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Fluent仿真在优化HMX基微球微流控制备工艺中的应用

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火工品 2025年

作者：张灏哲罗宇航崔皓洋李靖煜侯聪花中北大学环境与安全工程学院

本研究通过Fluent软件仿真优化了微流控法制备HMX基微球的实验工艺参数。通过设定连续相与分散相的相关参数，分析了连续相流速、分散相流速和分散相粘度对HMX基液滴生成的直径与形貌的影响。仿真结果显示，当分散相流速为0.01 m·s-1... 详细信息

本研究通过Fluent软件仿真优化了微流控法制备HMX基微球的实验工艺参数。通过设定连续相与分散相的相关参数，分析了连续相流速、分散相流速和分散相粘度对HMX基液滴生成的直径与形貌的影响。仿真结果显示，当分散相流速为0.01 m·s-1且连续相流速大于0.015 m·s-1时，液滴开始呈现球形。连续相流速从0.030 m·s-1增加到0.035 m·s-1，液滴直径显著减小。当连续相流速超过0.07 m·s-1时，液滴直径趋于稳定。分散相流速的变化趋势表明，在达到特定流速条件后，可以稳定生成粒径较小且均一的液滴。将连续相流速设定在0.07～0.10 m·s-1之间，分散相粘度设定在0.10～0.25 Pa·s之间，可制备出符合预期的HMX基微球产物。

关键词：含能材料 Fluent软件微流控管道 HMX基微球

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压电-光催化材料的研究进展

现代化工 2025年第1期45卷 24-28页

作者：张悦刘鹏霄张旭柳李雨洋刘宁中北大学环境与安全工程学院山西太原030051

基于压电光催化技术的发展背景总结了其工作原理;对几种不同的压电光催化材料进行了介绍,并综述了其在环境水处理、气体净化、能源析氢等领域的研究进展;阐明了压电-光催化材料面临的问题并对其未来发展提出了建议,为压电光催化材料的... 详细信息

基于压电光催化技术的发展背景总结了其工作原理;对几种不同的压电光催化材料进行了介绍,并综述了其在环境水处理、气体净化、能源析氢等领域的研究进展;阐明了压电-光催化材料面临的问题并对其未来发展提出了建议,为压电光催化材料的设计和深入研究提供参考。

关键词：压电光催化基本原理环境修复能源析氢

基于柔度法纤维梁柱单元的钢筋混凝土柱地震损伤分析

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科学技术与工程 2025年第2期25卷 721-728页

作者：高营郑亮王万月中北大学环境与安全工程学院太原030051

为高效准确地模拟钢筋混凝土柱的地震损伤过程,将混凝土和钢筋单轴损伤本构模型与基于柔度法的纤维梁柱单元模型相结合,建立钢筋混凝土构件地震损伤分析方法。对钢筋混凝土柱的拟静力试验进行模拟分析,发现模拟模型可以较好地模拟构件... 详细信息

为高效准确地模拟钢筋混凝土柱的地震损伤过程,将混凝土和钢筋单轴损伤本构模型与基于柔度法的纤维梁柱单元模型相结合,建立钢筋混凝土构件地震损伤分析方法。对钢筋混凝土柱的拟静力试验进行模拟分析,发现模拟模型可以较好地模拟构件的刚度和承载力退化过程。对钢筋混凝土柱的双向加载振动台试验进行模拟分析,结果表明模拟模型可以较好地模拟构件的非线性动力行为和损伤分布情况。此外,所建立模型可以有效模拟构件的地震损伤演化过程,描述构件的薄弱部位,且具有较高计算效率和求解精度,可用于地震作用下建筑和桥梁结构倒塌过程分析。

关键词：钢筋混凝土柱纤维梁柱单元损伤本构模型损伤分析地震作用

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含能材料性能测试3D虚拟仿真实验系统开发

实验室研究与探索 2025年第1期44卷 209-214页

作者：蔡兴旺杨继华李宸欣裴耀强中北大学软件学院太原030051 中北大学环境与安全工程学院太原030051

为解决含能材料性能测试实验存在的高危险性、高成本、难管理、无法批量实验等问题,设计出一套3D虚拟仿真实验系统方案。采用3ds max软件对实验设备进行几何建模,介绍了建模方法和模型优化技巧。以Unity3D为引擎,仿真实验中采用交互技术... 详细信息

为解决含能材料性能测试实验存在的高危险性、高成本、难管理、无法批量实验等问题,设计出一套3D虚拟仿真实验系统方案。采用3ds max软件对实验设备进行几何建模,介绍了建模方法和模型优化技巧。以Unity3D为引擎,仿真实验中采用交互技术,包括相机交互、鼠标交互、动画交互、音视频交互、交互同步技术等;软件界面设计、特效设计(粒子特效和物理特效)、灯光和相机设计的技巧和方法,完成对含能材料性能测试虚拟仿真实验系统的开发。既满足了高校相关专业的课程教学需求,又能为其他虚拟现实系统的开发提供借鉴。

关键词：含能材料虚拟现实虚拟仿真实验教学

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点火延时对褐煤粉尘爆炸特性的影响

爆破器材 2025年第1期54卷 14-20页

作者：吴豪杨振欣张婷许张归史学强中北大学环境与安全工程学院山西太原030051

煤炭加工过程中存在着不可忽视的煤尘爆炸安全隐患。采用哈特曼管装置开展了不同点火延时条件下褐煤粉尘的点火实验,研究了煤尘的点火临界特性。基于最小点火能变化特征,探究了不同点火延时条件下煤尘爆炸火焰的形态特征和传播规律。结... 详细信息

煤炭加工过程中存在着不可忽视的煤尘爆炸安全隐患。采用哈特曼管装置开展了不同点火延时条件下褐煤粉尘的点火实验,研究了煤尘的点火临界特性。基于最小点火能变化特征,探究了不同点火延时条件下煤尘爆炸火焰的形态特征和传播规律。结合实验结果与数值模拟,分析了煤尘的扩散动力学特性。结果表明:煤尘的最小点火能随着点火延时的增加先减小、后增加;当点火延时为90 ms时,煤尘最小点火能达到最低,为244 mJ;在点火能量1280 mJ条件下,点火延时为90 ms时,火焰最明亮,呈蘑菇云状态,前锋面高度最高。实验结果与模拟结果证明,点火延时90 ms附近,煤尘分散较好。

关键词：点火延时点火能量煤尘爆炸火焰传播数值模拟

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模拟残障人员和健全人员组成的异质人群运动教学实验平台设计

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实验技术与管理 2025年

作者：傅丽碧刘宇星施永乾福州大学土木工程学院福州大学环境与安全工程学院

为克服开展真实残障人员运动实验的挑战，设计并研制了一个能够模拟残障人员和健全人员组成的异质人群运动教学实验平台。结合文献调研、可控实验、图像处理等方法，设计了通道中残障人员和健全人员组成的异质人群单向运动实验方案，模... 详细信息

为克服开展真实残障人员运动实验的挑战，设计并研制了一个能够模拟残障人员和健全人员组成的异质人群运动教学实验平台。结合文献调研、可控实验、图像处理等方法，设计了通道中残障人员和健全人员组成的异质人群单向运动实验方案，模拟真实的异质人群运动过程。基于理论分析，从人员运动轨迹、典型行为特征、速度、密度、流量等角度分析异质人群的基本运动规律，符合经验结论，验证了该平台模拟残障人员和健全人员组成的异质人群运动的可行性和合理性。该实验平台可为交通安全、安全管理等领域的实验研究与教学创新提供参考。

关键词：残障人员运动特征异质人群实验平台图像处理

Estane/F2602对HMX/FOX-7基PBX的包覆改性研究

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兵器装备工程学报 2025年

作者：范董倩崔小娜李小东武文瑜徐璐中北大学环境与安全工程学院河南北方红阳机电有限公司

为了研究奥克托今/1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯（HMX/FOX-7）基高聚物粘结炸药（PBX）的性能，以热塑性聚酯胺（Estane）和氟橡胶（F2602）为包覆剂，使用水悬浮法制备了三种不同质量比的HMX/FOX-7基PBXs造型粉。采用扫描电镜（SEM）、... 详细信息

为了研究奥克托今/1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯（HMX/FOX-7）基高聚物粘结炸药（PBX）的性能，以热塑性聚酯胺（Estane）和氟橡胶（F2602）为包覆剂，使用水悬浮法制备了三种不同质量比的HMX/FOX-7基PBXs造型粉。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）、撞击感度和摩擦感度测试仪以及小型烤燃实验装置对造型粉的形貌、结构、热分解特性、机械感度和烤燃特性进行测定。结果表明，HMX/FOX-7基PBXs造型粉包覆效果较好，粒径在1-2?mm之间，且HMX和FOX-7均未发生转晶。三种造型粉的表观活化能较原料FOX-7分别提高了85.53、39.68和66.92?kJ·mol-1，撞击能量较原料HMX分别提高了1、2.5、4.5?J，摩擦荷重则提高了44、84、108?N，表明HMX/FOX-7基PBXs具有更好的热稳定性和更明显的钝感特性。当配方中FOX-7的含量为60%时，烤燃反应等级为燃烧，此配方实测爆速为8453?m·s-1，表明该配方在满足能量要求的同时能够具有更好的安全性。

关键词： HMX/FOX-7基PBX 水悬浮法形貌结构热性能机械感度烤燃爆速

纵向通风对三元锂离子电池模块热失控及其传播的影响

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清华大学学报(自然科学版) 2025年第03期 547-554页

作者：韩浩姜雪刘旭东张培红东北大学资源与土木工程学院

通风对锂离子电池(lithium-ion battery, LIB)模块热失控(thermal runaway, TR)及其传播的影响具有复杂性。该文构建纵向通风环境，以5块5 Ah三元锂离子电池组成的LIB模块为研究对象，通过改变风速，对比分析电池表面温度、烟气浓度、 ... 详细信息

通风对锂离子电池(lithium-ion battery, LIB)模块热失控(thermal runaway, TR)及其传播的影响具有复杂性。该文构建纵向通风环境，以5块5 Ah三元锂离子电池组成的LIB模块为研究对象，通过改变风速，对比分析电池表面温度、烟气浓度、 LIB模块TR传播时间和质量损失率等参数，研究纵向通风对LIB模块TR及其传播的供氧助燃和散热冷却双重作用机制。结果表明：纵向通风对LIB模块TR及其传播的影响由供氧助燃和散热冷却的协同作用决定，主导作用机制随风速不同而不同。在2.0、 3.0和4.5 m/s风速下，供氧助燃作用为主导，对LIB模块TR及其传播有促进作用，且促进效果随风速增加而减弱；而在6.0、 7.5和9.0 m/s风速下，散热冷却作用为主导，对LIB模块TR及其传播有抑制作用，且抑制效果随风速增加而增强。该文研究结果可为LIB模块的热安全及其在新能源领域的推广应用提供参考。

关键词：锂离子电池热失控传播纵向通风供氧助燃散热冷却

模拟残障人员和健全人员组成的异质人群运动教学实验平台设计

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实验技术与管理 2025年第2期42卷 52-58页

作者：傅丽碧刘宇星施永乾福州大学土木工程学院福建福州350108 福州大学环境与安全工程学院福建福州350108

为克服开展真实残障人员运动实验的挑战,设计并研制了一个能够模拟残障人员和健全人员组成的异质人群运动教学实验平台。结合文献调研、可控实验、图像处理等方法,设计了通道中残障人员和健全人员组成的异质人群单向运动实验方案,模拟... 详细信息

为克服开展真实残障人员运动实验的挑战,设计并研制了一个能够模拟残障人员和健全人员组成的异质人群运动教学实验平台。结合文献调研、可控实验、图像处理等方法,设计了通道中残障人员和健全人员组成的异质人群单向运动实验方案,模拟真实的异质人群运动过程。基于理论分析,从人员运动轨迹、典型行为特征、速度、密度、流量等角度分析异质人群的基本运动规律,结果符合经验结论,验证了该平台模拟异质人群运动的可行性和合理性。该实验平台可为交通安全、安全管理等领域的实验研究与教学创新提供参考。

关键词：残障人员运动特征异质人群实验平台图像处理