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基于不同加工工艺的微孔节流空气静压轴承的特性研究

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机床与液压 2024年第7期52卷 123-128,133页

作者：于贺春寇新俊侯玮杰刘海腾李广平张国庆王文博中原工学院机电学院河南郑州450007 天津航天机电设备研究所天津300301 天津市微低重力环境模拟技术重点实验室天津300301

随着超精密加工技术和地面微低重力仿真的发展,相关产业对空气静压轴承的性能要求越来越高。由于传统的孔式节流器其结构特点不能完全满足实际使用的需要,节流孔直径与气膜间隙同一数量级的微孔节流空气静压轴承因其良好的刚度和承载特... 详细信息

随着超精密加工技术和地面微低重力仿真的发展,相关产业对空气静压轴承的性能要求越来越高。由于传统的孔式节流器其结构特点不能完全满足实际使用的需要,节流孔直径与气膜间隙同一数量级的微孔节流空气静压轴承因其良好的刚度和承载特性,越来越受到关注。但在微孔节流器的发展过程中,微孔的加工工艺却限制了其推广应用。针对目前常用的三类微孔加工工艺,进行了理论仿真研究,通过建立不同加工工艺轴承仿真模型,运用双向流固耦合仿真方法,对比分析了基于不同加工工艺的微孔节流空气静压轴承的动静态特性。研究结果表明:锥孔类轴承承载性能优于其他两类,但耗气量大且在小间隙时刚度较差;薄壁直孔类轴承承载性能稍逊,但在大间隙下轴承刚度较佳;嵌套类轴承承载性能较差,但在小间隙下轴承刚度较大且耗气量较低。

关键词：空气静压轴承超精密加工微低重力仿真微孔节流静动态特性

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砂土爆炸成坑离心模型试验相似律研究

岩土工程学报 2024年第7期46卷 1462-1470页

作者：管龙华卢强赵凤奎张德志汪玉冰浙江大学超重力研究中心浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室陕西西安710024

传统弹坑相似律存在适用性和有效性不足的问题,且爆炸成坑离心试验中的科氏力作用尚不明确。开展了砂土中的触地、浅埋爆炸成坑离心模型试验,探究不同重力加速度、药量和埋深工况下的爆炸成坑规律。推导了浅埋和触地爆炸弹坑相似律,给... 详细信息

传统弹坑相似律存在适用性和有效性不足的问题,且爆炸成坑离心试验中的科氏力作用尚不明确。开展了砂土中的触地、浅埋爆炸成坑离心模型试验,探究不同重力加速度、药量和埋深工况下的爆炸成坑规律。推导了浅埋和触地爆炸弹坑相似律,给出了弹坑半径公式。对离心模拟爆炸成坑过程中的科氏力作用进行了定量分析和数值模拟。研究结果表明:提出的弹坑相似律能够适用于触地和浅埋爆炸工况,并针对干砂中的离心机试验和常重力试验弹坑数据取得了良好的归一化结果。科氏力主要通过改变土体抛掷回落运动轨迹来影响最终的弹坑形态,浅埋爆炸成坑试验中明显观察到科氏力的影响,弹坑轮廓向着离心机转动方向偏移;触地爆炸弹坑则基本不受科氏力影响。使用更大半径的离心机设备以及在更高离心加速度下开展试验可以显著减小科氏力引起的弹坑偏移误差。研究结果对爆炸成坑效应的离心物理模拟技术和理论分析提供了参考和依据。

关键词：爆炸成坑离心模型试验相似律科氏力

17α-乙炔雌二醇胁迫下零价铁对硝化污泥中抗性基因的影响

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中国环境科学 2024年第1期44卷 548-554页

作者：王丽丽李安婕张传国交通运输部天津水运工程科学研究院水路交通环境保护技术交通行业重点实验室天津300456 北京师范大学环境学院水沙科学教育部重点实验室水环境模拟国家重点实验室北京100875

采用硝化污泥序批式反应器去除17α-乙炔雌二醇(EE2),基于宏基因组测序技术考察了零价铁(ZVI)对硝化污泥去除17α-乙炔雌二醇(EE2)过程中抗生素抗性基因(ARGs)的影响,结合菌群结构分析了其潜在影响机制.结果表明,硝化污泥处理EE2过程中A... 详细信息

采用硝化污泥序批式反应器去除17α-乙炔雌二醇(EE2),基于宏基因组测序技术考察了零价铁(ZVI)对硝化污泥去除17α-乙炔雌二醇(EE2)过程中抗生素抗性基因(ARGs)的影响,结合菌群结构分析了其潜在影响机制.结果表明,硝化污泥处理EE2过程中ARGs丰度提高了724.42TPM(每百万转录本中来自于某基因的转录本数目),但ZVI削减了此过程中的ARGs丰度增长趋势,EE2及ZVI改变了ARGs亚型的分布,但对ARGs类型及亚型种类无明显影响.EE2使得硝化污泥中属于高风险等级(Q1及Q2)的ARGs丰度增加了555.75TPM及151.08TPM,ZVI降低了硝化污泥中的抗性风险.多重耐药是硝化污泥中丰度占比最大的高风险(Q1和Q2等级)ARGs类型,占比高达49.23%.微生物群落是硝化污泥中ARGs的重要驱动因子,鞘脂单胞菌属(Sphingopyxis)等菌属与多种ARGs显著正相关,可能是多种ARGs的共同潜在宿主.

关键词：硝化污泥 17α-乙炔雌二醇(EE2) 抗生素抗性基因(ARGs) 零价铁(ZVI)

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气隙式膜蒸馏技术研究现状和应用

化工进展 2024年第4期43卷 1655-1666页

作者：杜永亮梁卓彬龚耀煦毕豪杰徐志远苑宏英天津城建大学环境与市政工程学院天津300384 天津市水质科学与技术重点实验室天津300384 基础设施防护和环境绿色生物科技国际联合研究中心天津300384

在低碳经济的发展背景下,膜蒸馏技术作为一种兼具优异分离性能和节能潜力的新型分离技术而备受重视。气隙式膜蒸馏作为一种高热效率的膜蒸馏形式,其节能优势更为显著。本文总结了国内外与气隙式膜蒸馏技术相关的研究进展,从传质传热模... 详细信息

在低碳经济的发展背景下,膜蒸馏技术作为一种兼具优异分离性能和节能潜力的新型分离技术而备受重视。气隙式膜蒸馏作为一种高热效率的膜蒸馏形式,其节能优势更为显著。本文总结了国内外与气隙式膜蒸馏技术相关的研究进展,从传质传热模型、数值模拟和膜组件结构几个方面指出了膜蒸馏技术的主要研究方向。重点介绍了膜蒸馏过程优化的研究和技术应用现状。膜蒸馏过程优化包括通过膜组件结构设计优化、使用改性膜、外加物理场等方式以提高膜通量或减小膜污染。在应用方面,气隙式膜蒸馏技术主要应用于海水淡化、高浓度工业废水处理和浓缩加工等领域。

关键词：气隙式膜蒸馏膜组件膜分离数值模拟结构优化废水处理

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基于快速多极间接边界元法的地震超材料隔震效应

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 151-161页

作者：刘中宪张铭楷黄磊黄振恩天津城建大学土木工程学院天津300384 天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 天津大学建筑工程学院天津300072

中国是世界上遭受地震灾害较严重的国家之一。近年来,灾害性地震给人们的生命财产带来了极大的损失,对重大工程结构开展减震隔震设计成为结构设计中重要的一环。本文将快速多极间接边界元法(FMIBEM)应用到2维地震超材料对地震波的散射模... 详细信息

中国是世界上遭受地震灾害较严重的国家之一。近年来,灾害性地震给人们的生命财产带来了极大的损失,对重大工程结构开展减震隔震设计成为结构设计中重要的一环。本文将快速多极间接边界元法(FMIBEM)应用到2维地震超材料对地震波的散射模拟,并求解一种周期性隔震材料——岩土复合地震超材料(RSCSM)的隔震效应;在精度验证基础上,对RSCSM的带隙结构及不同单晶胞结构下的隔震效果与带隙范围进行详细的数值分析。结果表明:采用FMIBEM能够有效地处理大型地震超材料对地震波的宽频散射问题;RSCSM能够隔离地震波超低频段隙,方形晶胞结构产生的带隙宽度(0.5~17.0 Hz与54.0~72.0 Hz)涵盖了地震波产生危害的主要频段(0.5~2.0 Hz),隔震效果可达35%以上;改变RSCSM的单晶胞结构会对地震超材料带隙结构产生重要影响。方形晶胞结构产生的带隙约为0.5~17.0 Hz和54.0~72.0 Hz;菱形晶胞结构产生的带隙约为0.5~20.0 Hz;菱形单点晶胞结构产生的带隙约为0.5~16.0 Hz和40.0~57.0 Hz;菱形双点晶胞结构产生的带隙约为0.5~14.0 Hz。硬散射体填充率也会对带隙产生重要影响,相同填充率情况下,四边形晶胞能够产生更宽的带隙,并且能够在更低的填充率情况下产生更好的带隙效果。菱形单点与菱形双点晶胞结构只能在非常高的填充率情况下产生较好的带隙效果。本文研究为地震超材料对地震波散射的模拟提供一种高效方法,研究结论可为地基隔震设计提供科学依据。

关键词：隔震超材料边界元法(BEM) 带隙

浅埋爆炸成坑对竖井结构动力响应影响的离心模型试验研究

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岩土工程学报 2024年

作者：赵凤奎管龙华张德志卢强朱斌汪玉冰浙江大学超重力研究中心浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室

为研究发生在竖井结构近区浅埋爆炸成坑效应，本文依托浙江大学ZJU-400土工离心机开展了三组竖井结构受侧向浅埋爆炸作用离心模型试验，通过对砂土抛掷成坑过程、结构内壁加速度和外壁应变响应分析，得出以下主要结论：相比自由场中爆... 详细信息

为研究发生在竖井结构近区浅埋爆炸成坑效应，本文依托浙江大学ZJU-400土工离心机开展了三组竖井结构受侧向浅埋爆炸作用离心模型试验，通过对砂土抛掷成坑过程、结构内壁加速度和外壁应变响应分析，得出以下主要结论：相比自由场中爆炸，发生在竖井结构近区的浅埋爆炸，若最大瞬态爆腔未与结构发生接触，结构物的存在将对爆腔膨胀产生约束作用并造成弹坑体积发生缩减；若瞬态爆腔膨胀至竖井边壁，由于爆轰气体与竖井间的碰撞挤压作用，表观弹坑将呈现出不对称性且弹坑体积也将得到增大；随着爆源至结构距离的增加或爆源埋深的减小，结构对弹坑形成的影响逐渐减弱。爆炸成坑对结构动态响应影响显著，相比埋深较大的结构部分，接近或暴露于弹坑范围内的结构部分在受到爆炸冲击时振动响应更为强烈，同时也易产生更大的变形损伤。本文研究可为竖井结构的抗爆设计提供依据，也可为后续此类结构在爆炸荷载冲击下的相关性能指标和毁伤效应研究提供参考。

关键词：竖井结构爆炸成坑土与结构相互作用离心模型试验

数值模拟超高密度热流下红外窗口材料的受热冲击

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硅酸盐学报 2024年第3期52卷 862-873页

作者：杨国健孙鹏王跃忠李莎莎朱彤彭志勇廉伟艳杨国永杨科宋惠刘华松江南中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江宁波315201 天津津航技术物理研究所天津市薄膜光学重点实验室天津300192

超高速飞行器光电探测技术对红外窗口材料提出了苛刻要求,通过数值模拟,研究了超高密度热流(3~8 MW/m^(2)、时间5 s)作用下,尺寸为φ50 mm×2 mm的蓝宝石、硫化锌(ZnS)及金刚石3种红外窗口材料在倾斜角10°~90°极端工况下的表面温度、... 详细信息

超高速飞行器光电探测技术对红外窗口材料提出了苛刻要求,通过数值模拟,研究了超高密度热流(3~8 MW/m^(2)、时间5 s)作用下,尺寸为φ50 mm×2 mm的蓝宝石、硫化锌(ZnS)及金刚石3种红外窗口材料在倾斜角10°~90°极端工况下的表面温度、热应力及其分布,并比较了有、无制冷的影响。系统分析了在面临超高密度热流时,红外窗口材料的使役性能,以及对材料的性能要求,并比较了3种材料的差别。结果表明,与金刚石相比,蓝宝石、ZnS等传统红外材料由于导热性能相对较差,受热冲击时热量在短时间内来不及疏散,导致窗口温度过高或热应力过高而失效。无论有无制冷,从驻点温度方面进行分析,蓝宝石小于ZnS;从热应力来看,蓝宝石大于ZnS。由于它们的热导率低[环境,制冷反而可能带来更高的失效风险。金刚石由于超高的热导率[约为2 000 W/(m·℃)],窗口温度相对更低、热应力更小且分布更均匀,极大减轻了窗口失效风险,且制冷条件下其优势十分明显,能够满足8 MW/m^(2)超高密度热流极端工况要求。相关研究可为新一代超高速飞行器红外窗口的设计、选材及应用提供了参考。

关键词：数值仿真红外窗口材料超高速飞行器热流金刚石

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金沙江干热河谷碳储量时空演变与多情景模拟

武汉大学学报(理学版) 2024年

作者：汪东川杨菲郎明伟贾世杰刘云绮李亭蓉曾孔鹏张万恒天津城建大学地质与测绘学院天津市水质科学与技术重点实验室

探究区域土地利用变化与碳储量之间关系可以为优化国土空间结构，保持地区碳平衡提供有力政策支撑。本文利用InVEST模型探究金沙江干热河谷1995―2020年区域内土地利用变化与生态系统碳储量时空变化特征关系。结果表明：1)1995―2020年... 详细信息

探究区域土地利用变化与碳储量之间关系可以为优化国土空间结构，保持地区碳平衡提供有力政策支撑。本文利用InVEST模型探究金沙江干热河谷1995―2020年区域内土地利用变化与生态系统碳储量时空变化特征关系。结果表明：1)1995―2020年研究区林地和草地面积大幅减少，水域和建设用地面积增加。2) 1995―2020年研究区碳储量整体为“中心高，四周低，西部高于东部”的空间分布特征，整体呈下降趋势，累计损失30.72×10～5 t，林地和草地面积降低是碳储量减少的主要原因。运用PLUS模型和InVEST模型分别预测金沙江干热河谷2020―2030年三种不同情景下土地利用变化及其碳储量空间分布情况，结果表明：2030年自然增长情景、生态保护情景、耕地保护情景下的碳储量较2020年将分别减少12.90×10～5、3.60×10～5、7.23×10～5 t。生态保护情景能有效缓解碳损失，为区域生态环境治理提供了重要参考。

关键词：碳储量土地利用干热河谷 InVEST模型 PLUS模型

U型重力热管启动过程中压力和温度的演变规律

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制冷学报 2024年

作者：赵萧涵刘圣春李雪强张钟垚李海龙天津市制冷技术重点实验室天津商业大学天津大学中低温热能高效利用教育部重点实验室

重力热管因具有高效的导热性能受到广泛关注。本文将饱和温度和工质物性变化引入VOF模型，研究了U型重力热管的启动过程，并对启动过程中的压力和温度进行分析。结果表明：使用改进后的模型可与实验数据更好的吻合，模拟与实验值平均误... 详细信息

重力热管因具有高效的导热性能受到广泛关注。本文将饱和温度和工质物性变化引入VOF模型，研究了U型重力热管的启动过程，并对启动过程中的压力和温度进行分析。结果表明：使用改进后的模型可与实验数据更好的吻合，模拟与实验值平均误差仅为5K，具有较高的模拟精度。基于模拟结果，可将启动过程分为初始阶段、平衡阶段和突变阶段；初始阶段的主要特征为绝热段和冷凝段的温升均滞后于蒸发段，蒸发段和冷凝段间的压力差出现小幅波动（平均波动范围为81.5 Pa）；平衡阶段的特征是冷凝段温度上升，蒸发段和冷凝段间的压力差波动幅度增大（平均波动范围为230.2 Pa），并出现间歇沸腾现象；突变阶段的主要特点是温度出现波动，同时压力波动更为剧烈。

关键词：重力热管 VOF模型启动过程压力温度导热系数