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气力输送颗粒系统中静电的研究进展

化工进展 2024年第2期43卷 565-578页

作者：刘浩宇赵彦琳姚军 WANG Chi-Hwa 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院清洁能源科学与技术国际联合实验室过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249 新加坡国立大学化学与生物分子工程系新加坡肯特岗117585

在过去的几十年里,由于许多工业问题和相关新技术的发展,颗粒和颗粒流的静电学得到了越来越多的关注。颗粒-颗粒和颗粒-壁面之间发生碰撞从而产生静电。静电的发生会受多种因素的影响,随着颗粒与壁面之间的接触会在它们的表面产生静电... 详细信息

在过去的几十年里,由于许多工业问题和相关新技术的发展,颗粒和颗粒流的静电学得到了越来越多的关注。颗粒-颗粒和颗粒-壁面之间发生碰撞从而产生静电。静电的发生会受多种因素的影响,随着颗粒与壁面之间的接触会在它们的表面产生静电荷的积累,静电量可以达到饱和状态。本文分别综述了气力输送颗粒系统中的静电发生及静电平衡,着重分析了颗粒与壁面之间接触带电的两种方式(碰撞带电和摩擦带电)、颗粒流模式及受力情况,讨论了颗粒带电过程所受的影响因素,包括外界条件(温度、相对湿度)、颗粒几何条件(尺寸、形状、接触面积、粗糙度)以及受力条件(摩擦力、常压)等。此外,对气力输送颗粒系统中静电的数值计算作了简单介绍。最后,为澄清气力输送颗粒系统中静电发生的机理,对单颗粒发生静电的物理机制进行了分析。根据对相关研究结果的总结,发现由于碰撞或摩擦造成的电荷转移的工作机制尚未完全明了,这些问题将在未来逐步得到解决。

关键词：静电效应颗粒气力输送接触带电

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有机固废高值化为CO_(2)吸附剂研究进展:交叉研究综述

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化工进展 2024年第10期43卷 5748-5764页

作者：黄致新王珺瑶袁湘洲邓帅赵洁张欣懿中低温热能高效利用教育部重点实验室天津300350 广东工业大学材料与能源学院广东广州510006 东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096 新加坡国立大学工程学院化学与生物分子工程系新加坡肯特岗119260

碳捕集技术对于实现碳中和目标不可或缺。特别地,将有机固体废弃物高值化为多孔炭吸附剂并捕集CO_(2),被认为是一种能够同时缓解气候变化以及固废污染的可持续方法,因此其吸附剂的合成与应用得到广泛关注。近年来,除化工、材料、热工研... 详细信息

碳捕集技术对于实现碳中和目标不可或缺。特别地,将有机固体废弃物高值化为多孔炭吸附剂并捕集CO_(2),被认为是一种能够同时缓解气候变化以及固废污染的可持续方法,因此其吸附剂的合成与应用得到广泛关注。近年来,除化工、材料、热工研究方法外,在该领域内许多学者应用分子模拟、机器学习、生命周期评价等研究方法,在固废高值化为CO_(2)吸附剂方面进行了卓有特色的交叉研究。然而,上述交叉研究仍较为分散,缺乏脉络总结,其丰厚潜力还未得到系统阐明。本文综述了固废高值化为多孔炭吸附剂的研究进展,除常规工艺方法、制取吸附剂的性能水平外,侧重于展示该领域中应用的交叉研究,包含分子模拟、机器学习、生命周期评价三方面。本文通过脉络梳理可为该领域内交叉研究的潜在发展方向提供指引。

关键词：碳中和多孔炭碳捕集分子模拟机器学习生命周期评价

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面向6G通信感知一体化的固定与可移动天线技术

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信号处理 2024年第8期40卷 1377-1407页

作者：曾勇董珍君王蕙质朱立鹏洪子尧姜庆基王东明金石张瑞东南大学移动通信全国重点实验室江苏南京210096 紫金山实验室江苏南京211111 新加坡国立大学电子与计算机工程系新加坡117583 香港中文大学(深圳) 深圳大数据研究院广东深圳518172

多天线技术通过在收发端部署天线阵列,从而提供额外的空间自由度(degrees of freedom,DoFs),大幅提升了无线通信的可靠性与有效性。与此同时,多天线技术应用于雷达感知领域,实现了空间角度分辨能力并提升了感知自由度,大幅增强了无线感... 详细信息

多天线技术通过在收发端部署天线阵列,从而提供额外的空间自由度(degrees of freedom,DoFs),大幅提升了无线通信的可靠性与有效性。与此同时,多天线技术应用于雷达感知领域,实现了空间角度分辨能力并提升了感知自由度,大幅增强了无线感知性能。然而,无线通信与雷达感知领域在过去数十年里独立发展。因此,尽管多天线技术在这两个领域分别取得了巨大的进步,但并没有通过发挥它们的协同作用来实现深度融合。随着感知与通信的融合被确定为第六代(the sixth-generation,6G)移动通信网络的典型应用场景之一,多天线技术的发展面临新的机遇以填补上述空白。为此,本文围绕未来天线阵列规模持续扩张、阵列架构更加多样、阵列形态更为灵活等发展趋势,对面向6G通信感知一体化的多天线技术进行综述。首先介绍未来多天线的不同架构类型,包括以传统紧凑式阵列和新兴稀疏阵列为代表的集中式阵列架构、以无蜂窝大规模MIMO(multiple-input multiple-output)为代表的分布式天线架构,以及三维连续空间阵元位置与朝向灵活可调的可移动天线/流体天线。然后,本文将介绍基于上述天线架构的远场/近场信道建模,并进行通信与感知性能分析。最后总结不同天线架构的特点,并展望解决因天线阵列规模的持续扩展及阵列形态的灵活多变引起的信道状态信息获取困难的新思路。

关键词：第六代移动通信多天线技术通信感知一体化信道建模集中式阵列分布式阵列可移动天线

盾构开挖面泥水劈裂离心模型试验相似性分析及验证

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岩土工程学报 2024年第9期46卷 1919-1927页

作者：罗维平李福豪袁大军朱合华北京交通大学城市地下工程教育部重点试验室北京100044 同济大学地下建筑与工程系上海200092 新加坡国立大学土木与环境工程学院新加坡117576

土工离心试验能够在小比尺模型中还原真实的应力场,为探明盾构开挖面泥水劈裂现象提供了一种有效的研究手段。盾构泥水劈裂涉及土体、泥水、隧道等多方面因素的相互作用,尤其多种流体的存在使得模型试验中量纲分析、试验参数缩放和数据... 详细信息

土工离心试验能够在小比尺模型中还原真实的应力场,为探明盾构开挖面泥水劈裂现象提供了一种有效的研究手段。盾构泥水劈裂涉及土体、泥水、隧道等多方面因素的相互作用,尤其多种流体的存在使得模型试验中量纲分析、试验参数缩放和数据解释更加复杂化,如何确定合理的相似比例是泥水劈裂离心模型试验成功的关键前提。在阐明盾构泥水劈裂基本物理过程的基础上,提出了基于无量纲数的模型试验相似性分析方法,通过Butterfield量纲分析法建立了应用于土工离心机模拟盾构泥水劈裂的“隧道-土-泥水”系统相似性试验设计体系。该体系从尺寸、材料、无量纲数、时间等多方面保障了模型系统与原型系统的相似性,从而可以准确还原真实的盾构泥水劈裂物理过程。最后,通过开展盾构开挖面泥水劈裂离心模型试验,进一步验证本文提出的相似性准则。研究结果对泥水劈裂物理模拟的相似性分析具有一定的参考意义。

关键词：相似性分析泥水劈裂离心模型试验无量纲数盾构开挖面

世界半导体产业集群的研究进展与展望：基于半导体组织模式视角

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世界地理研究 2024年

作者：刘清薛德升高权中山大学地理科学与规划学院新加坡国立大学地理系南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)

在中国谋求成为全球半导体产业新势力和中美科技竞争的当下，半导体产业集群研究具有现实迫切性和重要学术价值。本文基于Web of Science中1994—2024年经济地理学领域半导体产业集群研究文献数据，采用Citespace V软件文献计量分析法... 详细信息

在中国谋求成为全球半导体产业新势力和中美科技竞争的当下，半导体产业集群研究具有现实迫切性和重要学术价值。本文基于Web of Science中1994—2024年经济地理学领域半导体产业集群研究文献数据，采用Citespace V软件文献计量分析法对相关文献资料的回顾，梳理和评述了世界典型国家/地区的半导体集群的区位分布、组织结构、企业形态、影响机制、集群网络，厘清了美国、日本、韩国、中国台湾、新加坡的半导体集群发展路径。研究发现：①加州学派更加关注硅谷中小初创企业的地理集聚和高度本地化网络，新产业集群研究更加强调美日大型垂直集成半导体厂商的层级组织，形成纯集聚型、产业综合体型和社会网络型集群。②中国台湾以大量小规模、专业化的公司主导，且严重依赖政府公共部门、GRI、科技园区的力量；日韩更注重私营部门，由少数大型多元化和生产高度垄断的财团/财阀主导，大型家族集团企业所塑造的系统厂商与IDM企业占核心，而中小规模企业相对不发达；新加坡通过跨国公司的技术杠杆作用建立外向型半导体集群。最后，本文从关注半导体不同价值细分环节集群、从全球价值链视角解释集群间联系以及地缘政治危机下的半导体集群重组视角，提出未来研究展望。

关键词：半导体产业产业集群组织模式国家影响机制

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墨鱼骨结构的力学行为及其应变率效应

爆炸与冲击 2024年第4期44卷 24-33页

作者：蒋钰婷钟东海方泽辉丁圆圆周风华宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211

墨鱼骨是一种墨鱼内部产生的生物矿化壳,通过调节壳内的气液比从而实现墨鱼的深浅浮动,同时满足轻质和高刚度的力学特性,使墨鱼能够很好地适应深海环境,所以墨鱼骨是一种典型的高比刚度的多孔材料。为探究墨鱼骨结构的力学性能,通过Inst... 详细信息

墨鱼骨是一种墨鱼内部产生的生物矿化壳,通过调节壳内的气液比从而实现墨鱼的深浅浮动,同时满足轻质和高刚度的力学特性,使墨鱼能够很好地适应深海环境,所以墨鱼骨是一种典型的高比刚度的多孔材料。为探究墨鱼骨结构的力学性能,通过Instron材料试验机和分离式Hopkinson压杆实验装置,对墨鱼骨在不同加载应变率下的力学行为进行研究。研究结果表明,墨鱼骨在准静态加载下,其应力-应变曲线呈现典型的三阶段变化模式,即弹性段、平台段和压实段,具有很好地吸能缓冲作用;随着加载应变率的提高,墨鱼骨的初始压溃应力和平台应力也随之增加,表明墨鱼骨材料对加载应变率存在很强的敏感性。进一步分析不同生长方向的墨鱼骨在准静态压缩下的力学行为,结果表明随着生长方向的增加,墨鱼骨结构的刚度和吸能性能都得到了弱化,从而揭示了墨鱼骨材料压缩行为的各项异性。

关键词：多孔材料墨鱼骨高比刚度加载应变率吸能特性

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太阳能光(电)催化固氮研究进展

电化学（中英文） 2024年第3期30卷 1-23页

作者：马俊博林生林志群孙岚林昌健固体表面物理化学国家重点实验室化学化工学院化学系厦门大学福建厦门361005 化学和生物分子工程系新加坡国立大学新加坡117585

氨(NH_(3))是一种现代社会必需的化学物质。目前,工业上合成NH_3仍然采用的是Haber-Bosch过程,即以H_(2)和N_(2)为反应物在铁基催化剂的作用下于高温(400-600℃)高压(20-40Mpa)下将N_(2)转化为NH_(3)。然而,其效率只有10%-15%,同时造成... 详细信息

氨(NH_(3))是一种现代社会必需的化学物质。目前,工业上合成NH_3仍然采用的是Haber-Bosch过程,即以H_(2)和N_(2)为反应物在铁基催化剂的作用下于高温(400-600℃)高压(20-40Mpa)下将N_(2)转化为NH_(3)。然而,其效率只有10%-15%,同时造成大量的能源消耗,而且CO_(2)排放不可避免。开发构建可持续发展的清洁友好的新能源体系是解决能源危机和环境污染问题、实现碳达峰和碳中和的关键战略。半导体光(电)催化固氮可以利用绿色无污染的太阳能制取重要的基础化工原料氨,有望代替传统的化工制氨工艺,解决其能源消耗严重和环境污染的问题。本文概述了光(电)催化固氮反应及其影响因素、光催化、电催化和光电催化固氮反应实验装置与基本特征、光(电)催化固氮反应催化剂研究进展、光电催化固氮反应机理,着重论述了半导体光催化剂、光(电)催化固氮体系以及光催化固氮机理的最新进展,并对太阳能光催化固氮技术加以评述和展望。

关键词：太阳能光(电)催化固氮

混合热力学促进剂对水合物法分离回收瓦斯的影响

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化工进展 2024年

作者：张强孙楠郑俊杰吴强刘传海李元吉黑龙江科技大学安全工程学院新加坡国立大学化学与生物分子工程系

水合物法在分离瓦斯混合气体方面具有清洁、高效、安全的优势，为突破水合物储气效率的瓶颈问题，在磁力搅拌体系中考察了水合物法分离30%CH4/70%N2混合气的动力学规律与储气效率。四氢呋喃(THF)、环戊烷(CP)与四丁基溴化铵(TBAB)、四... 详细信息

水合物法在分离瓦斯混合气体方面具有清洁、高效、安全的优势，为突破水合物储气效率的瓶颈问题，在磁力搅拌体系中考察了水合物法分离30%CH4/70%N2混合气的动力学规律与储气效率。四氢呋喃(THF)、环戊烷(CP)与四丁基溴化铵(TBAB)、四丁基氟化铵(TBAF)二元混合体系作为水合物形成热力学促进剂，0.06mol%L-色氨酸(Trp)作为动力学促进剂。结果表明：与THF或CP单一添加的实验体系相比，THF-TBAF或CP-TBAB、CP-TBAF体系均能延续水合物形成、提高储气量、降低形成速率，其中CP-TBAF改善效果最为明显，3小时内的储气量提高了1.33倍，而水合物初期形成速率下降3倍以上。THF-TBAB-Trp、THF-TBAF-Trp体系增大了N2在水合物相的储集量，使CH4/N2的分离效果低于THF-Trp体系；CP与TBAB或TBAF在瓦斯水合分离过程中具有耦合促进作用，CP-TBAF使水合物储气量、分离因子、CH4回收率等关键指标全面提升，其中平均CH4回收率最高可达68.5%，CP-TBAF组合为突破瓦斯水合分离效率提供了参考。

关键词：混合热力学促进剂水合物甲烷回收率动力学分离浓度

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珊瑚礁灰岩平板撞击试验与状态方程研究

岩土力学 2024年第8期45卷 2232-2241页

作者：马林建邓家军王明洋李洪亚李增李干陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾全国重点实验室江苏南京210007

为研究强动载下浅层珊瑚礁灰岩的冲击压缩特性和状态方程,采用一级气体炮试验装置对浅层珊瑚礁灰岩开展了200~500 m/s冲击速度下的平板撞击试验。基于试样自由面粒子速度时程曲线,分析了浅层珊瑚礁灰岩孔隙演化与冲击波传播的相互作用,... 详细信息

为研究强动载下浅层珊瑚礁灰岩的冲击压缩特性和状态方程,采用一级气体炮试验装置对浅层珊瑚礁灰岩开展了200~500 m/s冲击速度下的平板撞击试验。基于试样自由面粒子速度时程曲线,分析了浅层珊瑚礁灰岩孔隙演化与冲击波传播的相互作用,确定了一维应变条件下浅层珊瑚礁灰岩的动态强度和冲击绝热关系。试验结果表明:冲击波压缩过程中,浅层珊瑚礁灰岩因孔隙塌缩和基质滑移产生塑性变形,导致冲击波在试样中展宽为“弹性先驱波-变形波”的双波结构,变形波的传播速度和能量随冲击压力的增大而增大;2.9×10^(4)~7.5×10^(4)s^(−1)应变率下,浅层珊瑚礁灰岩的Hugoniot弹性极限值和动态屈服强度分别为0.109±0.03 GPa和0.074±0.02 GPa;建立了0.4~1.2 GPa压力范围浅层珊瑚礁灰岩的Hugoniot线性关系,将其压力-比容(P-V)关系分成弹性段和压实段,浅层珊瑚礁灰岩相比于陆源多孔石灰岩在强动载下的压缩性更大;最终建立了可描述浅层珊瑚礁灰岩低压区孔隙压实过程的压力-孔隙度(P-α)状态方程。

关键词：岩石动力学珊瑚礁灰岩平板撞击孔隙演化冲击响应状态方程