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基于k-means机器学习方法的气固循环流化床颗粒聚团特性

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化工进展 2024年

作者：孙俭张海勇王成秀孙泽能蓝兴英高金森祝京旭加拿大西安大略大学化学与生物工程学院中国石油大学(北京)化学工程与环境学院

循环流化床因其优良的气固接触特性在工业生产中的应用十分广泛。颗粒聚团的存在影响着气固相互作用和传热传质，进而影响产品收率和选择性。为了更高效和深入地研究循环流化床内的颗粒聚团现象，本研究利用高速摄像系统对Ug= 5-9m/s， ... 详细信息

循环流化床因其优良的气固接触特性在工业生产中的应用十分广泛。颗粒聚团的存在影响着气固相互作用和传热传质，进而影响产品收率和选择性。为了更高效和深入地研究循环流化床内的颗粒聚团现象，本研究利用高速摄像系统对Ug= 5-9m/s， Gs= 50-300kg/m2s的二维循环流化床内的流场结构进行了可视化采样。采用k-means机器学习算法辅助图像处理，实现复杂流场中颗粒聚团的识别以及定量表征。结果表明，当Ug= 9m/s时，随着Gs由50kg/m2s增大至300kg/m2s，颗粒聚团频率由116Hz增加到327Hz，增长了近两倍。平均颗粒聚团浓度在横向截面中心区域y/Y=0～0.7处分布较为均匀，在y/Y=0.7～0.9的边壁处迅速增大。边壁处平均颗粒聚团浓度的变化幅度约为中心区域的三倍。平均颗粒聚团速度以及平均颗粒等效直径在横向上均表现出相同的变化趋势，均由中心向边壁递减。结合实验数据，对不同聚团参数进行拟合，获得了定量预测各个参数的关联式。对比实验数据与预测数据发现，本实验建立的定量关联式获得的预测结果相对误差均在30%以下。本研究结果定量地揭示了循环流化床内各颗粒聚团特性的分布规律，可以为循环流化床气固流动模型开发和过程强化提供数据参考。

关键词：流态化循环流化床 k-means机器学习颗粒聚团预测

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上游山脉对风力机尾流和功率影响的模拟研究

空气动力学学报 2024年第5期42卷 97-109页

作者：张子瑜黄鹏曹曙阳同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 西安大略大学土木与环境工程系伦敦N6A 5B9加拿大

更好地了解山地上风力机尾流和功率特性有助于山地风电场的布局设计。本研究采用高精度的大涡模拟(large-eddy simulation, LES)研究了上游山脉对下游山脉顶部风力机的尾流和功率性能的影响。在基于伪谱法的LES框架中,本文分别使用了滤... 详细信息

更好地了解山地上风力机尾流和功率特性有助于山地风电场的布局设计。本研究采用高精度的大涡模拟(large-eddy simulation, LES)研究了上游山脉对下游山脉顶部风力机的尾流和功率性能的影响。在基于伪谱法的LES框架中,本文分别使用了滤波致动盘模型和浸入边界法模拟风力机和山脉对气流的作用。研究表明,LES结果与实验测量的速度和湍动能吻合很好,对湍动能的预测优于雷诺平均Navier-Stokes(Reynolds average Navier-Stokes, RANS)方法。在山脉风力机尾流的模拟中,研究发现风力机尾迹中心轨迹在山顶下风处向下偏转。与孤立山地相比,双峰型山地的尾流恢复速度更快,其恢复速率随着山脉间距的增加先增加后减少。对于有山脉情况,尽管由于气流的加速效应,高斯分布与尾流速度亏损分布在尾流下边缘存在差异,但高斯曲线仍然适用于近似风力机尾流的速度亏损。此外,因为上游山脉尾迹会扩散且到达下游山脉迎风面时会被抬升,所以当山脉间距达到一定距离时,风轮会完全浸没在上游山脉尾迹中,导致风力机功率性能受到上游山脉的不利影响,随着山脉间距的增加先下降后上升。本研究加深了对山地风力机尾流特性和功率性能的认识,对山区风电场的布局设计具有指导意义。

关键词：风能大涡模拟大气边界层山脉风力机尾流功率性能

偏航风力机尾流特性和功率性能的大涡模拟研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第9期51卷 111-121页

作者：张子瑜黄鹏曹曙阳同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 西安大略大学土木与环境工程系伦敦N6A 5B9加拿大

对偏航风力机尾流特性更好地了解有助于风电场偏航策略的使用,本文开展了偏航风力机尾流大涡模拟研究.首先,建立基于伪谱法的大涡模拟耦合新发展的滤波致动盘模型的模拟方法,使用EPFL偏航风力机尾流风洞实验数据验证了该方法的可行性和... 详细信息

对偏航风力机尾流特性更好地了解有助于风电场偏航策略的使用,本文开展了偏航风力机尾流大涡模拟研究.首先,建立基于伪谱法的大涡模拟耦合新发展的滤波致动盘模型的模拟方法,使用EPFL偏航风力机尾流风洞实验数据验证了该方法的可行性和准确性.然后,模拟了不同偏航角下的风力机尾流,发现滤波致动盘模型对远尾流区的速度亏损、湍流度和尾流中心偏移有较高的预测精度.与非偏航情形不同,偏航情形大涡模拟重现了实验中观察到的“卷曲尾流”现象,这种现象造成了速度亏损和湍流度在垂直面出现不对称的分布.最后,模拟了两台风力机的尾流状况,并分析上游风力机偏航角对功率性能的影响.模拟结果显示风力机间距不宜过短,一方面,上游风力机尾流干扰造成下游风力机的功率下降,另一方面,在较短间距情况下上游风力机尾流中心偏移值在下游风力机处较小,总功率增加量减少.研究内容对在风电场使用偏航技术具有指导意义.

关键词：风力机大涡模拟大气边界层偏航尾流功率性能

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广西灰窑田史前遗址人类髌骨的形态变异

人类学学报 2024年第2期43卷 259-272页

作者：叶梓琪何安益梁优李法军中山大学人类进化与科技考古实验室广州510275 加拿大西安大略大学人类学系伦敦N6A 3K7 广西文物保护与考古研究所南宁5300222 中山大学社会学与人类学学院人类学系广州510275

距今约7000~6000年的广西灰窑田遗址是顶蛳山文化的重要遗址之一,其所出人类遗骸为探讨岭南地区史前时期渔猎-采集型人群的肢体活动方式、活动强度以及两性劳动分工等问题提供了重要的研究样本。髌骨作为膝关节的重要组成,其形态变异特... 详细信息

距今约7000~6000年的广西灰窑田遗址是顶蛳山文化的重要遗址之一,其所出人类遗骸为探讨岭南地区史前时期渔猎-采集型人群的肢体活动方式、活动强度以及两性劳动分工等问题提供了重要的研究样本。髌骨作为膝关节的重要组成,其形态变异特征在一定程度上可以反应个体膝关节的活动程度与特点。本文采用三维几何形态测量方法对该遗址出土的43例人类髌骨进行分析,从侧别对称性、性别二态性以及年龄差异性等三个方面考察了髌骨的大小和形态差异。研究结果表明,该遗址古人类髌骨发育存在明显的左侧优势,髌尖呈右偏趋势。男性髌骨尺寸较大,但两性髌骨形态未见显著差异。该遗址个体髌骨形态随年龄增长呈现出与股四头肌力量增强、屈伸运动强度与频率增加相关的变化特征。

关键词：灰窑田遗址史前人类髌骨形态学

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算法劳工和信息不对称:关于优步司机的案例研究

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新华文摘 2024年第4期 142-147页

作者：亚历克斯·罗森布拉特卢克·斯塔克顾梦莎(译) 美国数据与社会研究所加拿大西安大略大学华东政法大学政府管理学院

通过考察优步司机在特定的自动化和算法管理制度下的劳动经历,本研究扩展了对基于平台的供应商的批判。这项工作结合数字和实体空间中优步司机的定性研究和对优步公司技术系统设计以及企业沟通(包括广告、公开访问和书面政策)的批判性研... 详细信息

通过考察优步司机在特定的自动化和算法管理制度下的劳动经历,本研究扩展了对基于平台的供应商的批判。这项工作结合数字和实体空间中优步司机的定性研究和对优步公司技术系统设计以及企业沟通(包括广告、公开访问和书面政策)的批判性研究,得出如下结论:优步公司大肆调用数字技术和算法来构建不平等的企业与劳工关系,这种关系明显对优步公司更加有利。

关键词：算法管理批判性研究实体空间供应商信息不对称自动化案例研究定性研究

晋南地区煤系黏土岩中锂的赋存状态及其沉积环境

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地质学报 2024年第8期98卷 2395-2408页

作者：程宏飞武振晓长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054

关键金属锂等战略资源及其引发的国家安全问题,在当今国际政治、经济、军事舞台中愈显突出和重要。华北克拉通是我国沉积型锂矿床主要分布区域之一,富锂黏土岩资源丰富,成为重要的沉积型锂资源勘探区域。本文以华北克拉通晋南地区的煤... 详细信息

关键金属锂等战略资源及其引发的国家安全问题,在当今国际政治、经济、军事舞台中愈显突出和重要。华北克拉通是我国沉积型锂矿床主要分布区域之一,富锂黏土岩资源丰富,成为重要的沉积型锂资源勘探区域。本文以华北克拉通晋南地区的煤系黏土岩为研究对象,利用X射线粉末衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和魔角旋转固体核磁共振谱(MAS NMR)等表征技术,结合化学物相分析及黏土矿物分离提取实验对研究区本溪组黏土岩中锂的赋存状态及其沉积环境进行研究。发现黏土矿物是锂的主要载体矿物,其主要包括锂绿泥石、伊利石和高岭石;锂含量与锂绿泥石含量呈显著正相关关系,与伊利石和高岭石的含量呈微弱的正相关关系;样品中的锂主要赋存于锂绿泥石的氢氧化物八面体晶格中,部分赋存于伊利石和高岭石中。古盐度指标m值(100×(MgO/Al_(2)O_(3)))和1000×Rb/K_(2)O值显示研究区富锂黏土岩主要形成于淡水—半咸水环境;古氧化还原指标V/(V+Ni)和Th/U值显示研究区富锂黏土岩主要形成于缺氧和贫氧环境;古气候指标Sr/Cu、C值((V+Cr+Mn+Fe+Co+Ni)/(Na+Mg+K+Ca+Sr+Ba))和CIA值显示研究区富锂黏土岩主要形成于炎热潮湿的古沉积环境中。该研究有助于完善沉积型锂矿的成矿理论,也有利于攻克该类型锂资源高效分离与提取的技术瓶颈。

关键词：锂赋存状态煤系黏土岩沉积环境晋南地区

闽北邵武地区玄武安山岩的成因和意义——来自年代学、地球化学及Nd-Hf同位素的约束

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第3期54卷 840-861页

作者：周伏顺林鑫王郅睿邵程波长安大学地球科学与资源学院西安710054

东南沿海地区中生代火山岩研究成果颇丰,但有关中侏罗世晚期基性火山岩的报道较少,限制了对该区域中生代构造-岩浆活动及大地构造演化的深入理解。本文对江绍断裂带东南侧邵武地区的中生代火山岩开展了系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、锆... 详细信息

东南沿海地区中生代火山岩研究成果颇丰,但有关中侏罗世晚期基性火山岩的报道较少,限制了对该区域中生代构造-岩浆活动及大地构造演化的深入理解。本文对江绍断裂带东南侧邵武地区的中生代火山岩开展了系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、锆石Lu-Hf同位素、地球化学和Sm-Nd同位素研究。结果显示:邵武地区玄武安山岩喷发年龄为(161.0±2.0)Ma;同位素地球化学结果显示,这些样品中—晚侏罗世锆石的ε_(Hf)(t)值介于-14.33~-10.41之间,ε_(Nd)(t)值较低(-9.2~-8.4),反映富集Nd同位素的特征;岩石地球化学结果表明,该套火山岩具有高w(Al_(2)O_(3))、w(Na_(2)O)、低w(MgO)、w(TFe_(2)O_(3))等特征,稀土总量较低,稀土配分曲线为右倾型,且具弱的Eu负异常,大离子亲石元素Rb、Ba和K相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti、P等相对亏损。综合岩石学和地球化学研究结果,本文认为邵武玄武安山岩起源于交代岩石圈地幔的部分熔融,并经历一定结晶的分异作用,其大地构造背景总体为板内环境。结合前人对区域构造-岩浆活动的认识,本文认为在中侏罗世晚期,太平洋俯冲板片发生回撤、撕裂,导致幔源岩浆底侵并置换了古老壳源岩石,从而东南沿海地区虽整体处于挤压背景,但仍存在局部拉张环境。

关键词：中侏罗世地球化学伸展背景玄武安山岩东南沿海

印支地块晚古生代以来运动历史的古地磁学重建:进展与展望

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科学通报 2024年第18期69卷 2498-2517页

作者：闫永刚黄宝春张培震赵杰张东海贾舒斐张逸鹏薛艺中山大学地球科学与工程学院珠海519080 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519080 北京大学地球与空间科学学院北京100871 长安大学地球科学与资源学院西安710016 西北大学地质学系西安710069 Centre for Planetary Habitability(PHAB) University of OsloNO-0316 OsloNorway

印支地块是东亚大陆主要陆块之一,其主体位于东南亚地区.过去的研究认为其可能来源于古生代的冈瓦纳大陆,伴随着晚古生代以来的特提斯洋演化过程,印支地块逐渐从南半球冈瓦纳大陆裂离,向北半球漂移并汇聚拼贴到东亚大陆上来.随着近几年... 详细信息

印支地块是东亚大陆主要陆块之一,其主体位于东南亚地区.过去的研究认为其可能来源于古生代的冈瓦纳大陆,伴随着晚古生代以来的特提斯洋演化过程,印支地块逐渐从南半球冈瓦纳大陆裂离,向北半球漂移并汇聚拼贴到东亚大陆上来.随着近几年的古地磁学工作的进展,研究者获得了丰富的定量/半定量数据,印支地块晚古生代以来的运动过程才得到了较为精确的重建.本文通过详细总结和深入分析前人发表的和我们最新从印支地块获得的古地磁数据,系统地刻画了晚古生代以来印支地块从南半球向北半球的漂移运动过程.晚古生代印支地块位于南半球中低纬度地区,在二叠纪末期跨越赤道,到了晚三叠世运动到北半球30°N附近,很可能此时已经拼贴到欧亚大陆主体上来,中生代之后又经历了一系列的构造调整.基于古地磁数据的运动学重建,使得古特提斯构造域主要块体的构造关系和相对运动历史也得到了进一步的厘定,从运动学的角度证明了北羌塘地块和印支地块具有明确的古地理亲缘关系,同时,两者与滇缅泰地块和南羌塘地块的运动过程具有明显的区别.结合东亚诸关键陆块的最新古地磁学研究进展,我们细致地重建了东亚陆块群对Pangea超大陆汇聚过程的独特响应.

关键词：印支地块古地磁学古地理重建古特提斯古生代中生代

巴尔哲锆-铌-铍-稀土矿床成矿精细过程研究

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岩石学报 2024年第6期40卷 1817-1836页

作者：吴鸣谦马甲栋邓军刁习裴磊邱昆峰中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 加拿大温莎大学环境学院温莎N9B 3P4 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)深时数字地球前沿科学中心北京100083

巴尔哲碱性花岗岩型关键金属矿床拥有世界级Zr、Nb、Be、REE资源量,其成矿具有多期次、多阶段特征。Zr矿化(Ⅰ阶段)发生在岩浆期,表现为多锆相(agpaitic)界熔花岗岩熔体结晶出原生钠锆硅酸盐(斜钠锆石),在该阶段,多锆相界熔花岗岩经历... 详细信息

巴尔哲碱性花岗岩型关键金属矿床拥有世界级Zr、Nb、Be、REE资源量,其成矿具有多期次、多阶段特征。Zr矿化(Ⅰ阶段)发生在岩浆期,表现为多锆相(agpaitic)界熔花岗岩熔体结晶出原生钠锆硅酸盐(斜钠锆石),在该阶段,多锆相界熔花岗岩经历钠质交代,斜钠锆石原位分解为锆石-石英假象,假象中锆石U-Pb年代学表明锆成矿发生在123.9±0.6Ma。随后,Nb-Be-REE矿化以多种矿物形式、分三个连续的阶段(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段)、呈浸染状分布于遭受赤铁矿化的界熔花岗岩中,重稀土为主的矿物普遍形成于以轻稀土为主的矿物之前。Ⅱ阶段是巴尔哲矿床中Nb、Be和重稀土矿化的主要阶段,大部分界熔花岗岩均遭受了不同程度的赤铁矿化,并伴随钇兴安石、铈兴安石、钇易解石、铌铁矿等稀有稀土金属矿物的形成,主要形成以石英为主的假象(Nb-Be-REE假象),Nb-Be-REE假象的前体矿物并非某种Nb-Be-REE矿物。Ⅲ阶段主要形成黑稀金矿、独居石及氟碳铈矿,热液独居石U-Pb年代学指示该阶段热液成矿活动发生在122.8±0.6Ma。氟铈矿和氟碳钙铈矿部分交代氟碳铈矿构成了Ⅳ阶段的矿物组合。Nb、Be和REE在热液过程中的多阶段分配和富集,是造成巴尔哲矿床中复杂矿石矿物组合以及高品位Nb-Be-REE矿化的重要原因。Nb-Be-REE矿石矿物组合中不存在锆石,且其分布与雪球石英、钠质交代和锆石-石英假象的分布没有时空关联。此外,巴尔哲角闪石中Nb、Be、REE的含量低,表明原生锆硅酸盐矿物和角闪石不是Nb、Be和REE等关键金属的物质来源。结合各岩相中角闪石元素含量的变化与熔体包裹体成分特征,笔者提出Nb和REE的富集可能是氟化物-硅酸盐熔体不混溶耦合岩浆期后热液富集的结果。因此,巴尔哲矿床中需要开展精细的熔体/流体包裹体成分研究,针对关键金属尤其是Be的来源、熔-流体演化历程以及矿化精细过程开展更深入的研究。

关键词：巴尔哲碱性花岗岩关键金属岩浆-热液过程

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