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Nonclassical crystallization of zinc carbonate hydroxide hydrate nanofilm mediated by calcium ions

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Progress in Natural Science:Materials International 2022年第5期32卷 579-585页

作者： qihang wang Bicheng Yuan Wenduo Gao Huifeng Hu Meng Cai Zhaoyong Zou Zhengyi Fu State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing Wuhan University of Technology Hubei Longzhong Laboratory

To satisfy the demand of zinc oxide(ZnO) with advanced muti-functional properties, significant efforts have been made in synthesizing ZnO with various structure and morphology. In particular, hydrothermal method has attracted considerable attentions, in which Zn4CO3(OH)6·H2O(ZCHH) is commonly found as a metastable precursor. However, the formation and crystallization mechanisms of ZCHH are still lacking and urgently needed. In the present study, the crystallization pathway of ZCHH was systematically investigated, and the results demonstrate that the amorphous zinc carbonate(AZC) was an even more unstable precursor. AZC nanoparticles typically aggregated to form one-dimensional(1D) ZCHH nanorods, however, two-dimensional(2D) ZCHH nanofilms were obtained in the presence of a certain concentration of calcium ion. The results suggest that calcium ions could promote the partial dissolution of AZC and facilitate the aggregation of AZC nanoparticles to form crystalline nanofilm. Moreover, 2D ZnO nanofilms could be obtained by heat treatment of the ZCHH nanofilms. The calcium ion mediated nonclassical crystallization pathway provides inspiration for fabrication of ZnO with controlled morphology and offers new opportunities for inorganic regulated material synthesis.

关键词： Zn4CO3(OH)6·H2O Calcium ion Crystallization ZnO nanofilm

Bioprocess inspired formation of calcite mesocrystals by cation-mediated particle attachment mechanism

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National Science Review 2023年第4期10卷 159-168页

作者： qihang wang Bicheng Yuan Wenyang Huang Hang Ping Jingjing Xie Kun wang Weimin wang Zhaoyong Zou Zhengyi Fu State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing Wuhan University of Technology Hubei Longzhong Laboratory

Calcite mesocrystals were proposed, and have been widely reported, to form in the presence of polymer additives via oriented assembly of nanoparticles. However, the formation mechanism and the role of polymer additives remain elusive. Here, inspired by the biomineralization process of sea urchin spine comprising magnesium calcite mesocrystals, we show that calcite mesocrystals could also be obtained via atachment of amorphous calcium carbonate(ACC) nanoparticles in the presence of inorganic zinc ***, we demonstrate that zinc ions can induce the formation of temporarily stabilized amorphous nanoparticles of less than 20 nm at a significantly lower calcium carbonate concentration as compared to pure solution, which is energetically beneficial for the atachment and occlusion during calcite growth. The cation-mediated particle atachment crystallization significantly improves our understanding of mesocrystal formation mechanisms in biomineralization and offers new opportunities to bioprocess inspired inorganic ions regulated materials fabrication.

关键词： nonclassical crystallization mesocrystal calcium carbonate zinc ion particle attachment

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对转开式转子气动设计方法

航空动力学报 2024年第1期39卷 133-144页

作者：王启航周莉王占学西北工业大学动力与能源学院西安710129

提出一种基于升力线理论的对转开式转子(contra-rotating open rotor,CROR)气动设计方法。以推力为设计目标,基于拉格朗日乘子法构建气动设计控制方程组。考虑高飞行马赫数对流动特征的影响,根据激盘模型,采用一道正激波模拟转子的增压... 详细信息

提出一种基于升力线理论的对转开式转子(contra-rotating open rotor,CROR)气动设计方法。以推力为设计目标,基于拉格朗日乘子法构建气动设计控制方程组。考虑高飞行马赫数对流动特征的影响,根据激盘模型,采用一道正激波模拟转子的增压过程。完成速度场预测后,利用压气机三维造型方法完成初始设计。初始设计完成后,对翼型折转角进行修正从而满足目标推力。研究表明,整个设计过程中只需2次计算流体力学(CFD)计算与再设计便可满足目标推力,所需翼型折转角修正量为−0.486°,设计结果的推力与目标推力的相对误差为−0.32%,设计方法高效且具有高的设计精度。

关键词：对转开式转子升力线理论涡格模型拉格朗日乘子法落后角模型

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镁离子调控无定形碳酸钙制备一水碳酸钙结晶过程

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无机材料学报 2024年第11期39卷 1275-1282页

作者：蔡豪汪琦航邹朝勇武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

无定形碳酸钙(Amorphous Calcium Carbonate,ACC)在生物矿化中具有重要作用,其结晶过程受到了人们广泛的关注。镁离子(Mg^(2+))能够有效调控ACC的结晶转变过程,但其调控ACC转变为一水碳酸钙(Monohydrocalcite,MHC,CaCO_(3)·H_(2)O)晶... 详细信息

无定形碳酸钙(Amorphous Calcium Carbonate,ACC)在生物矿化中具有重要作用,其结晶过程受到了人们广泛的关注。镁离子(Mg^(2+))能够有效调控ACC的结晶转变过程,但其调控ACC转变为一水碳酸钙(Monohydrocalcite,MHC,CaCO_(3)·H_(2)O)晶体的作用机制并不清楚。本研究使用Mg^(2+)作为添加剂,采用自动电位滴定系统,原位研究了ACC到MHC的转变过程,发现Mg^(2+)能够提升ACC的稳定性,抑制方解石和球霰石的形成。ACC向MHC转变的过程中,首先发生部分溶解,随着Ca^(2+)被消耗,溶液中Mg/Ca摩尔比提高。Mg^(2+)进一步吸附在ACC颗粒表面,抑制ACC表面溶解,促使其从内部溶解,形成富含Mg^(2+)的中空结构以及尺寸更小的纳米颗粒。随后,MHC通过颗粒聚集的方式结晶生长。这些结果解释了Mg^(2+)调控ACC通过非经典结晶方式转变为MHC的机理,加深了对以ACC为前驱体的生物矿化机制的理解。

关键词：生物矿化无定形碳酸钙镁离子一水碳酸钙晶体生长

基于改进Skip-GAN的高速铁路巡检图像异常检测

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铁道学报 2024年第9期46卷 121-128页

作者：何庆刘震王启航张岷王平西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031 中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043

针对高速铁路探伤巡检过程中普遍存在的训练样本不平衡和打标签复杂等问题,提出一种改进的Skip-GAN算法,对巡检图像中存在的多类病害进行无监督检测。对高速铁路巡检图像进行预处理,包括轨道板分割和数据增强,减少排水沟和明暗环境对网... 详细信息

针对高速铁路探伤巡检过程中普遍存在的训练样本不平衡和打标签复杂等问题,提出一种改进的Skip-GAN算法,对巡检图像中存在的多类病害进行无监督检测。对高速铁路巡检图像进行预处理,包括轨道板分割和数据增强,减少排水沟和明暗环境对网络重构图像的影响;对Skip-GAN结构进行改进,包括增加注意力机制模块、修改判别器为双自动编码器结构等;改进卷积神经网络的损失函数,增加网络对图像的重构能力;将高速铁路探伤巡检中正常图像作为训练样本输入模型进行训练,实现端到端的巡检图像多种类病害的检测。实验结果表明:提出的检测模型在探伤图像病害样本数量少时,对钢轨表面伤损、扣件缺少、轨道板异物三种类型的异常检测取得良好的检测结果,模型的识别精确度、F1、AUC分别达到0868、0821、0842。

关键词：高速铁路巡检图像异常检测 GAN 无监督学习深度学习

基于PID对角优势补偿阵的过程多变量控制系统设计

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化工学报 2018年第3期69卷 1092-1101页

作者：王启航许锋罗雄麟中国石油大学(北京)自动化系北京102249

化工过程一般为多变量系统,输入输出变量之间往往存在耦合作用,常规分散PID控制系统难以保证控制质量。为了削弱多变量系统的耦合作用,基于对角优势的设计准则,通过在若干频率点加权优化,设计PID动态预补偿阵。然后利用正Nyquist阵列设... 详细信息

化工过程一般为多变量系统,输入输出变量之间往往存在耦合作用,常规分散PID控制系统难以保证控制质量。为了削弱多变量系统的耦合作用,基于对角优势的设计准则,通过在若干频率点加权优化,设计PID动态预补偿阵。然后利用正Nyquist阵列设计法对补偿后的系统设计控制器,基于对角优势系统的Nyquist稳定判据,通过绘制优势度曲线和Gershgorin带判断系统的优势程度,初步确定反馈矩阵的稳定参数范围,再按照单输入单输出系统设计动态补偿器,使得系统满足动态控制品质要求。最后通过示例说明,该方法设计的集中控制系统与分散控制相比,控制性能具有一定的优势,且方法简便,容易实现。

关键词：过程控制多变量系统对角优势集中控制 PID

基于常数对角优势补偿阵的多变量控制系统逆Nyquist阵列设计

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化工学报 2018年第3期69卷 1102-1113页

作者：许锋王启航罗雄麟中国石油大学(北京)自动化系北京102249

化工过程中的多变量系统变量之间往往存在耦合作用,在控制系统设计时一般将传递函数阵对角优势化,对角优势化后按多个单变量系统进行设计。由于传递函数逆阵的对角优势化更容易实现,本文采用伪对角化方法设计常数对角优势补偿阵实现传... 详细信息

化工过程中的多变量系统变量之间往往存在耦合作用,在控制系统设计时一般将传递函数阵对角优势化,对角优势化后按多个单变量系统进行设计。由于传递函数逆阵的对角优势化更容易实现,本文采用伪对角化方法设计常数对角优势补偿阵实现传递函数逆阵的对角优势化,在一个或多个频率点上通过使开环传递函数逆阵每行的非对角项元素模平方之和最小,实现对角优势。然后,利用逆Nyquist阵列设计法对补偿后的系统设计控制器,基于逆Nyquist稳定判据,通过绘制优势度曲线和Gershgorin带判断系统的优势程度,根据Gershgorin带选定反馈矩阵的参数范围,按照单变量控制系统的方法设计动态补偿器,使系统满足动态控制品质的要求。最后通过3个示例说明本文的设计方法简便,且具有良好的控制性能。

关键词：过程控制多变量系统逆Nyquist阵列设计对角优势集中控制

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淮夷生业模式的考古学观察

农业考古 2023年第3期 5-10页

作者：汪启航周崇云安徽大学历史学院

淮夷作为青铜时代一支规模庞大的族群,分布于淮河流域。研究淮夷的生业模式是了解其社会发展进程的重要途径。本文利用考古出土资料,综合植物遗存结构、动物种群分类和农业、渔猎工具的材质和型式,认为淮夷族群的生业模式为稻作农业经济... 详细信息

淮夷作为青铜时代一支规模庞大的族群,分布于淮河流域。研究淮夷的生业模式是了解其社会发展进程的重要途径。本文利用考古出土资料,综合植物遗存结构、动物种群分类和农业、渔猎工具的材质和型式,认为淮夷族群的生业模式为稻作农业经济,擅长通过饲养猪等家畜获取肉食资源,辅之以渔猎的形式。

关键词：淮夷族群生业模式动物考古植物考古

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航空发动机气路故障诊断研究现状与展望

南京航空航天大学学报 2020年第4期52卷 507-522页

作者：黄金泉王启航鲁峰南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

航空发动机气路故障诊断是通过对发动机系统、部件的气路参数进行分析,以识别气路部件性能退化或故障的主动过程,是提高飞行安全性和可靠性、降低发动机维修成本的重要途径,当前已成为飞行推进技术研究领域的热点。本文较为详尽地阐述... 详细信息

航空发动机气路故障诊断是通过对发动机系统、部件的气路参数进行分析,以识别气路部件性能退化或故障的主动过程,是提高飞行安全性和可靠性、降低发动机维修成本的重要途径,当前已成为飞行推进技术研究领域的热点。本文较为详尽地阐述了发动机气路故障诊断技术的发展历程;讨论了发动机气路故障诊断的主要方法,包括基于线性/非线性模型的诊断方法、基于数据驱动的诊断方法、基于信息融合的诊断方法等,评述了这些方法的优缺点;最后指出了气路故障诊断技术中的关键技术和难点,并对未来的发展趋势进行了展望。

关键词：航空发动机气路故障诊断性能退化机理模型数据驱动信息融合