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横向振动立管上升流中球形单颗粒运动特征

力学学报 2024年第3期56卷 597-612页

作者：魏明珠段金龙王旭周济福中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049

深海采矿过程中,输送矿石颗粒的立管在复杂海洋环境作用下会产生运动响应,这会对管道中矿石颗粒的运动行为产生重要影响,从而影响矿石提升效率,甚至可能危及整个采矿系统的安全.结合颗粒运动方程和软球碰撞模型,对横向振动立管中的球形... 详细信息

深海采矿过程中,输送矿石颗粒的立管在复杂海洋环境作用下会产生运动响应,这会对管道中矿石颗粒的运动行为产生重要影响,从而影响矿石提升效率,甚至可能危及整个采矿系统的安全.结合颗粒运动方程和软球碰撞模型,对横向振动立管中的球形单颗粒运动特征进行研究,主要分析了立管振动参数、颗粒与流体密度比以及颗粒与立管直径比对立管中单颗粒运动的影响.研究表明,随振动频率和幅度、颗粒与流体密度比以及颗粒与立管直径比的增加,颗粒垂向平均速度减小.颗粒与管壁之间无碰撞发生时,颗粒与立管之间横向相对速度幅值、颗粒运动与立管之间横向速度的相位差以及颗粒垂向速度波动幅值,与立管振动的频率和振幅、颗粒与流体密度比以及颗粒与立管直径比呈正相关.然而,当颗粒与立管之间有碰撞发生时,颗粒与立管间的横向速度的相位差减小,而颗粒垂向速度波动幅值显著增大.另外,随着密度比和直径比的增大,颗粒与管壁之间更容易发生碰撞,而碰撞会减弱密度比和直径比对颗粒横向速度和垂向速度的影响.

关键词：深海采矿振动立管上升流颗粒运动颗粒-管壁碰撞

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球舱方位通道动力学建模及参数辨识

北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 2001-2008页

作者：李一健周江华张晓军中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院大学航空宇航学院北京100049

用于天文观测的高空气球姿态控制系统是一种软联结控制系统,其控制稳定性与气球吊舱的运动特性有重要关系。使用拉格朗日方程对球舱方位通道的运动学特性进行建模,并使用基于最小递推二乘的算法对球舱方位通道模型中的扭转刚度和阻尼系... 详细信息

用于天文观测的高空气球姿态控制系统是一种软联结控制系统,其控制稳定性与气球吊舱的运动特性有重要关系。使用拉格朗日方程对球舱方位通道的运动学特性进行建模,并使用基于最小递推二乘的算法对球舱方位通道模型中的扭转刚度和阻尼系数进行离线辨识。与传统的稳定性分析方法相比,所提方法进一步揭示了系统控制稳定性与系统的关系和球舱方位控制运动特性,为高空气球吊舱姿控系统的设计及优化提供了重要参考。

关键词：高空气球方位控制拉格朗日建模递推最小二乘参数辨识

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网络威胁情报分析框架研究和实现

燕山大学学报 2024年第4期48卷 369-376页

作者：何发镁刘润时贾赛男岳桓州王旭仁北京理工大学图书馆北京100081 首都师范大学信息工程学院北京100048

网络威胁情报基于大量网络威胁数据,通过信息共享和集体协作,实现对网络威胁的快速预警、检测和响应。如何快速、准确地从海量威胁情报报告中自动提取涉及网络安全信息已成为研究的热点和难点。文中提出了一个网络威胁情报分析框架,总... 详细信息

网络威胁情报基于大量网络威胁数据,通过信息共享和集体协作,实现对网络威胁的快速预警、检测和响应。如何快速、准确地从海量威胁情报报告中自动提取涉及网络安全信息已成为研究的热点和难点。文中提出了一个网络威胁情报分析框架,总结目前对网络威胁情报的全周期处理流程。并给出了在此框架下应用实例:创建公开威胁情报数据集、提出网络威胁情报关键信息抽取算法、实现基于异质信息图的恶意IP⁃域名的关联认知等。文中实现了多种网络威胁情报实体识别深度学习模型,其中基于XLnet和字典相结合进行嵌入表达,模型准确率最好达到95.27%。论文提出的网络威胁情报分析框架可以作为非结构化网络威胁情报分析的指导依据,论文的实验结果可以作为网络威胁情报信息抽取工作的对比基线。

关键词：网络威胁情报深度学习多头注意力机制命名实体识别

基于粒子图像测速技术的快速流态化颗粒速度分布函数分析

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过程工程学报 2024年第2期24卷 193-206页

作者：肖冬胡善伟刘新华张丽沈阳化工大学化学工程学院辽宁沈阳110142 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190

量化非均匀气固流动特征对流化床反应器的设计和优化具有重要意义。反应器内颗粒团聚物的形成和演化使得系统远离平衡状态,从而导致颗粒速度分布呈现非麦克斯韦分布特征。本工作利用自适应粒子图像测速(PIV)、粒子追踪测速技术(PTV)及... 详细信息

量化非均匀气固流动特征对流化床反应器的设计和优化具有重要意义。反应器内颗粒团聚物的形成和演化使得系统远离平衡状态,从而导致颗粒速度分布呈现非麦克斯韦分布特征。本工作利用自适应粒子图像测速(PIV)、粒子追踪测速技术(PTV)及数字图像处理(DIA)相结合的实验研究方法,对快速流化床中的颗粒运动特性和速度分布函数进行统计分析。研究发现,无论在沿重力方向还是水平方向,颗粒速度分布函数均明显偏离麦克斯韦分布,而呈现偏峰长拖尾或双峰分布特征。使用双峰分布函数可以较好地拟合不同实验条件下的颗粒速度分布。进一步探讨了颗粒速度分布函数的各向异性和非麦克斯韦分布的影响因素,发现颗粒速度分布函数偏离理想分布的程度与颗粒团聚程度、局域颗粒速度脉动量及颗粒浓度脉动量大小正相关。这说明颗粒团聚物的形成和演化使气固流化系统远离平衡态,从而导致颗粒速度分布呈现非麦克斯韦分布特征。最后结合能量最小多尺度(EMMS)模型对稀密相结构进行解析,并与实验获得的速度分布函数进行了对比,发现实验结果符合EMMS模型的稀密相共存假设,证明了采用双峰分布对颗粒速度分布函数进行近似在理论上可行。

关键词：粒子图像测速流化床颗粒速度分布非均匀结构介尺度结构

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基于自抗扰控制的AUV抗洋流对接研究

舰船科学技术 2024年第14期46卷 89-96页

作者：黄陶俊石凯乌云嘎徐会希吕凤天中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 辽宁省水下机器人重点实验室辽宁沈阳110169 中国科学院大学北京100049 吉利汽车研究院(宁波)有限公司浙江宁波315336

洋流和未知干扰的存在影响着自主水下机器人(AUV)对接回收的成功与否,同时保证对接姿态和抗扰能力较为困难。本文提出一种基于自抗扰控制的三段式对接控制方法:在对接首段采用追踪制导,中段采用横向偏差制导,末端采用余弦曲线制导生成... 详细信息

洋流和未知干扰的存在影响着自主水下机器人(AUV)对接回收的成功与否,同时保证对接姿态和抗扰能力较为困难。本文提出一种基于自抗扰控制的三段式对接控制方法:在对接首段采用追踪制导,中段采用横向偏差制导,末端采用余弦曲线制导生成期望的航向角度,设计洋流观测器估计并补偿洋流,并针对AUV模型设计自抗扰控制器实现航向角跟踪。在Matlab/Simulink中建立控制模型,在不同洋流和外界随机干扰条件下仿真。仿真结果表明,设计的对接方法在洋流下可有效控制AUV的航向角和横向距离,对外界随机干扰具有一定抵抗能力,能够同时保证对接姿态和抗扰能力。

关键词：自主水下机器人洋流干扰自抗扰控制对接回收

磁序与拓扑的耦合:从基础物理到拓扑磁电子学

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物理学报 2024年第1期73卷 24-30页

作者：刘恩克中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室北京100190

磁学与拓扑物理是两大较为成熟的学科,二者的结合是新一代磁电子学的需求和基础.磁性拓扑材料是磁序与拓扑物理耦合的重要产物,为新兴的拓扑物理提供了材料载体和调控自由度.磁性外尔半金属实现了时间反演对称破缺下的外尔费米子拓扑物... 详细信息

磁学与拓扑物理是两大较为成熟的学科,二者的结合是新一代磁电子学的需求和基础.磁性拓扑材料是磁序与拓扑物理耦合的重要产物,为新兴的拓扑物理提供了材料载体和调控自由度.磁性外尔半金属实现了时间反演对称破缺下的外尔费米子拓扑物态,通过拓扑增强的贝利曲率产生了一系列新奇的磁/电/热/光效应;而外尔电子与磁序的相互作用也使得拓扑电子物理有望成为磁电子学应用的新原理和驱动力.当前,新物态与新效应的发现是磁性拓扑材料第一阶段的主要任务和特征,而动量空间拓扑电子与实空间磁序的相互作用已经开始进入人们的视野.这两个阶段的深入发展,将为拓扑磁电子学积累必要的物理基础和应用尝试.本文着眼于磁性拓扑材料发展的两个阶段,讲述磁性拓扑材料的提出和实现、均一磁序下的拓扑电子态及新奇物性、局域磁态与拓扑电子的相互作用3个方面,阐述当前领域内的热点内容和发展趋势,并对拓扑磁电子学的未来发展进行了思考和展望,以助力未来拓扑自旋量子器件的快速发展.

关键词：拓扑物理磁性外尔半金属拓扑磁电子学

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华北克拉通始太古代演化——来自冀东38亿年片麻岩锆石Hf-O同位素的记录

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岩石学报 2024年第3期40卷 689-701页

作者：吕畅王浩杨进辉冉静周宝全吴亚东中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

陆壳成因的研究对了解地球演化具有重要意义,但由于古老陆壳岩石出露有限,目前地球早期陆壳研究还比较薄弱。近期,冀东地区一处新的始太古代岩石记录的发现,为研究华北克拉通内部早期陆壳性质提供了极为重要的对象。本文对冀东卢龙喇叭... 详细信息

陆壳成因的研究对了解地球演化具有重要意义,但由于古老陆壳岩石出露有限,目前地球早期陆壳研究还比较薄弱。近期,冀东地区一处新的始太古代岩石记录的发现,为研究华北克拉通内部早期陆壳性质提供了极为重要的对象。本文对冀东卢龙喇叭山地区这处新发现的始太古代花岗闪长质片麻岩进行了详细的锆石U-Pb年代学和Hf-O同位素分析。结果显示该样品中锆石具有自形-半自形晶形、振荡环带的内部结构,较高的Th、U含量以及Th/U比值,显示岩浆锆石特征。7个SIMS分析点给出的加权平均^(207)Pb/^(206)Pb年龄为3776±11Ma(MSWD=3.1),代表了花岗闪长质岩浆的结晶年龄,指示冀东地区存在始太古代结晶基底。这些锆石的O同位素组成(δ^(18)O=5.81±0.13‰)与地幔锆石在分析误差范围内一致,其Hf同位素组成(ε_(Hf)(t)=0.09±0.31)与球粒陨石均一岩浆库类似。这些Hf-O同位素特征显著不同于冀东地区曹庄岩组中发现的始太古代碎屑锆石,说明其不可能作为曹庄岩组变沉积岩的物源区。而华北克拉通内部鞍山地区的始太古代片麻岩中的岩浆锆石与冀东始太古代碎屑锆石在Hf-O同位素特征上最为类似,因此前者是冀东始太古代碎屑锆石最可能的源岩,暗示冀东地区和鞍山地区在始太古代时可能是统一的整体。与全球始太古代岩石记录对比发现,华北克拉通主体与North Atlantic克拉通、Pilbara克拉通和塔里木克拉通等主要克拉通类似,其内部目前发现的最古老岩石都具有与球粒陨石一致的锆石Hf同位素组成,指示大部分始太古代陆壳可能源自一个未发生明显分异的相对原始地幔源区。

关键词：华北克拉通陆壳演化冀东锆石 U-Pb年代学 Hf-O同位素

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氮杂环卡宾配位的铁磷簇合物

化学学报 2024年第09期 932-939+1096-1110页

作者：杜牧杨程博陈琦邓亮中国科学技术大学化学与材料科学学院中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室中国科学院大学杭州高等研究院化学与材料科学学院

通过三配位零价铁配合物[（NHC）Fe（η2:η2-dvtms）]（NHC=氮杂环卡宾;dvtms=四甲基二乙烯基二硅氧烷）与白磷的反应合成了三种氮杂环卡宾配位的铁磷簇合物,对其进行了结构和光谱学表征.通过分步重结晶的方法从[（IMes）Fe（η2:η2-d... 详细信息

通过三配位零价铁配合物[（NHC）Fe（η2:η2-dvtms）]（NHC=氮杂环卡宾;dvtms=四甲基二乙烯基二硅氧烷）与白磷的反应合成了三种氮杂环卡宾配位的铁磷簇合物,对其进行了结构和光谱学表征.通过分步重结晶的方法从[（IMes）Fe（η2:η2-dvtms）](IMes=1,3-双（2,4,6-三甲基苯基）咪唑-2-亚基)与等物质的量的P4在低温下（-30℃到室温）的反应中分离到了三种铁磷簇合物[（IMes）2Fe2（μ-η5:η5-cyclo-P5）]（1）、[（IMes）3Fe3（μ-η6:η6:η6-P9）]（2）和[（IMes）2Fe2(μ-η2:η2-cycloP4P（IMes）)（μ-η3:η3-P3）]（3）.配合物1和3可分别以18%和32%的产率从该零价铁配合物与等物质的量的P4在80℃和低温下的反应中分离得到.配合物2仅能得到痕量的晶体.这些配合物的结构均通过单晶X射线衍射表征.配合物1为反三明治型的双核铁配合物.Fe…Fe距离为0.2515（1） nm,其桥联μ-η5:η5-cyclo-P5配体乱序,结构类似的配合物[（IDep）2Fe2（μ-η5:η5-cyclo-P5）][4,IDep=1,3-双（2,6-二乙基苯基）咪唑-2-亚基]可通过[（IDep）Fe（η2:η2-dvtms）]与P4反应合成.其单晶X射线衍射所得的结构中桥联μ-η5:η5-cyclo-P5配体无乱序现象,两个铁中心具有相同的配位环境.配合物1在80 K下的零场57Fe穆斯堡尔谱仅含一组四极距分裂的双峰,同质异能位移δ=0.32 mm·s-1,四极距裂分|ΔEQ|=0.61mm·s-1.磁化率测试表明配合物1的基态自旋量子数S=1/2.这些表征数据显示该类反三明治型的双铁配合物可看作是一个Robin-DayⅢ型混合价态配合物.配合物2为首例具有P9配体的过渡金属磷簇合物.其P9配体含两个相对的三角形P3面和三个船式P6面.每个船式P6面与一个Fe（IMes）片段以η6-形式配位.Fe…Fe距离平均值为0.2626（1） nm.配合物3中μ-η2:η2-cyclo-P4P（IMes）配体和μ-η3:η3-P3配体的结构参数与[（IMes）2Co2(μ-η2:η2-cyclo-P4P（i Pr2Im）)（μ-η3:η3-P3）]中相应配体相近.1H NMR和31P NMR表征显示3为抗磁性化合物.配合物3的零场57Fe穆斯堡尔谱同质异能位移δ=0.26 mm·s-1,四极距裂分|ΔEQ|=0.91 mm·s-1.

关键词：氮杂环卡宾铁白磷簇合物多磷化物

2种纤维素纳米纤维作为水基润滑添加剂的摩擦学性能研究

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摩擦学学报 2024年第9期 1295-1305页

作者：张彧一胡文敬李久盛中国科学院上海高等研究院先进润滑材料实验室中国科学院大学中国科学院上海高等研究院中国科学院低碳转化科学与工程重点实验室

为探索不同制备方法得到的纤维素纳米纤维作为水基润滑添加剂的摩擦学性能，选择TEMPO (2, 2, 6, 6-四甲基哌啶-1-氧自由基)氧化法和机械法得到的2种纤维素纳米纤维(TO-CNF和C-CNF).采用光学显微镜(POM)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒... 详细信息

为探索不同制备方法得到的纤维素纳米纤维作为水基润滑添加剂的摩擦学性能，选择TEMPO (2, 2, 6, 6-四甲基哌啶-1-氧自由基)氧化法和机械法得到的2种纤维素纳米纤维(TO-CNF和C-CNF).采用光学显微镜(POM)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度仪、红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)和元素分析等方法对其形貌和结构进行表征，发现上述2种不同类型的CNF均为棒状结构，且为纤维素I型，其中氧化法制备的TO-CNF结构中含有一定量的羧基官能团.通过热重分析表明，C-CNF的热稳定性略优于TO-CNF.进一步通过UMT往复摩擦试验机研究了2种CNF作为水基润滑添加剂的摩擦学性能，结果表明，在添加量(质量分数，w)不超过1%时，2种CNF在不同添加浓度下均表现出显著的减摩性能.其中TO-CNF的减摩性能略优于C-CNF，添加w=1%可使摩擦系数相对于基础体系降低51%.通过钢板表面接触角和磨损后的表面分析对CNF的润滑作用机理进行分析，推测由于CNF结构中含有大量的羟基或羧基等极性官能团，作为添加剂能够在摩擦副表面发生不同程度的吸附从而形成润滑保护膜，防止滑动表面微凸体的直接接触进而改善摩擦学性能.

关键词：纤维素纳米纤维水基润滑添加剂极性基团摩擦学性能润滑膜