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煤粉预热-低氮燃烧机理及颗粒物协同控制

洁净煤技术 2024年第2期30卷 347-354页

作者：朱广庆胡润洁惠世恩牛艳青西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049

通过燃烧优化有望实现煤粉高效低氮燃烧与颗粒物(PM)的协同源控制,也是完成低碳的重要清洁燃烧方式。为阐明预热-燃烧过程NO和PM生成特性和减排机理,针对预热过程中煤氮的析出、挥发分氮的转化以及预热-燃烧过程NO的生成和还原机制及PM... 详细信息

通过燃烧优化有望实现煤粉高效低氮燃烧与颗粒物(PM)的协同源控制,也是完成低碳的重要清洁燃烧方式。为阐明预热-燃烧过程NO和PM生成特性和减排机理,针对预热过程中煤氮的析出、挥发分氮的转化以及预热-燃烧过程NO的生成和还原机制及PM生成展开研究。烟气中主要气体组分和PM分别采用烟气分析仪和荷电低压撞击器(ELPI+)测量和记录。结果表明,气相过量空气系数(αgas)可作为以气相反应为主的预热区反应性(氧化性或还原性)的有效判据。适当增大预热区过量空气系数(α_(p))会增加预热区NO生成,但明显降低整个预热-燃烧过程中NO生成。高预热温度可显著降低NO的生成,预热温度由1 200 K升至1 600 K时,NO降低效率由42.25%提高至51.44%。然而,αp持续增加将减弱NO脱除率的下降趋势。燃烧温度升高对焦炭氧化生成NO和焦炭还原NO过程均有促进作用,但对NO生成的促进作用更显著。同时,预热-燃烧降低细颗粒物生成,尤其是PM_(0.3)生成量减少27.57%。预热-燃烧技术可实现燃烧过程中对PM和NO生成的协同源控制,对煤炭清洁燃烧有重要意义。

关键词：预燃-燃烧气相过量空气系数 NOx 颗粒物协同控制

冷等离子体耦合微量润滑微铣削CFRP加工性能与机理研究

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机械工程学报 2024年第9期60卷 338-350页

作者：王帅帅段振景刘吉宇李育恒王梓恒周瑜阳刘新宋金龙孙晶大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连116024

碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)具有高强度、耐腐蚀、耐高温等优异性能,其结构具有各向异性和非均匀性,机械加工时易出现纤维撕裂、分层和脱粘等损伤,导致表面质量及使用性能难以满足实际需求。冷等离子体射流... 详细信息

碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)具有高强度、耐腐蚀、耐高温等优异性能,其结构具有各向异性和非均匀性,机械加工时易出现纤维撕裂、分层和脱粘等损伤,导致表面质量及使用性能难以满足实际需求。冷等离子体射流中富含活性粒子且宏观温度较低,能有效调控材料特性且不会造成明显损伤。提出采用冷等离子体射流调控CFRP材料的表面浸润性及力学特性,结合微量润滑(Minimum quantity lubrication,MQL)冷却介质辅助微铣削CFRP,实现高质量、低损伤加工。首先通过亲水性改性试验研究射流对CFRP表面浸润性的影响,发现射流能够在40 s内将CFRP表面接触角降低到10°以下,有效提高CFRP的浸润性。然后开展拉伸试验及单颗粒划痕试验研究射流对CFRP力学特性的影响,发现射流作用下CFRP的抗拉强度降低了约17%,同时促进了材料的脆性断裂。最后在不同冷却润滑条件下对CFRP开展微铣削试验,研究了冷等离子体射流及MQL冷却介质对材料切削加工性能的作用效果及机理;结果表明相较于干铣削,冷等离子体射流及MQL冷却介质的复合能场能作用下切削温度降低了28%,切削力降低了10%以上,表面粗糙度降低47%,有效减少已加工表面纤维脱粘、弯曲、撕裂等缺陷,在CFRP等复合材料的辅助加工中有广阔的应用前景。

关键词：碳纤维复合材料微铣削冷等离子体射流微量润滑

基于粗-细网络模型分步训练的地震数据重建方法

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第4期54卷 1396-1405页

作者：葛康建王长鹏张春霞张讲社熊登长安大学理学院西安710064 西安交通大学数学与统计学院西安710049 东方地球物理公司物探技术研究中心河北涿州072751

由于地形等复杂条件的限制,叠前地震数据在空间上存在不完整或不规则分布的情况,导致数据出现缺失或混淆等现象。近年来,基于卷积神经网络的方法已经广泛应用于缺失地震数据重建工作。然而一步训练过程的网络模型不足以重建具有宽振幅... 详细信息

由于地形等复杂条件的限制,叠前地震数据在空间上存在不完整或不规则分布的情况,导致数据出现缺失或混淆等现象。近年来,基于卷积神经网络的方法已经广泛应用于缺失地震数据重建工作。然而一步训练过程的网络模型不足以重建具有宽振幅范围的缺失地震数据,低振幅缺失部分的重建结果仍需改进。因此本文提出一种具有分步训练过程的粗-细网络模型。该模型由粗网络和细网络组成,分步恢复宽振幅范围内的缺失地震数据。在细网络中引入离散小波变换代替池化操作,其可逆性在上采样阶段有利于保留细节特征。模型采用混合损失函数重建缺失信号的真实细节。粗网络的初步恢复结果经过掩码操作处理后输入到细网络,细网络进一步精确恢复缺失部分的低振幅信号。实验结果表明,与残差网络(ResNet)、U型网络(U-Net)和多级小波卷积神经网络(MWCNN)的重建方法相比,本文方法在合成数据和真实数据上展现出更卓越的重建性能:在缺失75%的合成数据上,信噪比为18.818 5 dB;在缺失50%的真实数据上,信噪比为12.2551 dB。在消融研究中,本文模型重建的均方误差为1.689 3×10^(-4),信噪比为19.284 6 dB,峰值信噪比为43.743 5 dB,结构相似性为0.984 1,均优于其他三组对照实验。

关键词：粗-细网络混合损失离散小波变换地震数据重建

县域城镇化是否会加剧耕地景观细碎化——基于中国1934个县域的实证研究

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中国土地科学 2024年第6期38卷 88-98页

作者：王兴邦黄晶张正峰中国人民大学公共管理学院北京100872

研究目的:探究县域城镇化对耕地景观细碎化的影响效应及异质性特征,以期为快速城镇化背景下耕地景观细碎化治理提供有益借鉴。研究方法:GIS空间分析法,双向固定效应模型。研究结果:(1)2000—2020年,我国县域城镇化和耕地景观细碎化水平... 详细信息

研究目的:探究县域城镇化对耕地景观细碎化的影响效应及异质性特征,以期为快速城镇化背景下耕地景观细碎化治理提供有益借鉴。研究方法:GIS空间分析法,双向固定效应模型。研究结果:(1)2000—2020年,我国县域城镇化和耕地景观细碎化水平均呈现提升态势,但两者的冷热点集聚区表现出相反的空间分布特征。(2)县域城镇化的推进会加剧耕地景观细碎化问题,城镇化水平每提升1%,耕地景观细碎化水平提升0.046%,在人口、土地、经济视角下影响效应存在分异特征,土地城镇化的影响效应最大,其次为人口城镇化,经济城镇化的影响效应不显著。(3)不同经济分区和粮食功能分区的县域城镇化对耕地景观细碎化的影响具有分异特征。表现为东部、西部和粮食主销区的县域城镇化对耕地景观细碎化有正向影响效应,而中部和粮食主产区则呈现出负向影响效应。研究结论:应重视快速城镇化进程中耕地景观细碎化问题的异质性特征,差异化推进治理策略,加快破解城乡资源单向流通壁垒,促进土地流转和农田整治以纾解耕地景观细碎化难题。

关键词：耕地景观细碎化县域城镇化双向固定效应模型异质性分析

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机器学习方法预测含硼材料能隙

化学学报 2024年第4期82卷 387-395页

作者：李珺卿宋千禧刘子义王东琪大连理工大学精细化工国家重点实验室辽宁省碳资源催化转化重点实验室化学学院化工学院大连116024

近年来,含硼材料在新能源、催化等领域日益受到重视,然而,对于高附加值的含硼材料发展还存在很高的技术壁垒.因此,亟需深入研究含硼材料微观性质间的关联关系,推动高端含硼材料的研发.本工作面向材料研究从传统的试错法向数据驱动的研... 详细信息

近年来,含硼材料在新能源、催化等领域日益受到重视,然而,对于高附加值的含硼材料发展还存在很高的技术壁垒.因此,亟需深入研究含硼材料微观性质间的关联关系,推动高端含硼材料的研发.本工作面向材料研究从传统的试错法向数据驱动的研究范式转变的需求,通过特征选择、网格搜索优化以及特征重要性分析,探索了多种重要的机器学习算法在含硼材料能隙预测中的应用.结果表明,采用随机森林算法的能隙预测模型决定系数(R^(2))可达0.84,并发现含硼材料的总磁化强度(total magnetization)特征与能隙存在显著的负相关关系,即材料的总磁化强度越小,其能隙越大.本工作表明机器学习方法可用于定向设计具有特定能隙的含硼材料.同时,结果也表明,作为一种集成学习模型,随机森林具有较好的学习能力与稳定的预测性能,可以应用到其它类型材料体系的能隙以及其它材料属性的预测,加速材料性能的设计与优化过程,对新型功能材料的快速筛选与高性能预测具有重要的科学意义.

关键词：含硼材料能隙总磁化强度机器学习

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梯度层对铜基复合材料摩擦学性能的影响

中南大学学报（自然科学版） 2024年第8期55卷 3120-3128页

作者：陆均明李恒青张磊李卫刘洋赈暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院广东广州510632 暨南大学高性能金属耐磨材料技术国家地方联合工程研究中心广东广州510632 西北工业大学材料科学与工程学院陕西西安710072

采用粉末冶金方法制备均质石墨−铜复合材料(10%C/Cu,质量分数)和2层梯度石墨−铜复合材料(7%C/Cu-10%C/Cu),研究梯度层对石墨−铜复合材料物理性能和摩擦学性能的影响,并对其摩擦磨损机制进行分析。研究结果表明:梯度复合材料的致密度和... 详细信息

采用粉末冶金方法制备均质石墨−铜复合材料(10%C/Cu,质量分数)和2层梯度石墨−铜复合材料(7%C/Cu-10%C/Cu),研究梯度层对石墨−铜复合材料物理性能和摩擦学性能的影响,并对其摩擦磨损机制进行分析。研究结果表明:梯度复合材料的致密度和导电性相比于均质复合材料都得到了显著提升。在法向载荷为24、26和30 N时,梯度复合材料的磨损率相比于均质复合材料分别降低了8.24%、12.10%和11.30%;梯度材料和均质材料的平均摩擦因数和磨损率均随载荷的增加而升高;梯度复合材料的磨痕深度、宽度和材料挤出高度都比均质复合材料的小,且均随载荷的增加而增大。2种复合材料的磨损机制主要以磨粒磨损为主,氧化磨损和黏着磨损为辅。

关键词：粉末冶金梯度复合材料石墨-铜复合材料摩擦学性能磨损机制

两性离子-阴离子双交联P(AAm-co-AAc-co-SBMA-co-AMPS)/Fe^(3+)水凝胶的摩擦学性能研究

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材料工程 2024年第4期52卷 183-191页

作者：李子恒王斌斌尤德强李卫王小健暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院广州510632 暨南大学韶关研究院广东韶关512029

水凝胶是一种理想的软骨修复材料,但目前很难有人工材料能实现软骨的超低摩擦因数。使用两性离子单体[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基-(3-磺丙基)(SBMA)和阴离子单体2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)合成一种两性离子-阴离子双交联P(AAm... 详细信息

水凝胶是一种理想的软骨修复材料,但目前很难有人工材料能实现软骨的超低摩擦因数。使用两性离子单体[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基-(3-磺丙基)(SBMA)和阴离子单体2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)合成一种两性离子-阴离子双交联P(AAm-co-AAc-co-SBMA-co-AMPS)/Fe^(3+)水凝胶。在水和PBS中进行摩擦学测试,以评估两性离子和阴离子基团对摩擦因数(CoF)的影响。结果表明:SBMA和AMPS引入的物理交联点可以提高水凝胶的抗压强度,在水中实现了较低CoF(0.04);此外,在PBS中观察到CoF进一步降低至0.015,CoF的降低是由于水凝胶在PBS中浸泡产生的高度水合上层所造成的。

关键词：水凝胶润滑承重摩擦软骨修复

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三生空间视角下京津冀地区植被净初级生产力时空变化及其驱动因素

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生态学杂志 2024年

作者：赵光远董心悦曹则煜邵明北京林业大学园林学院

植被净初级生产力（NPP）是生态系统碳循环和能量流动的关键环节，受到自然因素和人为因素的共同影响。京津冀地区作为中国重要发展核心区之一，在促进经济增长的同时还需重视生态建设。揭示植被NPP的变化趋势以及其影响因素对制定城市... 详细信息

植被净初级生产力（NPP）是生态系统碳循环和能量流动的关键环节，受到自然因素和人为因素的共同影响。京津冀地区作为中国重要发展核心区之一，在促进经济增长的同时还需重视生态建设。揭示植被NPP的变化趋势以及其影响因素对制定城市可持续发展政策具有重要意义。本研究基于自然因素和人为因素探究了三生空间（生态空间、生产空间和生活空间）视角下京津冀地区2001—2020年的NPP变化趋势及其影响因素。结果表明：（1）2001—2020年，京津冀地区生活空间面积增长最快，增加了7661.709 km2（49.76%），而生态空间面积与生产空间面积均有所减少。（2）2001—2020年，京津冀地区的NPP整体呈波动上升趋势，东南部的平原区NPP围绕城市中心明显降低；从NPP的平均值和年增长率来看，生态空间> 生产空间> 生活空间。（3）基于地理探测器和广义加性模型的分析显示，造成三类空间NPP变化的影响因素有较大差异：生活空间中人为活动是NPP变化的主导因素，生产和生态空间中则是自然因素占主导。本研究结果有助于深入认识京津冀地区植被生长变化及其驱动机制。

关键词：净初级生产力三生空间京津冀地区时空格局

基于JAYA算法的紫外光通信无人机编队路由优化

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 848-857页

作者：郝锐王建萍陈丹阳路慧敏北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083

紫外光通信由于其灵活性高、安全性好和全天候工作等优点,被认为是应急通信用无人机编队(UAV)的有潜力通信解决方案。为了提升紫外光通信无人机编队的有效作业时间,该文基于低功耗自适应集簇分层(LEACH)算法,并结合JAYA智能优化算法提... 详细信息

紫外光通信由于其灵活性高、安全性好和全天候工作等优点,被认为是应急通信用无人机编队(UAV)的有潜力通信解决方案。为了提升紫外光通信无人机编队的有效作业时间,该文基于低功耗自适应集簇分层(LEACH)算法,并结合JAYA智能优化算法提出一种新颖的路由优化算法(RJLEACH)。该方法被用来改善紫外光通信无人机编队的有效操作时间。应用该算法对不同结构的紫外光通信无人机编队路由优化,并与其它算法得到的结果进行了比较分析。结果表明,RJLEACH算法在簇首选举阶段降低了无人机节点间的剩余能量方差,并且通过搜索最优路由降低了簇间通信的能量消耗。最终使网络出现第1个死亡节点和出现1/2死亡节点的时间相比经典LEACH算法分别延长了31.8%和13.8%,同时明显提高了能量利用率,能够为灾区救援和应急通信等任务争取宝贵的时间。

关键词：无线紫外光通信分簇协议无人机编队路由优化算法