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Experimental study on shock interaction control of double wedge in high-enthalpy hypersonic flow subject to plasma synthetic jet

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Chinese Journal of Aeronautics 2024年第4期37卷 151-165页

作者： Xuzhen XIE Qiang LIU Yan ZHOU Zhenbing luo Wei XIE Guanghui BAI kai luo Qiu WANG Jianjun WU College of Aerospace Science and Engineering National University of Defense TechnologyChangsha 410073China China Academy of Launch Vehicle Technology Beijing 100076China Institute of Mechanics Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China

The hypersonic shock-shock interaction flow field at double-wedge geometries controlled by plasma synthetic jet actuator is experimentally studied in a Ma = 8 high-enthalpy shock tunnel with the purpose of exploring a novel technique for reducing surface heat flux in a real flight environment. The results demonstrate that increasing the discharge energy is advantageous in eliminating the shock wave, shifting the shock wave interaction point, and shortening the control response time. The oblique shock wave can be completely removed when the actuator's discharge energy grows from 0.4 J to 11.5 J, and the displacement of the shock wave interaction point increases by 124.56%, while the controlled response time is shortened by 30 μs. Besides, the reduction in diameter of the jet exit is firstly proved to have a negative impact on energy deposition in a working environment with incoming flow, which reduces the discharge energy and hence decreases the control effect. The shock wave control response time lengthens when the jet exits away from the second wedge. Along with comparing the change in wall heat flux at the second wedge over time, the control effect of plasma synthetic jet actuator with and without inflation is also analyzed. When plasma synthetic jet works in inflatable mode, both the ability to eliminate shock waves and the shifting effect of the shock wave interaction point are increased significantly, and the wall heat flux is also reduced.

关键词： Hypersonic flow High-enthalpy flow Plasma synthetic jet Shock wave Flow control

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Optimal biaxial prestretch ratios of soft dielectric elastomer actuators for maximal voltage-induced displacement

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Science China(Technological Sciences) 2023年第10期66卷 2871-2881页

作者： luo kai WU JiaNing CHEN FeiFei School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China Meta Robotics Institute Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China

Prestretch plays an indispensable role in programming the voltage-induced deformation of dielectric elastomer actuators(DEAs).However,lacking rational design methods,the level of prestretch is usually determined through time-consuming experiments and trial-and-error tests.In this paper,we aim to quantitatively determine the optimal biaxial prestretch ratios for maximizing the voltage-induced displacement of interest.Based on the Lagrange method and adjoint sensitivity analysis,we obtain the derivative of the displacement field with respect to the principal prestretch ratios,in which the nonlinearities and complex electromechanical coupling of DEAs are rigorously taken into consideration.The derivative information allows for performing gradient-based optimization at a high convergence rate.We propose a comprehensive optimization framework connecting the nonlinear finite element analysis and sensitivity analysis to iteratively identify the optimal prestretch ratios.We validate our method on two classical types of DEAs,i.e.,planar DEAs with fixed boundaries and free-standing three-dimensional dielectric elastomer minimum energy structures(DEMES).The simulation and experiment results both show that remarkable improvements in concerned displacements are obtained compared with the non-optimized designs.

关键词： dielectric elastomer prestretch ratios design optimization

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Coordinated responses of leaf and nodule traits contribute to the accumulation of N in relay intercropped soybean

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Journal of Integrative Agriculture 2024年第6期23卷 1910-1928页

作者： Ping Chen Qing Du Benchuan Zheng Huan Yang Zhidan Fu kai luo Ping Lin Yilin Li Tian Pu Taiwen Yong Wenyu Yang College of Agronomy Sichuan Agricultural University/Sichuan Engineering Research Center for Crop Strip Intercropping System/Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in SouthwestMinistry of Agriculture and Rural AffairsChengdu 611130China Crop Research Institute Sichuan Academy of Agricultural SciencesChengdu 610066China

Maize(Zea mays L.)-soybean(Glycine max L.Merr.)relay intercropping provides a way to enhance land productivity.However,the late-planted soybean suffers from shading by the maize.After maize harvest,how the recovery growth influences the leaf and nodule traits remains unclear.A three-year field experiment was conducted to evaluate the effects of genotypes,i.e.,supernodulating(nts1007),Nandou 12(ND12),and Guixia 3(GX3),and crop configurations,i.e.,the interspecific row spacing of 45(I45),60(I60),75 cm(I75),and sole soybean(SS),on soybean recovery growth and N fixation.The results showed that intercropping reduced the soybean total leaf area(LA)by reducing both the leaf number(LN)and unit leaflet area(LUA),and it reduced the nodule dry weight(NW)by reducing both the nodule number(NN)and nodule diameter(ND)compared with the SS.The correlation and principal component analysis(PCA)indicated a co-variability of the leaf and nodule traits in response to the genotype and crop configuration interactions.During the recovery growth stages,the compensatory growth promoted soybean growth to reduce the gaps of leaf and nodule traits between intercropping and SS.The relative growth rates of ureide(RGR_U)and nitrogen(RGR_N)accumulation were higher in intercropping than in SS.Intercropping achieved more significant sucrose and starch contents compared with SS.ND12 and GX3 showed more robust compensatory growth than nts1007 in intercropping.Although the recovery growth of relay intercropping soybean improved biomass and nitrogen accumulation,ND12 gained a more significant partial land equivalent ratio(pLER)than GX3.The I60 treatment achieved more robust compensation effects on biomass and N accumulation than the other configurations.Meanwhile,I60 showed a higher nodule sucrose content and greater shoot ureide and N accumulation than SS.Finally,intercropping ND12 with maize using an interspecific row spacing of 60 cm was optimal for both yield advantage and N accumulation.

关键词： relay intercropping genotype crop configuration symbiotic nitrogen fixation soybean nodule

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高教与职教的整合连接:菲律宾国家资历框架发展现状与特色取向

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黑龙江高教研究 2024年第7期42卷 137-145页

作者：罗凯贵州师范学院贵州贵阳550018

随着全球化进程不断深入,资历框架在全球教育与职业发展中发挥着越来越重要的作用。正是深刻地认识到了国家资历框架建立和发展的重要性,故而菲律宾政府着力推动国家资历框架的建制与实施,将其列为国家的首要任务之一。菲律宾国家资历... 详细信息

随着全球化进程不断深入,资历框架在全球教育与职业发展中发挥着越来越重要的作用。正是深刻地认识到了国家资历框架建立和发展的重要性,故而菲律宾政府着力推动国家资历框架的建制与实施,将其列为国家的首要任务之一。菲律宾国家资历框架注重成果导向教育,强调跨部门合作,意在借助教育体系的深刻革新实现职业教育与高等教育的有效整合和连接,以提升劳动力市场的贯通性和有序流动,从而增强菲律宾人才和劳动力在国际劳动力市场中的竞争力。经爬梳发现,菲律宾国家资历框架肇始于其本国“人”的因素、教育进程和东盟的整合需要;其目前拥有着八大层级,对应八种描述,菲律宾专门出台了三个政策法规用以保障框架的建制与实施,到目前为止,该框架已经形成了三大目标和两个机构,并且配有三个配套措施。总结起来,菲律宾国家资历框架具有至少三大特色取向,即适应性、协同性与联通性。菲律宾国家资历框架的建制与实施对我国在全球化背景下制定自己的国家资历框架具有一定的参考价值与借鉴作用。

关键词：菲律宾国家资历框架实施现状特色取向

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基于相位同步动力学重构网络单纯复形的相互作用

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物理学报 2024年第12期73卷 78-88页

作者：罗恺明管曙光邹勇华东师范大学物理与电子科学学院上海200241

复杂网络的高阶相互作用,如单纯复形和超边等,已经成为了研究的热点.本文提出一种基于节点同步动力学的特性来重构网络的单纯复形结构的新方法.通过分析Kuramoto-Sakaguchi模型中节点相位的时间序列同步性,建立了网络拓扑结构的解析描述... 详细信息

复杂网络的高阶相互作用,如单纯复形和超边等,已经成为了研究的热点.本文提出一种基于节点同步动力学的特性来重构网络的单纯复形结构的新方法.通过分析Kuramoto-Sakaguchi模型中节点相位的时间序列同步性,建立了网络拓扑结构的解析描述,实现了对网络结构的精确辨识.该方法的核心在于,运用理论手段推导得到了拉普拉斯矩阵与线性化Kuramoto-Sakaguchi系统相位之间的解析联系.这一联系不仅具有强大的普适性,而且能够有效地应用于识别包含任意阶单纯复形相互作用的网络结构.本文的研究进一步表明,这种解析关系能够用于鉴别网络中的对称节点,并且通过数值模拟证实了间接相互作用节点之间发生遥同步的现象与网络结构的对称性有着密切的联系.这些发现为深入理解网络的结构特性和动力学行为提供了新的理论工具和视角.

关键词：复杂网络单纯复形相位同步高阶相互作用

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生物活性材料与牙周组织再生

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生物工程学报 2024年第2期40卷 378-390页

作者：陈紫琴罗岚骆凯许雄程福建医科大学附属口腔医院福建医科大学口腔组织工程研究中心福建省高校口腔医学重点实验室福建省口腔疾病研究重点实验室福建福州350002

生物活性材料是一类经由材料表面或界面产生特殊生物或化学反应,从而影响组织和材料间的结合、诱发细胞活性或引导组织再生的生物材料。近年来,生物活性材料已广泛应用于牙周组织再生。本文对不同类型生物活性材料的特点及其在牙周组织... 详细信息

生物活性材料是一类经由材料表面或界面产生特殊生物或化学反应,从而影响组织和材料间的结合、诱发细胞活性或引导组织再生的生物材料。近年来,生物活性材料已广泛应用于牙周组织再生。本文对不同类型生物活性材料的特点及其在牙周组织再生中的作用进行综述,为推动其在牙周组织再生领域中的应用提供参考。

关键词：生物活性材料牙周组织再生组织工程

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Key technologies, engineering management and important suggestions of shale oil/gas development: Case study of a Duvernay shale project in Western Canada Sedimentary Basin

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Petroleum Exploration and Development 2020年第4期47卷 791-802页

作者： LI Guoxin luo kai SHI Deqin PetroChina Exploration&Production Company Beijing 100007China CNPC S&T Department Beijing 100007China CNPC Oilfield Service Company Limited Beijing 100007China

The Duvernay project in Canada was taken as an example to summarize the advanced technology and engineering management model of shale oil and gas development in North America.Preliminary suggestions were put forward to accelerate the commercial development of domestic continental shale oil and gas.The advanced technologies,valuable knowledge and rich experience were introduced,including the evaluation of geological target area of the project,rapid long horizontal drilling and completion,high-intensity fracturing,and well spacing optimization.In particular,the concept and connotation of the full-life cycle management of North American unconventional resource projects were analyzed.Its emphasis on early evaluation and risk management,and a highly competitive market environment have played an important role in promoting technological innovation and management innovation.In addition,the low-cost sharing system of industry-wide knowledge and experience and the management mode were applied.These management approaches are of great significance for reference in accelerating the exploration and development of unconventional resources in China.China possesses abundant shale oil and gas resources,which are an important replacement to guarantee the national oil and gas energy supply.However,due to the late start and special geological characteristics and engineering difficulties in China,there is a large gap in technology level and management mode compared with North America.According to the advanced experience and enlightenment of the shale oil and gas development in North America,a preliminary proposal to accelerate the development of shale oil and gas in China was made.

关键词： shale oil and gas long horizontal well high-intensity hydraulic fracturing full-life cycle management large scale exploitation

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不同流向上小流道加热管内超临界CO_(2)的压降特性

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化工进展 2024年第2期43卷 830-843页

作者：王磊曹雄金罗凯王艳费华江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000

针对不同流动方向上超临界CO_(2)流体在小流道加热管径为0.75mm内的压降特性进行了实验研究。结果表明,不同流动(水平流动、垂直向上流动以及垂直向下流动)方向上,实验总压降、摩擦压降以及加速度压降均随着系统压力的升高而逐渐减小,... 详细信息

针对不同流动方向上超临界CO_(2)流体在小流道加热管径为0.75mm内的压降特性进行了实验研究。结果表明,不同流动(水平流动、垂直向上流动以及垂直向下流动)方向上,实验总压降、摩擦压降以及加速度压降均随着系统压力的升高而逐渐减小,而随着质量流量的增大、加热功率以及进口温度的升高而增大。然而,在垂直流动方向上重力压降随着系统压力的升高以及质量流量的增大而逐渐增大,但随着加热功率以及进口温度的升高而逐渐减小。当系统压力、质量流量、加热功率以及进口温度保持恒定时,不同流动方向上超临界CO_(2)流体的摩擦压降均在实验总压降中所占有的比例最大,而重力压降在实验总压降中所占有的比例最小。通过两种测试管径的压降数据比较可知,超临界CO_(2)流体在不同流动方向上实验总压降的变化趋势始终保持一致,并且小管径的实验总压降远大于大管径的实验总压降,从而说明测试管径的尺寸大小对实验总压降的变化有着显著影响。

关键词：超临界CO_(2) 不同流动方向总压降摩擦压降加速度压降重力压降

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软体机器人拓扑优化设计研究进展

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机器人 2024年第2期46卷 219-233页

作者：罗凯李德臣陈世通陈飞飞上海交通大学上海200240

软体机器人在非结构化环境作业任务中极具潜力,但其驱动-结构一体化特性令结构设计问题颇具挑战性。相较于经验设计和仿生设计思路,拓扑优化方法从数学上实现了结构严密演化,可为设计问题提供新思路。本文聚焦于软体机器人拓扑优化设计... 详细信息

软体机器人在非结构化环境作业任务中极具潜力,但其驱动-结构一体化特性令结构设计问题颇具挑战性。相较于经验设计和仿生设计思路,拓扑优化方法从数学上实现了结构严密演化,可为设计问题提供新思路。本文聚焦于软体机器人拓扑优化设计的研究进展。首先,对软体机器人的变形行为与力交互特性两类基本设计问题进行简要描述,进而阐述拓扑优化思想以及主要的拓扑优化方法,然后列举各类软体驱动器的典型设计案例,最后系统概述软体机器人拓扑优化设计中存在的挑战与技术难点。

关键词：软体机器人结构设计拓扑优化驱动-结构一体化

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PGA熔融改性PBAT共混物的制备与性能

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塑料科技 2024年第5期52卷 107-111页

作者：罗开举丁枫上海浦景化工技术股份有限公司上海201512

为了探究聚乙醇酸(PGA)取代聚乳酸(PLA)在聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)改性中的应用潜力,将PGA(质量分数0~25%)与PBAT进行双螺杆熔融共混,并分析共混物热学性能、力学性能、结晶性能、阻隔性能的变化规律。结果表明:PGA在共混体... 详细信息

为了探究聚乙醇酸(PGA)取代聚乳酸(PLA)在聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)改性中的应用潜力,将PGA(质量分数0~25%)与PBAT进行双螺杆熔融共混,并分析共混物热学性能、力学性能、结晶性能、阻隔性能的变化规律。结果表明:PGA在共混体系中起成核剂和增强剂的作用,可以提高结晶温度、拉伸强度和弹性模量,降低结晶焓和热分解温度。PGA含量增加至25%,共混体系的维卡软化点达到89.4℃,热变形温度为41.6℃。共混体系的水蒸气/氧气的阻隔性能随着PGA含量的增加呈现出先降低后增加的趋势。然而,PGA含量增加至25%时,共混体系的断裂伸长率下降至221%。基于实验结论及相关文献资料,对比了25%PGA和25%PLA改性PBAT的性能。结果表明:25%PGA改性PBAT的力学性能和阻隔性能明显优于25%PLA改性的PBAT,M-25在0~90 d的工业堆肥降解率快于N-25,两者均符合工业堆肥降解标准。

关键词：聚乙醇酸聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯熔融共混阻隔性能生物降解性能

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