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镧掺杂棒状二氧化铈催化剂低温水解羰基硫的性能

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工程科学学报 2024年第7期46卷 1300-1310页

作者：资双艳王雪琦田宇庞亚彤黄蓓宁平李凯昆明理工大学环境科学与工程学院昆明650031

在低温下实现高炉煤气中羰基硫(COS)的高精度脱除对环境保护意义重大,催化水解法可以在较低的操作温度下将COS转化成更易脱除的H2S.通过制备三种不同形貌的二氧化铈(CeO_(2)),以及在棒状二氧化铈(CeO_(2)-R)中掺杂不同质量分数的金属镧(... 详细信息

在低温下实现高炉煤气中羰基硫(COS)的高精度脱除对环境保护意义重大,催化水解法可以在较低的操作温度下将COS转化成更易脱除的H2S.通过制备三种不同形貌的二氧化铈(CeO_(2)),以及在棒状二氧化铈(CeO_(2)-R)中掺杂不同质量分数的金属镧(La),对催化剂表面氧空位和碱性位点进行调控,探讨氧空位和碱性位点对催化活性的影响,并提出催化剂失活机理.研究发现,CeO_(2)-R具有较多的表面羟基和氧空位含量,在反应温度为75℃,相对湿度为17%时表现出了优异的COS脱除能力,进一步掺杂不同含量La后催化剂的氧空位和表面碱性强度都明显提高,其中,掺杂质量分数为10%的金属La的催化剂100%脱除COS的持续时间较CeO_(2)-R提高了120%,达到570 min.X射线衍射(XRD)、X射线电子光谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征表明,金属La掺杂进入到CeO_(2)-R的晶格内,形成固溶体结构.电子顺磁共振(EPR)和二氧化碳程序升温脱附(CO_(2)-TPD)分析表明La与CeO_(2)的协同作用形成了更多不对称的氧空位,并提高了催化剂碱性强度,氧空位与碱性位点的共同作用提高了催化剂对COS的脱除能力.在反应过程中生成硫酸盐等副产物沉积在催化剂表面,堵塞孔隙,覆盖活性中心导致催化剂硫中毒.综上所述,通过探讨催化剂表面的结构和化学性质,为低温催化水解COS提供了新的认识,对开发高效、稳定的COS水解催化剂具有指导意义.

关键词：羰基硫碱性位点水解催化氧空位二氧化铈

基于试验子结构恢复力修正的不完整边界条件混合试验方法

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工程力学 2024年第5期41卷 77-86页

作者：王尚长杨格王贞吴斌肖嘉俊武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 武汉理工大学三亚科教创新园海南三亚572000 中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室(天津大学) 天津300072

相比于传统拟静力和拟动力试验,混合试验通常存在较为复杂的试验子结构边界条件。受到实验室加载条件的限制,子结构的边界条件往往难以完全实现,这将对混合试验的保真度产生很大影响,即混合试验中的不完整边界条件问题。为解决不完整边... 详细信息

相比于传统拟静力和拟动力试验,混合试验通常存在较为复杂的试验子结构边界条件。受到实验室加载条件的限制,子结构的边界条件往往难以完全实现,这将对混合试验的保真度产生很大影响,即混合试验中的不完整边界条件问题。为解决不完整边界条件问题,提出一种基于试验子结构恢复力修正的不完整边界条件混合试验方法。该方法为试验子结构建立两套数值模型,并通过两套数值模型修正试验子结构的不完整恢复力。两套数值模型的区别在于边界条件的设定:第一套数值模型具有完整的边界条件;第二套数值模型具有与试验子结构相同的边界条件,为不完整边界条件。该研究分析了边界自由度耦合程度、数值模型误差对该方法精度的影响,验证了该方法对存在模型误差的数值模型具有较好的鲁棒性;最后,采用所提方法对一座两层两跨抗弯框架结构进行了抗震性能数值分析。结果表明:与常规混合试验方法和弱耦合混合试验方法相比,该方法不仅具有解决不完整边界条件问题的能力,而且也表现出较高的仿真精度。

关键词：混合试验不完整边界条件试验子结构恢复力修正辅助数值模型数值模拟

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含亚乙烯基氢氟烯烃的研究进展

精细化工 2024年第7期41卷 1458-1477页

作者：张呈平权恒道北京理工大学化学与化工学院北京100081

对含亚乙烯基的氢氟烯烃(v-HFOs)的合成路线和应用进行了综述。目前,在氟-氯交换、异构化、脱卤化氢、选择性加氢、加氢脱氯、调聚等合成v-HFOs的主要路线中,氟-氯交换的路线具有起始原料易得、容易实现大规模生产的特点,是合成v-HFOs... 详细信息

对含亚乙烯基的氢氟烯烃(v-HFOs)的合成路线和应用进行了综述。目前,在氟-氯交换、异构化、脱卤化氢、选择性加氢、加氢脱氯、调聚等合成v-HFOs的主要路线中,氟-氯交换的路线具有起始原料易得、容易实现大规模生产的特点,是合成v-HFOs的最佳路线。v-HFOs特殊的分子结构使其具有优异的传热性能、清洁性能、发泡性能和刻蚀性能,主要用作制冷剂、热泵工质、清洗剂、发泡剂和刻蚀剂,特别是E型v-HFOs[(E)-v-HFOs]具有优异的电绝缘性能,分别与其优良的传热性能和清洗性能进行多领域交叉,实现了(E)-v-HFOs应用于浸没式液冷和带电清洗的新场景。展望了v-HFOs的未来发展趋势,提出了今后的研究重点,应开发高活性的氟化催化剂,环保绿色的新型合成路线以及v-HFOs的新型应用。

关键词：氢氟烯烃亚乙烯基浸没式冷却液带电清洗制冷剂热泵工质清洗剂刻蚀剂

基于CEEMD-MPE-IMPROVED WTD的爆炸振动信号噪声抑制方法

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振动与冲击 2024年第1期43卷 184-192页

作者：童晓玲曾斐宇江轲梁磊武汉理工大学机电工程学院武汉430070

光纤分布式声传感(distributed acoustic sensing,DAS)系统因其灵敏度高、抗电磁干扰和分布式远距离传感的特点,广泛应用于微震监测和震源定位等领域。通过DAS系统采集爆炸产生的振动信号,并利用信号的到时信息进行爆源定位。但由于爆... 详细信息

光纤分布式声传感(distributed acoustic sensing,DAS)系统因其灵敏度高、抗电磁干扰和分布式远距离传感的特点,广泛应用于微震监测和震源定位等领域。通过DAS系统采集爆炸产生的振动信号,并利用信号的到时信息进行爆源定位。但由于爆炸试验现场的噪声干扰,信号和噪声混叠,到时算法求得的到时信息误差较大,影响定位精度,因此需要对信号进行去噪处理。鉴于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法处理爆炸振动信号时有效信息的严重损失,提出了一种基于互补集合经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)、多尺度互变熵(multiscale permutation entropy,MPE)和改进的小波阈值去噪(wavelet threshold denoising,WTD)的融合降噪方法,对DAS系统采集的信号进行去噪。它与EEMD-MPE、CEEMD-MPE和CEEMD-MPE-WTD方法进行了比较。试验结果表明,该方法可以将信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)提高到25.95 dB,明显高于其他方法。用去噪后的信号来定位信号源,误差在5米以内。而且该方法可以有效地去除环境噪声和仪器的高频噪声,同时保留了爆炸振动信号的主导频率能量。结果表明,该方法适用于爆炸振动信号的去噪。

关键词：隧道爆破振动信号去噪处理

GX4CrNi13-4马氏体不锈钢激光熔覆工艺参数优化和仿真模拟

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材料工程 2024年第7期52卷 83-93页

作者：张华炜何凌欢侯娟李家民黄爱军上海理工大学材料与化学学院增材制造研究院上海200093 蒙纳士大学增材制造中心澳大利亚诺丁山3168

为提升激光熔覆质量,建立以激光功率、扫描速度及送粉量为主要工艺参数的有限元分析过程,减少熔覆工艺参数优化的研发周期和经济成本。通过温度场和应力场模拟GX4CrNi13-4马氏体不锈钢激光熔覆数据对照实验结果的方法,验证不同参数下的... 详细信息

为提升激光熔覆质量,建立以激光功率、扫描速度及送粉量为主要工艺参数的有限元分析过程,减少熔覆工艺参数优化的研发周期和经济成本。通过温度场和应力场模拟GX4CrNi13-4马氏体不锈钢激光熔覆数据对照实验结果的方法,验证不同参数下的成形质量,优化激光熔覆工艺参数。结果表明:为避免基体熔穿和高质量致密度,激光功率的调整范围应控制在1800~2000 W之间;增加送粉量可以有效降低温度和残余应力。3个工艺参数中激光功率是主要调控参数,对熔覆质量影响最大。综合致密度分析和显微硬度测试评估不同参数下样品的熔覆质量和残余应力分布,发现最佳工艺参数组合为激光功率1800 W、扫描速度10 mm/s以及送粉量10 g/min。实验结果与应力场模拟的趋势一致,进一步验证模拟数据的准确性。

关键词： GX4CrNi13-4马氏体不锈钢工艺参数优化有限元模拟温度场应力场

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基于时频域综合分析的无创血糖检测技术研究

光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 318-324页

作者：陈剑虹任军怡杨佳郭亚亚乔卫东西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048

无创血糖检测技术是一种间接测量血液中葡萄糖含量的方法,其不损伤人体组织具有安全、快捷、无创的特点,打破了传统血糖检测的局限性,具有重要的研究价值。光电容积脉搏波信号因携带多种生理病理信息,被广泛应用于各种临床研究,也是目... 详细信息

无创血糖检测技术是一种间接测量血液中葡萄糖含量的方法,其不损伤人体组织具有安全、快捷、无创的特点,打破了传统血糖检测的局限性,具有重要的研究价值。光电容积脉搏波信号因携带多种生理病理信息,被广泛应用于各种临床研究,也是目前实现无创血糖检测技术的重点关注对象。目前基于光电容积脉搏波信号的无创血糖检测研究,仅考虑了时间域或频率域单独作用时对系统建模的贡献。信号的时域分析虽能描述PPG信号幅值随时间的变化,却无法直观反映PPG信号频率的能量分布,因此单一域的信号分析不能全面表达PPG信号,从而导致信息丢失。采用频域分析方法提取信号频谱时,需要利用信号的全部时域信息,是一种全局的变换,可能会造成特定时间或特定频率段内的信号特性丢失。提出了一种基于光电容积脉搏波(PPG)时频域综合分析的无创血糖检测新方法,采用时域-频域并行法综合考量光电容积脉搏波信号与血糖间的联系。以时域分析为基准,利用聚类分析法在PPG信号时域中提取代表波形,分析波形特征点与血糖相关性,确定波形时域特征参数。在此基础上,利用快速傅里叶变换将脉搏波时域信号转换至频率域,采取主成分分析手段研究频谱信息,确立频域特征量。通过口服葡萄糖耐糖实验(OGTT)对获取的波形信号提取时频域特征参数,以实时检测的有创血糖浓度值作为参考,构建基于BP神经网络的无创血糖检测模型,同时为提升模型精度实现模型最优化,应用遗传算法对模型进行二次修正,最终实现模型测试集平均绝对误差(MAE)为1.13 mmol·L^(-1),均方根误差(RMSE)为1.42 mmol·L^(-1)。Parkers共识网络栅格(Parkers CEG)评估结果显示:在A区与B区的预测结果分别占80.3%、19.7%,实验结果表明该方法具有良好的预测精度,为实现日常血糖无创监测可行性提供了理论基础及可靠性依据。有助于完善糖尿病的检测与监测体系,更好地全面判断病情,及时预防、指导、治疗糖尿病。

关键词：无创血糖检测光电容积脉搏波时频域综合分析机器学习

深埋岩溶隧道爆破开挖对围岩损伤及渗流特性的影响

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爆破 2024年第3期41卷 85-94页

作者：罗忆邓运辰林城余亚桥刘鑫龚航里李新平武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 武汉理工大学三亚科教创新园三亚572024

深埋岩溶隧道开挖会造成围岩特殊的损伤破坏形式,并且损伤区也会影响围岩渗流场及隧道边界的涌水状况,对深埋岩溶隧道爆破开挖作用下围岩的损伤及渗流特性有重要的研究意义。为了研究爆破开挖对深埋岩溶隧道围岩损伤及渗流的影响规律,基... 详细信息

深埋岩溶隧道开挖会造成围岩特殊的损伤破坏形式,并且损伤区也会影响围岩渗流场及隧道边界的涌水状况,对深埋岩溶隧道爆破开挖作用下围岩的损伤及渗流特性有重要的研究意义。为了研究爆破开挖对深埋岩溶隧道围岩损伤及渗流的影响规律,基于COMSOL Multiphysics软件建立数值模型并嵌入应力-渗流-损伤耦合方程式进行计算,采用解析法计算了简化条件下岩溶隧道开挖时围岩的应力分布,并与数值计算结果进行比较。结果表明:解析法与数值法计算的围岩应力分布有一致性,爆炸荷载使靠近溶洞侧隧道肩部及脚部区域会产生较大的拉应力;爆破后会在隔水岩柱形成“齿”状损伤区,同时引起肩部及脚部区域流速的增加,其可作为判断溶洞方位的参考依据;溶洞净距减小、洞径及水压增加会引起“齿”延伸倾角及最大涌水位置变化、隧道边界涌水量的增加,可根据“齿”延伸方向判断损伤区检测的合理方位,根据最大涌水位置变化、隧道边界涌水量的变化,合理调整涌水防治措施强度及重点防治部位。研究成果可为溶洞位置判定、隧道损伤区检测以及边界涌水防治措施提供参考。

关键词：深埋隧道溶洞隔水岩柱损伤边界渗流

面向能源自洽的港口AGV充电策略强化学习建模与优化

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长安大学学报(自然科学版) 2024年第5期 164-176页

作者：刘少博黄颖杰何伟铭武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉理工大学水路交通控制全国重点实验室武汉理工大学三亚科教创新园

为优化港口自动导引运输车(AGV)充电策略以提升港口清洁能源消纳的效果，提出一种仿真场景下的能源自洽港口AGV充电策略强化学习建模与优化方法。通过分析AGV运输与充电的调度流程，构建基于仿真的强化学习策略优化框架，将AGV的充电决... 详细信息

为优化港口自动导引运输车(AGV)充电策略以提升港口清洁能源消纳的效果，提出一种仿真场景下的能源自洽港口AGV充电策略强化学习建模与优化方法。通过分析AGV运输与充电的调度流程，构建基于仿真的强化学习策略优化框架，将AGV的充电决策建模为马尔科夫决策过程(MDP),通过对环境空间、动作空间、奖励函数的设置来描述AGV充电决策对于整体运输作业的影响；根据中国某港口布局，构建包含集装箱进出口运输、AGV充电等流程的仿真模型，并对水平运输环节中，涉及的AGV选取、调度流程及充电规则进行定义，表达出实际运输场景中涉及的能源约束、设备数量约束、物流调度规则约束；分别将2种不同发力特征的新能源曲线作为充能奖励系数，利用深度Q值网络(DQN)算法与仿真模型的交互，实现充电策略的优化，并将优化充电策略与2种不同区间的规则充电策略在不同初始电量场景中进行比较分析。研究结果表明：在4种不同的初始电量情况下，2种优化充电策略的清洁能源消纳率分别保持在74%～94%和69%～72%,而规则充电策略则是在38%～62%和33%～55%;在总能耗上，优化充电策略的清洁能源占比为35%～47%,而规则充电策略则为17%～37%;在能耗成本上，优化充电策略普遍优于规则充电策略；4种策略在4种不同初始电量场景下的仿真时间均为60 000～62 000 s,没有明显差距，说明该方法在提高消纳能力的同时并没有增加整体作业时间，验证了该方法的有效性和经济性。

关键词：交通工程能源自洽港口清洁能源消纳 AGV充电策略强化学习仿真场景

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岩体临空面块体振动响应规律研究

爆破 2024年第1期41卷 8-13页

作者：沙剑鸣郭运华翟浪宝罗忆李新平武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 武汉理工大学三亚科教创新园三亚572024

结构面是控制岩体工程局部稳定的关键因素之一,查明结构面赋存及组合状态是岩体稳定性分析的前提条件,目前常采用地质调察的方法,由于勘察手段的局限性,存在遗漏时常需要补充勘察,成本耗费高。通过开展室内试验,对结构面模型的表面振动... 详细信息

结构面是控制岩体工程局部稳定的关键因素之一,查明结构面赋存及组合状态是岩体稳定性分析的前提条件,目前常采用地质调察的方法,由于勘察手段的局限性,存在遗漏时常需要补充勘察,成本耗费高。通过开展室内试验,对结构面模型的表面振动响应规律进行了研究,研究表明:对于单结构面模型,结构面前方的质点振幅存在增幅效应,对于由两条结构面切割的块体模型,仅在远离动力输入侧的结构面前方存在振幅放大效应。在试验成果的基础上开展了数值模拟分析,分别对不同结构面倾角的岩体模型进行计算,结果表明:相对于萨道夫斯基经验公式得到的振动衰减规律,当结构面与爆源方向地面夹角θ值小于90°时,结构面前方的振动波入射区域质点振幅存在明显放大效应,结构面后方质点振动幅值则显著衰减。随着结构面与边界面夹角θ的减小,结构面前质点峰值振速增幅率逐渐增大,并在θ=20°时波幅放大2.8倍。通过合理布置爆破振动监测测点,这一规律为爆破工程中识别结构面及块体提供判据。

关键词：节理岩体岩石块体临空面振动响应衰减特性