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努森压缩机粗糙微通道流动及增压性能研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 92-98页

作者：兰江谢军龙叶建军张靖宇华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074 滇西科技师范学院数理学院云南临沧677000

建立了不同粗糙壁面微通道努森压缩机模型.采用滑移边界的数值方法,从流动机理出发研究了粗糙形状、粗糙元周期和粗糙元高度对微通道流动及增压性能的影响.研究表明:影响正弦、矩形、随机壁面热流逸流的因素分别为沿正弦壁面路径单位长... 详细信息

建立了不同粗糙壁面微通道努森压缩机模型.采用滑移边界的数值方法,从流动机理出发研究了粗糙形状、粗糙元周期和粗糙元高度对微通道流动及增压性能的影响.研究表明:影响正弦、矩形、随机壁面热流逸流的因素分别为沿正弦壁面路径单位长度的温差梯度、凹陷处和交界面的低速涡旋、沿随机壁面路径单位长度的温差梯度.正弦和矩形壁面微通道的热流逸流和增压性能随粗糙元周期增加而增大,随粗糙元高度增加而减小.相同粗糙元周期或高度下,正弦壁面抵抗增压性能下降的能力比矩形壁面更强.

关键词：努森压缩机微通道粗糙元热流逸流增压性能

改进多尺度结构化融合的红外与可见光图像融合

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光学精密工程 2024年第7期32卷 1101-1110页

作者：龙志亮邓月明谢竞王润民湖南师范大学信息科学与工程学院湖南长沙410081

为解决弱光环境下的红外与可见光图像的融合结果存在对比度低、细节纹理不足、融合耗时长的问题,提出了一种改进多尺度结构化融合的方法。在图像融合前,采用动态范围压缩算法对弱光下的可见光图像进行增强,再通过多尺度结构化分解将增... 详细信息

为解决弱光环境下的红外与可见光图像的融合结果存在对比度低、细节纹理不足、融合耗时长的问题,提出了一种改进多尺度结构化融合的方法。在图像融合前,采用动态范围压缩算法对弱光下的可见光图像进行增强,再通过多尺度结构化分解将增强后的可见光图像和红外图像分解成低频和高频信息;在融合过程中,提出一种基于均方根误差系数的方法对低频信息进行融合,提出一种基于信息熵自适应调整权重的策略对初步融合的高频信息进行二次优化融合,再通过多尺度结构化分解的逆变换重构出融合图像;最后,提出一种基于灰度分类的区域像素增强算法来提高融合后图像的对比度。将提出方法与9种常用的融合方法进行了定性和定量的分析比较,在TNO和CVC-14数据集上的实验结果表明,该方法在平均梯度、交叉熵、边缘强度、标准差和空间频率指标上取得了更好的客观评价结果,整体视觉效果也要优于对比方法。本方法的融合结果具有丰富的细节纹理、较高的清晰度和对比度,且融合耗时短。

关键词：图像处理多尺度结构化融合动态范围压缩均方根误差信息熵对比度

一种C_(3)N_(4)光催化剂的制备及其对四环素类抗生素的降解

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中国环境科学 2024年第4期44卷 2073-2082页

作者：高艺芳郭瑞焦媛刘晓娜钱天伟太原理工大学环境科学与工程学院山西晋中030606

以单一尿素为前驱体,通过热聚合制备了C_(3)N_(4),并通过SEM、XRD、XPS、FT-IR、UV-Vis等分析表征了所制备的C_(3)N_(4)材料的结构、成分、光学性能和光催化活性.结果发现制备的C_(3)N_(4)具有花状的多孔纳米片结构和大的比表面积.制备... 详细信息

以单一尿素为前驱体,通过热聚合制备了C_(3)N_(4),并通过SEM、XRD、XPS、FT-IR、UV-Vis等分析表征了所制备的C_(3)N_(4)材料的结构、成分、光学性能和光催化活性.结果发现制备的C_(3)N_(4)具有花状的多孔纳米片结构和大的比表面积.制备的C_(3)N_(4)在氙灯320~780nm的照射下,对盐酸四环素(TCH)的降解表现出良好的光催化活性,60min内降解率达到99.60%.自由基淬灭实验的结果表明,·O_(2)^(-)、^(1)O_(2)和h^(+)是TCH降解的主要原因.对比试验和DFT理论计算分析发现,以尿素为原料制备的C_(3)N_(4)比三聚氰胺为原料制备的M-C_(3)N_(4)光催化效果优异是归因于C_(3)N_(4)具有花状的多孔结构,更大比表面积以更多的活性位点和氧空位.此外,制备的催化剂C_(3)N_(4)对四环素类的抗生素(盐酸金霉素(CTC)和土霉素(OTC))具有类似的催化效果.进一步通过分析光催化氧化中间产物,提出了TCH可能的降解路径.

关键词：光催化 C_(3)N_(4) 四环素理论计算

双向极不等压软岩巷道围岩裂隙分布及变形机制

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煤炭学报 2024年第7期49卷 3025-3037页

作者：王卫军马谕杰范磊袁超吴海田芯宇湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

巷道围岩蝶形塑性区破坏是引起巷道围岩大变形的重要原因,近年来引起了巷道支护工作者的高度重视。掌握蝶形塑性区内围岩变形机制是实现软岩巷道围岩控制的基础。然而,有关于蝶形破坏理论中围岩变形机制的研究却鲜有报道。针对上述问题... 详细信息

巷道围岩蝶形塑性区破坏是引起巷道围岩大变形的重要原因,近年来引起了巷道支护工作者的高度重视。掌握蝶形塑性区内围岩变形机制是实现软岩巷道围岩控制的基础。然而,有关于蝶形破坏理论中围岩变形机制的研究却鲜有报道。针对上述问题,以南方某矿一采区南运巷产生的大变形特征为研究对象,在分析巷道所处应力环境及地质条件的基础上,对围岩裂隙分布、巷道变形机制及控制方法进行了系统研究。结果表明:南运巷是典型的极不等压软岩巷道,巷道开挖后,围岩裂隙呈“蝶形”分布;“蝶形裂隙区”集中出现在“蝶形塑性区”范围内,蝶叶部位围岩裂隙以剪切裂隙为主,且蝶叶部位剪切裂隙大多围绕巷道呈“环形”分布,而张拉裂隙则集中出现在巷道围岩自由面附近。蝶形塑性区内围岩应力特征主要有2方面:一为围岩的主应力方向发生了偏转,具体表现为最大主应力围绕巷道呈环形分布,巷道上部最小主应力方向指向巷道中心,巷道下部最小主应力方向背离巷道中心;二为围岩最大/最小主应力比值较大,且主应力比值等值线呈“蝶形”分布。根据塑性区内围岩裂隙分布特点及应力特征,建立了含软弱面围岩力学剪胀模型,认为处于此应力特征下的围岩剪胀作用较强,剪胀作用使围岩向巷道空间内挤压,进而使巷道产生大变形。围岩裂隙分布不规则及原支护方案不合理是导致巷道产生大变形的主要原因。基于上述研究,提出了以“全断面预应力短锚索+关键部位长锚索加强支护+注浆”为核心的差异化支护方案,现场监测表明,新支护方案可有效控制围岩变形,保证巷道在使用期间的稳定性。

关键词：软岩巷道 3DEC 裂隙分布巷道大变形原因蝶形塑性区围岩控制

采动影响下底板岩体及巷道破坏时空演化特征分析

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煤炭科学技术 2024年第4期52卷 302-313页

作者：赵庆冲涂敏付宝杰张向阳党嘉鑫安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232001

明确工作面底板采动应力分布规律,实现采动影响下底板岩体及巷道破坏程度的精准把握,能有效防止底板巷道的变形失稳。为此,根据极限平衡理论,构建煤岩体超前采动应力力学模型,获得支承压力扰动阶段和采空区卸压阶段底板岩体的力学分布规... 详细信息

明确工作面底板采动应力分布规律,实现采动影响下底板岩体及巷道破坏程度的精准把握,能有效防止底板巷道的变形失稳。为此,根据极限平衡理论,构建煤岩体超前采动应力力学模型,获得支承压力扰动阶段和采空区卸压阶段底板岩体的力学分布规律,并基于压剪破坏准则及岩体卸荷损伤机制,得到底板岩体及巷道围岩破坏时空演化特征,进一步采用数值模拟进行可靠性验证。结果表明:采高增大,工作面前方煤体塑性区范围增大,超前支承压力集中系数减小;超前采动支承压力越大,底板岩体内主应力差越小,莫尔应力圆半径小,对底板的影响强度减弱,具体表现为底板岩体压剪破坏深度的减小;卸荷后底板岩体受力状态相同,岩体卸荷起点的增大,卸荷量增加,卸荷张拉破坏加剧,底板岩体塑性区呈“马鞍形”;推进过程中巷道围岩塑性区发生由“椭圆形”−“蝶形”−“竖直椭圆形”时空演化特征,采动支承应力越大,巷道破坏越严重,破坏主要集中在顶板及肩角位置。设计初采高度为3.5 m,通过布设光纤测试系统,得到采动过程中底板岩体及巷道随工作面推进变形与破坏的时空演化规律,测得底板岩体破坏深度最大为16.7 m,巷道围岩破坏深度最大为5.2 m,巷道围岩体在整个监测期间内保持稳定,没有发生破坏性影响,满足生产安全需求。

关键词：底板破坏巷道塑性区卸荷时空演化光纤测试

柱状聚能药管聚能罩角度对煤层爆破增透效果试验研究

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煤炭科学技术 2024年第3期52卷 129-138页

作者：杨帅刘泽功张健玉傅师贵乔国栋张鑫安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001

为解决传统预裂爆破煤体裂隙无序扩展导致增透效果不佳的问题,开展了聚能爆破药管不同聚能罩张开角度对煤层增透效果影响研究。通过建立聚能罩微元闭合理论模型,分析了随着聚能罩角度减少时形成聚能射流的速度和质量变化;以此为基础对... 详细信息

为解决传统预裂爆破煤体裂隙无序扩展导致增透效果不佳的问题,开展了聚能爆破药管不同聚能罩张开角度对煤层增透效果影响研究。通过建立聚能罩微元闭合理论模型,分析了随着聚能罩角度减少时形成聚能射流的速度和质量变化;以此为基础对聚能爆破增透机制进行了分析。在实验室搭建了可从煤体宏观裂纹和应变数据多角度对试验模型进行分析的双向加载气固耦合爆破相似模拟试验系统,对含瓦斯煤体试块进行普通爆破和不同聚能张开角爆破模拟对比试验。结果表明,使用聚能药包相较于普通爆破能够有效引导裂纹在聚能罩开口方向上定向发育;随着聚能罩角度减少,聚能爆破后形成的裂纹在聚能方向上更加平滑,裂纹宽度也随之增加,试块剖面更加平整;根据超动态应变仪反演结果,1号测点60°、80°和100°聚能爆破的压应力峰值分别为普通爆破的1.52倍,1.26倍和1.08倍,且60°聚能爆破到达应力峰值的时间最短,表明随着聚能罩开口的减小,聚能方向上能量集中现象越明显。通过ANSYS/LS-DYNA软件对4种不同角度的聚能爆破进行对比分析。模拟结果中60°聚能爆破初始形成的聚能射流有效应力最大,聚能方向产生的裂纹最长。试验和模拟结果表明通过使用60°聚能药包可得到更好的爆破效果,研究成果对松软高瓦斯煤层聚能爆破增透有一定的参考意义。

关键词：煤层增透聚能爆破聚能罩角度裂纹扩展

运动诱导的Irisin表达改善2型糖尿病大鼠的肾脏损伤

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南方医科大学学报 2024年第4期44卷 675-681页

作者：周凤敏郭艳菊陈宁武汉体育学院运动医学院湖北武汉430079 武汉体育学院运动训练监控湖北省重点实验室湖北武汉430079 广西师范大学体育与健康学院广西桂林541006 江苏省荣军医院康复科江苏无锡214000

目的探讨Irisin在运动改善2型糖尿病大鼠肾功能中的作用及其可能机制。方法采用随机数表法从40只4~6周龄的雄性SD大鼠中,选取8只作为正常对照组(NC组),剩余大鼠用于构建2型糖尿病疾病模型。将造模成功后的大鼠再次按照随机数表法分为糖... 详细信息

目的探讨Irisin在运动改善2型糖尿病大鼠肾功能中的作用及其可能机制。方法采用随机数表法从40只4~6周龄的雄性SD大鼠中,选取8只作为正常对照组(NC组),剩余大鼠用于构建2型糖尿病疾病模型。将造模成功后的大鼠再次按照随机数表法分为糖尿病模型组(DM组)、糖尿病运动组(DE组)、糖尿病Irisin组(DI组),8只/组。DE组进行8周的跑台运动干预,DI组进行8周的外源性Irisin注射干预。干预结束后取材,试剂盒检测相关生化指标;HE、Masson、PAS染色观察肾脏组织病理学形态;采用Westernblotting检测大鼠肾脏相关蛋白表达水平。结果与NC组相比,DM组大鼠空腹胰岛素、总胆固醇、甘油三酯、血肌酐、尿素氮含量升高(P<0.05),血清Irisin含量降低(P<0.05);与DM组相比,DE组与DI组总胆固醇、甘油三酯、血肌酐、尿素氮含量均下降(P<0.05),血清Irisin含量增加(P<0.05)。与NC组相比,DM组大鼠肾脏结构紊乱,胶原纤维沉积严重;而DE组与DI组肾脏结构较DM组大鼠均有不同程度的改善,胶原纤维沉积减少。与NC组相比,DM组大鼠肾脏组织FNDC5、LC3-Ⅱ/Ⅰ、Atg7、Beclin-1、p-AMPK、AMPK、SIRT1蛋白表达水平下降(P<0.05),p62蛋白表达升高(P<0.05)。与DM组相比,DE组与DI组大鼠肾组织FNDC5、LC3-Ⅱ/Ⅰ、Atg7、Beclin-1、p-AMPK、AMPK、SIRT1蛋白表达水平升高(P<0.05),p62蛋白表达下降(P<0.05)。结论运动与外源性Irisin两种方式均对2型糖尿病大鼠的肾脏起到保护作用,其机制可能与Irisin激活肾脏组织中AMPK/SIRT1通路,进而促进肾脏自噬有关。

关键词：运动 Irisin 2型糖尿病大鼠肾脏自噬 AMPK/SIRT1信号通路

基于地表敏感变形和房屋因素的矿区建筑物损坏评价方法

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煤炭学报 2024年第5期49卷 2445-2461页

作者：廖孟光戴华阳李梦涛阎跃观龙四春湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湖南湘潭411201 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室湖南湘潭411201

针对目前建筑物采动损坏评价因素的不尽合理与区域性评判结果的局限性,提出基于地表敏感变形和房屋因素的矿区建筑物采动损坏评价方法。采用理论分析、数值模拟和现场调查等方法对建筑物采动损坏评价进行了研究与探讨。首先,采用数值模... 详细信息

针对目前建筑物采动损坏评价因素的不尽合理与区域性评判结果的局限性,提出基于地表敏感变形和房屋因素的矿区建筑物采动损坏评价方法。采用理论分析、数值模拟和现场调查等方法对建筑物采动损坏评价进行了研究与探讨。首先,采用数值模拟方法,揭示地表变形、建筑物结构类型、主变形方向与建筑物长轴的夹角等因素对建筑物损坏影响规律,模拟结果表明:①当沿建筑物长轴的变形增大时,建筑物的损坏程度增大,得出了平房建筑加速损伤的地表变形临界值为曲率K=0.6 mm/m^(2),水平变形ε=6 mm/m;②不同结构的建筑物损坏程度不同,其中具有圈梁或构造柱的建筑物抗变形能力强,研究并确定了二层砖混结构(圈梁和构造柱)损坏程度的地表临界变形值;③建筑物对其长轴方向的地表变形较为敏感,影响损坏大,但对其长轴的垂直方向的变形不太敏感,而变形与建筑物斜交方向的建筑物损坏程度介于2者之间。其次,基于地表敏感变形因素、主变形方向、房屋因素共选取7个评价指标,建立建筑物采动损坏评价的未确知测度模型,根据各评价指标对建筑物的重要程度,采用层次分析法定权;最后,应用于峰峰矿区和徐州矿区3个村庄的建筑物损坏实例,结果表明:在选取的50户140余栋建筑物评价中,预测准确率在80%以上,预测精度高于传统方法,且预测效果良好,弥补了传统评价方法的不足,验证了评价指标选取和评价模型的可靠性。

关键词：建筑物采动损坏地表敏感变形评价指标建筑物长轴

密闭管道内瓦斯爆炸卷扬沉积煤尘爆炸传播特性

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煤炭学报 2024年第4期49卷 1941-1951页

作者：江丙友洪汉苏明清鲁昆仑杨炳辉王培龙丁大伟安徽理工大学工业粉尘防控与职业安全健康教育部重点实验室安徽淮南232001 中国安全生产科学研究院北京100012 安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001

为了探究密闭管道内瓦斯爆炸卷扬沉积煤尘爆炸的传播特性,在自主研制的瓦斯爆炸卷扬沉积煤尘爆炸试验系统内,从爆炸压力、火焰以及压力-火焰的耦合关系等方面,研究了不同瓦斯体积分数及煤尘质量浓度下瓦斯爆炸卷扬沉积煤尘爆炸的爆炸压... 详细信息

为了探究密闭管道内瓦斯爆炸卷扬沉积煤尘爆炸的传播特性,在自主研制的瓦斯爆炸卷扬沉积煤尘爆炸试验系统内,从爆炸压力、火焰以及压力-火焰的耦合关系等方面,研究了不同瓦斯体积分数及煤尘质量浓度下瓦斯爆炸卷扬沉积煤尘爆炸的爆炸压力传播特性及火焰传播特性,并利用Fluent数值模拟软件分析了煤尘的卷扬分散特征。结果表明:密闭管道内瓦斯体积分数为10%时的最大爆炸压力整体高于瓦斯体积分数为12%和8%时的最大爆炸压力。当瓦斯体积分数为10%,煤尘质量浓度为250 g/m^(3)时,最大爆炸压力传播规律表现为在瓦斯段先升后降再升,到达煤尘段后持续上升;随着煤尘质量浓度的增加,在瓦斯段则表现为先升后降,在煤尘段依旧持续上升。当瓦斯体积分数为8%和12%时,最大爆炸压力随煤尘质量浓度增加呈上升趋势,而瓦斯体积分数为10%时则呈现下降趋势。密闭管道内火焰锋面到达时间与传播距离呈正相关,瓦斯体积分数为10%时火焰锋面到达各测点的时间短于瓦斯体积分数为12%和8%的传播时间。火焰传播速度随传播距离呈先增大后减小的趋势,当瓦斯体积分数为10%时,火焰传播速度最快。密闭管道内瓦斯爆炸卷扬沉积煤尘爆炸的爆炸压力-时间曲线会出现2次峰值。第1次峰值是由瓦斯爆炸的前驱冲击波产生,当火焰传播至煤尘段后,压力同时开始上升,且压力峰值时刻和火焰峰值时刻耦合,达到第2次压力峰值,随着火焰信号的消失,压力逐渐减小直至反应停止。密闭管道内前驱冲击波与反射波使得煤尘卷扬分散,形成“漩涡状”煤尘云,促进煤粉与爆燃波接触。当煤尘质量浓度一定时,体积分数为10%瓦斯的卷扬程度优于体积分数12%和8%瓦斯;当瓦斯体积分数一定时,煤尘卷扬程度随煤尘质量浓度的增加而递减。

关键词：密闭管道瓦斯爆炸煤尘爆炸煤尘卷扬火焰传播特性压力-火焰耦合