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甲烷和甲醇双燃料重整制氢Pt基双金属结构催化剂的优化

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动力工程学报 2024年第7期44卷 1093-1100页

作者：赵燕春任衍伦王堃陆晓玲张莉兰健天津大学机械工程学院天津300073 中国船舶集团有限公司第七一一研究所上海201108 华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

以蜂窝结构FeCrAl为基体,制备了Pt-Rh(Cu)/Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_(2)/Al_(2)O_(3)双金属结构催化剂,对催化剂形貌物性和制氢性能进行了分析,通过搭建实验装置对催化剂进行了制氢性能的评价。结果表明:所制备Pt-Rh/Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_(2)/Al_(2)O_(3)/FeCrAl表面形貌均一,无明显色差和堵孔,催化剂表面存在大量的表面孔隙,呈现出蛛网多孔形式,易于实现催化剂负载,使得催化剂具有较高的气体吸附和反应空间;Pt与Cu物质的量比为1∶15时在所制备的Pt系催化剂中新鲜态活性最高,对于甲醇和甲烷蒸汽重整反应具有75%以上的转化率,且氢气体积分数较高;与Pt-Cu相比,Pt-Rh催化剂稳定性高,活性组分团聚程度较低;所制备的双金属催化剂可同时适用于甲烷和甲醇双燃料,具有非常好的氢气选择性。

关键词：重整制氢双金属 FeCrAl 稳定性宽燃料

不同改性方法对超高分子量聚乙烯纤维蠕变行为的影响

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工程塑料应用 2024年第8期52卷 140-147页

作者：郑晗孙勇飞王新威上海化工研究院有限公司上海200062 聚烯烃催化技术与高性能材料国家重点实验室上海200062

超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)纤维因其优异的性能广泛应用于多个领域,但其在长时间负载下易蠕变的问题限制了其更广泛的应用。关于PE-UHMW纤维的研究多关注于纤维本身的蠕变性能优化,对蠕变过程和蠕变行为讨论较少。通过石墨烯共混改性和... 详细信息

超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)纤维因其优异的性能广泛应用于多个领域,但其在长时间负载下易蠕变的问题限制了其更广泛的应用。关于PE-UHMW纤维的研究多关注于纤维本身的蠕变性能优化,对蠕变过程和蠕变行为讨论较少。通过石墨烯共混改性和支化改性两种方法制备得到了不同性能的耐蠕变纤维样品,通过力学性能表征、40%断裂载荷下3 h的蠕变测试和差示扫描量热(DSC)测试,探讨了不同纤维的蠕变行为和对应的蠕变机理。实验对比了常规纤维、掺杂不同含量石墨烯的PE-UHMW纤维以及不同支化度的PE-UHMW纤维和商业耐蠕变纤维Dyneema DM20纤维,研究发现,共混改性和支化改性均能提高PE-UHMW纤维的耐蠕变性能,但表现出不同的蠕变行为和机理。石墨烯的添加能够有效降低PE-UHMW纤维的初始蠕变量,尤其是在石墨烯质量分数为8%时,纤维的蠕变变形减少了37.6%,当石墨烯质量分数大于8%后,初始蠕变量反而增加;支化改性对纤维蠕变性能的影响主要体现在恒定载荷下的抗形变能力。包含支链的纤维初始蠕变量要大于未改性纤维,但其在第二阶段的蠕变速率显著降低,显示出更好的耐蠕变性能。通过对蠕变曲线进行时间外推验证了改性纤维在长期载荷下的稳定性。石墨烯共混改性使纤维的DSC吸热峰值升高至146℃以上,支化改性纤维则展现3个独立吸热峰,表明支链引入新的微观结构。最后讨论分析了不同改性方法对PE-UHMW纤维蠕变行为的影响机制。

关键词：超高分子量聚乙烯纤维蠕变行为共混改性支化改性分子链滑移石墨烯

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胆甾相液晶微球光子禁带的动态调控及其应用

物理化学学报 2024年第5期40卷 3-23页

作者：刘晓珺秦朗俞燕蕾复旦大学材料科学系聚合物分子工程国家重点实验室上海200433 复旦大学义乌研究院浙江义乌322000

胆甾相液晶微球是空间结构高度对称的三维光子晶体,能够全方位地选择性反射特定波长的圆偏振光,具有无角度依赖性的光子禁带,作为一种新兴的光学材料在全向激光器、反射式显示和微传感器等领域展现出广阔的应用前景。近年来,毛细管微流... 详细信息

胆甾相液晶微球是空间结构高度对称的三维光子晶体,能够全方位地选择性反射特定波长的圆偏振光,具有无角度依赖性的光子禁带,作为一种新兴的光学材料在全向激光器、反射式显示和微传感器等领域展现出广阔的应用前景。近年来,毛细管微流控技术的蓬勃发展为连续、可控、高通量地制备结构复杂且分子规则取向的单分散胆甾相液晶微球提供了强有力的支持。本综述重点关注利用毛细管微流控技术制备胆甾相液晶微球的相关研究工作,首先分析了毛细管微流控装置在设计微球结构中的决定性作用,阐明了溶液体系的选择与液晶分子取向间的关系以及边界效应对微球尺寸的影响;随后,从胆甾相液晶微球的光学特性切入,介绍了利用温度、溶剂和光等外界刺激调控螺旋结构自组装的原理和策略以及微球之间独有的“光子交叉通讯”现象;最后,总结了现阶段胆甾相液晶微球的潜在应用方向并讨论了该材料体系未来面临的挑战。

关键词：胆甾相液晶结构色微流控微球光子器件

X射线超快成像原位表征激光增材制造过程研究进展

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中国有色金属学报 2024年第4期34卷 1405-1427页

作者：龚来凤帅三三李雅莉黎姗姗陈超越王江任忠鸣上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444 上海大学材料科学与工程学院上海200444 中国航发商用航空发动机制造有限责任公司上海201306

在增材制造过程中,熔池经历快速熔化、冷却、凝固的过程,其物理、化学、结构和应力等处于极端非平衡状态,容易导致孔隙、裂纹等缺陷产生,影响制件力学性能。同步辐射X射线具有高空间分辨率和时间分辨率,可以实现增材制造过程中熔池动力... 详细信息

在增材制造过程中,熔池经历快速熔化、冷却、凝固的过程,其物理、化学、结构和应力等处于极端非平衡状态,容易导致孔隙、裂纹等缺陷产生,影响制件力学性能。同步辐射X射线具有高空间分辨率和时间分辨率,可以实现增材制造过程中熔池动力学和缺陷演化的原位表征。本文综述了近年来激光增材制造原位实验平台的搭建,并从熔池结构演化、缺陷形成机理和成形工艺优化三个方面介绍了同步辐射X射线原位表征激光增材制造过程的研究进展。最后基于目前增材制造原位观察的局限性,从表征系统改进、原料多样化和计算修正等方面对未来研究进行了展望。

关键词：同步辐射X射线超快成像激光增材制造熔池结构演化缺陷形成原理

融合多策略改进的灰狼优化算法及其在汽轮机转子应力监测上的应用

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汽轮机技术 2024年第2期66卷 138-144页

作者：丁先李汪繁徐佳敏臧剑南吴何来上海发电设备成套设计研究院有限责任公司上海200240

针对灰狼优化算法求解精度低和易陷入局部最优的缺陷,提出一种融合多策略改进的灰狼优化算法(improved grey wolf optimization algorithm,IGWO)。首先采用混沌映射规则生成初始解,以增强初始种群的均匀性和遍历性;其次加入狼群交叉变... 详细信息

针对灰狼优化算法求解精度低和易陷入局部最优的缺陷,提出一种融合多策略改进的灰狼优化算法(improved grey wolf optimization algorithm,IGWO)。首先采用混沌映射规则生成初始解,以增强初始种群的均匀性和遍历性;其次加入狼群交叉变异过程,以增加种群的多样性,避免陷入局部最优;最后引入动态惯性权重对灰狼位置进行更新,加快迭代过程的收敛。将IGWO与其它相似算法进行实验对比分析,结果表明:IGWO在6个标准函数的测试中优化性能表现最优,验证了其求解精度更高,泛化能力更强;将IGWO应用到某300MW级火电机组的汽轮机转子应力监测问题上,采用IGWO优化支持向量回归(support vector regression,SVR)建立的预测模型相对误差处于[-1.33%,1.88%],平均相对误差为0.64%;相较于其它预测方法,IGWO-SVR具有较高的求解精度和稳定性,验证了改进措施可有效提高IGWO的寻优性能,相关研究结论可为GWO的改进和汽轮机转子应力监测提供参考。

关键词：灰狼优化算法多策略混沌映射交叉变异动态惯性权重应力监测

基于改进球轴承拟静力学算法的多轴承支承轴系模型

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轴承 2024年第10期 80-87页

作者：孙敏杰赵利锋张涛上海集优机械有限公司轴承技术中心上海201108 上海天安轴承有限公司上海201108

针对传统球轴承拟静力学模型计算精度低以及收敛困难的问题,提出了根据球与沟道接触状态修正迭代初值的改进算法,在此基础上采用考虑剪切变形的铁摩辛柯梁单元建立轴承在定位预紧、定压预紧下与轴的耦合模型,并以某3套角接触球轴承支承... 详细信息

针对传统球轴承拟静力学模型计算精度低以及收敛困难的问题,提出了根据球与沟道接触状态修正迭代初值的改进算法,在此基础上采用考虑剪切变形的铁摩辛柯梁单元建立轴承在定位预紧、定压预紧下与轴的耦合模型,并以某3套角接触球轴承支承的轴系为研究对象,将所提出的多轴承支承轴系模型与Romax仿真结果对比,轴系变形和轴承支反力一致性较好,证明了模型的正确性,同时相比传统拟静力学模型,改进模型大大提高了轴系在不同工况下的收敛性。

关键词：滚动轴承角接触球轴承轴系静力学铁摩辛柯梁位移接触载荷收敛

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基于混合算法的船舶波浪中操纵运动预报研究

船舶力学 2024年第9期28卷 1347-1355页

作者：龚家烨范佘明李云波洪智超杨玉峰上海市船舶工程重点实验室上海200011 上海海事大学上海201306 江苏科技大学江苏镇江212100 武警海警学院浙江宁波315801

本文基于开源代码OpenFOAM,采用基于全非线性势流方法与粘性流方法耦合的混合模型,结合桨舵推进模型,模拟单桨船在波浪中的回转和Z形操纵运动。外场采用全非线性势流方法(FNPT)模拟波浪水池,内场采用粘流方法模拟波浪与船舶相互作用,采... 详细信息

本文基于开源代码OpenFOAM,采用基于全非线性势流方法与粘性流方法耦合的混合模型,结合桨舵推进模型,模拟单桨船在波浪中的回转和Z形操纵运动。外场采用全非线性势流方法(FNPT)模拟波浪水池,内场采用粘流方法模拟波浪与船舶相互作用,采用考虑波浪影响的桨舵力学模型计算航行中的桨舵推进受力,实现船舶在波浪中六自由度操纵运动的仿真。采用KVLCC2模型用于数值模拟,通过自航试验对比验证方法的有效性。模拟初始横浪条件下船舶波浪中操纵运动,通过改变波长研究和分析横浪下波长对船舶回转性能和机动性能的影响。

关键词：混合算法操纵性回转 Z形横浪

面向韧性提升的综合能源系统规划与运行调度研究综述

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电力系统自动化 2024年

作者：任洪波张宇晨吴琼李琦芬上海电力大学能源与机械工程学院上海非碳基能源转换与利用研究院

日益频发的极端事件凸显出综合能源系统韧性提升的必要性和紧迫性。现阶段综合能源系统韧性提升大多聚焦规划、运行调度的单个阶段提出针对性解决方案。作为综合能源系统实施过程中互为支撑、相辅相成的两个核心环节，若能将韧性理念贯... 详细信息

日益频发的极端事件凸显出综合能源系统韧性提升的必要性和紧迫性。现阶段综合能源系统韧性提升大多聚焦规划、运行调度的单个阶段提出针对性解决方案。作为综合能源系统实施过程中互为支撑、相辅相成的两个核心环节，若能将韧性理念贯彻规划和运行调度全流程通过多环节协调，有望以更小的代价实现系统整体韧性的提升。文中立足综合能源系统实施全过程，从规划和运行调度两个层面探讨了系统韧性提升的思路和方法。一方面，从设备冗余配置、多能融合、多区域互动和跨系统耦合4个方面全面梳理了规划阶段提升综合能源系统韧性的研究成果；另一方面，从灾前防御、灾中响应和灾后恢复3个维度分析了综合能源系统运行调度阶段的韧性提升策略。最后，结合当前能源转型趋势，提出以跨界融合为基本理念，基于物理和数据双驱动手段，未来可通过规划与运行协调提升综合能源系统韧性。

关键词：综合能源系统韧性极端事件运行调度跨界融合

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硬磁软材料的三维无网格模型

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第6期54卷 59-69页

作者：刘俊廷杨易凡李茂源徐凡复旦大学航空航天系力学与工程仿真研究所上海200433

硬磁软材料由填充了高剩磁颗粒的弹性体基质组成,具有灵活的可编程性和快速变形等优势,在软体机器人、生物医学设备和柔性电子领域具有广阔的应用前景.对硬磁软材料大变形的精确预测是相关应用的关键.由于硬磁柔性结构的可编程形貌变形... 详细信息

硬磁软材料由填充了高剩磁颗粒的弹性体基质组成,具有灵活的可编程性和快速变形等优势,在软体机器人、生物医学设备和柔性电子领域具有广阔的应用前景.对硬磁软材料大变形的精确预测是相关应用的关键.由于硬磁柔性结构的可编程形貌变形预测及设计对精度要求较高,本文提出了一种基于径向基点插值法的三维无网格模型来定量预测硬磁软材料的大变形行为.通过采用直接节点积分并结合中心差分法进行求解,研究了硬磁软梁和硬磁悬臂板的弯曲变形,硬磁软杆的扭转变形,以及硬磁软梁在三维非均匀磁化情况下的空间大变形响应.我们的模型不仅可用于定量分析硬磁软材料大变形行为,也可用于指导铁磁软体机器人和柔性结构的理性设计.

关键词：硬磁软材料磁驱动器无网格法径向基点插值法大变形