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不同波纹钢-混凝土板复合结构水下抗爆机理及损伤等级预测

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爆炸与冲击 2024年第6期44卷 73-89页

作者：曹克磊付乔峰赵瑜华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 华北水利水电大学土木与交通学院河南郑州450045

为探究不同波纹钢-混凝土板复合结构的水下抗爆机理,采用光滑粒子流体动力学与有限单元(FEM-SPH)耦合方法模拟混凝土板在水下接触爆炸下的损伤过程,并与试验结果对比,以验证数值方法的有效性;采用FEMSPH方法探究不同防护方案下墙面板毁... 详细信息

为探究不同波纹钢-混凝土板复合结构的水下抗爆机理,采用光滑粒子流体动力学与有限单元(FEM-SPH)耦合方法模拟混凝土板在水下接触爆炸下的损伤过程,并与试验结果对比,以验证数值方法的有效性;采用FEMSPH方法探究不同防护方案下墙面板毁伤过程及失效模式,揭示其水下防爆机理,并构建出墙面板损伤等级预测曲线。研究结果表明:模拟结果与试验结果较为吻合,验证了模拟方法的有效性;在含12 mm厚波纹钢的复合结构(T-12)、含75°夹角的波纹钢复合结构(A-75)和含厚70 mm波纹钢的复合结构(WH-70)三种防护方案下,墙面板的毁伤范围较未加固墙面板最大降幅分别为83.0%、81.6%和82.5%;预测曲线可以直观评估出炸药量和复合结构中波纹钢波高变化对墙面板损伤等级的影响。

关键词：波纹钢-混凝土板复合结构毁伤演化特征水下抗爆机理损伤等级预测

不同力程排斥相互作用胶体粒子系统的摩擦特性

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物理学报 2024年第15期73卷 141-146页

作者：段浩炀杨柯欣曹义刚郑州大学物理学院:中原之光实验室郑州450001

利用朗之万分子动力学,数值研究了无序点钉扎衬底上二维胶体粒子系统的摩擦特性.本文考虑了三种不同的模型胶体粒子系统,每种系统中胶体粒子之间的相互作用均被模拟为两种不同力程的排斥势.研究发现:每种模型系统均存在两个最大静摩擦力... 详细信息

利用朗之万分子动力学,数值研究了无序点钉扎衬底上二维胶体粒子系统的摩擦特性.本文考虑了三种不同的模型胶体粒子系统,每种系统中胶体粒子之间的相互作用均被模拟为两种不同力程的排斥势.研究发现:每种模型系统均存在两个最大静摩擦力(第一最大静摩擦力f_(c1)^(d)和第二最大静摩擦力f_(c2)^(d));力程相近的短程排斥相互作用之间的干涉会导致粒子间排斥增强,从而导致f_(c1)^(d)的明显降低和f_(c2)^(d)以上沿外场驱动力方向上运动有序的加强.本文的研究结果有助于揭示具有不同力程相互作用胶体粒子系统的摩擦机制.

关键词：摩擦胶体塑性流动运动有序

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接触爆炸下波纹钢⁃混凝土板复合结构水下防爆效果评价

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含能材料 2024年第9期32卷 972-985页

作者：曹克磊付乔峰张建伟黄锦林赵瑜华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 华北水利水电大学土木与交通学院河南郑州450045 广东省水利水电科学研究院广东广州510635

为探究不同波纹钢⁃混凝土板复合结构的水下抗爆防护效果,采用有限元⁃光滑粒子流体动力学耦合算法(FEM⁃SPH)建立水下多介质耦合爆炸模型;设计不同波纹钢⁃混凝土板复合结构防护方案,探究不同复合结构防护层(含3,6,9,12 mm厚波纹钢复合结... 详细信息

为探究不同波纹钢⁃混凝土板复合结构的水下抗爆防护效果,采用有限元⁃光滑粒子流体动力学耦合算法(FEM⁃SPH)建立水下多介质耦合爆炸模型;设计不同波纹钢⁃混凝土板复合结构防护方案,探究不同复合结构防护层(含3,6,9,12 mm厚波纹钢复合结构、含30°,45°,60°,75°波纹钢复合结构和含10,30,50,70 mm波高波纹钢复合结构)的水下削波吸能效果,并提出耗能分担率对复合结构进行防护效果评价。研究结果表明:混凝土板迎爆面与背爆面的模拟结果与试验结果较为吻合,验证了水下接触爆炸模拟过程;不同复合结构防护方案下,含12 mm厚波纹钢复合结构、含75°波纹钢复合结构和含70 mm波高波纹钢复合结构防护方案较无防护方案测点峰值压力最大降幅为63.2%,60%和57.9%,最大防护率分别为63.2%,60.0%和57.9%,耗能分担率为69.48%,66.26%和63.51%;最优型式(厚度为12 mm/夹角为75°/波高为70 mm)复合结构的削波吸能效果及防护效果均显著优于单一因素影响下的复合结构。研究成果可为不同波纹钢⁃混凝土板复合结构在水下抗爆防护领域的应用提供理论基础。

关键词：水下接触爆炸波纹钢⁃混凝土板复合结构削波吸能效果防护效果评价

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溃堤洪水在有压雨水管网街区演进的试验研究

工程科学与技术 2024年第1期56卷 228-236页

作者：张晓雷刘书瑜董柏良赵建坤张立涛华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 河南省水圈与流域水安全重点实验室河南郑州450046 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 广东省水利水电科学研究院广东广州510610

溃堤洪水在有压雨水管网街区的演进过程十分复杂,城市街区建筑物及雨水管网改变了洪水的演进规律,影响了街区排涝的水力特性。本文基于典型城市街区建立了包括房屋、人行道及雨水管网在内的概化水槽模型,测量了不同溃堤洪水在典型城市... 详细信息

溃堤洪水在有压雨水管网街区的演进过程十分复杂,城市街区建筑物及雨水管网改变了洪水的演进规律,影响了街区排涝的水力特性。本文基于典型城市街区建立了包括房屋、人行道及雨水管网在内的概化水槽模型,测量了不同溃堤洪水在典型城市街区演进过程中的街区水深、雨水管网流量及压强,探究了不同蓄水高度、前池进口流量对街区水位波动变化及有压雨水管网下泄流量的影响。溃堤洪水在水槽侧壁、房屋的作用下形成了大面积的水跃,并且在房屋建筑物附近出现了薄层状水片,水跃区域伴随着洪水演进过程先是在人行道处发生横向的迁移合并,再是在街区道路的纵向方向上逐渐耗散直至消失,街区水位在100 s后基本稳定,从上游至下游呈“先增大、再减小”的变化趋势。溃堤洪水在街区演进过程中,不同蓄水高度对有压雨水管网的泄流量影响相较于不同前池进口流量更加显著,街区上游雨水口的峰值流量在最大蓄水高度条件约为最大前池进口流量的1.5倍。研究结合街区水位及有压雨水管网压强采用欧拉数对短管淹没出流公式的泄流系数进行了率定,修正后的理论计算值的误差由32%降低至2%,能够较好地反映出街区雨水口的泄流能力。研究成果不仅能为数学模型提供翔实的验证资料,还可为城市洪涝治理提供理论指导。

关键词：溃堤洪水有压雨水管网雨水口概化水槽模型

论河南省中外合作办学治理体系之现代化构建——从政府治理的角度

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河南大学学报（社会科学版） 2024年第1期64卷 128-133,156页

作者：刘文锴华北水利水电大学校长办公室河南郑州450011

政府治理是中外合作办学治理的重要方面。河南省中外合作办学治理体系的现代化,需要明晰中外合作办学治理体系的内涵,准确把握中外合作办学的主基调是服从党和国家对外开放工作大局,中心任务是提质增效,基本保障是完善治理体系、提升治... 详细信息

政府治理是中外合作办学治理的重要方面。河南省中外合作办学治理体系的现代化,需要明晰中外合作办学治理体系的内涵,准确把握中外合作办学的主基调是服从党和国家对外开放工作大局,中心任务是提质增效,基本保障是完善治理体系、提升治理能力等现代化特征,以及科学化、民主化、法治化、精细化等治理体系现代化要求。针对中外合作办学治理中存在的“管理”“监管”思想依然存在、省级政府教育统筹权运用不够充分有力、治理制度建设滞后、其他主体作用发挥不充分、规划和引导不够等问题,河南省中外合作办学应从坚持治理理念、运用好省级政府教育统筹权、建立协同共治机制、加强法规和制度建设、精细化引导等方面加强建设。

关键词：河南省中外合作办学政府治理

基于GWO-BPNN早期带伤混凝土冻后力学性能影响研究

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水电能源科学 2024年第9期42卷 93-97页

作者：徐存东曹骏陈家豪田俊姣韩文浩汪志航华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 浙江省农村水利水电资源配置与调控关键技术重点实验室浙江杭州310018

为探究西北寒旱区水工混凝土结构早期受冻损伤后力学性能衰退的损伤规律和影响因素,设计混凝土早期受冻及冻融循环的室内加速试验,通过对混凝土试样进行冻融循环,探究温度为-10℃,起冻时刻为3.5 h的混凝土结构冻融损伤的劣化规律,研究... 详细信息

为探究西北寒旱区水工混凝土结构早期受冻损伤后力学性能衰退的损伤规律和影响因素,设计混凝土早期受冻及冻融循环的室内加速试验,通过对混凝土试样进行冻融循环,探究温度为-10℃,起冻时刻为3.5 h的混凝土结构冻融损伤的劣化规律,研究水胶比、粉煤灰和引气剂对早期带伤混凝土冻后力学性能的影响。构建灰狼优化算法改进的反向传播神经网络(GWO-BPNN)对早期带伤混凝土的力学性能及抗冻性能进行模拟预测,并对各影响因素进行敏感性分析。结果表明,低水胶比混凝土的抗冻效果明显更优,引气剂可提升早期抗冻性能,最佳掺量为0.01%,粉煤灰在冻融循环后期对混凝土抗冻性有明显的提高,其最佳替代量为20%;GWO-BPNN模型的四个回归评估指标均优于传统神经网络模型,能够更准确地预测早期带伤混凝土的力学性能,影响早期带伤混凝土耐久性的最大变量为水胶比,最小变量为引气剂。

关键词：灰狼优化算法神经网络早期带伤混凝土抗压强度影响因子分析

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黄原胶改良粉土的动强度特性及其微观分析

应用基础与工程科学学报 2024年第3期32卷 900-909页

作者：张俊然杨峥姜彤华北水利水电大学河南省岩土力学与水工结构重点实验室河南郑州450046

地震和车辆振动等荷载易对路基粉土的强度造成破坏,通常使用水泥和石灰等传统材料对粉土进行改良,但对环境造成了不可逆的损害,研究环境友好型生物聚合物——黄原胶改良粉土动强度特性及机理显得非常必要.通过改变黄原胶的掺量,采用扫... 详细信息

地震和车辆振动等荷载易对路基粉土的强度造成破坏,通常使用水泥和石灰等传统材料对粉土进行改良,但对环境造成了不可逆的损害,研究环境友好型生物聚合物——黄原胶改良粉土动强度特性及机理显得非常必要.通过改变黄原胶的掺量,采用扫描电镜和动三轴仪对黄原胶改良粉土进行一系列的微观分析和动强度试验.试验结果表明:动强度曲线符合幂函数关系,且随着黄原胶掺量的增加而上移.动黏聚力随着黄原胶掺量的增加而增大,强化效果在掺量较大时趋于平稳;而动内摩擦角受黄原胶掺量的影响较小.由微观分析可知,随着黄原胶掺量的增加,黄原胶有效填充了土颗粒间的孔隙并附着在土颗粒表面,形成纤维状和网状结构,从而增强了土颗粒间的联结能力,并导致了改良土的动强度和动黏聚力的提高.上述研究成果可为相关岩土工程的设计和施工提供科学依据,同时满足了黄河流域生态保护和高质量发展战略的需求.

关键词：黄原胶粉土动强度生态保护扫描电镜动三轴试验

线锯用金刚石微粉表面化学镀镍工艺及性能研究

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工具技术 2024年第4期58卷 54-58页

作者：方莉俐刘韩姜羽飞段雪纯中原工学院物理与光电工程学院郑州市450007 郑州市低维量子材料及器件重点实验室水利部水利水电规划设计总院

金刚石微粉性能是提升金刚石线锯性能的关键因素。用化学镀方法在线锯用金刚石微粉表面镀镍,通过正交试验研究金刚石粒度、次亚磷酸钠浓度、镀液pH值和镀液温度对化学镀镀层沉积速率、镀层密度、镀层耐腐蚀性能、镀层致密度等性能的影... 详细信息

金刚石微粉性能是提升金刚石线锯性能的关键因素。用化学镀方法在线锯用金刚石微粉表面镀镍,通过正交试验研究金刚石粒度、次亚磷酸钠浓度、镀液pH值和镀液温度对化学镀镀层沉积速率、镀层密度、镀层耐腐蚀性能、镀层致密度等性能的影响。结果表明:M1/2、M6/12、M20/30三种不同粒度金刚石微粉,在次亚磷酸钠浓度为25~35g/L、化学镀液pH值为3~11、化学镀温度为30℃~90℃时,针对镀层沉积速率、镀层密度和镀层耐腐蚀性的最佳工艺参数不同;不同粒度的金刚石微粉在相同工艺条件下化学镀镍,金刚石微粉粒度越大,镀层越均匀致密;金刚石微粉化学镀镍各工艺参数之间相互作用,共同影响镀层性能。对于不同粒度的金刚石微粉,各因素对镀层性能的影响权重不同,因此针对不同粒度、不同镀层性能需求的金刚石微粉应采取不同的镀覆工艺参数。

关键词：金刚石微粉线锯化学镀镍工艺性能

氧空位控制BiVO_(4)晶面异质结的磁性和光电催化性能

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化学学报 2024年第4期82卷 409-415页

作者：王国景陈永辉张秀芹张俊笙徐俊敏王静兰州大学材料与能源学院兰州730000 中国矿业大学材料与物理学院徐州221116 郑州大学物理学院教育部集成电路设计与应用国际合作联合实验室郑州450001

在铁磁光催化剂中,大多数光生电荷具有相同的自旋状态,因此可以有效抑制光生电子和空穴的复合.利用BiVO_(4){010}和{110}晶面中氧空位的形成能不同,通过晶面取向和氧空位的协同作用来调控BiVO_(4)的铁磁性能.在N_(2)气氛中退火后,BiVO_... 详细信息

在铁磁光催化剂中,大多数光生电荷具有相同的自旋状态,因此可以有效抑制光生电子和空穴的复合.利用BiVO_(4){010}和{110}晶面中氧空位的形成能不同,通过晶面取向和氧空位的协同作用来调控BiVO_(4)的铁磁性能.在N_(2)气氛中退火后,BiVO_(4)晶面异质结中氧空位的比例随着{010}/{110}晶面比例的增加而降低,因为{010}晶面上氧空位的形成能低于{110}晶面.{010}/{110}晶面比例较低的BiVO_(4)晶面异质结的铁磁性能优于{010}/{110}晶面比例较高的BiVO_(4),因为前者颗粒尺寸更小、更立体,其比表面积和界面区域更大,所以其表面未饱和自旋对总磁矩的贡献更大.{010}/{110}比例较高的BiVO_(4)晶面异质结具有更大的光电流密度和光电催化产氢效率,源于BiVO_(4){010}晶面比{110}晶面具有更高的电荷迁移率、更好的吸附特性和更低的能垒.并且氧空位的引入也提高了BiVO_(4)的制氢效率.

关键词：铁磁光催化剂氧空位 BiVO_(4)晶面异质结产氢