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北极高分辨率海冰冰间水道模拟评估分析

海洋学报 2024年第8期46卷 74-88页

作者：蒋仁川苏洁牟龙江中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心/物理海洋教育部重点实验室山东青岛266100 中国高校极地联合研究中心北京100875 崂山实验室山东青岛266100

冰间水道只占北极冰区的1%~10%,但在海洋和大气之间的能量和水汽交换中起着重要作用。目前对冰间水道数值模拟结果的分析主要集中在水道出现频率的空间分布和水道面积占比的时空变化,而有关水道形态特征(长、宽和走向)模拟结果的分析较... 详细信息

冰间水道只占北极冰区的1%~10%,但在海洋和大气之间的能量和水汽交换中起着重要作用。目前对冰间水道数值模拟结果的分析主要集中在水道出现频率的空间分布和水道面积占比的时空变化,而有关水道形态特征(长、宽和走向)模拟结果的分析较少。本文基于采用黏塑性流变学的高分辨率(2 km)冰海耦合模式模拟的海冰厚度来提取冰间水道,并利用3种MODIS冰间水道遥感产品进行形态特征的对比分析。分析结果显示,在波弗特海,模拟水道出现频率的空间分布与WH2015和H2019两种遥感产品基本一致;模拟结果中宽度大于6 km的水道数量概率密度和总长度符合遥感产品呈现的幂律分布规律,对2~4 km窄水道的分布受模式可解析能力限制本研究模式分辨率尚无法正确估计,存在低估;模拟水道总长度与遥感反演的结果在1月和3月相关性较好,但无法再现遥感产品中2月和4月的明显变化趋势;模拟水道和遥感产品总体走向一致,二者都显示,加拿大群岛以北和波弗特海东南部沿岸区域水道走向几乎与海岸线和冰速方向平行,模拟水道受陆地阻隔的影响更大,在波弗特海中部冰间水道和冰速发生转向的位置不一致。本研究揭示了当前高分辨率海冰模式对不同冰间水道形态特征的模拟能力的符合程度及不足之处,将有助于进一步的模式改进。

关键词：北极高分辨率冰海耦合模式冰间水道形态特征模拟评估

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3D打印陶瓷型芯研究进展

热加工工艺 2024年第13期53卷 13-19页

作者：赵世鑫龚雨波周起王海源余建波杨治刚石家庄铁道大学材料科学与工程学院河北省超材料与微器件工程研究中心河北石家庄050043 石家庄铁道大学低碳高效能量转换材料与器件研究所河北石家庄050043 上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海201900

陶瓷型芯是成功制造空心叶片的关键之一,它决定着叶片的尺寸精度、合格率、制备成本。但传统制造技术存在工艺复杂、制备周期长等缺点。3D打印技术具有无需模具、快速成型、个性化定制三维零件的优势,逐渐被应用于复杂形状陶瓷型芯的制... 详细信息

陶瓷型芯是成功制造空心叶片的关键之一,它决定着叶片的尺寸精度、合格率、制备成本。但传统制造技术存在工艺复杂、制备周期长等缺点。3D打印技术具有无需模具、快速成型、个性化定制三维零件的优势,逐渐被应用于复杂形状陶瓷型芯的制备。系统总结了粘结剂喷射、激光选区烧结、浆料直写成型、光固化成型4种主流3D打印技术在陶瓷型芯领域的研究进展,及脱脂-烧结工艺对3D打印陶瓷型芯性能的影响,最后对3D打印陶瓷型芯的未来发展进行了展望。

关键词： 3D打印陶瓷型芯空心叶片复杂形状

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基于尺度分析的CMA-GFS全球能量评估

应用气象学报 2024年第2期35卷 156-167页

作者：葛恩博赵滨中国气象科学研究院北京100081 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

全球模式能量循环和能量转换规律可准确反映模式动力和物理过程相互作用的物理机制,是诊断大气环流特征的重要方法。基于混合时空域能量循环框架,采用尺度分析方法,利用2022年中国气象局全球数值预报系统(CMA Global Forecast System,CM... 详细信息

全球模式能量循环和能量转换规律可准确反映模式动力和物理过程相互作用的物理机制,是诊断大气环流特征的重要方法。基于混合时空域能量循环框架,采用尺度分析方法,利用2022年中国气象局全球数值预报系统(CMA Global Forecast System,CMA-GFS)全球预报产品及欧洲中期天气预报中心第5代再分析资料(ECMWF reanalysis version 5,ERA5),考察CMA-GFS不同尺度下的能量蓄能及转换特征,以此诊断模式的误差来源。结果表明:CMA-GFS可有效预报大气能量循环基本特征,但其对斜压性的高估导致平均环流有效位能偏强,且具有随预报时效逐渐增长的趋势。定常和瞬变涡动能量分别受行星尺度和天气及以下尺度分量主导。涡动有效位能误差由模式斜压性决定,其中CMA-GFS的定常涡动有效位能偏高而瞬变涡动有效位能偏低。定常和瞬变涡动动能均存在系统性低估,负误差主要集中在副热带急流和极夜急流中心附近,偏强的正压输送使更多能量向平均环流转换,涡动能量偏弱。CMA-GFS的4种涡动能量在冬季预报偏低,而在夏季偏高或略偏低,严重削弱了季节变化影响。

关键词：混合时空域能量循环尺度分析定常及瞬变能量 CMA-GFS 系统性误差

原子层沉积:一种多相催化剂“自下而上”气相制备新策略（英文）

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物理化学学报 2018年第12期34卷 1334-1357页

作者：王恒伟路军岭中国科学技术大学化学物理系合肥微尺度物质科学国家研究中心能源材料化学协同创新中心合肥230026 中国科学技术大学中国科学院能量转换重点实验室合肥230026

多相催化剂是极为重要的一类催化剂,在许多重要工业反应中扮演关键角色。然而,传统的湿化学合成手段在很多情况下难以做到对催化剂活性位点的结构、组成以及其周围局部环境的原子级精细调控,继而给优化催化剂性能、理解多相催化机理带... 详细信息

多相催化剂是极为重要的一类催化剂,在许多重要工业反应中扮演关键角色。然而,传统的湿化学合成手段在很多情况下难以做到对催化剂活性位点的结构、组成以及其周围局部环境的原子级精细调控,继而给优化催化剂性能、理解多相催化机理带来较大的挑战。原子层沉积(ALD)是一种气相催化剂合成技术,其原理是基于两种前驱体蒸汽交替进样并在载体表面上发生分子层面上的"自限制"反应,实现目标材料在载体表面上的精准沉积。利用其分子层面上的"自限制"反应特性,并通过改变沉积周期数、次序和种类等方法可以实现对催化剂活性位结构的原子级精细控制,进而为人们提供了一种催化剂"自下而上"精细可控合成的新策略。在本文中,我们总结了利用ALD方法在负载型单金属和双金属催化剂精细设计方面的进展,讨论了ALD方法在设计高效催化剂方面的特点与优势。特别地,我们总结了利用ALD方法制备单原子和双原子结构金属催化剂的方法与策略。此外,我们总结了利用氧化物可控沉积精准调控金属催化活性中心周围的微环境,从而实现提升催化剂活性、选择性和稳定性的方法。最后我们展望了ALD技术在催化剂制备领域中应用的潜力。

关键词：原子层沉积负载型金属催化剂 “自下而上”合成单原子催化剂双原子催化剂金属氧化物界面限域效应

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用于储锂电池的三维碳结构集流体

中国科学：化学 2018年第9期48卷 1015-1026页

作者：金松季恒星中国科学院能量转换材料重点实验室中国科学技术大学材料科学与工程系能源材料化学协同创新中心合肥230026

三维碳结构材料具有轻质、优异的热学和电学性质,良好的机械性能和电化学稳定性等特点,用作电化学储能器件的集流体能够优化电极材料层中的导电网络同时缓解体积膨胀,实现电极能量密度、功率密度和循环稳定性的同时提升,在电化学储能领... 详细信息

三维碳结构材料具有轻质、优异的热学和电学性质,良好的机械性能和电化学稳定性等特点,用作电化学储能器件的集流体能够优化电极材料层中的导电网络同时缓解体积膨胀,实现电极能量密度、功率密度和循环稳定性的同时提升,在电化学储能领域展现出了巨大的应用潜力.本文结合本课题组在碳材料方面的部分研究工作,概述了当前三维碳结构集流体在锂离子电池中的最新研究进展.根据三维网络结构基元之间的连接方式,从共价键组装和非共价键组装的三维碳网络两个方面进行了分类总结,并对碳集流体在锂离子电池中存在的问题及发展方向进行了阐述,从而为进一步设计和优化新型的三维碳结构集流体提供新思路.

关键词：三维集流体碳材料锂离子电池

LIBS结合图像筛选方法提高钢铁中Cu、Cr、Mn元素检测稳定性研究

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中国无机分析化学 2024年第2期14卷 223-232页

作者：郑培超刘少剑王金梅陈光辉李刚刘旭峰田宏武董大明郭连波重庆邮电大学光电工程学院光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室重庆400065 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 农业农村部农业传感器重点实验室北京100097 华中科技大学武汉光电国家实验室武汉430074

优质特种钢材和低端粗钢之间的性能差异主要受其构成元素种类及其成分含量的影响,因此,如何快速准确地对物质成分进行定性及定量分析对钢铁产品的质量评估至关重要。针对传统方法难以实现对钢铁合金成分的快速准确检测的难题,采用激光... 详细信息

优质特种钢材和低端粗钢之间的性能差异主要受其构成元素种类及其成分含量的影响,因此,如何快速准确地对物质成分进行定性及定量分析对钢铁产品的质量评估至关重要。针对传统方法难以实现对钢铁合金成分的快速准确检测的难题,采用激光诱导击穿光谱(LIBS)结合等离子体图像信息的方法,通过快速地对不同元素的特征光谱强度与激发生成的等离子体图像进行采集,分析两者之间的相关性,并通过提取的图像特征信息的异常值剔除了部分无效光谱数据,进而实现了对钢铁成分的高精度分析。通过分析延迟时间和激光能量等不同实验条件对元素特征光谱强度及其对应等离子体图像的影响规律,不仅证明了等离子体图像与光谱之间存在相关性,还利用等离子体图像特征信息的局部最优值确定了最优延迟时间、激光能量分别为1000 ns与50 mJ,并根据图像特征的平均阈值来筛选无效光谱数据。结果表明,图像筛选优化数据后,各元素谱线校准模型的决定系数(R^(2))分别从原始数据的0.978、0.986、0.957、0.935提升至0.995、0.997、0.968、0.957,且其定标曲线对未知样品元素的预测浓度相对标准偏差(RSD)下降为原始数据预测浓度RSD的50%左右。由此可知采用LIBS结合图像筛选方法可以减少定量分析的误差,提高预测结果精确度。

关键词：光谱学激光诱导击穿光谱等离子体图像定量分析稳定性

扬子陆块北缘大洪山地区莲沱组底部凝灰岩锆石U-Pb定年及其地层学意义

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地质通报 2024年第2期43卷 363-375页

作者：宁括步邓奇崔晓庄汪正江任光明杨青雄中国地质调查局成都地质调查中心(西南地质科技创新中心) 四川成都610218 自然资源部沉积盆地与油气资源重点实验室四川成都610218 湖北省地质调查院湖北武汉430034

扬子陆块北缘莲沱组是华南新元古代的重要地层单元之一,但其沉积时限、区域对比关系、沉积环境与沉积期古地理存在诸多争论。对大洪山地区莲沱组底部的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得凝灰岩样品的形成年龄为798.4±4.5 Ma(MSWD... 详细信息

扬子陆块北缘莲沱组是华南新元古代的重要地层单元之一,但其沉积时限、区域对比关系、沉积环境与沉积期古地理存在诸多争论。对大洪山地区莲沱组底部的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得凝灰岩样品的形成年龄为798.4±4.5 Ma(MSWD=0.40,n=13)。结合前人研究成果,将莲沱组的沉积时限限定为800~714 Ma,区域上可与板溪群及其相当地层中上部、休宁组、澄江组、开建桥组、武当群和随县群进行对比,为“晋宁造山运动”不整合面之上、南华冰期之下的一套裂谷充填产物,代表了裂谷盆地全面打开,沉积范围快速扩大的充填序列,其主体为冲积扇、河流及滨浅海沉积。莲沱沉积时期,扬子陆块北缘形成了一个向北逐渐变深的裂谷盆地,此时大洪山地区的莲沱组为围绕鄂北古隆起分布的冲积扇沉积,向北则变为以随县群为代表的滨浅海—半深海沉积。

关键词：扬子陆块北缘莲沱组凝灰岩锆石U-Pb定年新元古代地质调查工程

基于硬件损伤的认知反向散射通信网络鲁棒安全资源分配算法

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电子与信息学报 2024年第2期46卷 652-661页

作者：徐勇军姜思巧张海波王正强周继华重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065 航天新通科技有限公司重庆401332

为了提高反向散射通信网络频谱效率、传输鲁棒性及信息安全性,该文提出一种基于硬件损伤的认知反向散射通信网络鲁棒安全资源分配算法。首先,考虑认知反向散射用户的最小安全速率、传输时间、能量收集和反射系数等约束,基于有界信道不... 详细信息

为了提高反向散射通信网络频谱效率、传输鲁棒性及信息安全性,该文提出一种基于硬件损伤的认知反向散射通信网络鲁棒安全资源分配算法。首先,考虑认知反向散射用户的最小安全速率、传输时间、能量收集和反射系数等约束,基于有界信道不确定性和频谱感知误差模型,建立一个多变量耦合的吞吐量最大化非凸资源分配问题。其次,利用最坏准则、连续凸近似和交替优化方法,将原问题转换为凸优化问题,并提出一种基于迭代的鲁棒资源分配算法。仿真结果表明,与现有算法对比,所提算法具有较好的鲁棒性。

关键词：认知反向散射通信鲁棒资源分配硬件损伤安全通信频谱感知误差

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海面溢油激光探测系统接收装置的研究

计量学报 2024年第9期45卷 1281-1290页

作者：吴培良王智伟孔德明马勤勇崔永强燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 中国科学院高能物理研究所天府宇宙线研究中心四川成都610299

提出一款适用于海面溢油激光探测系统的接收装置,通过对该装置中的平行光管、光学天线以及积分球等光学部件进行研究,分析了激光在装置中的能量传输变换等系列问题。然后,以不同油膜厚度对应的激光反射信号强度作为仿真参数,在不同海况... 详细信息

提出一款适用于海面溢油激光探测系统的接收装置,通过对该装置中的平行光管、光学天线以及积分球等光学部件进行研究,分析了激光在装置中的能量传输变换等系列问题。然后,以不同油膜厚度对应的激光反射信号强度作为仿真参数,在不同海况下验证了接收装置的有效性。结果表明,同一油膜厚度下,经过接收装置的激光强度远小于未经过接收装置的激光强度,此外,在平静海面或风速为0.3、0.5和0.8 m/s的微浪海面下,使用经过接收装置后的激光强度可以有效反演海面油膜厚度。

关键词：几何量计量海面溢油激光探测系统激光接收装置油膜厚度