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采用重组模板的权重优化WENO-Z格式

国防科技大学学报 2024年第1期46卷 187-197页

作者：柴得林王强易贤刘宇中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室四川绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室四川绵阳621000

针对精确模拟含激波等复杂流动结构的流场对高精度格式的低耗散低色散要求,基于5阶有限差分WENO-Z格式,提出一种模板重组技术。在计算WENO非线性权时,引入一个由3点模板重新组合的4点模板,优化原格式中各模板的权重分配,进而提出了两种... 详细信息

针对精确模拟含激波等复杂流动结构的流场对高精度格式的低耗散低色散要求,基于5阶有限差分WENO-Z格式,提出一种模板重组技术。在计算WENO非线性权时,引入一个由3点模板重新组合的4点模板,优化原格式中各模板的权重分配,进而提出了两种改进WENO-Z格式。采用近似色散关系分析方法对改进前后格式色散与耗散特性进行了对比与分析。分析表明:两种改进格式耗散有不同程度的降低。数值实验表明:改进格式具有更优越的激波捕捉性能,对小尺度流场结构具有更高的分辨率。

关键词：模板重组权重 WENO格式

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涡轮叶片冷气掺混损失计算模型简化方法研究

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1001-1006页

作者：王宇林李志刚李军西安交通大学能源与动力工程学院叶轮机械研究所西安710049 先进航空发动机协同创新中心北京100191

本文采用CFD软件ANSYS CFX对某带冷气射流的燃气涡轮高热负荷叶片进行了数值模拟,提出了2种适用于不同情况的单排孔冷却叶片的计算模型简化方法,有效地简化了模型结构、节约了计算成本。该简化思路适用于带叶身气膜冷却直叶片的数值计算... 详细信息

本文采用CFD软件ANSYS CFX对某带冷气射流的燃气涡轮高热负荷叶片进行了数值模拟,提出了2种适用于不同情况的单排孔冷却叶片的计算模型简化方法,有效地简化了模型结构、节约了计算成本。该简化思路适用于带叶身气膜冷却直叶片的数值计算,另外,本文还提供了一种分块结构化网格生成方法。

关键词：气膜冷却计算模型简化分块结构化网格

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面向复杂立体石雕的机器人面扫描视点规划

机械工程学报 2024年第8期60卷 22-33页

作者：秦光林崔长彩尹方辰黄辉华侨大学制造工程研究院厦门361021 石材产业高端制造技术及装备省部共建协同创新中心厦门361021 南安华大石材产业技术研究院泉州362261

目前,在机器人石雕环节缺少对工件表面的质量检测,无法保证后续的机器人磨抛精度,从而导致产品报废。因此,提出了一种基于截面线点云的机器人面扫描视点规划新方法,并将其应用在复杂立体石雕自动化测量中。首先,采用单因素试验和中心组... 详细信息

目前,在机器人石雕环节缺少对工件表面的质量检测,无法保证后续的机器人磨抛精度,从而导致产品报废。因此,提出了一种基于截面线点云的机器人面扫描视点规划新方法,并将其应用在复杂立体石雕自动化测量中。首先,采用单因素试验和中心组合设计响应面法确定最优扫描工艺参数。其次,利用最小外接圆柱确定截面线数量,并探究截面线不同采样方式对扫描质量的影响,选取等弧长采样获得扫描视点,通过向量叉乘和分离轴理论对扫描视点进行遮挡和碰撞检测,对存在遮挡与碰撞的视点进行优化,针对扫描过程中由于频繁变换扫描方向导致扫描效率降低的问题,提出了一种生长聚类算法优化扫描方向。此外,为了保证整个扫描过程的连续性,在两相邻扫描路径之间引入旋转扫描。最后,进行了弥勒佛(260 mm×210 mm×560 mm)扫描视点规划和测量试验,结果表明,整体扫描耗时152 s,扫描完整性100%,扫描精度0.26 mm。所提方法能快速完成复杂立体石雕的三维扫描,采用规划视点扫描的模型完整性好、精度高,能够满足复杂立体石雕自动化测量要求。

关键词：复杂立体石雕机器人面扫描最优扫描工艺视点规划旋转扫描

CsPb(Cl/Br)_(3)钙钛矿量子点玻璃的载流子动力学

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硅酸盐学报 2024年第8期52卷 2587-2597页

作者：陈荣华林继栋陈树鑫牛伟帆林世盛陈大钦福建师范大学物理与能源学院福州350117 福建省先进高温超导材料工程研究中心福州350117

全无机钙钛矿量子点因其卓越光电特性受到广泛关注,但较差的稳定性限制其实际应用。近年来,致密无机玻璃网络中原位析出钙钛矿量子点(CsPbX_(3)@glass)具有优异稳定性,然而大部分研究致力于优化钙钛矿量子点玻璃的光学性能,对其载流子... 详细信息

全无机钙钛矿量子点因其卓越光电特性受到广泛关注,但较差的稳定性限制其实际应用。近年来,致密无机玻璃网络中原位析出钙钛矿量子点(CsPbX_(3)@glass)具有优异稳定性,然而大部分研究致力于优化钙钛矿量子点玻璃的光学性能,对其载流子动力学的研究较为匮乏。由此,本工作借助飞秒激光超快瞬态吸收光谱(fs-TAS)探索了由于晶化温度改变导致的缺陷变化与卤素比例变化对CsPb(Cl/Br)_(3)@glass载流子动力学的影响。研究发现,随着热处理温度升高,更多Br^(–)从玻璃网络中扩散进入量子点晶格,导致CsPb(Cl/Br)_(3)量子点电声耦合强度减弱,热载流子弛豫时间逐渐从140 fs增加至210 fs;当经历较高温度热处理(520℃)时,fs-TAS的基态漂白红侧(长波长方向)出现随时间衰减的负信号,证明新缺陷态存在,导致CsPb(Cl/Br)_(3)@glass呈现特别长的荧光寿命。

关键词：钙钛矿量子点玻璃超快瞬态吸收光谱热载流子弛豫发光材料

高效阻燃不饱和聚酯树脂复合材料的制备与研究

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高效阻燃不饱和聚酯树脂复合材料的制备与研究

作者：胡双林重庆交通大学

学位级别：硕士

不饱和聚酯树脂（UPR）是当前热固性树脂中应用最广泛的品种之一,具有耐酸碱、耐化学腐蚀等优异性能,因而广泛应用于航空航天、5G通讯、汽车零部件、轮船制造及建筑等领域。然而UPR由C、h、O元素构成,其极限氧指数很低（19.0%-24.0%）,... 详细信息

不饱和聚酯树脂（UPR）是当前热固性树脂中应用最广泛的品种之一,具有耐酸碱、耐化学腐蚀等优异性能,因而广泛应用于航空航天、5G通讯、汽车零部件、轮船制造及建筑等领域。然而UPR由C、h、O元素构成,其极限氧指数很低（19.0%-24.0%）,是一种极易燃烧的材料,一旦燃烧将释放大量的热和烟,将极大的威胁人们生命财产安全,也限制了其在安全性能要求较高领域中的应用。因此,提高UPR的阻燃性能对其广泛应用和保障人们的生命财产安全是及其重要的。一般地,可通过调控阻燃结构在气相和凝聚相的阻燃作用来提高UPR的阻燃性能,通常可分为添加型阻燃和本征型阻燃,前者是将阻燃剂直接与聚合物进行物理共混,虽然方法简单但阻燃剂在复合材料中容易迁移,阻燃效率较低;而后者是通过阻燃单体或者阻燃固化剂直接将阻燃元素聚合到UPR分子链上,可赋予其长效的阻燃性能。本文针对不饱和聚酯树脂易燃烧和低强度的难题,设计合成了两种添加型阻燃剂并将其加入UPR中,通过磷氮硫（P-N-S）及磷氮硅（P-N-Si）的协同作用调控UPR的阻燃性能。同时,也设计阻燃固化剂并与UPR进行共聚交联制备本征阻燃UPR材料。系统研究添加型阻燃剂和阻燃固化剂对UPR材料的热稳定性、阻燃性能、力学性能及其它性能的影响,构建分子结构-材料组成-性能间构效关系,分析气相和凝聚相阻燃作用,阐明阻燃机理。具体研究内容如下:（1）通过氨基和醛基的亲核加成反应,设计了一种含氮、硫、磷的高效阻燃剂（MA-DOPO）。UPR/MA-DOPO15复合材料的拉伸强度为28.3 MPa,比纯U PR提高了19.9%,这是由于UPR与MA-DOPO15形成了氢键,且复合材料的拉伸强度随着MA-DOPO掺入量的增加呈增长趋势,最高可达39.6 MPa。同时,UPR/MA-DOPO15复合材料通过UL-94 V-0等级,LOI为27.0%,在模拟火灾测试中发现热释放速率峰值（PhRR）和总放热率（ThR）分别比纯UPR降低了35.1%和41.6%。最后,研究发现气相中惰性气体的释放和凝聚相中催化炭化作用共同赋予不饱和聚酯优异的阻燃性能。（2）通过有机无机杂化策略设计含氮、磷、硅元素的阻燃剂hNT-Si@PF并用来提高UPR的阻燃性能。当hNT-Si@PF添加量为12.5 wt%时,UPR/hNT-Si@PF12.5通过了UL-94测试能够达到V-0级,LOI高达31.7%。CC测试结果表明PhRR和烟雾释放量（TSP）相比于UPR降低了30.9%和19.5%。另外,经过改性后的UPR复合材料也表现出优异的力学性能,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别升高至25.3 MPa和3.2 k j/m2。采用Raman、XPS、SEM、TG-FTIR及PY-GC/MS技术对复合材料及燃烧过后的残炭进行研究,发现凝聚相成炭和气相自由基捕捉效应共同作用于UPR中,使其具有高效的阻燃性能。（3）基于可持续发展理念和多功能聚合物材料发展的高要求,通过分子结构设计合成了含多阻燃元素、芳香环和三嗪结构的阻燃固化剂DP。与UPR相比,UPRDP10的拉伸强度和弯曲强度分别提高54.3%和30.3%,透光性保持在较高水平。同时,UPRDP10材料可以在催化剂的高温高压作用下通过酯键水解进行化学降解。UPRDP10材料通过UL-94 V-0级,LOI为32.2%,且PhRR和ThR相比于UPR降低了56.3%和36.1%。此外,通过对UPRDP10阻燃机理进行研究,发现其具有明显的凝聚相膨胀阻燃作用和气相阻燃作用,这也是导致复合材料拥有优异阻燃性能的根本原因。

关键词：不饱和聚酯有机-无机杂化阻燃性能力学性能机理研究

反油酸通过抑制线粒体自噬诱导肾细胞坏死性凋亡的作用机制研究

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反油酸通过抑制线粒体自噬诱导肾细胞坏死性凋亡的作用机制研究

作者：余泽林吉林大学

学位级别：硕士

反式脂肪酸(TFA)指至少存在一个非共轭反式双键的不饱和脂肪酸。随着公众对营养健康饮食的重视,TFA已成为食品领域的研究焦点。研究显示,摄入TFA增加多种疾病患病风险,包括心血管疾病、糖尿病、脂质代谢疾病、阿尔兹海默症、癌症等。坏... 详细信息

反式脂肪酸(TFA)指至少存在一个非共轭反式双键的不饱和脂肪酸。随着公众对营养健康饮食的重视,TFA已成为食品领域的研究焦点。研究显示,摄入TFA增加多种疾病患病风险,包括心血管疾病、糖尿病、脂质代谢疾病、阿尔兹海默症、癌症等。坏死性凋亡是一种由坏死小体介导的细胞程序性死亡,被认为是多种疾病的关键机制,包括肾损伤、肝损伤、肾纤维化、神经炎症等。有研究表明TFA能够诱导慢性肾损伤,并在患者血清中检测到较高浓度的反油酸(EA),但其具体机制仍不明确。因此,本研究以EA为研究对象建立C57BL/6j小鼠和NRK-52E细胞体内外暴露模型,探究EA诱导肾细胞坏死性凋亡的作用及其机制。主要研究内容和结果如下:(1)EA对肾细胞坏死性凋亡的影响。检测NRK-52E细胞LDh释放水平、细胞活力、RIPK3和MLKL蛋白的表达水平,发现坏死性凋亡明显被EA(0、0.2、0.4、0.8 m M)激活,说明EA可诱导肾细胞坏死性凋亡。随后对C57BL/6j小鼠肾组织h&E染色观察及血清尿素氮、尿酸、肌酐水平进行测定,发现坏死性凋亡抑制剂GSK’872可明显缓解EA(0、50、100 mg/kg)诱导的小鼠肾损伤,说明坏死性凋亡参与了EA诱导的肾损伤。(2)EA通过上调ROS水平激活坏死性凋亡。首先对NRK-52E细胞ROS水平进行检测,发现EA(0、0.2、0.4、0.8 m M)剂量依赖上调细胞ROS水平。随后检测LDh释放水平、RIPK3和MLKL蛋白的表达水平,发现Mito-TEMPO(MT)通过清除ROS缓解0.8 m M EA导致的坏死性凋亡,说明EA通过上调ROS水平激活坏死性凋亡。检测C57BL/6j小鼠血清尿素氮、尿酸、肌酐、肾组织h&E染色和坏死性凋亡水平,发现MT缓解100 mg/kg EA导致的小鼠肾损伤,同时抑制坏死性凋亡,说明EA诱导ROS升高激活坏死性凋亡,引起小鼠肾损伤。(3)EA通过抑制线粒体自噬诱导ROS水平升高并激活坏死性凋亡。通过对NRK-52E细胞线粒体膜电位、线粒体动力学、线粒体自噬、ROS水平和坏死性凋亡指标进行检测,发现激活线粒体自噬降低线粒体损伤、ROS水平和坏死性凋亡水平,说明EA通过抑制线粒体自噬诱导ROS升高并激活坏死性凋亡。对C57BL/6j小鼠血清尿素氮、尿酸、肌酐、肾组织h&E染色和坏死性凋亡指标进行检测,发现激活线粒体自噬缓解EA导致的小鼠肾损伤,同时抑制坏死性凋亡,说明EA通过抑制线粒体自噬诱导坏死性凋亡,引起小鼠肾损伤。综上所述,EA暴露诱导肾细胞坏死性凋亡,作用机制是EA通过抑制线粒体自噬上调ROS水平,从而激活坏死性凋亡。

关键词：反油酸坏死性凋亡线粒体自噬 ROS

基于声发射信号时频图深度学习的桥梁钢桁架焊接节点损伤程度识别

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振动与冲击 2024年第1期43卷 107-115,122页

作者：李丹沈鹏贺文宇向抒林合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 东南大学土木工程学院南京211189 合肥通用机械研究院有限公司合肥230031

针对桥梁钢桁架疲劳损伤识别难度大、精度低的现状,提出基于声发射信号时频分析与深度学习的钢桁架焊接节点损伤程度识别方法。对桁架节点在桥梁运营状态下产生的声发射信号进行小波变换,表征不同损伤程度信号的时频能量分布模式,然后... 详细信息

针对桥梁钢桁架疲劳损伤识别难度大、精度低的现状,提出基于声发射信号时频分析与深度学习的钢桁架焊接节点损伤程度识别方法。对桁架节点在桥梁运营状态下产生的声发射信号进行小波变换,表征不同损伤程度信号的时频能量分布模式,然后建立卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)模型对时频图进行损伤特征提取,并通过迁移学习思想提升模型的训练效率和学习能力,从而实现桁架焊接节点严重损伤、轻微损伤和噪声工况的准确识别。进一步对模型各卷积层激活区域进行可视化分析,解剖模型的损伤特征学习过程及分类逻辑。某悬索桥中央纵向腹板钢桁架焊接节点现场试验结果表明:相较于利用时域波形进行特征学习的一维卷积神经网络模型,时频图包含了更丰富的损伤信息,所建立的二维卷积神经网络模型对钢桁架焊接节点三种损伤程度的识别准确率超过94%,具有更强鲁棒性和实际应用价值。

关键词：钢桁架焊接节点损伤程度声发射(AE) 时频分析深度学习

EAST装置上电子回旋辐射成像诊断系统的绝对标定方法

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物理学报 2024年第13期73卷 220-228页

作者：裴柏杨庄革谢锦林周乙楠中国科学技术大学核科学技术学院合肥230026

电子回旋辐射成像(ECEI)系统可以对托卡马克等离子体芯部极向方向上二维的电子温度剖面的相对扰动进行高时空分辨率的测量.对ECEI系统进行绝对标定之后,可以提供二维绝对电子温度剖面及其扰动,为芯部不稳定性的研究提供实验数据支持.本... 详细信息

电子回旋辐射成像(ECEI)系统可以对托卡马克等离子体芯部极向方向上二维的电子温度剖面的相对扰动进行高时空分辨率的测量.对ECEI系统进行绝对标定之后,可以提供二维绝对电子温度剖面及其扰动,为芯部不稳定性的研究提供实验数据支持.本文通过衡量锯齿崩塌前后的温度变化来确定锯齿反转面空间位置,并基于反转面拟合芯部的磁面位置及形状.根据等离子体平衡时同一磁面对映同一温度的假设,对ECEI所有通道进行标定,结果表明ECEI与一维电子回旋辐射仪(ECE)在测量同一位置的等离子体温度时,其不同时间信号的平均值的相对误差为6%,并可以有效用于锯齿不稳定性的研究.

关键词：等离子体诊断标定锯齿电子回旋辐射成像