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基于临界半衰期的连续流反应热安全风险评估方法

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含能材料 2024年第3期32卷 298-311页

作者：盛敏田均均王芳芳李玮晔吴展华华东理工大学反应安全中心上海200237 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

为了更好地评估连续流反应热安全风险,研究以通道式反应器为例,通过构建基于热量衡算和物料衡算的反应体系模型,对连续流反应体系的实际传热量和热安全风险进行了研究。针对通道式反应器进口端的绝热温升反应现象,提出了临界半衰期作为... 详细信息

为了更好地评估连续流反应热安全风险,研究以通道式反应器为例,通过构建基于热量衡算和物料衡算的反应体系模型,对连续流反应体系的实际传热量和热安全风险进行了研究。针对通道式反应器进口端的绝热温升反应现象,提出了临界半衰期作为热安全判据的方法,获得了具有热安全高风险的两大反应条件,分别为:当目标反应产热总量大于800 J·g^(-1),且该反应在反应温度下半衰期小于临界半衰期;当分解反应产热总量大于800 J·g^(-1),且目标反应在反应温度下半衰期小于临界半衰期,同时分解反应在100%MTSR(工艺反应能够达到的最高温度)下半衰期也小于临界半衰期。并且通过氯苯硝化反应验证其准确性和实用性,结果显示,通道式反应器在该条件下可发生分解爆炸反应,证实了该评估方法可用于确定连续流反应热安全的高风险条件。

关键词：通道式反应器传热速率绝热温升反应反应安全风险评估方法分解爆炸事故

基于元件复用的单相无桥倍压式功率因数校正变换器

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电工技术学报 2024年

作者：丁明远李浩昱赵雷贲洪奇王志亮哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院北京机电工程研究所

该文提出一类元件复用型单相无桥倍压式功率因数校正（PFC）电路拓扑，在Sepic、 Cuk、Zeta型双变换单元无桥PFC拓扑的基础上，通过重构电流路径以实现双变换单元的合并，元件利用率得以提高，同时交流侧的高功率因数特性以及相同输出... 详细信息

该文提出一类元件复用型单相无桥倍压式功率因数校正（PFC）电路拓扑，在Sepic、 Cuk、Zeta型双变换单元无桥PFC拓扑的基础上，通过重构电流路径以实现双变换单元的合并，元件利用率得以提高，同时交流侧的高功率因数特性以及相同输出电压下开关管的低电压应力优势被完全保留。详尽分析中间储能单元的换流过程以及电路结构的推衍过程，并进行拓扑的性能比较。考虑到电路工作原理分析过程的类似性，以Sepic型单相无桥倍压式PFC变换器为例，对其进行开关周期的模态分析，推导变换器的输入电流特性、稳态电压增益以及器件应力，并对相关电路参数进行设计。最后，搭建实验样机，实验结果验证了该拓扑推衍方案的可行性以及理论分析与参数设计的正确性。

关键词：无桥PFC变换器拓扑推衍元件复用倍压式结构

液体冲压发动机燃烧室C/C-SiC复合材料的烧蚀行为及力学性能

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材料工程 2024年

作者：王玲玲姜韬高勇闫联生郭春园西安航天复合材料研究所高性能碳纤维制造及应用国家地方联合工程研究中心

采用固体粒子和不含固体粒子在不同含氧量下的液体冲压发动机对C/C-SiC复合材料燃烧室内层进行测试，研究两种实验条件下烧蚀严重区域和一般区域的烧蚀量、烧蚀行为及材料烧蚀后的力学性能。结果表明：在含固体粒子条件下，烧蚀严重区... 详细信息

采用固体粒子和不含固体粒子在不同含氧量下的液体冲压发动机对C/C-SiC复合材料燃烧室内层进行测试，研究两种实验条件下烧蚀严重区域和一般区域的烧蚀量、烧蚀行为及材料烧蚀后的力学性能。结果表明：在含固体粒子条件下，烧蚀严重区域烧蚀量较大，而一般区域也有一定的烧蚀量，均比不含固体粒子条件下相应区域烧蚀量大；C/C-SiC复合材料表面涂层先发生氧化反应，生成的SiO2玻璃态膜覆盖在涂层表面，阻挡了氧气的进入，有效地保护了基体材料。随着温度不断上升，材料发生主动氧化，气流的剥蚀和冲刷会加速该过程，使得SiO2难以附着在产品内表面上，SiC基体和碳纤维失去保护而被损耗。纤维变细，强度逐渐降低，纤维的增韧效果大幅减小，两种实验条件下C/C-SiC复合材料的弯曲强度和剪切强度均发生了下降，在颗粒冲刷下，材料的力学性能损失更加严重。

关键词： C/C-SiC燃烧室液体冲压固体粒子烧蚀行为力学性能

从正己烷中提取苯:混合萃取剂的筛选及液-液相平衡数据测定

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高校化学工程学报 2024年第3期38卷 375-383页

作者：李颜静赵雨欣孙晓岩项曙光赵文英青岛科技大学过程系统工程研究所山东青岛266042 齐鲁师范学院化学与化工学院山东济南250200

针对芳烃抽提过程中有机溶剂不能兼顾高溶解度和高选择性的壁垒,利用COSMO-RS模型对多种萃取剂进行筛选,并通过液液平衡实验测定苯+正己烷+混合萃取剂的液液平衡数据,发现N-甲基吡咯烷酮(NMP)与环丁砜(SUL)质量比为1:4是性能最优的萃取... 详细信息

针对芳烃抽提过程中有机溶剂不能兼顾高溶解度和高选择性的壁垒,利用COSMO-RS模型对多种萃取剂进行筛选,并通过液液平衡实验测定苯+正己烷+混合萃取剂的液液平衡数据,发现N-甲基吡咯烷酮(NMP)与环丁砜(SUL)质量比为1:4是性能最优的萃取剂。利用Othmer-Tobias及Hand方程对实验数据的可靠性进行验证,同时通过NRTL及UNIQUAC模型对实验数据进行回归,计算值与实验值吻合良好,表明两模型均可用于芳烃抽提的计算,为工业上芳烃抽提模拟计算提供了数据支持。

关键词：芳烃液液萃取混合萃取剂 COSMO-RS模型

一种面向航空母舰甲板运动状态预估的鲁棒学习模型

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自动化学报 2024年第9期50卷 1785-1793页

作者：王可徐明亮李亚飞姜晓恒鲁爱国李鉴郑州大学计算机与人工智能学院郑州450001 武汉数字工程研究所武汉430074

航母甲板在风、浪、流等因素影响下做六自由度不规则运动,影响舰载机着舰精度.航母甲板运动预估与补偿是自动着舰系统的重要功能之一,也是提高舰载机着舰安全性与成功率的关键技术之一.为此,提出一种面向甲板运动预估的鲁棒学习模型,通... 详细信息

航母甲板在风、浪、流等因素影响下做六自由度不规则运动,影响舰载机着舰精度.航母甲板运动预估与补偿是自动着舰系统的重要功能之一,也是提高舰载机着舰安全性与成功率的关键技术之一.为此,提出一种面向甲板运动预估的鲁棒学习模型,通过基本构建单元自适应演化出复杂学习系统.构建单元的训练采用非梯度的伪逆学习策略,提高了训练效率,简化了学习控制超参数调优;构建单元的架构设计采用数据驱动的策略,简化了架构超参数调优;采用图拉普拉斯正则化方法提高了模型对噪声和意外扰动的鲁棒性.通过某型航母在中等海况条件下以典型航速巡航时的仿真实验,验证了所提方法在甲板纵摇、横摇以及垂荡运动预估问题中的有效性及鲁棒性.

关键词：航空母舰甲板运动预估鲁棒性机器学习仿真验证

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主被动结合的弹性高超声速飞行器鲁棒自适应控制

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宇航学报 2024年第7期45卷 1052-1064页

作者：王霞杨林张大伟魏振岩许斌山东大学控制科学与工程学院济南250061 西北工业大学自动化学院西安710072 成都飞机设计研究所成都610041 北京机电工程研究所北京100074

针对高超声速飞行器轻质材料和细长体构型引起的显著气动伺服弹性问题,提出了一种主被动结合的鲁棒自适应控制方法。首先,通过引入辨识性能评价和监测机制设计复合自适应参数辨识方法,并给出滤波估计策略,实现弹性振动频率与弹性模态的... 详细信息

针对高超声速飞行器轻质材料和细长体构型引起的显著气动伺服弹性问题,提出了一种主被动结合的鲁棒自适应控制方法。首先,通过引入辨识性能评价和监测机制设计复合自适应参数辨识方法,并给出滤波估计策略,实现弹性振动频率与弹性模态的高效在线估计。其次,采用奇异摄动理论将刚弹一体化模型分解为刚弹子系统,针对弹性子系统,基于频率辨识值构建级联型自适应陷波器实现被动陷波抑制,并结合模态估计值设计主动反馈控制保证弹性模态的稳定收敛;针对刚体子系统,设计基于有限时间滑模扰动观测器的鲁棒跟踪控制,综合两个子系统的控制量得到最终升降舵偏转。最后,通过仿真验证了该方法能够有效保证气动伺服弹性影响下高超声速飞行器的弹性抑制和刚体控制性能。

关键词：气动伺服弹性在线估计自适应陷波器主被动鲁棒控制

Mg^(2+)、Al^(3+)对制备半水硫酸钙晶须形貌和尺寸的影响

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当代化工 2024年第4期53卷 809-814,819页

作者：郭静静薛甜程萌蒲梦林李雪礼张琰图陕西省化学反应工程重点实验室延安大学化学与化工学院陕西延安716000

以二水硫酸钙为原料,通过水热法制备半水硫酸钙晶须,在探究反应温度、反应时间对晶须形貌和尺寸影响基础上,分别系统考察了Mg^(2+)、Al^(3+)浓度对其形貌和尺寸的影响。实验结果表明:在料浆质量分数为2%、反应温度为160℃、反应时间为6 ... 详细信息

以二水硫酸钙为原料,通过水热法制备半水硫酸钙晶须,在探究反应温度、反应时间对晶须形貌和尺寸影响基础上,分别系统考察了Mg^(2+)、Al^(3+)浓度对其形貌和尺寸的影响。实验结果表明:在料浆质量分数为2%、反应温度为160℃、反应时间为6 h条件下制备的产物其平均长度为273.4μm,平均长径比达到30.4,晶须的形貌为针状且较为均一。在低浓度的Mg^(2+)存在下,半水硫酸钙晶须的直径小,长径比高;Al^(3+)对半水硫酸钙晶须沿c轴的生长有较强的抑制作用,得到的晶须呈现棒状或者纺锤体状。

关键词：半水硫酸钙晶须水热法长径比

利用SRIM分析辐照对碳化物和氧化物陶瓷的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第5期53卷 1245-1251页

作者：罗春阳徐流杰申华海李秀青魏世忠河南科技大学金属材料磨蚀控制与成型国家联合工程研究中心河南洛阳471003 中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900 河南科技大学高温结构与功能材料河南省重点实验室河南洛阳471003

弥散强化在改善合金性能方面发挥着重要作用,而碳化物和氧化物陶瓷作为常用的弥散强化颗粒,其稳定性对于应用于恶劣环境的核反应堆中的合金非常重要,因此研究SiC、TiC、ZrC、Al_(2)O_(3)、Y_(2)O_(3)和ZrO_(2)的抗辐射性具有重要意义。... 详细信息

弥散强化在改善合金性能方面发挥着重要作用,而碳化物和氧化物陶瓷作为常用的弥散强化颗粒,其稳定性对于应用于恶劣环境的核反应堆中的合金非常重要,因此研究SiC、TiC、ZrC、Al_(2)O_(3)、Y_(2)O_(3)和ZrO_(2)的抗辐射性具有重要意义。利用SRIM程序模拟了不同能量、不同类型的入射离子对不同材料的影响,分析了不同辐照剂量下氧化锆的辐照损伤。结果表明,随着入射离子能量的增加,入射离子在靶材中的分布趋于均匀,入射离子的停止位置和靶材的损伤深度有所增加。入射离子的种类不同,对靶材的损伤程度也大不相同,不利于对比材料的抗辐射能力。在相同的辐照条件下,入射离子的分布随辐照剂量的增加保持不变,但辐照损伤会不断累积直至饱和。在6种物质中,氧化锆和碳化锆的抗辐射性能较好。对氧化锆增强的钨合金在700℃进行碳离子辐照实验,发现氧化锆具有良好的辐照性能。

关键词： SRIM 离子辐照碳化物和氧化物入射粒子

二次燃烧对多喷管运载火箭底部热环境影响研究

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航空动力学报 2024年第6期39卷 287-298页

作者：周志坛李怡庆江平包轶颖南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063 上海宇航系统工程研究所上海201109

火箭飞行时,尾焰中富燃燃气将继续与空气中氧气发生二次燃烧,导致尾流场温度升高。基于三维可压缩Navier-Stokes方程、混合RANS/LES湍流模型、DOM辐射模型和有限速率化学动力学模型建立多喷管火箭尾焰反应流模型,并通过与风洞试验数据... 详细信息

火箭飞行时,尾焰中富燃燃气将继续与空气中氧气发生二次燃烧,导致尾流场温度升高。基于三维可压缩Navier-Stokes方程、混合RANS/LES湍流模型、DOM辐射模型和有限速率化学动力学模型建立多喷管火箭尾焰反应流模型,并通过与风洞试验数据对比验证了模型有效性。基于此,开展了6个不同高度下双喷管火箭和四喷管火箭反应流与冻结流流场对比分析。研究表明:二次燃烧主要发生在羽流混合层中,引起的流场峰值温度增幅随飞行高度增加而减小,最高可达10.16%,最低仅为0.86%。同一高度下,当羽流由近场向远场转变时,二次燃烧效应逐渐增强。相较于双喷管火箭,二次燃烧对四喷管火箭底部热环境影响更小。另外,多喷管火箭底部峰值热流随高度增加基本表现为先增大后减小的趋势。

关键词：二次燃烧多喷管运载火箭热环境反应流冻结流