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电催化N-芳基甘氨酸和苯并[e][1,2,3]噁噻嗪-2,2-二氧化物的串联脱羧环化反应

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有机化学 2024年第3期44卷 997-1004页

作者：何蔺恒夏稳周玉祥于贤勇湖南工程学院电气与信息工程学院湖南湘潭411104 四川大学化学学院成都610064 湖南科技大学理论有机化学与功能分子教育部重点实验室湖南湘潭411201

苯并[e]咪唑[1,5-c][1,2,3]并噁噻嗪-5,5-二氧化物是一类高价值的稠氮杂环化合物,具有重要的生物活性和药理活性.报道了一种电化学促进的苯并[e][1,2,3]噁噻嗪-2,2-二氧化物和N-芳基甘氨酸的串联脱羧偶联/成环反应,合成了一系列苯并[e]... 详细信息

苯并[e]咪唑[1,5-c][1,2,3]并噁噻嗪-5,5-二氧化物是一类高价值的稠氮杂环化合物,具有重要的生物活性和药理活性.报道了一种电化学促进的苯并[e][1,2,3]噁噻嗪-2,2-二氧化物和N-芳基甘氨酸的串联脱羧偶联/成环反应,合成了一系列苯并[e]咪唑[1,5-c][1,2,3]并噁噻嗪-5,5-二氧化物.该反应具有条件温和绿色,操作简便,产率高,官能团兼容性好,易放大等优点,具有较高的应用价值.

关键词：有机电化学合成串联反应脱羧偶联成环反应 N-芳基甘氨酸

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挡风墙对风区隧道火灾排烟效果的影响研究

铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1979-1989页

作者：栾蝶范传刚中南大学土木工程学院湖南长沙410075 轨道交通工程结构防灾减灾湖南省重点实验室湖南长沙410075

烟气是隧道火灾中的最致命因素。针对处于风区的隧道受环境风影响,火灾烟气无法有效排出导致隧道内热量积聚和人员受困的问题,建议在风区隧道出口设置合理尺寸的挡风墙。以标准的2车道公路隧道为例,基于对公路隧道火灾载荷的调研,借助FD... 详细信息

烟气是隧道火灾中的最致命因素。针对处于风区的隧道受环境风影响,火灾烟气无法有效排出导致隧道内热量积聚和人员受困的问题,建议在风区隧道出口设置合理尺寸的挡风墙。以标准的2车道公路隧道为例,基于对公路隧道火灾载荷的调研,借助FDS(Fire Dynamics Simulator)软件建立典型的2车道公路隧道火灾模型,考虑风区10,20和30 m/s 3种横风速度,分别讨论有无挡风墙时的隧道内火灾烟气运动情况。无挡风墙时,横风会将烟气封堵在隧道内,造成隧道内热量的积聚,同时,隧道下部空间被烟气侵蚀,对人员逃生和救援工作产生不利的影响。进一步探讨不同宽度和高度的挡风墙对隧道内火灾烟气运动、隧道顶部温度、能见度及烟气层高度参数的影响,从而确定适合风区2车道公路隧道的最佳挡风墙尺寸。研究结果表明,隧道出口设置挡风墙可以有效促进风区隧道火灾烟气的排出,且能够大大降低隧道顶部温度。这是由于风流经过挡风墙时发生边界层分离,挡风墙内部形成负压驱使火灾烟气从隧道排出。当横风速度较大时,烟气倾向于全部从风区一侧排出,非风区一侧形成完全干净的空间,此时人员逃生和灭火救援可以从非风区侧进行。此外,挡风墙的尺寸并非越大越好,基于3个隧道火灾安全疏散指标,提出了优化的风区2车道公路隧道的挡风墙尺寸为4 m(宽)×8 m(高)。

关键词：隧道挡风墙横风烟气排出优化设计

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橙皮还原浸出废旧锂电池正极材料有价金属

中国有色金属学报 2024年第2期34卷 561-572页

作者：谷昆泓覃文庆韩俊伟中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

为了促进废旧锂电池的高效环保浸出,研究了一种利用橙皮作为有机还原剂,高效浸出废旧锂电池正极材料中金属的方法。结果表明:橙皮的添加显著提高了柠檬酸浸出剂的性能,实现了锂、镍、钴和锰的高浸出率,最佳浸出条件为柠檬酸浓度2 mol/L... 详细信息

为了促进废旧锂电池的高效环保浸出,研究了一种利用橙皮作为有机还原剂,高效浸出废旧锂电池正极材料中金属的方法。结果表明:橙皮的添加显著提高了柠檬酸浸出剂的性能,实现了锂、镍、钴和锰的高浸出率,最佳浸出条件为柠檬酸浓度2 mol/L、橙皮用量40 g/L、浸出温度95℃、液固比20∶1、搅拌速度300 r/min、浸出时间120 min。利用Design Expert 10推导出了一个浸出模型,能精确预测金属的浸出率。动力学研究表明,锂、镍、钴和锰的表观活化能分别为64.95、67.71、66.65和72.8 kJ/mol,说明正极材料浸出过程主要受化学反应控制。通过对比OP浸出前后的SEM像,验证了橙皮还原能力可用还原糖理论进行解释。

关键词：废旧锂电池正极材料酸浸活化能橙皮废弃物

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机械剩余使用寿命预测模型的增量学习方法

计算机集成制造系统 2024年第4期30卷 1397-1407页

作者：董家欢邱清盈管成浙江大学机械设计研究所浙江杭州310027

机械剩余使用寿命预测模型依据设备状态监测数据样本进行寿命预测,当样本模式发生变化时,基于原模式样本训练好的模型在新模式样本上的预测表现往往较差。为使模型保留对原模式样本的处理能力,同时拓展出针对新模式样本的处理能力,提出... 详细信息

机械剩余使用寿命预测模型依据设备状态监测数据样本进行寿命预测,当样本模式发生变化时,基于原模式样本训练好的模型在新模式样本上的预测表现往往较差。为使模型保留对原模式样本的处理能力,同时拓展出针对新模式样本的处理能力,提出了3种增量学习方法:第一种方法使用新模式样本与原模式样本的标签值构建损失函数;第二种方法在第一种方法基础上增加了模型参数初始化步骤;第三种方法在第一种方法的损失函数中增加了表示当前模型与原模型参数分布差异的正则化项。在涡扇发动机数据集上进行了不同学习方法的对比实验,结果表明所提方法实现了增量学习的目标,其中第三种方法在模型预测准确度和模型训练时长两方面取得了最优的综合表现。

关键词：剩余使用寿命涡扇发动机深度学习增量学习

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铜闪速熔炼多相流模型化研究进展

中国有色金属学报 2024年第1期34卷 207-228页

作者：姜保成郭学益王亲猛王松松陈建儒中南大学冶金与环境学院长沙410083

铜闪速熔炼具有高处理量、高富氧浓度、高冶炼效率和低环境污染的优势,已在世界范围内广泛推广应用,深入研究闪速熔炼过程中的物理化学现象和原理具有重要意义。然而,闪速炉内多相流间相互作用及熔炼动力学行为受到多方面因素的共同影响... 详细信息

铜闪速熔炼具有高处理量、高富氧浓度、高冶炼效率和低环境污染的优势,已在世界范围内广泛推广应用,深入研究闪速熔炼过程中的物理化学现象和原理具有重要意义。然而,闪速炉内多相流间相互作用及熔炼动力学行为受到多方面因素的共同影响,仅依靠生产经验、试验观测和理论分析难以全面解析炉内多相流传质传热过程、获取流体流动特性、揭示气固多相流相互作用规律,阻碍了闪速炉冶炼效能的进一步提升。当下计算流体力学数值模拟发展迅速,正为预测和分析闪速炉内多相流问题提供了高效、准确、直观的帮助。本文在介绍铜闪速炉结构、冶炼原理、理论模型的基础上,阐述了近年来铜闪速熔炼动力学反应机理、炉内流动特性方面模型化的研究成果及发展趋势,全面综述了铜闪速炉在喷嘴、沉淀池、上升烟道、锅炉优化方面的研究成果,为闪速炉生产优化及设计改进提供指导。

关键词：闪速炉多相流模型化喷嘴沉淀池上升烟道

基于等效电路模型和数据驱动模型融合的SOC和SOH联合估计方法

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电工技术学报 2024年第10期39卷 3232-3243页

作者：刘萍李泽文蔡雨思王文夏向阳长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114

针对电池SOC与SOH估计结果相互影响,单独估计准确度不高的问题,该文提出了一种基于等效电路模型和数据驱动模型融合的SOC和SOH联合估计方法。通过构建考虑老化和SOC的电池二阶RC等效电路模型,采用带遗忘因子的递推最小二乘法,在不同SOC... 详细信息

针对电池SOC与SOH估计结果相互影响,单独估计准确度不高的问题,该文提出了一种基于等效电路模型和数据驱动模型融合的SOC和SOH联合估计方法。通过构建考虑老化和SOC的电池二阶RC等效电路模型,采用带遗忘因子的递推最小二乘法,在不同SOC和SOH的情况下,对电池的参数进行在线辨识,实现电池参数在线辨识与电池SOC和SOH估计的耦合。以锂离子电池自SOC=20%到恒流充电阶段结束所需时间为输入,电池SOH值为输出,训练GPR模型,实现电池SOH估计。将输出的SOH估计值与电池的额定容量相乘,得到电池的实际容量,更新二阶RC状态空间方程,采用扩展卡尔曼滤波算法对电池进行SOC估计,实现电池SOH估计和SOC估计之间的联合。采用牛津大学电池退化数据集和NASA随机使用电池数据集进行算法验证,结果表明,所提联合估计方法能够在电池的生命周期内较准确地跟随锂离子电池SOC和SOH的真实值。

关键词：锂离子电池荷电状态健康状态高斯过程回归带遗忘因子的递推最小二乘法

不同初始姿态下城际列车车钩碰撞特性及脱轨风险分析

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第6期55卷 2370-2381页

作者：许平何家兴邢杰姚曙光黄启舒安麒中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075

列车碰撞时车钩缓冲装置经常存在初始姿态偏置,影响列车运动姿态,增加脱轨风险。本文以某城际列车全自动车钩为研究对象,建立车钩非线性有限元模型,并与台车冲击试验进行对比验证,在此基础上建立城际列车头车对撞模型,研究初始位移偏置... 详细信息

列车碰撞时车钩缓冲装置经常存在初始姿态偏置,影响列车运动姿态,增加脱轨风险。本文以某城际列车全自动车钩为研究对象,建立车钩非线性有限元模型,并与台车冲击试验进行对比验证,在此基础上建立城际列车头车对撞模型,研究初始位移偏置和角度偏转对车钩的碰撞特性及列车脱轨风险的影响。研究结果表明:随着初始偏置及偏转程度的增加,车钩点头角及摇头角稳定值逐渐增大,且不同初始姿态对车钩转角的影响程度不同,点头角对初始垂向偏置和点头偏转较为敏感,摇头角对初始横向偏置和摇头偏转较为敏感。此外,初始姿态对主动车的轮对抬升有重要影响,当车钩点头角随偏置及偏转增大而明显增大时,车体所受垂向力增加,转向架轮对抬升量变大,列车更易出现脱轨现象。

关键词：列车车钩碰撞特性脱轨风险

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原位效应影响下复合材料损伤抗性增强研究

中南大学学报（自然科学版） 2024年第6期55卷 2348-2358页

作者：袁可徐晨晨王中钢中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075

为研究轻量化碳纤维复合材料抗损伤尤其是抗分层能力增强策略,首先对复合材料原位横向拉伸和剪切强度进行参数化分析,指明材料薄层化后能提升材料的原位强度并改善其抗损伤性能。然后,通过短梁弯曲试验分析得到面外载荷作用下基体裂纹... 详细信息

为研究轻量化碳纤维复合材料抗损伤尤其是抗分层能力增强策略,首先对复合材料原位横向拉伸和剪切强度进行参数化分析,指明材料薄层化后能提升材料的原位强度并改善其抗损伤性能。然后,通过短梁弯曲试验分析得到面外载荷作用下基体裂纹扩展是导致层合板内部分层的重要原因,并构建基于经典Hashin准则和考虑原位效应的材料损伤模型,运用该材料模型对短梁弯曲失效行为开展仿真分析。最后,将该损伤模型和材料强化方案推广应用至局部冲击载荷下层合板损伤分析中。研究结果表明:当正交铺层短梁的单层厚度减少到原来的1/4时,其弯曲强度显著提升48%,结构失效位移也显著变大;层间分层被抑制和结构强度提升的原因在于基体中裂纹萌生和扩展被显著推迟。在相同冲击载荷下,薄层化层合板内部分层区域明显减小,表明薄铺层设计方案提升了碳纤维复合材料层合板局部冲击分层抗性。

关键词：碳纤维复合材料原位强度薄铺层分层损伤局部冲击

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动车组前端排雪动态响应及雪阻形成机理

中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 1900-1911页

作者：王中钢邓迎澳赵一鸣袁可申路民中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 湖南工学院智能制造与机械工程学院湖南衡阳421002

为确定动车组前端雪体与排雪阻力间的作用关系,指导积雪加载下动车组高效排雪设计。运用耦合Drucker−Prager失效准则定义下弹塑性积雪本构和光滑粒子流体力学仿真方法,分析积雪冲击时排障面板动态响应及积雪运动状态规律,研究排雪阻力... 详细信息

为确定动车组前端雪体与排雪阻力间的作用关系,指导积雪加载下动车组高效排雪设计。运用耦合Drucker−Prager失效准则定义下弹塑性积雪本构和光滑粒子流体力学仿真方法,分析积雪冲击时排障面板动态响应及积雪运动状态规律,研究排雪阻力与积雪深度、雪质特性、运行边界间变化规律。基于质量守恒和达朗贝尔原理构建动车组排雪阻力映射模型,揭示动车组前端雪阻形成机理。研究结果表明:设计运行速度下承受排雪载荷的排障面板处于弹性响应阶段,不会发生塑性破坏;排雪深度为10~410 mm、积雪密度为160~480 kg/m^(3)、行驶速度为80~160 km/h时,排雪阻力与积雪厚度、密度均呈线性正相关关系,与排雪速度呈二次正相关关系;排雪阻力理论模型能够准确预测数值计算结果;相比摩擦阻力和切削阻力,动车组冲击过程中积雪运动状态改变是排雪阻力形成的主要原因。

关键词：动车组排障面板排雪阻力动态响应