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旋冲钻进技术研究现状与展望

排灌机械工程学报 2024年

作者：张诗达朱勇高强苏红江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心

随着中国资源勘探开发面向深层、超深层发展以及对应急钻孔救援水平保障能力的更高需求,旋冲钻进技术成为高效钻井领域的研究热点.旋冲钻进技术相较于传统旋转钻进技术,具备硬岩地层钻进效率高、钻压调控灵活、黏滑振动强度低等优势,广... 详细信息

随着中国资源勘探开发面向深层、超深层发展以及对应急钻孔救援水平保障能力的更高需求,旋冲钻进技术成为高效钻井领域的研究热点.旋冲钻进技术相较于传统旋转钻进技术,具备硬岩地层钻进效率高、钻压调控灵活、黏滑振动强度低等优势,广泛应用于深海深地资源勘探开采、应急钻孔救援等领域,具有广阔的应用前景.现阶段,在复杂岩层以及多变工况等条件下,进一步提高旋冲钻进效率、降低成本成为深井、超深井钻进过程中面临的首要任务.文中首先介绍了旋冲钻进技术的基本概念及优势;其次,综述了液动和气动2种冲击器的研制情况及结构特点;再次,讨论了高效破岩机制的研究进展和优化策略;从次,阐述了钻进效率关键影响因素方面的研究成果;最后,基于旋冲钻进技术研究成果和面临的挑战,对其未来研究方向进行了分析和展望.

关键词：旋冲钻进动力方式钻进效率破岩机理高效破岩

基于自适应二次分解与CNN-BiLSTM的超短期风电功率预测

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太阳能学报 2024年第6期45卷 429-435页

作者：马志侠张林鍹巴音塔娜谢明浩张盼盼王馨新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830047 清华大学国家计算机集成制造系统工程技术研究中心(CIMS) 北京100084

为提高风电功率预测精度,提出基于自适应二次模态分解(QMD)、卷积神经网络(CNN)与双向长短期记忆网络(BiLSTM)的超短期风电功率预测模型。针对风电功率的波动性,利用改进的完全自适应噪声集成经验模态分解方法(ICEEMDAN)对风电功率数据... 详细信息

为提高风电功率预测精度,提出基于自适应二次模态分解(QMD)、卷积神经网络(CNN)与双向长短期记忆网络(BiLSTM)的超短期风电功率预测模型。针对风电功率的波动性,利用改进的完全自适应噪声集成经验模态分解方法(ICEEMDAN)对风电功率数据进行分解。引入麻雀搜索算法(SSA)对变分模态分解(VMD)的分解数量与惩罚因子进行优化,使VMD具有自适应性。将ICEEMDAN分解得到的高频分量I_(1)用SSA-VMD进行第二次分解,降低序列不平稳度。同时,构建包含2层池化层的CNN网络进行特征提取与BiLSTM网络的超短期预测模型,最终的风电功率即为各子序列预测结果之和。通过算例分析进行实验表明,所提风电功率预测方法的预测精度优于其他模型,验证了预测模型的优越性。

关键词：卷积神经网络长短期记忆网络变分模态分解风电功率预测二次模态分解麻雀搜索算法

高频链AC-DC矩阵变换器的变控制频率软开关调制策略

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电机与控制学报 2024年第4期28卷 158-166页

作者：梅杨魏铮刘璟琳鲁乔初北方工业大学北京市变频技术工程技术研究中心北京100144

针对高频链AC-DC矩阵变换器的高效率要求,提出了一种变控制频率软开关调制策略。该调制策略在基于零矢量嵌入的分段同步控制策略基础上,以单控制周期平均功率不变为原则,通过改变控制周期长度,并调整一个控制周期内的电压矢量排布,优化... 详细信息

针对高频链AC-DC矩阵变换器的高效率要求,提出了一种变控制频率软开关调制策略。该调制策略在基于零矢量嵌入的分段同步控制策略基础上,以单控制周期平均功率不变为原则,通过改变控制周期长度,并调整一个控制周期内的电压矢量排布,优化脉冲宽度,使变换器在换流时全部开关器件的零电压开通成为可能。通过仿真分析和实验证明,采用本文提出的变控制频率调制策略,变换器在整流和逆变模式下,均可实现网侧电流三相平衡正弦,功率因数达到0.981,输出电压纹波小,最高效率达到96.9%,实现了高性能、高效率运行。

关键词： AC-DC变换器高效率软开关移相控制控制周期

场地重金属污染土壤固化及MICP技术研究进展

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环境科学 2024年第5期45卷 2939-2951页

作者：陈玥如高文艳陈虹任薛生国吴川中南大学冶金与环境学院长沙410083 国家重金属污染防治工程技术研究中心长沙410083

冶炼场地土壤重金属污染是亟待解决的重要环境问题.固化修复技术因其修复时间少、成本低、处理效率高已成为污染场地重金属修复的主流技术之一.总结了近10年来有关固化修复场地重金属污染的最新研究进展,从重金属固化修复机制入手,对比... 详细信息

冶炼场地土壤重金属污染是亟待解决的重要环境问题.固化修复技术因其修复时间少、成本低、处理效率高已成为污染场地重金属修复的主流技术之一.总结了近10年来有关固化修复场地重金属污染的最新研究进展,从重金属固化修复机制入手,对比分析了不同固化方式[无机材料固化、有机材料固化、机械球磨和微生物诱导碳酸盐成矿(MICP)]的优缺点及其适用范围.随后,根据文献计量学分析所呈现的研究重点及发展趋势,从MICP在重金属修复中的应用、MICP复合材料在污染场地中的应用和MICP技术应用的影响因素这3个方面对微生物诱导碳酸盐沉淀技术固化场地重金属污染的应用前景及限制因素进行了总结和阐述.最后提出了土壤固化研究的前景和挑战,以期为场地土壤固化技术的未来发展提供借鉴参考.

关键词：重金属土壤修复固化技术污染场地微生物诱导碳酸盐成矿(MICP)

长期饥饿下厌氧氨氧化反应器的启动与恢复性能

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环境科学 2024年第7期45卷 4074-4081页

作者：冯帆唐溪唐崇俭柴立元中南大学冶金与环境学院长沙410083 国家重金属污染防治工程技术研究中心长沙410083

厌氧氨氧化菌生长缓慢,其富集过程困难,是限制厌氧氨氧化技术应用的瓶颈.因基质供应不足导致的功能菌长期饥饿使厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器稳定运行面临更大挑战.从长期饥饿的视角出发,重新审视厌氧氨氧化反应器的启动和恢复性能、揭示... 详细信息

厌氧氨氧化菌生长缓慢,其富集过程困难,是限制厌氧氨氧化技术应用的瓶颈.因基质供应不足导致的功能菌长期饥饿使厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器稳定运行面临更大挑战.从长期饥饿的视角出发,重新审视厌氧氨氧化反应器的启动和恢复性能、揭示其抗性机制具有现实意义.分别采用硝化和反硝化污泥在不同运行条件下成功启动了厌氧氨氧化反应器,分析了长期饥饿后不同启动策略下反应器的恢复性能,及污泥对长期饥饿的耐受机制.结果表明,接种反硝化污泥的反应器采用高基质浓度低流速运行更稳定,运行85 d后NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(−)-N和总氮去除率分别高达98.7%、99.3%和89.3%;但长期饥饿(144 d)后采用低基质浓度高流速运行的氮去除性能更优,NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(−)-N和总氮去除率可在30 d后分别恢复至99.8%、99.8%和93.6%.研究发现,饥饿期胞外多聚物将厌氧氨氧化菌包裹,有助于保持细胞完整以抵抗长期饥饿胁迫;nir S、hzs A和hdh基因的表达,保证了亚硝酸盐/一氧化氮氧化还原酶、联氨合成酶和联氨脱氢酶的合成,有助于维持厌氧氨氧化活性.饥饿恢复前后厌氧氨氧化菌属的相对丰度无显著差异,其中Candidatus Kuenenia经30 d恢复后相对丰度提升86%以上,表明其对长期饥饿更具耐受性.

关键词：厌氧氨氧化(ANAMMOX) 启动性能恢复性能饥饿菌群变化抗性

生物质基糠醛化学催化制备含氮化合物的研究进展

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燃料化学学报（中英文） 2024年第8期52卷 1035-1044页

作者：陈佳月李克明黄耀兵陆强华北电力大学新能源学院、国家新能源发电工程技术研究中心北京102206

糠醛作为最有潜力的生物质基平台化合物之一,可通过化学催化转化为一系列高附加值的化学品和燃料。其中,含氮化合物具有广泛的生物活性,常用于合成药物分子和生物塑料等功能性材料。糠醛通过还原胺化、氨氧化、氧化偶联等过程,可以合成... 详细信息

糠醛作为最有潜力的生物质基平台化合物之一,可通过化学催化转化为一系列高附加值的化学品和燃料。其中,含氮化合物具有广泛的生物活性,常用于合成药物分子和生物塑料等功能性材料。糠醛通过还原胺化、氨氧化、氧化偶联等过程,可以合成不同类型的含氮化合物,具有巨大的研究前景和应用潜力。本论文综述了近年来以糠醛为原料合成各种高值含氮化合物的研究进展,包括胺类化合物(伯胺、仲胺和叔胺)、腈类化合物、酰胺类化合物和杂环类化合物(苯并杂环类、噻唑类、吡咯、吲哚、哌啶和吡啶等)。重点关注合成方法、催化剂类型、反应路径和反应机理,同时分析了催化剂和氮源对产物分布的影响。该综述为今后生物质基糠醛转化为含氮化合物的研究提供了一些基础信息,为发展更多高效的糠醛催化转化体系提供依据和系统性知识。

关键词：糠醛化学催化氮源含氮化学品

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酸浸米糠协同脱硫石膏驱动赤泥成土

中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1712-1726页

作者：黄诗蔚张子颖钟小琳江钧朱锋蒋逸凡张雨菲薛生国中南大学冶金与环境学院长沙410083 国家重金属污染防治工程技术研究中心长沙410083

赤泥土壤化是降低赤泥环境风险、实现规模化消纳的可行方法。本研究通过植酸酸浸溶出的方法,探究米糠酸浸出液和浸出渣协同脱硫石膏对赤泥成土过程的影响。结果表明:联合施用酸浸米糠(2%)和脱硫石膏(2%)30 d后,赤泥的pH和电导率(γ)分别... 详细信息

赤泥土壤化是降低赤泥环境风险、实现规模化消纳的可行方法。本研究通过植酸酸浸溶出的方法,探究米糠酸浸出液和浸出渣协同脱硫石膏对赤泥成土过程的影响。结果表明:联合施用酸浸米糠(2%)和脱硫石膏(2%)30 d后,赤泥的pH和电导率(γ)分别从10.56和169.67μS/cm降低至8.42和75.53μS/cm,Na_(2)O含量降低,大团聚体比例、非毛管孔隙度均升高,总有机碳(TOC)、有效磷(AP)含量增加,黑麦草生长状况良好;Al^(3+)、Fe^(3+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)与植酸形成不溶性螯合物,植物受到的阳离子胁迫明显缓解;添加脱硫石膏可降低米糠施用量,Ca^(2+)能加快脱碱效率、促进植酸盐分解,提高TOC和AP含量。

关键词：赤泥酸浸米糠脱硫石膏植酸绿化种植土

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豌豆肽-大豆复配豆乳粉冲调品质及风味特性

食品科学 2024年第10期45卷 89-97页

作者：吕文庆孙菁茹张舒曹荣安刁静静王长远黑龙江八一农垦大学食品学院黑龙江大庆163319 国家杂粮工程技术研究中心黑龙江大庆163319 黑龙江省杂粮加工及质量安全工程技术研究中心黑龙江大庆163319

为强化豆乳粉的品质功效,丰富其风味,探讨添加不同比例豌豆肽对豆乳粉品质、功效及风味的影响。以溶解度、结块率、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率、胆固醇清除率等为评价指标,考察豆乳粉的... 详细信息

为强化豆乳粉的品质功效,丰富其风味,探讨添加不同比例豌豆肽对豆乳粉品质、功效及风味的影响。以溶解度、结块率、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率、胆固醇清除率等为评价指标,考察豆乳粉的冲调品质以及产品的体外生物功能;采用傅里叶变换红外光谱仪、纳米粒度仪、激光共聚焦扫描显微镜、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用等技术手段分析复配豆乳粉结构特性、风味品质的变化。结果表明,当豌豆肽添加量为30%时,复配豆乳粉的蛋白含量较纯大豆豆乳粉提升了13.05%,溶解度提升了11.23%,结块率降低了4.20%,DPPH自由基清除率提升了19.84%,胆固醇清除率提升了21.25%;且在70℃的冲调温度下,各项指标显著优于原豆乳。结构分析结果发现豌豆肽的添加改变了复配豆乳粉中蛋白质的二级结构,平均粒径变小,乳液粒径分布均一,从而提高了复配豆乳粉的溶解性。风味分析结果发现添加豌豆肽豆乳粉的香叶基丙酮、肉豆蔻酸、3-甲硫基丙醛、2-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪等关键性呈味物质发生改变,己醛、反式-2-壬烯醛、壬醛、正己醇、1-辛烯-3-醇、萘等豆腥味物质含量降低。

关键词：豌豆肽-大豆复配豆乳溶解度风味物质

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墨西哥黄绿色磷灰石的宝石学和光谱学研究

光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 181-187页

作者：顾一露裴景成张誉慧尹希严余敏达赖潇静中国地质大学(武汉) 湖北武汉430074 湖北省珠宝工程技术研究中心湖北武汉430074

墨西哥Durango地区是宝石级氟磷灰石最丰富的产地之一,对该地磷灰石的研究集中于地质年代学和矿物学标准,宝石学和光谱学资料较少。作为一种发光材料,早期学者主要利用激光诱导的光致发光光谱对未知产地的磷灰石进行研究,缺乏三维荧光... 详细信息

墨西哥Durango地区是宝石级氟磷灰石最丰富的产地之一,对该地磷灰石的研究集中于地质年代学和矿物学标准,宝石学和光谱学资料较少。作为一种发光材料,早期学者主要利用激光诱导的光致发光光谱对未知产地的磷灰石进行研究,缺乏三维荧光光谱的研究。采用基础的宝石学测试、 LA-ICP-MS化学成分分析、红外吸收光谱、激光拉曼光谱、显微紫外-可见-近红外吸收光谱以及三维荧光光谱测试,系统性地对收集到的9颗墨西哥Durango磷灰石进行宝石学和谱学研究,旨在丰富墨西哥磷灰石的光谱学研究数据,并为产地鉴别提供科学依据。化学成分研究表明墨西哥磷灰石中稀土元素丰富,含量较高的La、 Ce、 Pr、 Nd和Sm元素,平均含量分别达3 956、 5 430、 472、 1 596和213μg·g^(-1),具有明显的轻稀土元素富集,重稀土元素亏损的特点,δEu平均值为0.29,负Eu异常显著,Ca/P摩尔比接近岩浆磷灰石的标准值1.68,为岩浆作用的产物,且形成岩浆处于中等还原状态。红外吸收光谱指纹区606和575 cm^(-1)吸收峰强度随方向的变化具有明显的规律性,能为晶体定向提供依据,官能团区显示3 482、 3 538和3 556 cm^(-1)结构水相关的吸收峰。紫外-可见-近红外吸收光谱中,由Nd^(3+)导致的528 nm的单峰和578和585 nm的双峰共同造成了黄绿区明显的透过窗,推测黄绿色体色由Nd^(3+)造成;紫外光区298 nm的吸收峰是造成可见光紫区吸收边的原因,推测由Ce^(3+)导致。三维荧光光谱最强荧光峰(λ_(ex)300 nm/λ_(em)356 nm)由Ce^(3+)的电子跃迁造成,红光区603和647 nm的发射峰由Pr^(3+)和Sm^(3+)的电子跃迁造成,与紫外灯下观察到的暗红色荧光现象相对应,推测暗红色荧光由Pr^(3+)和Sm^(3+)造成。该研究中系统的光谱学特征丰富了墨西哥产地磷灰石的谱学数据,并为产地溯源提供了科学依据。

关键词：墨西哥磷灰石稀土元素 UV-Vis-NIR吸收光谱三维荧光光谱