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南东映碳材料科技股份有限公司沥青基高性能碳材料湖南省工程研究中心湖南长沙410000 航天材料及工艺研究所先进功能复合材料技术重点实验室北京100076 湖南大学汽车车身先进设计与制造国家重点实验室湖南长沙410082

基于工程化设备,在恒定挤出量条件下,通过调控纺丝温度制备了中间相沥青炭纤维(MPCFs),探究纺丝温度对MPCFs微观结构、力学和导热性能的影响。结果表明:随着纺丝温度由309升高至320℃,MPCFs的微观结构由石墨片层细小的褶皱劈裂辐射状结... 详细信息

基于工程化设备,在恒定挤出量条件下,通过调控纺丝温度制备了中间相沥青炭纤维(MPCFs),探究纺丝温度对MPCFs微观结构、力学和导热性能的影响。结果表明:随着纺丝温度由309升高至320℃,MPCFs的微观结构由石墨片层细小的褶皱劈裂辐射状结构逐步向石墨片层粗大的劈裂辐射状结构转变,拉伸强度由2.16增大到3.23 GPa,热导率由704升高到1078 W·m^(−1)·K^(−1)。这主要是因为纺丝温度越高,沥青熔体黏度越小,喷丝口处挤出胀大效应越弱,沥青熔体在喷丝孔流道内形成的微晶取向得以保持,以此制备的炭纤维具有更大的晶体尺寸和更高的微晶取向。

关键词：中间相沥青纺丝温度炭纤维高热导率力学性能

基于VENN模型的民航飞行员胜任力评估标准优化

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科学技术与工程 2024年第17期24卷 7422-7428页

作者：李佳员孙宏李凡王双超赵明达中国民用航空飞行学院经济与管理学院广汉618307 中国民用航空飞行学院民航飞行技术与飞行安全重点实验室广汉618307 山东航空股份有限公司飞行部济南250107 中国东方航空股份有限公司飞行管理部上海201100

传统的飞行训练评估依赖教员的主观评价,且对能力的量化评估标准模糊,难以保证评估的一致性和有效性。基于VENN模型对飞行训练中行为指标展现的数量、频次及威胁与差错管理结果3个胜任力特征进行数学建模,将飞行训练中对科目的检查转化... 详细信息

传统的飞行训练评估依赖教员的主观评价,且对能力的量化评估标准模糊,难以保证评估的一致性和有效性。基于VENN模型对飞行训练中行为指标展现的数量、频次及威胁与差错管理结果3个胜任力特征进行数学建模,将飞行训练中对科目的检查转化为对能力的量化评估,并结合历史检查工作单数据,提出了一种胜任力评估标准优化方法。最后,以实际的手动飞行操纵技能评估为例,验证了提出方法的有效性。测试结果表明:由算法得出的评分标准获得的技能评分与教员经验给出的评级结果显著相关,且评分保持一致的样本占比83.3%,其余样本评分偏差均在1级以内,表明了提出方法能有效地从历史检查单数据中提取对能力的评估标准,为数据驱动的胜任力量化评估标准制定提供了理论支撑及新方法。

关键词： VENN模型胜任力评估行为指标评估标准

柔性衬底提供的机械应变对非晶SmCo薄膜磁性的调控

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稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 345-349页

作者：梁文会王雨桐苏鉴章明胡凤霞张健刘艳丽任瀚洋王晶沈保根清华大学物理系北京100084 清华大学量子信息前沿科学中心北京100084 中国科学院物理研究所北京100190 中国科学院大学物理科学学院北京100190 松山湖材料实验室广东东莞523808 中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江宁波315201 内蒙古科技大学理学院内蒙古包头014010

将非晶SmCo薄膜沉积在弯曲的柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上,薄膜厚度范围为10~150nm。薄膜沉积结束后,当PET衬底从凹/凸变平时,非晶SmCo薄膜受到拉伸/压缩应变。结果表明,应变既可以调控SmCo/PET的剩余磁化强度,也可以调控其磁... 详细信息

将非晶SmCo薄膜沉积在弯曲的柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上,薄膜厚度范围为10~150nm。薄膜沉积结束后,当PET衬底从凹/凸变平时,非晶SmCo薄膜受到拉伸/压缩应变。结果表明,应变既可以调控SmCo/PET的剩余磁化强度,也可以调控其磁滞回线的方形度。与压缩应变相比,拉伸应变对非晶SmCo磁性的调控幅度更大。非晶SmCo薄膜的磁性之所以能够被柔性衬底提供的机械应变所调控是因为非晶SmCo薄膜具有负磁致伸缩特性。当负磁致伸缩效应发生时,拉伸应变会阻碍非晶SmCo薄膜的磁化过程,而压缩应变则会促进非晶SmCo薄膜的磁化过程。非晶SmCo/PET在开发柔性自旋电子器件和柔性微纳电子器件方面具有巨大潜力。

关键词：非晶SmCo薄膜柔性衬底应变磁性

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干湿循环作用下压实黄土裂隙演化特征

长江科学院院报 2024年第8期41卷 96-103,112页

作者：胡长明胡婷婷朱武卫袁一力杨晓柳明亮侯旭辉西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 陕西省建筑科学研究院有限公司西安710082

为了解干湿循环作用下压实黄土裂隙演化规律,通过自制装置开展考虑不同干密度和干湿循环路径的干湿循环裂隙试验,获取土样表面裂隙发育图像。采用PCAS软件对土样裂隙进行定量化分析,获得裂隙形态特征参数,并结合数字图像相关(DIC)法获... 详细信息

为了解干湿循环作用下压实黄土裂隙演化规律,通过自制装置开展考虑不同干密度和干湿循环路径的干湿循环裂隙试验,获取土样表面裂隙发育图像。采用PCAS软件对土样裂隙进行定量化分析,获得裂隙形态特征参数,并结合数字图像相关(DIC)法获得土样应变场。结果表明:①压实黄土裂隙发育随干湿循环次数的增长可划分为裂隙缓慢发展、快速增长和裂隙缓滞发展3个阶段;②裂隙发育程度受干密度、干湿循环路径共同影响,干密度越大,裂隙越难发育,干湿循环幅度越大、下限含水量越低,裂隙发育越充分;③裂隙中心线部位第一主应变随距起裂点距离的增大呈线性减小趋势,裂隙尖端、裂隙临近区块土体所受挤压作用随远离裂隙程度增大而减弱。研究成果可为压实黄土裂隙演化特征分析提供参考。

关键词：压实黄土干湿循环裂隙发育数字图像相关(DIC)技术应变场

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轮足复合式爬壁机器人研究综述

科学技术与工程 2024年第13期24卷 5249-5258页

作者：张明路李享高春艳李满宏河北工业大学机械工程学院天津300401

当前轮足复合式机器人机构主要包含轮足结合、分离复合以及变形轮足,分别能够实现不同障碍通道的移动作业、复杂未知环境的探索操作以及突发应急救援等应用。然而,针对船舶、压力储罐等金属立面环境,轮足复合式爬壁机器人必须兼具壁面... 详细信息

当前轮足复合式机器人机构主要包含轮足结合、分离复合以及变形轮足,分别能够实现不同障碍通道的移动作业、复杂未知环境的探索操作以及突发应急救援等应用。然而,针对船舶、压力储罐等金属立面环境,轮足复合式爬壁机器人必须兼具壁面适应、越障和壁面过渡的全位置自主作业能力,应用于壁面焊接、清洗、检测等作业任务。对比分析当前的国内外研究,轮足复合式爬壁机器人针对在垂直和倾斜壁面的工程应用有良好的适用性,它具备适应复杂曲面工作面的能力,并能够应对非结构化工作场景。轮足复合式爬壁结构在应对曲率变化、非结构化壁面等工作将会有良好的应用前景。

关键词：轮足复合式爬壁机器人复合机构越障复杂曲面

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磁声耦合:物理、材料与器件

物理学报 2024年第5期73卷 1-23页

作者：陈崇马铭远潘峰宋成清华大学材料学院先进材料教育部重点实验室北京100084

固体中的声波有两种传播方式:一种是声体波,以纵波或横波的形式在固体内部传播;另一种是声表面波,在固体表面产生并沿着表面传播.声波射频技术利用这些声波来截取和处理信号,尤其体现在快速发展的射频滤波器技术中.声学滤波器因其体积... 详细信息

固体中的声波有两种传播方式:一种是声体波,以纵波或横波的形式在固体内部传播;另一种是声表面波,在固体表面产生并沿着表面传播.声波射频技术利用这些声波来截取和处理信号,尤其体现在快速发展的射频滤波器技术中.声学滤波器因其体积小、成本低和性能稳定等多方面的优势,在移动通信等领域得到了广泛应用.受益于成熟的制造工艺和确定的共振频率,声波已逐渐成为操控磁性和自旋的有力手段,这一领域正朝着小型化、超快和节能的自旋电子学器件应用迈进.将磁性材料集成到声学射频器件,也开辟了对声学器件调控方法和性能提升的新思路.本综述首先梳理了各种磁声耦合的物理机制,并在此基础上系统介绍了声控磁化动力学、磁化翻转、磁畴和磁性斯格明子产生及运动、自旋流产生等一系列磁性和自旋现象.同时也讨论了声控磁的逆过程——磁控声波的研究进展,包括声波参数的磁调控和声波的非互易传播,以及基于此开发的新型磁声器件,如磁传感器、磁电天线、可调谐滤波器等.最后展望了磁声耦合未来可能的研究方向和潜在的应用前景.

关键词：磁弹耦合声控磁性磁控声波磁声器件

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径向间隙对离心泵流动特性影响数值模拟研究

中国农村水利水电 2024年第6期 185-192页

作者：黄泽钊宋文武王宏伟欧铭西华大学能源与动力工程学院四川成都610039 四川省紫坪铺开发有限责任公司四川成都610091

针对离心泵非定常流动所引起的蜗壳流道内的压力脉动以及叶轮上的径向力问题,提出改变蜗壳基圆直径的方法来改变叶轮与隔舌之间的间隙,从而改变蜗壳内的压力脉动和叶轮上的径向力。基于SST k-ω湍流模型和SIMPLE算法,研究了径向间隙对... 详细信息

针对离心泵非定常流动所引起的蜗壳流道内的压力脉动以及叶轮上的径向力问题,提出改变蜗壳基圆直径的方法来改变叶轮与隔舌之间的间隙,从而改变蜗壳内的压力脉动和叶轮上的径向力。基于SST k-ω湍流模型和SIMPLE算法,研究了径向间隙对蜗壳压力脉动以及叶轮上的径向力的影响。分别设计了4种不同基圆直径的蜗壳,蜗壳基圆直径分别为180、184、200、220 mm,其对应的间隙率分别为3.45%、5.75%、14.94%、26.44%。通过对4种模型进行非定常计算,获得不同间隙率下蜗壳内壁的压力脉动特性和作用在叶轮上的径向力。结果表明:偏离设计工况时,叶轮所受的径向力达到设计工况的5~7倍,且径向力的脉动幅值达到设计工况10倍以上;随着间隙率的增大,叶轮所受的径向力脉动幅值减小;当间隙率从5.75%增大到26.44%时,隔舌处压力脉动的脉动幅值减小50%以上;随着间隙率的增大,蜗壳内壁的压力脉动的脉动幅值均减小;当间隙率为26.44%时,蜗壳内壁的压力脉动的脉动幅值约为间隙率为5.75%时的50%;在小流量工况下,适当增大间隙率可以减少叶轮流道内涡的生成。

关键词：径向间隙离心泵非定常特性间隙率

Hydraulic properties and drought response of a tropical bamboo (Cephalostachyum pergracile)

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Plant Diversity 2024年第3期46卷 406-415页

作者： Wanwalee Kongjarat Lu Han Amy Ny Aina Aritsara Shu-Bin Zhang Gao-Juan Zhao Yong-Jiang Zhang Phisamai Maenpuen Ying-Mei Li Yi-Ke Zou ming-Yi Li Xue-Nan Li Lian-Bin Tao Ya-Jun Chen CAS Key Laboratory of Tropical Forest Ecology Xishuangbanna Tropical Botanical GardenChinese Academy of SciencesYunnan 666303China University of the Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China T-STAR Core Team Xishuangbanna Tropical Botanical GardenChinese Academy of SciencesYunnan 666303China School of Biology and Ecology University of MaineOronoMEUSA Climate Change Institute University of MaineOronoME 04469USA School of Biological and Chemical Science Pu’er UniversityXueyuan RoadYunnan 665000China Institute of Ecology and Geobotany School of Ecology and Environmental SciencesYunnan UniversityKunmingYunnan 650091China School of Ecology and Environment Southwest Forestry UniversityKunmingYunnan 650224China Yuanjiang Savanna Ecosystem Research Station Xishuangbanna Tropical Botanical GardenChinese Academy of SciencesYuanjiangYunnan 653300China

Bamboo plants are an essential component of tropical ecosystems,yet their vulnerability to climate extremes,such as drought,is poorly understood due to limited knowledge of their hydraulic *** pergracile,a commonly used tropical bamboo species,exhibited a substantially higher mortality rate than other co-occurring bamboos during a severe drought event in 2019,but the underlying mechanisms remain *** study investigated the leaf and stem hydraulic traits related to drought responses,including leaf-stem embolism resistance(P50leaf;P50stem) estimated using optical and X-ray microtomography methods,leaf pressure-volume and water-releasing ***,we investigated the seasonal water potentials,native embolism level(PLC) and xylem water source using stable *** found that *** exhibited strong resistance to embolism,showing low P50leaf,P50stem,and turgor loss point,despite its rapid leaf water ***,its leaves displayed greater resistance to embolism than its stem,suggesting a lack of effective hydraulic vulnerability segmentation(HVS) to protect the stem from excessive xylem *** the dry season,approximately 49% of the water was absorbed from the upper 20-cm-deep soil ***,significant diurnal variation in leaf water potentials and an increase in midday PLC from 5.87±2.33% in the wet season to 12.87±4.09%in the dry season were *** summary,this study demonstrated that the rapid leaf water loss,high reliance on surface water,and a lack of effective HVS in *** accelerated water depletion and increased xylem embolism even in the typical dry season,which may explain its high mortality rate during extreme drought events in 2019.

关键词： Climate change Drought Hydraulic safety Hydraulic vulnerability segmentation Stable isotope Tree mortality

全清洁能源下的高品质矿区能源系统配置优化方法

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1669-1679页

作者：梁睿李嘉翔巩敦卫黄宏旭梁凯泽刘海龙李晓中国矿业大学电气工程学院江苏徐州221116 青岛科技大学信息科学技术学院山东青岛266061 中煤集团新疆能源有限公司新疆乌鲁木齐830000 宁夏红墩子煤业有限公司宁夏银川750002

面向“30·60”双碳目标,矿区能源利用方式的绿色、经济、高效转型成为我国能源革命的迫切需求。西部矿区拥有丰富的可再生能源资源禀赋,但仍面临着可再生能源就地消纳困难,电力设备投资成本高、利用率低以及外送输电通道有限的困难。... 详细信息

面向“30·60”双碳目标,矿区能源利用方式的绿色、经济、高效转型成为我国能源革命的迫切需求。西部矿区拥有丰富的可再生能源资源禀赋,但仍面临着可再生能源就地消纳困难,电力设备投资成本高、利用率低以及外送输电通道有限的困难。为提升矿区用能清洁化程度,提升矿区能源供给的稳定性与可靠性,增强矿区对外部电网的支撑能力,提出全清洁能源下的高品质矿区能源系统(High-quality Coal Mine Energy System,HCMES)及其配置优化方法。首先,考虑西部矿山综合能源系统的负荷特点与伴生能源利用,结合可再生能源发电与废弃矿井抽水蓄能,构建全清洁能源下的HCMES架构。其次,考虑到矿区生产全流程负荷的需求响应能力,考虑系统的能量平衡约束,提出全清洁能源下的高品质矿区能源系统优化配置模型。最后,以系统年平均综合成本最小化为目标,将原问题转化为混合整数线性规划模型,求解生成高品质矿区能源系统优化配置方案。以我国西部某年产煤量1200万t的矿区实际数据为实例,验证所提模型与方法的有效性,并分析可再生能源出力与生产负荷需求不确定性对系统优化配置结果的影响。算例仿真设置了4种矿区能源系统配置方式:不配置储能、配置抽水蓄能、配置电化学储能、配置抽水蓄能(不外购电能)。结果表明,所提出的HCMES相较于其他配置方式可减少电气一次设备投资11.11%,相较于方式3可降低年平均综合成本7.91%,且最多可减少矿区生产用能总二氧化碳排放量91.17%。

关键词：全清洁能源伴生能源利用废弃矿井抽水蓄能矿山综合能源配置优化

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