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Numerical Investigation of Aluminum Foam Shield Based on Fractal Theory and Node-separation FEM

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Chinese Journal of Aeronautics 2011年第6期24卷 734-740页

作者： zhang xiaotian jia guanghui huang hai School of Astronautics Beihang University Beijing 100191 China

Fractal feature of aluminum foam （Al-foam） section is analyzed with digital image processing technique, and fractal dimension of Al-foam is evaluated with logarithmic linear regression method. Sierpinski carpet can be used to model Al-foam section. Al-foam with different fractal dimensions and relative density can be obtained by adjusting iteration times and division parameters. Sierpinski sponge is extended from Sierpinski carpet and used to model 3D Al-foam bumper. Node-separation Lagrangian finite element method （FEM） is introduced to simulate the hypervelocity impact （HVI） process. The modeling and simulation method is calibrated by the comparison of numerical results and experimental data. Ballistic limit curves of Al-foam and aluminum alloy bumper with the same areal density are obtained by simulations. The results show that the protection pertbrmance of Al-foam bumner is much better than aluminum alloy bumper. Al-foam is well suited for spacecraft shield application.

关键词： aluminum foam simulation fractal hypervelocity impact FEM

A shape memory scaffold for body temperature self-repairing wearable perovskite solar cells with efficiency exceeding 21%

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InfoMat 2022年第12期4卷 74-84页

作者： Tangyue Xue Zengqi huang Pei zhang Meng Su xiaotian Hu Tingqing Wu Baojin Fan Gangshu Chen guanghui Yu Wentao Liu Xuying Liu Yiqiang zhang Yanlin Song School of Materials Science and Engineering Zhengzhou UniversityZhengzhouPeople's Republic of China Key Laboratory of Green Printing Institute of Chemistry Chinese Academy of Sciences(ICCAS)BeijingPeople's Republic of China Institute of Polymers and Energy Chemistry Nanchang UniversityNanchangPeople's Republic of China College of Chemistry Zhengzhou UniversityZhengzhouPeople's Republic of China

Grain boundary cracks in flexible perovskite films can be repaired by filling with self-repairing polymers during the preparation and wearable ***,the self-repairing polymers are commonly active through external heating or humidification treatments,which cannot match with the human body's temperature tolerance of wearable ***,a body temperature-responsive shape memory polyurethane(SMPU)is demonstrated to achieve the real-time mechanical self-repairing of grain boundary cracks(~37°C).Furthermore,the strong intermolecular interaction between SMPU and the uncoordinated Pb2+and I−,can reduce the trap density in perovskite *** blade-coated device achieves a power conversion efficiency(PCE)of 21.33%,which is among the best reported flexible perovskite solar cells(PSCs;0.10 cm2).Importantly,the device with SMPU can recover more than 80%of the PCE after 6000 cycles(bending radius:8 mm).Finally,the flexible PSCs are used for wearable solar power supply of a smartphone,which show great potential for self-repairing wearable electronics.

关键词： grain boundary mechanical stability perovskite self-repairing function shape memory polyurethane

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基于缩放实验的Whipple结构撞击特性

北京航空航天大学学报 2013年第2期39卷 168-172,177页

作者：张晓天贾光辉北京航空航天大学宇航学院北京100191

针对航天器空间碎片防护问题,基于缩放实验方法,开展了7km/s以上超高速碰撞仿真研究.建立了单板和Whipple防护结构的仿真模型,并对铝-铝撞击问题和镉-镉撞击问题进行了多工况仿真.通过实验结果与数值仿真的对比,表明了数值仿真技术的正... 详细信息

针对航天器空间碎片防护问题,基于缩放实验方法,开展了7km/s以上超高速碰撞仿真研究.建立了单板和Whipple防护结构的仿真模型,并对铝-铝撞击问题和镉-镉撞击问题进行了多工况仿真.通过实验结果与数值仿真的对比,表明了数值仿真技术的正确性,并从仿真角度验证了缩放实验方法的有效性.对缩放实验方法的适用性进行了仿真验证,结果表明该方法对弹丸形状适用性较好,对3～4 km/s以上撞击速度的适用性较好,但对Whipple防护结构后板存在一定误差.分析了Whipple结构后板的失效模式,提出了失效模式的不连续性导致了缩放实验方法的误差.最后通过数值仿真计算了Whipple结构7 km/s以上弹道极限特性,提出了失效模式的不连续性造成了在该速度段弹道极限曲线的分叉现象.

关键词：缩放实验方法空间碎片超高速碰撞数值仿真

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卫星解体碎片生成数值模拟

实验流体力学 2014年第4期28卷 78-83页

作者：张晓天贾光辉北京航空航天大学宇航学院北京100191

提出卫星解体碎片生成的数值模拟方法,对卫星模型解体实验问题进行了数值模拟研究。有限元重构方法是一种有限元与SPH方法的结合,能够模拟获得孤立碎片的特性数据。通过在SPH模拟结果中重构有限元单元,能够有效区分碎片云中的置信孤立... 详细信息

提出卫星解体碎片生成的数值模拟方法,对卫星模型解体实验问题进行了数值模拟研究。有限元重构方法是一种有限元与SPH方法的结合,能够模拟获得孤立碎片的特性数据。通过在SPH模拟结果中重构有限元单元,能够有效区分碎片云中的置信孤立碎片和非置信孤立碎片,结合图论方法能够获得每个孤立碎片的单元构成及其尺寸、速度矢量和质量等信息。进而通过数据统计能够获得碎片分布信息。解体碎片数值模拟数据与实验数据具有较好的一致性,表明了该方法的有效性。

关键词：空间碎片卫星解体数值模拟 FEM SPH

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SI-FLAT板形仪激振频率设定

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2014年第10期47卷 871-878页

作者：杨光辉张杰曹建国黄桥宝贾生晖北京科技大学机械工程学院北京100083 武汉钢铁(集团)公司冷轧厂武汉430083

SI-FLAT板形仪是国内宽带钢冷连轧机首次采用的非接触式工业用板形仪,但实际使用过程中发现,对于常轧规格的带钢,其激振频率设定始终为同一固定值,激振力仅随张应力的变化而变化,导致板形控制不稳定,激振频率的设置严重影响着板形检测... 详细信息

SI-FLAT板形仪是国内宽带钢冷连轧机首次采用的非接触式工业用板形仪,但实际使用过程中发现,对于常轧规格的带钢,其激振频率设定始终为同一固定值,激振力仅随张应力的变化而变化,导致板形控制不稳定,激振频率的设置严重影响着板形检测的精度.本文在分析现场实际生产数据的基础上,提出了激振频率的设置应该遵循的两个基本原则,即振幅控制原则和检测间隔控制原则.为了对带钢振动进行固有频率和受迫振动振幅的分析和计算,采用大型有限元软件ANSYS12.0建立了带钢振动仿真模型,分析了带钢板形、宽度、厚度、张应力等因素所导致的带钢固有频率波动对带钢振幅的影响.研究发现,张应力和板形对带钢固有频率的影响较大.最后,基于振幅控制原则和检测间隔控制原则提出了可行性方案,即通过限制最小张应力,减小板形对测量结果的影响;同时为了控制最小检测间隔,便于对板形的在线控制,激振频率的大小应根据带钢速度进行调节设定.

关键词：冷轧带钢板形检测激振频率振幅检测间隔

Progress in octahedral spherical hohlraum study

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Matter and Radiation at Extremes 2016年第1期1卷 8-27页

作者： Ke Lan Jie Liu Zhichao Li Xufei Xie Wenyi Huo Yaohua Chen Guoli Ren Chunyang Zheng Dong Yang Sanwei Li Zhiwen Yang Liang Guo Shu Li Mingyu zhang Xiaoying Han Chuanlei Zhai Lifei Hou Yukun Li Keli Deng Zheng Yuan Xiayu Zhan Feng Wang guanghui Yuan haijun zhang Bobin jiang Lizhen huang Wei zhang Kai Du Runchang Zhao Ping Li Wei Wang Jingqin Su Xuewei Deng Dongxia Hu Wei Zhou Huaiting jia Yongkun Ding Wanguo Zheng Xiantu He Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beijing 100088China Research Center of Laser Fusion China Academy of Engineering PhysicsMianyang 621900China Center for Applied Physics and Technology Peking UniversityBeijing 100871China Collaborative Innovation Center of IFSA Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China

In this paper,we give a review of our theoretical and experimental progress in octahedral spherical hohlraum *** our theoretical study,the octahedral spherical hohlraums with 6 Laser Entrance Holes(LEHs)of octahedral symmetry have robust high symmetry during the capsule implosion at hohlraum-to-capsule radius ratio larger than *** addition,the octahedral spherical hohlraums also have potential superiority on low backscattering without supplementary *** studied the laser arrangement and constraints of the octahedral spherical hohlraums,and gave a design on the laser arrangement for ignition octahedral *** a result,the injection angle of laser beams of 50°-60°was proposed as the optimum candidate range for the octahedral spherical *** proposed a novel octahedral spherical hohlraum with cylindrical LEHs and LEH shields,in order to increase the laser coupling efficiency and improve the capsule symmetry and to mitigate the influence of the wall blowoff on laser *** studied on the sensitivity of the octahedral spherical hohlraums to random errors and compared the sensitivity among the octahedral spherical hohlraums,the rugby hohlraums and the cylindrical hohlraums,and the results show that the octahedral spherical hohlraums are robust to these random errors while the cylindrical hohlraums are the most *** till to now,we have carried out three experiments on the spherical hohlraum with 2 LEHs on Shenguang(SG)laser facilities,including demonstration of improving laser transport by using the cylindrical LEHs in the spherical hohlraums,spherical hohlraum energetics on the SGIII prototype laser facility,and comparisons of laser plasma instabilities between the spherical hohlraums and the cylindrical hohlraums on the SGIII laser facility.

关键词： Indirect-drive inertial confinement fusion Novel spherical hohlraum with 6 LEHs High and robust radiation symmetry High energy coupling efficiency Theoretical study Experiments

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不同冷却方式对激光加工CFRP的影响研究

激光技术 2023年第2期47卷 253-259页

作者：张炳涛周辽焦辉黄平张光辉黄宇星周嘉龙芋宏桂林电子科技大学、机电工程学院、广西制造系统与先进制造技术重点实验室桂林541004

为了探索不同冷却方式对激光加工的影响,采用水、气体以及水气复合3种不同冷却方式辅助激光加工碳纤维复合材料进行了对比研究,同时采用单因素实验研究了不同工艺条件对加工质量的影响,并分析了作用机理。结果表明,在3种冷却方式下,热... 详细信息

为了探索不同冷却方式对激光加工的影响,采用水、气体以及水气复合3种不同冷却方式辅助激光加工碳纤维复合材料进行了对比研究,同时采用单因素实验研究了不同工艺条件对加工质量的影响,并分析了作用机理。结果表明,在3种冷却方式下,热影响区、槽深均随着功率、频率的降低而降低,随着扫描速率的增加而降低;在相同工艺参数下,水气复合辅助激光加工产生的热影响区最小,气体辅助激光加工产生的热影响区次之,水辅助激光加工产生的热影响区最大;当激光功率为2250 W、频率为1200 Hz、速率为120 mm/s时,水、气体以及水气复合3种不同冷却方式的热影响区分别为378μm,283μm,196μm,槽深分别为401μm,789μm,647μm;采用水气复合辅助激光加工可以在加工过程中实现较好的冷热平衡,获得最好的加工质量。该研究为更好地实现碳纤维复合材料低损伤加工提供了参考。

关键词：激光技术碳纤维复合材料冷却方式水气复合冷热平衡

大气污染暴露与儿童青少年血脂代谢的关系研究

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中国循证儿科杂志 2021年第2期16卷 124-129页

作者：黄相源张羿陈逍天姜袁王胤窦亚兰许嘉韩斌严卫丽复旦大学附属儿科医院临床流行病学研究室上海201102 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012

背景目前较缺乏中国儿童青少年中大气污染暴露水平与血脂代谢的关系研究。目的分析大气污染暴露与儿童青少年血脂代谢的关系。设计横断面调查。方法研究对象来自2014年1项关于中国儿童青少年心血管健康研究的横断面调查,纳入上海市方便... 详细信息

背景目前较缺乏中国儿童青少年中大气污染暴露水平与血脂代谢的关系研究。目的分析大气污染暴露与儿童青少年血脂代谢的关系。设计横断面调查。方法研究对象来自2014年1项关于中国儿童青少年心血管健康研究的横断面调查,纳入上海市方便抽样的4所中小学校中年龄7~18岁、经监护人知情同意后采集静脉血并完成血脂检测的在校学生。血脂浓度检测项目包括HDLC、LDLC、TG和TC,血脂异常定义为存在HDLC≤1.04 mmol·L^(-1)、LDLC≥3.37 mmol·L^(-1)、TG≥1.70 mmol·L^(-1)和TC≥5.18 mmol·L^(-1)中任一项。将回收问卷中的家庭住址标准化并转化为经纬度坐标,采用基于环境监测点位数据的空气污染物时空暴露模型,估算研究对象在采血前1、3、6个月的PM_(2.5)、O_(3)和NO_(2)的平均暴露水平。利用线性回归和logistic回归模型,分析PM_(2.5)、O_(3)和NO_(2)暴露水平与血脂水平、血脂异常风险的关系。在多因素模型的基础上,通过各类污染物浓度相互调整检查污染暴露与血脂代谢关系的独立性。主要结局指标根据研究对象家庭地址估计的大气污染暴露水平、研究对象的空腹静脉血脂水平及是否存在血脂异常状态。结果共纳入1317名中小学生,女生660名(50.1%)。研究对象平均HDLC、LDLC和TC浓度分别为(1.52±0.29)mmol·L^(-1)、(2.35±0.63)mmol·L^(-1)和(4.03±0.72)mmol·L^(-1),TG中位数浓度为0.59(0.43,0.80)mmol·L^(-1)。142(10.8%)人患有血脂异常。研究对象在采血前1、3、6个月的PM_(2.5)、O_(3)和NO_(2)的日均暴露水平范围为51.4~61.5μg·m-3、20.4~22.8μg·m^(-3)和11.1~12.8μg·m-3。研究对象住址既往3、6个月平均PM 2.5浓度每升高1个四分位间距,HDLC分别显著降低0.07(95%CI:0.03~0.11)mmol·L^(-1)和0.09(95%CI:0.05~0.14)mmol·L^(-1);既往6个月平均PM 2.5浓度每升高1个四分位间距,相应血脂异常风险OR为1.86(95%CI:1.42~2.44),这些关联在调整其他污染物暴露水平后仍显著。未发现其他血脂水平与大气污染物暴露之间的独立显著关联。结论PM 2.5暴露对儿童青少年的血脂代谢有不良影响。

关键词：血脂异常大气污染儿童青少年

中国卫生行业标准与美国医学研究所指南评价我国单胎孕妇妊娠期体质量增长与妊娠结局的比较研究

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中国全科医学 2023年第24期26卷 2959-2967页

作者：张莉郑薇王佳袁仙仙韩卫玲黄俊花田志红李光辉首都医科大学附属北京妇产医院北京妇幼保健院围产内分泌代谢科北京市100026

背景妊娠期体质量适度增加对母婴健康至关重要,我国临床长期以来采用美国医学研究所(IOM)标准评估孕妇妊娠期体质量增长。自2022年10月以来我国正式颁布并采用中国卫生行业标准《妊娠期妇女体重增长推荐值标准:WS/T 801-2022》评估孕妇... 详细信息

背景妊娠期体质量适度增加对母婴健康至关重要,我国临床长期以来采用美国医学研究所(IOM)标准评估孕妇妊娠期体质量增长。自2022年10月以来我国正式颁布并采用中国卫生行业标准《妊娠期妇女体重增长推荐值标准:WS/T 801-2022》评估孕妇体质量增长。目的比较采用中国卫生行业标准与IOM推荐范围评价我国单胎孕妇妊娠期体质量增长分布及不良妊娠结局发生情况,从而为中国卫生行业标准的国内应用提供临床证据。方法本研究数据来自前瞻性队列研究,研究对象为2020年5月—2021年9月于首都医科大学附属北京妇产医院分娩并参加北京出生队列研究(注册号ChiCTR220058395)的单胎孕妇。收集研究对象基线信息,并从临床病历系统收集妊娠期并发症发生情况及妊娠结局。参照中国卫生行业标准与美国IOM推荐的单胎孕妇妊娠期增重推荐值,比较不同标准下孕妇增重分布情况;并将孕妇划分为增重不足(IOM+WS)、增重不足(IOM)+适宜(WS)、增重适宜(IOM+WS)、增重适宜(IOM)+过多(WS)、增重过多(IOM+WS)组,分析校正混杂因素后各增重组的不良妊娠结局〔大于胎龄儿(LGA)、小于胎龄儿(SGA)、巨大儿、低出生体质量儿、早产儿〕发生风险。结果研究共纳入11839例单胎妊娠孕妇。按照美国IOM标准,增重不足(IOM)、增重适宜(IOM)及增重过多(IOM)孕妇占比分别为36.7%(4339/11839)、38.9%(4601/11839)、24.5%(2899/11839);按照中国卫生行业标准,增重不足(WS)、增重适宜(WS)及增重过多(WS)孕妇占比分别为16.2%(1913/11839)、45.0%(5332/11839)及38.8%(4594/11839)。增重不足(IOM+WS)组、增重不足(IOM)+适宜(WS)组、增重适宜(IOM+WS)组、增重适宜(IOM)+过多(WS)组、增重过多(IOM+WS)组孕妇占比分别为16.2%(1913/11839)、20.5%(2426/11839)、24.6%(2907/11839)、14.3%(1694/11839)、24.5%(2899/11839)。多因素Logistic回归分析结果显示,增重适宜(IOM)+过多(WS)组发生总体不良妊娠结局的风险高于增重适宜(IOM+WS)组〔aOR=1.23,95%CI(1.07,1.41),P<0.05〕。增重不足(IOM)+适宜(WS)组发生总体不良妊娠结局的风险与增重适宜(IOM+WS)组差异无统计学意义〔aOR=1.02,95%C(I 0.89,1.16),P<0.05〕。孕早、中期增重过多(IOM+WS)组发生LGA、巨大儿、剖宫产及总体不良妊娠结局的风险高于增重适宜(IOM+WS)组(P<0.05)。结论采用中国卫生行业标准将有更多孕妇符合增重适宜范围,其妊娠结局亦优于采用美国IOM标准。因此,中国卫生行业标准更适用于我国孕妇体质量管理,其中孕早、中期避免增重过多更为重要。

关键词：妊娠期肥胖妊娠并发症妊娠期增重美国医学研究所 WS/T 801-2022

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