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电辅助磺化聚砜膜分离医药废水传递机理的分子动力学模拟研究

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化学工业与工程 2024年第2期41卷 94-104页

作者：齐智博贺高红姜晓滨大连理工大学化工学院辽宁大连116024 辽宁省石化行业高效节能分离技术工程实验室辽宁大连116024

医药生产废水的膜法分离技术对实现绿色医药化工意义重大。其中,通过电场辅助强化膜分离效率,阻止荷电医药分子迁移、离子跨膜传递,有较好的应用前景。但目前尚无分子尺度模型揭示相关膜界面和膜传递通道内的分离机制,也制约了相关新型... 详细信息

医药生产废水的膜法分离技术对实现绿色医药化工意义重大。其中,通过电场辅助强化膜分离效率,阻止荷电医药分子迁移、离子跨膜传递,有较好的应用前景。但目前尚无分子尺度模型揭示相关膜界面和膜传递通道内的分离机制,也制约了相关新型膜材料设计和膜技术研发。利用分子动力学模拟(MD)技术,从分子层面上探究电场辅助下的磺化聚砜膜(SPSf)分离头孢呋辛钠医药废水的机理,并模拟膜内含水量对离子传递行为的影响。模拟过程中能量、温度波动低于10%,证明模型设定与计算方法可靠;所构建模型玻璃化转变温度与实验值接近,证明所选力场合适,所得数据可用于后处理及结果分析。结果表明,外加电场增强膜表面带电基团对同性离子的排斥能力。随着电场在一定程度上的增强(0~0.15 V·Å^(-1)),解离后的荷电膜对带负电粒子排斥能力增强(SPSf解离后,膜表面头孢呋辛离子强度下降15.7%),对Na+吸附更强(Na+强度增加19.4%),证明电增强Donnan效应与电增强吸附/脱附是电辅助荷电纳滤膜分离医药废水的主要作用机理。此外,分析了电场强度与膜内含水量对离子在SPSf膜体系中扩散的影响。在模拟实验范围内,随着含水量与电场强度增大,荷电膜内离子扩散能力增强;在膜内含水量λ=2.0、0.10 V·Å^(-1)时,Na+扩散系数与头孢呋辛离子扩散系数相差1.54×10^(-6)cm^(2)·s^(-1),在这种条件下离子选择性最高。通过分子动力学模拟技术(MD)从微观层面解释电辅助荷电膜分离医药工业废水的调控机理,为理性设计和选择荷电膜材料与膜表面的基团改性提供了有益的理论参考。

关键词：膜分离分子动力学模拟电场强化医药废水 Donnan效应

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钼尾矿资源综合利用研究进展

吉林大学学报（地球科学版） 2024年第5期54卷 1544-1557页

作者：高莲凤田释梦张振国张平马瑞雪邢佳琪张忠鑫辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 辽宁省矿产资源绿色开发重点实验室辽宁阜新123000

伴随我国工业化进程,金属钼的需求量不断增加,开采规模不断扩大,钼尾矿堆存量也快速增长。其除占用大量土地资源外,也不同程度存在环境污染风险,另外易存在溃坝、泥石流等矿山地质灾害隐患。但从另一方面看,钼尾矿还是一种富含有价矿物... 详细信息

伴随我国工业化进程,金属钼的需求量不断增加,开采规模不断扩大,钼尾矿堆存量也快速增长。其除占用大量土地资源外,也不同程度存在环境污染风险,另外易存在溃坝、泥石流等矿山地质灾害隐患。但从另一方面看,钼尾矿还是一种富含有价矿物的宝贵资源,有着非常广阔的综合利用前景。本文分析了钼矿资源分布现状及钼尾矿组分特征,阐述了开展钼尾矿资源综合利用的必要性和可行性,介绍了钼尾矿中长石、方解石、钼、钨、铁等有价矿物的回收现状,评述了钼尾矿在建筑行业、农业、矿山充填等方面的综合利用现状。回收有价金属很难解决钼尾矿大量堆存的问题,而建筑材料制备、尾矿充填等均能大规模消纳尾矿,但制备建筑材料需考虑尾矿组分的强度、耐磨、耐久等各项性能指标,另外应用于农业上时还需考虑重金属污染等问题。

关键词：资源综合利用有价矿物回收重金属污染钼尾矿钼矿

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基于地下水化学特征的水封油库水幕系统有效性评价

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水文地质工程地质 2024年第3期51卷 34-42页

作者：彭振华乔丽苹黄安达王者超李成中海油石化工程有限公司山东青岛266101 东北大学辽宁省深部工程与智能技术重点实验室辽宁沈阳110819

水幕系统有效性是地下水封油库安全稳定运行的重要基础条件,然而目前评价水幕系统有效性的方法并不高效便捷。以我国首个大型地下水封油库工程为背景,采集油库运行期现场水样和岩样进行水质检测分析和电镜扫描试验,获取库址区地下水水... 详细信息

水幕系统有效性是地下水封油库安全稳定运行的重要基础条件,然而目前评价水幕系统有效性的方法并不高效便捷。以我国首个大型地下水封油库工程为背景,采集油库运行期现场水样和岩样进行水质检测分析和电镜扫描试验,获取库址区地下水水化学类型和岩石的矿物成分组成特征。采用数理统计方法,基于地下水水化学特征获得了不同部位地下水之间的水力联系,开展水幕系统有效性评价。研究表明:油库运行初期库址区地下水主要为HCO^(3)—Na•Ca型水,围岩中的钾长石、钠长石和钙长石发生水化学反应,地下水中的K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)和HCO_(3)^(-)浓度总体呈上升趋势,pH值总体呈下降趋势;Cl^(-)浓度低于造成钢筋腐蚀的浓度,地下水对洞库支护系统无明显腐蚀作用;洞库周边监测孔地下水与水幕供水的水化学特征相似,说明水幕系统与油库围岩之间存在较好的水力联系,形成良好的水封效果。该研究可为判断地下水封油库运行情况提供重要依据,并为评价水幕系统有效性提供了一种科学方法。

关键词：地下水封油库水幕系统有效性地下水水化学特征水-岩相互作用聚类分析主成分分析

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围岩参数不确定性对地下水封洞库稳定性的影响

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山东大学学报（工学版） 2024年第2期54卷 126-135页

作者：彭振华王者超洪成华李康林李傲中海油石化工程有限公司山东青岛266000 辽宁省深部工程与智能技术重点实验室沈阳110819

为了分析库区围岩条件测量不确定性问题对围岩稳定性分析产生的影响,依托国内某地下水封洞库工程,采用ANSYS/FLAC3D建立洞库的三维数值计算模型,开展洞库稳定性数值模拟。将围岩的位移分布、应力分布和塑性区分布作为稳定性的评价指标,... 详细信息

为了分析库区围岩条件测量不确定性问题对围岩稳定性分析产生的影响,依托国内某地下水封洞库工程,采用ANSYS/FLAC3D建立洞库的三维数值计算模型,开展洞库稳定性数值模拟。将围岩的位移分布、应力分布和塑性区分布作为稳定性的评价指标,分析围岩物理力学参数(包括弹性模量、泊松比、密度、内摩擦角、黏聚力和抗拉强度)、地应力方向对洞库围岩稳定性的影响。通过改变围岩物理力学参数的大小和应力场方向,开展考虑围岩物理力学参数和主应力方向不确定性的地下水封洞库围岩稳定性研究。数值模拟结果表明,当围岩的物理力学参数下降10%时,围岩的位移显著增加,地应力方向改变10%时,围岩位移变化均会增加,说明围岩物理力学参数的变化对稳定性的影响更大,验证主洞室的走向应与地应力方向平行。

关键词：地下水封洞库稳定性围岩物理力学参数地应力方向不确定性

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乳状液体系中气体水合物成核过程研究进展

化工进展 2024年第6期43卷 3007-3020页

作者：张东旭刘成宋乐春黄启玉王唯中石化(大连)石油化工研究院有限公司辽宁大连116045 中国石油大学(北京)油气管道输送安全国家工程实验室/城市油气输配技术北京市重点实验室北京102249

乳状液中气体水合物成核行为研究可用于评估油-气-水体系在亚稳态下稳定存在的时间,对低温环境下多相混输管道的安全运行和水合物风险控制策略的制定具有重大意义,因而成为深水管道流动安全保障的重点问题和研究热点。本文着眼于油水乳... 详细信息

乳状液中气体水合物成核行为研究可用于评估油-气-水体系在亚稳态下稳定存在的时间,对低温环境下多相混输管道的安全运行和水合物风险控制策略的制定具有重大意义,因而成为深水管道流动安全保障的重点问题和研究热点。本文着眼于油水乳状液体系中气体水合物的成核过程,总结了实验研究中水合物成核速率的量化方法,细致分析和比较了当前研究中诱导期定义方法的异同,梳理了温度、压力、扰动强度、含水率和原油组分等环境条件和体系组成对水合物成核行为影响的研究成果及水合物成核速率预测模型。总体来看,油水乳状液中水合物的成核行为已经得到了较为深入的研究,在影响因素定性分析和模型定量描述等方面取得了一定成果,但在诱导期定义方法的统一和模型的工程化应用等方面仍需进行更为细致的研究。未来,应逐步建立统一的诱导期定义标准和更为普适性的诱导期预测模型,借助谱学仪器和分子动力学模拟等手段加深对水合物成核过程分子尺度信息的认识,更加深入理解水合物成核机理并逐渐实现量化模型的工程化应用。

关键词：流动保障气体水合物油水乳状液成核行为诱导期

高吸水性树脂与纤维对自燃煤矸石混凝土干燥收缩的影响

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复合材料学报 2024年

作者：刘世田建华魏述超戎晓健李冬辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁省煤矸石资源化利用及节能建材重点实验室辽宁省煤基固废资源化利用工程研究中心

为了探究有效降低自燃煤矸石混凝土收缩的方法，以高吸水性树脂(Super Absorbent Polymers，SAP)和聚丙烯(Polypropylene，PP)纤维掺量为变量，设计了7组自燃煤矸石混凝土试件，开展了自燃煤矸石混凝土干燥收缩试验和基体内部湿度测试... 详细信息

为了探究有效降低自燃煤矸石混凝土收缩的方法，以高吸水性树脂(Super Absorbent Polymers，SAP)和聚丙烯(Polypropylene，PP)纤维掺量为变量，设计了7组自燃煤矸石混凝土试件，开展了自燃煤矸石混凝土干燥收缩试验和基体内部湿度测试试验。探究了SAP与PP纤维对基体收缩性能的影响规律，揭示了基体干燥收缩应变与内部相对湿度之间的变化规律，建立了自燃煤矸石混凝土收缩预测模型。结果表明：SAP和PP纤维的加入均能显著降低自燃煤矸石混凝土的干燥收缩，随着SAP掺量的增加，基体收缩应变先减小后增大；随着PP纤维掺量的增加，基体收缩应变逐渐减小。90d龄期时，SAP掺量为0.2%时对自燃煤矸石混凝土的减缩效果最好，与基准混凝土相比，其试件收缩应变降低了31.3%。SAP与PP纤维的加入可以抑制基体内部湿度的衰减，基体收缩应变与内部相对湿度呈线性变化；通过引入自燃煤矸石骨料影响系数对法国建筑行业规范AFREM中提出的收缩预测模型进行了修正，修正后模型的预测结果与试验结果吻合度较高，可用于自燃煤矸石骨料混凝土干燥收缩的计算。

关键词：自燃煤矸石高吸水性树脂聚丙烯纤维收缩应变内部相对湿度

基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机在线参数辨识

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西南交通大学学报 2024年第4期59卷 776-785页

作者：丰富胡海林钟德鸣杨杰江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000 江西理工大学江西省磁悬浮技术重点实验室江西赣州341000 磁浮技术铁路行业重点实验室上海710072

由于直线感应电机特殊结构和动态边端效应等影响,其励磁电感和次级损耗电阻的变化机理和规律复杂,为提高观测器对励磁电感和次级损耗电阻的辨识精度和性能,提出一种基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机双参数在线辨识方法.首先,根... 详细信息

由于直线感应电机特殊结构和动态边端效应等影响,其励磁电感和次级损耗电阻的变化机理和规律复杂,为提高观测器对励磁电感和次级损耗电阻的辨识精度和性能,提出一种基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机双参数在线辨识方法.首先,根据考虑动态边端效应的直线感应电机T型等效电路,建立双参数变化的电机状态空间方程,并分析参数变化及耦合特性对电机极点影响;其次,为减小参数耦合对辨识精度的影响,建立双参数互联的低耦合辨识模型,完成互联型全阶自适应观测器设计,采用Popov超稳定性理论推导励磁电感和次级电阻在线辨识的自适应律,实现双参数在线辨识;然后,为提高观测器的稳定性和收敛速度,结合新型极点配置法完成反馈增益矩阵的推导与设计;最后,搭建仿真模型和硬件在环辨识模型进行实验验证.结果表明:新型全阶自适应观测器在启动加速阶段时励磁电感和损耗电阻辨识误差在0.01%左右;在负载动态时损耗电阻辨识误差在0.03%左右.

关键词：直线感应电机全阶观测器参数辨识极点配置

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非定常流场时程重构的深度学习方法

船舶力学 2024年第3期28卷 319-327页

作者：战庆亮白春锦吴智虎葛耀君大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026 同济大学桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室上海200092

高分辨率的流场数据对流动问题的研究具有重要意义。受测量方法、计算效率等多因素限制,高分辨率流场的直接获取仍有一定困难。本文基于流场时程数据的低维表征模型,提出非定常流动时程数据重构的深度学习方法。该方法直接面向样本时程... 详细信息

高分辨率的流场数据对流动问题的研究具有重要意义。受测量方法、计算效率等多因素限制,高分辨率流场的直接获取仍有一定困难。本文基于流场时程数据的低维表征模型,提出非定常流动时程数据重构的深度学习方法。该方法直接面向样本时程数据,凭借一维卷积的特性提取出样本中包含的时程特征;然后,建立物理空间与表征模型编码空间之间的映射关系;最后,利用一维反卷积对低维表征进行解码,实现对流场中任意位置数据的重构。对Re_(D)=200的非定常圆柱层流绕流流场进行低维表征与验证,进而实现高分辨率流场时程数据的重构,并证明方法的准确性。本文方法是一种无监督方法,是一种时间维度上具有高精度的流场数据重构方法,适用于基于传感器的时程数据处理。

关键词：流场重构流场时程深度学习特征提取无监督模型

考虑边端效应及参数变化的直线感应电机MRAS速度观测方法

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铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1591-1601页

作者：胡海林陈维金虞诗焱丰富汪涛江西理工大学电气学院江西赣州341000 国家铁路局磁浮技术铁路行业重点实验室上海201804 江西省磁悬浮技术重点实验室江西赣州341000

以轨道交通直线感应电机(Linear Induction Motor,LIM)牵引驱动系统速度观测器为研究对象,针对边端效应及电机参数变化导致辨识结果实时性、鲁棒性不足的问题,提出一种基于二阶超螺旋滑模的改进模型参考自适应系统(Model Reference Adap... 详细信息

以轨道交通直线感应电机(Linear Induction Motor,LIM)牵引驱动系统速度观测器为研究对象,针对边端效应及电机参数变化导致辨识结果实时性、鲁棒性不足的问题,提出一种基于二阶超螺旋滑模的改进模型参考自适应系统(Model Reference Adaptive System,MRAS)速度观测方法。首先,以计及动态边端效应的初次级电压电流磁链方程为核心,设计直线感应电机标准MRAS速度观测器,降低边端效应对速度辨识性能的影响。然后,进一步分析初级集肤效应和初次级横向错位对标准MRAS速度观测器辨识性能的影响。在此基础上,基于二阶超螺旋算法对MRAS参考模型进行改进,利用主滑模面和辅助滑模面对次级磁链观测的干扰项进行补偿,同时抑制由于滑模算法引入的系统抖振,提高了速度观测器的鲁棒性和动态性能。最后,搭建仿真和硬件在环实验环境进行算法验证。实验结果表明:励磁互感及其他电机参数随边端效应修正因子变化,标准MRAS观测器在突加负载、引入测量误差和电机参数突变的工况下,速度辨识误差明显;改进的MRAS观测器能够实现直线感应电机速度的快速、准确辨识,基于该速度观测器的矢量控制策略,在突加负载、引入测量误差和电机参数突变的工况下,控制性能满足设计要求。研究结果能为轨道交通直线感应电机无速度传感器牵引驱动系统的研究提供一定借鉴。

关键词：直线感应电机无速度传感器模型参考自适应系统边端效应二阶超螺旋滑模算法