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Deflagration characteristics of freely propagating flames in magnesium hydride dust clouds

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Defence Technology（防务技术） 2024年第1期31卷 471-483页

作者： Qiwei Zhang Yangfan Cheng Beibei Zhang Danyi Li zhaowu Shen School of Chemical Engineering Anhui University of Science and TechnologyHuainan 232001AnhuiPR China School of Civil Engineering and Architecture Anhui University of Science and TechnologyHuainan 232001AnhuiPR China Anhui Engineering Laboratory of Explosive Materials and Technology Anhui University of Science and TechnologyHuainan 232001AnhuiPR China School of Engineering Science University of Science and Technology of ChinaHefei 230027AnhuiPR China

The flame propagation processes of MgH_(2)dust clouds with four different particle sizes were recorded by a high-speed camera.The dynamic flame temperature distributions of MgH_(2)dust clouds were reconstructed by the two-color pyrometer technique,and the chemical composition of solid combustion residues were analyzed.The experimental results showed that the average flame propagation velocities of 23μm,40μm,60μm and 103μm MgH_(2)dust clouds in the stable propagation stage were 3.7 m/s,2.8 m/s,2.1 m/s and 0.9 m/s,respectively.The dust clouds with smaller particle sizes had faster flame propagation velocity and stronger oscillation intensity,and their flame temperature distributions were more even and the temperature gradients were smaller.The flame structures of MgH_(2)dust clouds were significantly affected by the particle sinking velocity,and the combustion processes were accompanied by micro-explosion of particles.The falling velocities of 23μm and 40μm MgH_(2)particles were 2.24 cm/s and 6.71 cm/s,respectively.While the falling velocities of 60μm and 103μm MgH_(2)particles were as high as 15.07 cm/s and 44.42 cm/s,respectively,leading to a more rapid downward development and irregular shape of the flame.Furthermore,the dehydrogenation reaction had a significant effect on the combustion performance of MgH_(2)dust.The combustion of H_(2)enhanced the ignition and combustion characteristics of MgH_(2)dust,resulting in a much higher explosion power than the pure Mg dust.The micro-structure characteristics and combustion residues composition analysis of MgH_(2)dust indicated that the combustion control mechanism of MgH_(2)dust flame was mainly the heterogeneous reaction,which was affected by the dehydrogenation reaction.

关键词： Magnesium hydride dust Flame combustion mechanism Particle size Dust explosion Two-color pyrometer

Immobilization of Oxyanions on the Reconstructed Heterostructure Evolved from a Bimetallic Oxysulfide for the Promotion of Oxygen Evolution Reaction

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Nano-Micro Letters 2023年第10期15卷 547-564页

作者： Kai Yu Hongyuan Yang Hao Zhang Hui Huang zhaowu wang Zhenhui Kang Yang Liu Prashanth W.Menezes Ziliang Chen Institute of Functional Nano and Soft Materials(FUNSOM) Jiangsu Key Laboratory for Carbon‑Based Functional Materials and DevicesJoint International Research Laboratory of Carbon‑Based Functional Materials and DevicesSoochow UniversitySuzhou 215123People’s Republic of China Department of Chemistry:Metalorganics and Inorganic Materials Technical University of BerlinStrase Des 17 Juni 135.Sekr.C210623 BerlinGermany Materials Chemistry Group for Thin Film Catalysis–CatLab Helmholtz-Zentrum Berlin fur Materialien und EnergieAlbert‑Einstein‑Str.1512489 BerlinGermany School of Physics and Engineering Longmen LaboratoryHenan University of Science and TechnologyLuoyang 471023People’s Republic of China

Efficient and durable oxygen evolution reaction(OER)requires the electrocatalyst to bear abundant active sites,optimized electronic structure as well as robust component and mechanical stability.Herein,a bimetallic lanthanum-nickel oxysulfide with rich oxygen vacancies based on the La_(2)O_(2)S prototype is fabricated as a binder-free precatalyst for alkaline OER.The combination of advanced in situ and ex situ characterizations with theoretical calculation uncovers the synergistic effect among La,Ni,O,and S species during OER,which assures the adsorption and stabilization of the oxyanion SO_(4)^(2-)onto the surface of the deeply reconstructed porous heterostructure composed of confining Ni OOH nanodomains by La(OH)_3 barrier.Such coupling,confinement,porosity and immobilization enable notable improvement in active site accessibility,phase stability,mass diffusion capability and the intrinsic Gibbs free energy of oxygen-containing intermediates.The optimized electrocatalyst delivers exceptional alkaline OER activity and durability,outperforming most of the Ni-based benchmark OER electrocatalysts.

关键词： Lanthanum-nickel oxysulfide Rare earth metal Immobilization of oxyanions Structural reconstruction Oxygen evolution catalysis

Efficient hydrogen peroxide production enabled by exploring layered metal telluride as two electron oxygen reduction reaction electrocatalyst

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Journal of Energy Chemistry 2023年第12期87卷 247-255,I0007页

作者： Yingming wang Hongyuan Yang Zhiwei Liu Kui Yin zhaowu wang Hui Huang Yang Liu Zhenhui Kang Ziliang Chen Institute of Functional Nano and Soft Materials(FUNSOM) Jiangsu Key Laboratory for Carbon-based Functional Materials and DevicesJoint International Research Laboratory of Carbon-Based Functional Materials and DevicesSoochow UniversitySuzhou 215123JiangsuChina School of Physics and Engineering Longmen Laboratory Henan University of Science and TechnologyLuoyang 471023HenanChina Macao Institute of Materials Science and Engineering(MIMSE) MUST-SUDA Joint Research Center for Advanced Functional MaterialsMacao University of Science and TechnologyTaipa 999078MacaoChina Suzhou Weimu Intelligent System Co. Ltd.Suzhou 215123JiangsuChina

It is of great interest to develop the novel transition metal-based electrocatalysts with high selectivity and activity for two electron oxygen reduction reaction(2e^(-) ORR).Herein,the nickel ditelluride(NiTe_(2)) with layered structure was explored as the 2e^(-) ORR electrocatalyst,which not only showed the highest 2e^(-) selectivity more than 97%,but also delivered a slight activity decay after 5000 cycles in alkaline media.Moreover,when NiTe_(2) was assembled as the electrocatalyst in H-type electrolyzer,the on-site yield of H_(2)O_(2) could reach up to 672 mmol h^(-1)g^(-1) under 0.45 V vs.RHE.Further in situ Raman spectra,theoretical calculation and post microstructural analysis synergistically unveiled that such a good 2e^(-) ORR performance could be credited to the intrinsic layered crystal structure,the high compositional stability,as well as the electron modulation on the active site Ni atoms by neighboring Te atoms,leading to the exposure of active sites as well as the optimized adsorption free energy of Ni to –OOH.More inspiringly,such telluride electrocatalyst has also been demonstrated to exhibit high activity and selectivity towards 2e^(-) ORR in neutral media.

关键词： Transition metal telluride Oxygen reduction reaction Charge polarization Activity and selectivity Hydrogen peroxide

槽道各向异性黏弹性流体中微生物游动特性的数值研究

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力学学报 2024年第4期56卷 1138-1147页

作者：王远欧阳振宇夏严朱晨琳林昭武浙江大学力学系流体工程研究所杭州310027 宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 中国计量大学机电工程学院杭州310018

近年来,微生物游动特性的研究逐渐成为流体力学的热点问题之一.深入了解微生物在复杂流体中的游动特性可以为微型器件的设计制造提供帮助.已有研究结果表明,管道中微生物存在复杂的行为特征,其内在的动力学机理尚未清楚.本文采用浸没边... 详细信息

近年来,微生物游动特性的研究逐渐成为流体力学的热点问题之一.深入了解微生物在复杂流体中的游动特性可以为微型器件的设计制造提供帮助.已有研究结果表明,管道中微生物存在复杂的行为特征,其内在的动力学机理尚未清楚.本文采用浸没边界法,引入泰勒波动板模型,探讨槽道中微生物在各向异性黏弹性流体中的游动特性;重点分析槽道壁面约束对微生物行为特征的影响规律.数值模拟结果表明,与自由游动相比,槽道中微生物游动呈现加速现象,而且槽道壁面附近加速效果更显著.另外,槽道中微生物游动效率比自由游动时更高.进一步受力分析,发现流体压力对微生物游动起推动作用,黏性力起阻碍作用.与这两者相比,聚合物产生的弹性力则小很多,几乎可以忽略.槽道中微生物受到更大的流体压力,认为加速现象与此相关.

关键词：微生物黏弹性流体各向异性槽道浸没边界法

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四火箭助推无人机起飞与降落控制算法

航空工程进展 2024年第1期15卷 105-117页

作者：田威力闫兆武李文贾栋南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063 南昌航空大学通航学院南昌330063

固定翼无人机起降过程对场地要求高,这限制了其应用与发展。为此,提出四火箭助推无人机实现短距离起降的方案,并对火箭助推无人机起降控制算法进行研究。设计火箭助推无人机起降过程的控制策略;建立无人机气动力、助推火箭作用力、发动... 详细信息

固定翼无人机起降过程对场地要求高,这限制了其应用与发展。为此,提出四火箭助推无人机实现短距离起降的方案,并对火箭助推无人机起降控制算法进行研究。设计火箭助推无人机起降过程的控制策略;建立无人机气动力、助推火箭作用力、发动机推力及控制律数学模型,构建无人机起降过程的动力学方程;设计一种基于PID控制的控制算法,控制目标无人机在各种干扰环境下安全稳定地完成起降过程;利用MATLAB软件编程进行仿真计算,并通过对比仿真结果与试飞结果,来验证该控制算法的有效性。结果表明:所设计的控制算法及控制律满足目标无人机起降过程的控制要求。

关键词：火箭助推控制算法 PID控制目标无人机起降过程

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基于残差的分布式光伏发电功率组合预测方法

深圳大学学报（理工版） 2024年第3期41卷 293-302页

作者：吴明朗庞振江洪海敏占兆武靳飞唐远洋叶璇深圳市国电科技通信有限公司广东深圳518109 深圳智芯微电子科技有限公司广东深圳518048 人工智能与数字经济广东省实验室(深圳) 广东深圳518107

分布式光伏发电功率预测在保障电网运行安全和就近消纳方面发挥着重要作用,为提升分布式光伏发电功率预测精度,提出一种基于多元气象的特征提取方法和基于残差连接的多模型融合的光伏发电功率预测模型.在特征提取时,引入统计、交叉、周... 详细信息

分布式光伏发电功率预测在保障电网运行安全和就近消纳方面发挥着重要作用,为提升分布式光伏发电功率预测精度,提出一种基于多元气象的特征提取方法和基于残差连接的多模型融合的光伏发电功率预测模型.在特征提取时,引入统计、交叉、周期信息、近似熵和光伏板温度等特征提取方法,实现对时间、气象和发电功率的深层特征提取,丰富模型的输入.在模型构建时,建立基于残差连接的多层模型融合方法,首先提出基于k最近邻(k-nearest neighbor,kNN)的softmax回归预测模型,其次设计3层模型整体结构,并通过残差连接和多层堆叠的方式融合多个预测模型,持续提升光伏发电功率预测精度.基于电力公司真实数据,采用本研究方法与随机森林(random forest,RF)、TabNet和极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)等模型,对光伏发电功率进行预测.结果表明,所提模型在均方根误差、平均绝对误差、均方误差和平均绝对百分比误差等方面可分别降低0.1097、0.0591、0.0507和0.0368,拟合优度可提升0.0804.基于多元气象的特征提取方法和基于残差连接的多模型融合的光伏发电功率预测模型能有效提升分布式光伏发电功率预测的精度和稳定性.

关键词：人工智能太阳能特征提取残差连接随机森林 TabNet 极端梯度提升功率预测

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基于GATv2的网络入侵异常检测方法

数据与计算发展前沿 2024年第1期6卷 179-190页

作者：郑海潇马梦帅文斌曾昭武刘文龙数据科学与智慧教育教育部重点实验室(海南师范大学) 海南海口571158 海南师范大学信息科学技术学院海南海口571158

【目的】随着网络环境日益复杂化,其所遭受的威胁也愈发严重。入侵检测作为网络安全主动防御的重要手段之一,需要提供更健壮、更有效的检测方法来应对这些挑战。【方法】图神经网络在异常检测方面表现优异。本文基于GATv2(一种改进的图... 详细信息

【目的】随着网络环境日益复杂化,其所遭受的威胁也愈发严重。入侵检测作为网络安全主动防御的重要手段之一,需要提供更健壮、更有效的检测方法来应对这些挑战。【方法】图神经网络在异常检测方面表现优异。本文基于GATv2(一种改进的图神经网络方法)来构建网络入侵检测的图神经网络方法E-ResGATv2。具体来说,首先将网络流量数据构建成网络流量图,然后通过图形转换来将流量图转换成适合图神经网络处理的图形,以此检测入侵异常流量,并将残差学习集成到图神经网络聚合信息的过程中。【结果】在两个公开入侵检测数据集上的实验结果表明,E-ResGATv2方法的检测效果要好于原始图神经方法,并且具有更强的抗噪能力。【结论】在与机器学习方法取得相似检测效果的情况下,图神经网络方法表现出更强的抗干扰能力,这在复杂多变的网络环境中具有实际意义。

关键词：入侵检测图神经网络异常检测

铝中间层对TA2/5083爆炸焊接影响的数值模拟

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兵器装备工程学报 2024年第1期45卷 201-207页

作者：缪广红孙志皓胡昱马秋月刘自伟马宏昊沈兆武安徽理工大学力学与光电物理学院安徽淮南232001 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点试验室合肥230027

为研究添加中间层对TA2/5083爆炸焊接的影响,分别选取0.3 mm和0.5 mm厚度的1060铝中间层,利用ANSYS/LS-DYNA软件结合ALE算法建立三维数值模型,分别模拟出添加0.3 mm和0.5 mm厚度1060铝中间层的焊接过程,与直接爆炸焊接TA2和5083复合板... 详细信息

为研究添加中间层对TA2/5083爆炸焊接的影响,分别选取0.3 mm和0.5 mm厚度的1060铝中间层,利用ANSYS/LS-DYNA软件结合ALE算法建立三维数值模型,分别模拟出添加0.3 mm和0.5 mm厚度1060铝中间层的焊接过程,与直接爆炸焊接TA2和5083复合板进行对比。模拟结果表明:选择适当厚度的1060铝中间层,能有效减少基板所受碰撞压力,让爆炸焊接过程更加平稳;结合建立的爆炸复合窗口,添加中间层能大大扩展可焊接窗口,减小碰撞速度,模拟结果更加接近理论碰撞速度,使复板以更佳的飞行速度与基板结合;0.3 mm厚度中间层复合板的焊接质量高于0.5 mm厚度中间层高于无中间层的,模拟与实验吻合较好,添加合适厚度的中间层1060能大程度提高TA2/5083复合质量。

关键词： ALE TA2/1060/5083 TA2/5083 ANSYS/LS-DYNA 流固耦合爆炸焊接

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铝/不锈钢双金属管爆炸焊接数值模拟

兵器装备工程学报 2024年第2期45卷 238-245页

作者：缪广红马秋月胡昱周大鹏孙志皓刘自伟马宏昊沈兆武安徽理工大学力学与光电物理学院安徽淮南232001 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 中煤科工集团淮北爆破技术研究院有限公司安徽淮北235000 中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点试验室合肥230027

以铝/不锈钢金属管为研究对象,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件结合SPH-FEM耦合法和拉格朗日法对其爆炸焊接过程进行了数值模拟。研究了炸药爆速对复合管结合质量的影响。结果表明:炸药爆速对基复管的塑性变形和复管碰撞速度影响较大,塑性... 详细信息

以铝/不锈钢金属管为研究对象,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件结合SPH-FEM耦合法和拉格朗日法对其爆炸焊接过程进行了数值模拟。研究了炸药爆速对复合管结合质量的影响。结果表明:炸药爆速对基复管的塑性变形和复管碰撞速度影响较大,塑性变形和复管碰撞速度过小或过大均不能实现良好结合;在炸药爆速为1 950~2 150 m/s左右时,基复管结合质量较好,这与试验所得结论一致;拉格朗日法的前期建模较为简洁,模拟过程中SPH-FEM耦合法耗时较多;拉格朗日法所测得的碰撞速度与理论计算值误差较大,且SPH-FEM耦合算法能较好地处理高速爆炸冲击问题。

关键词：爆炸焊接数值模拟拉格朗日算法 SPH-FEM耦合算法