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协方差分析描述函数法的通用化数值算法

北京理工大学学报 2024年第5期44卷 439-446页

作者：王汉平柳洋鑫张宝振北京理工大学宇航学院北京100081 北京电子工程总体研究所北京100854

协方差分析描述函数法(covariance analysis describing function technique,CADET)在处理系统的随机响应问题上具有求解迅速、仿真精度高等优点.但对于复杂系统,其理论推导过程、求解系统解析响应方程较为复杂繁琐.为进一步推广CADET... 详细信息

协方差分析描述函数法(covariance analysis describing function technique,CADET)在处理系统的随机响应问题上具有求解迅速、仿真精度高等优点.但对于复杂系统,其理论推导过程、求解系统解析响应方程较为复杂繁琐.为进一步推广CADET的应用,依托高斯–埃尔米特积分法,提出了一种通用化的CADET数值算法.作为算法验证,以车辆行驶过程中的随机振动为例,建立了几种不同非线性悬架车辆的二自由度动力学模型,并将CADET通用化数值算法与传统CADET算法及蒙特卡罗法进行了对比分析.仿真结果表明,CADET的通用化数值算法可以达到满足应用要求的计算精度,这验证了所提数值算法的有效性,且具有更强的泛化应用于复杂非线性动力系统的价值.

关键词：车辆悬架系统协方差分析描述函数法随机振动数值算法非线性系统

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串行晶体学样品输运方法概述

生物化学与生物物理进展 2024年第7期51卷 1632-1644页

作者：李凌昊李冰翁祖谦上海科技大学大科学中心上海201210

样品输运方法是实现X射线自由电子激光串行飞秒晶体学研究的关键步骤之一。串行飞秒晶体学能够有效地捕捉到生物分子的超快动态过程,如蛋白质构象变化和化学反应中间态等。它对于科学家更好地理解生物分子的结构和功能,揭示生命活动的机... 详细信息

样品输运方法是实现X射线自由电子激光串行飞秒晶体学研究的关键步骤之一。串行飞秒晶体学能够有效地捕捉到生物分子的超快动态过程,如蛋白质构象变化和化学反应中间态等。它对于科学家更好地理解生物分子的结构和功能,揭示生命活动的机制,以及为药物研发和生物工程等领域提供重要的技术手段具有重要意义。在自由电子激光装置进行实验时,将样品输送至与自由电子激光脉冲相互作用区域是非常关键的。而选择合适的上样方法对于样品的消耗量和实验效率起着决定性作用,也是实验成功与否的一个重要因素。本文综述了目前串行晶体学样品输运方法的最新研究进展和未来发展方向。同时介绍了常用的样品输运方法及其适用范围,旨在为从事串行晶体学领域研究的科学家提供借鉴和参考。通过选择合适的样品输运方法,能够提高实验效率,减少样品消耗,并为研究者们在生物大分子结构生物学研究方面开辟新的可能性。

关键词： X射线自由电子激光串行晶体学结构生物学液流样品输运方法固定靶

氨煤混燃气相中NO生成的化学反应动力学分析

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动力工程学报 2024年第6期44卷 844-850页

作者：康志忠张震卓丁先赵虎军孙哲华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司上海200240 国能龙源蓝天节能技术有限公司北京100039

氨煤混燃涉及复杂的化学反应过程,是否会加剧氮氧化物的生成是倍受关注的问题。通过化学反应动力学计算方法,研究了氨煤混合燃烧的气相反应中NO生成和还原的反应路径,以及不同因素对NO生成的影响。结果表明:温度T=1300℃、过量空气系数... 详细信息

氨煤混燃涉及复杂的化学反应过程,是否会加剧氮氧化物的生成是倍受关注的问题。通过化学反应动力学计算方法,研究了氨煤混合燃烧的气相反应中NO生成和还原的反应路径,以及不同因素对NO生成的影响。结果表明:温度T=1300℃、过量空气系数α=0.84时,相较于纯煤燃烧,掺氨比例为0.3时能够降低反应器出口NO体积分数96.5%,原因是此工况下氨分解产生大量的NH_(2)和NH等自由基,其还原反应的反应速率更快,从而使含N基元向N_(2)转化;T=1300℃下,掺氨比例为0.3时较为合适,此时反应器出口的NO和NH_(3)体积分数均较低;小比例掺氨燃烧会增大NO的生成速率和NH_(3)的分解速率,导致反应器出口NO体积分数增大,且温度越高,该现象越明显;α<1的还原性气氛和较低的温度(T≤1300℃)能够有效降低NO的排放。

关键词：燃煤锅炉 NO_(x) 掺氨燃烧化学反应动力学

不同耕作方式与秸秆还田对土壤有机碳和稻麦周年产量的影响

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中国土壤与肥料 2024年第3期 15-22页

作者：王杰鞠梦倩李心月刘世平扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

为探索不同耕作方式与秸秆还田对土壤有机碳含量及稻麦周年产量的影响,从2001年秋播开始在扬州大学校内实验农场开始长期定位试验。试验共设置6个处理,分别为稻麦连续免耕秸秆覆盖还田(NTS)、稻季免耕麦季翻耕(RT1)、麦季免耕稻季翻耕(R... 详细信息

为探索不同耕作方式与秸秆还田对土壤有机碳含量及稻麦周年产量的影响,从2001年秋播开始在扬州大学校内实验农场开始长期定位试验。试验共设置6个处理,分别为稻麦连续免耕秸秆覆盖还田(NTS)、稻季免耕麦季翻耕(RT1)、麦季免耕稻季翻耕(RT2)、稻麦连续翻耕秸秆还田(CTS)、稻麦连续少耕秸秆还田(MTS)、稻麦连续翻耕秸秆不还田(CT),在水稻成熟后,对土壤有机碳含量进行测定。结果表明:(1)秸秆还田可以显著增加土壤耕层有机碳含量,与CT处理相比,20年NTS、RT1、RT2、CTS和MTS处理土壤有机碳含量平均分别提高13.29%、4.76%、8.18%、19.88%和21.34%;(2)NTS处理对土壤表层有机碳含量影响更大,比其他耕作方式提高14.49%~39.02%,RT1、RT2、CTS、MTS处理则可以均衡提高耕层有机碳含量;(3)CTS和MTS处理稻麦产量较高,与CT处理相比平均分别增产3.68%和4.09%,NTS处理则减产3.48%。综合以上结果表明,适量秸秆还田与少耕相结合对土壤耕层有机碳含量和产量的提升效果最显著,是最适宜本地区的耕作方式。

关键词：耕作方式秸秆还田土壤有机碳产量

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激光原位合金化Fe-Mn合金的元素质量损失

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钢铁 2024年第6期59卷 166-179页

作者：马西琳刘和平李发发何亚洲张浩侯雅青钢铁研究总院有限公司冶金工艺研究所北京100081 中国钢研科技集团有限公司数字化研发中心北京100081

多材料打印是目前金属增材制造的重要发展方向,利用多材料打印技术可以节约材料,充分发挥材料和结构耦合设计特点、实现综合优异的性能或功能。其中激光原位合金化技术是实现多材料打印的核心方法之一,利用激光作为热源逐层熔化粉末形... 详细信息

多材料打印是目前金属增材制造的重要发展方向,利用多材料打印技术可以节约材料,充分发挥材料和结构耦合设计特点、实现综合优异的性能或功能。其中激光原位合金化技术是实现多材料打印的核心方法之一,利用激光作为热源逐层熔化粉末形成三维零件,成形的金属零件致密度高、尺寸精度高、表面粗糙度好。由于锰元素的蒸气压较高,在高温热源的作用下蒸发效应更强烈,针对多材料激光原位合金化制备技术中的元素蒸发问题,以纯金属粉末铁和锰为原材料,采用高通量增材制造设备,分别进行了Fe10Mn(质量分数,下同)和Fe20Mn混合异质粉末的激光选区熔化试验,重点对比分析了不同激光功率、扫描速度、成分配比等参数对成形样品的质量损失及成分精度的影响。研究结果表明,锰质量分数为20%时的质量损失率低于锰质量分数为10%的质量损失率。高锰含量样品在成形过程中蒸发更加剧烈,反冲压力更大,熔池更窄更深。激光原位合金化成形合金最佳的工艺参数为激光功率220 W,扫描速度500 mm/s,扫描间距0.08 mm,层厚0.03 mm,成形试样的密度最高可达7.81 g/cm^(3),致密度最高可达99.78%。最佳工艺参数条件下,原位合金化Fe20Mn合金的质量损失率仅为1.50%。因此,在Fe-Mn合金中,锰相较于铁具有更大的蒸发倾向,优化了Fe-Mn合金的激光打印工艺参数,为提高易蒸发元素的成分精度控制提供了参考。

关键词：激光原位合金化多材料增材制造质量损失铁锰合金元素蒸发成型性能

基于混合损伤准则的火车轴楔横轧芯部损伤建模与分析

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机械工程学报 2024年

作者：林龙飞王宝雨郭威彭文飞吴晓成黄明辉宁波大学机械工程与力学学院北京科技大学机械工程学院

因楔横轧存在芯部裂纹趋势，采用试验与仿真相结合方式对比分析了有裂纹、无裂纹情况下轧件各向应力、应力三轴度、材料温度的分布情况，揭示了主导芯部损伤的关键因素。考虑非等温复杂应力状态对楔横轧芯部损伤的作用机制，提出了耦合... 详细信息

因楔横轧存在芯部裂纹趋势，采用试验与仿真相结合方式对比分析了有裂纹、无裂纹情况下轧件各向应力、应力三轴度、材料温度的分布情况，揭示了主导芯部损伤的关键因素。考虑非等温复杂应力状态对楔横轧芯部损伤的作用机制，提出了耦合第一主应力、最大剪应力、平均应力、应力三轴度与变形温度的新型混合损伤准则，预测了不同工艺参数下的芯部损伤值。基于回归分析求解了芯部损伤与工艺参数的数学方程，建立了判别芯部裂纹条件的临界工艺参数窗口。结果表明：芯部材料在成形过程中受到横向拉应力和轴向拉应力，且芯部温度明显高于外层，从而芯部最容易产生裂纹缺陷；准则预测结果符合楔横轧芯部损伤大于外层的特点，其损伤分布云图也与轧件实际疏松形貌一致，相对预测精度为1.004%；在一定范围内，楔横轧芯部损伤随着成形角增大而减小，随展宽角增大而增大，随断面收缩率增大先增大后减小。研究结果为楔横轧轴类件降低损伤提供了预测准则和参数优化方法。

关键词：楔横轧火车轴芯部损伤混合损伤准则参数优化

流体加热融雪系统运行对道路结构温度分布特性影响分析

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北京工业大学学报 2024年第4期50卷 385-395页

作者：徐慧宁石浩谭忆秋周纯秀哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090 大连海事大学交通与物流工程学院大连116026

为了明确流体加热道路融雪系统运行对道路结构短期/长期温度分布特性的影响,利用室外足尺试验系统对比分析了普通水泥混凝土路面结构与流体加热道路融雪系统道路结构在温度、温变速率及温度梯度分布特性等方面的差异,阐明了系统运行对... 详细信息

为了明确流体加热道路融雪系统运行对道路结构短期/长期温度分布特性的影响,利用室外足尺试验系统对比分析了普通水泥混凝土路面结构与流体加热道路融雪系统道路结构在温度、温变速率及温度梯度分布特性等方面的差异,阐明了系统运行对道路结构短期/长期温度分布特性的影响规律。结果表明:融雪系统运行初期,快速上升的流体温度对管壁-路面材料界面存在强烈的温度冲击作用;随着系统持续运行,管壁-路面材料界面的温变速率逐渐减小并趋于稳定,且小于普通路面最大温变速率;同时,融雪系统的运行增大了路面结构内部的温度梯度,改变了路面结构一定深度范围内的热量传递方向。融雪系统道路结构年周期温度分布的观测结果表明:融雪系统的运行可在较短的时间内释放大量热能,降低了道路结构内部热量的散失,有效延缓了季节性冰冻地区冬季道路结构温度的降低及冻结深度的发展。

关键词：道路工程流体加热融雪系统道路结构温变速率温度梯度冻结深度

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纳米级光学超分辨成像技术研究及展望

生物化学与生物物理进展 2024年

作者：潘天颖谷陆生纪伟中国科学院生物物理研究所生物大分子国家重点实验室

荧光显微成像技术能够将细胞生理活动可视化，是现代生命科学研究的重要手段。超分辨成像技术的出现将研究推进到亚细胞结构层次，而具有纳米级分辨率的单分子定位成像技术成为了研究细胞器、大分子复合物空间分布及相互作用的有力工具... 详细信息

荧光显微成像技术能够将细胞生理活动可视化，是现代生命科学研究的重要手段。超分辨成像技术的出现将研究推进到亚细胞结构层次，而具有纳米级分辨率的单分子定位成像技术成为了研究细胞器、大分子复合物空间分布及相互作用的有力工具。继2014年超分辨成像技术获得诺贝尔化学奖后，《Nature》发布的2024年值得关注的七大技术中再次将纳米级分辨率光学成像技术作为热点进行介绍，超高分辨率成像技术是重要的前沿研究领域。本文首先简要介绍了荧光显微成像技术的发展历史、荧光显微镜的基础概念、超分辨成像技术的基本概况，之后着重介绍了单分子超分辨成像技术的研究进展，并在最后对该技术的发展及应用做了展望。

关键词：超分辨成像技术单分子定位成像技术多色成像三维成像纳米级成像技术

模态测试不确定性影响因素分析及传感器布置应用

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第7期51卷 62-71页

作者：王志宇陈华钊施袁锋张惊朝戴靠山四川大学建筑与环境学院四川成都610065 深地科学与工程教育部重点实验室(四川大学) 四川成都610065 中国建筑第八工程局有限公司四川成都610093

模态测试结果的准确性会受测试数据采集、数据处理、建模假设和参数估计等不确定性因素的影响.为研究模态测试中模态参数的不确定性水平及不同影响因素对其的影响规律,本文采用状态空间模型和费希尔信息矩阵的快速模态参数不确定性分析... 详细信息

模态测试结果的准确性会受测试数据采集、数据处理、建模假设和参数估计等不确定性因素的影响.为研究模态测试中模态参数的不确定性水平及不同影响因素对其的影响规律,本文采用状态空间模型和费希尔信息矩阵的快速模态参数不确定性分析方法,探讨包括振动信号的采样时长、采样频率、采样信噪比和结构的阻尼比等多种因素对模态参数不确定性水平的影响,同时提出利用模态参数不确定性水平来优化传感器布置策略的实用性建议.结果表明:模态参数的不确定性水平随采样时长、采样频率、信噪比和传感器数量的增加而降低,随结构阻尼比的增大而升高;对于均匀分布结构,多数传感器布置在结构顶部和中上部,少数布置在中下部时,模态参数的整体不确定性水平较低,是一种相对较优的传感器布置方案.

关键词：模态测试不确定性分析费希尔信息矩阵状态空间方法

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