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化工新型材料 2024年

作者：王志博李亚峰李倩倩伍健伯张驰沈阳建筑大学市政与环境工程学院沈阳城市建设学院市政与环境工程学院

介绍了近年来一维TiO2纳米阵列结构及其反应器设计进展，综述了一维TiO2纳米阵列的改性方法，包括元素掺杂、构建异质结、表面修饰、复合有机碳和金属有机骨架材料等，分析了存在的问题并指出了其未来的发展方向。

关键词： TiO 纳米阵列光电催化元素掺杂复合

基于土壤分层的双U型地埋管出口温度及土壤温度场研究

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第2期40卷 338-344页

作者：王宏伟于川淇安瑞张芸栗于磊鑫沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168 沈阳城市建设学院市政与环境工程学院辽宁沈阳110167

目的探究在土壤分层和地下水渗流条件下地埋管的出口温度以及传热规律。方法基于多孔介质理论建立分层岩土体瞬态三维模型,分析土壤的初始温度、地下水渗流、回填材料种类对地埋管出口温度及土壤温度场的影响。结果土壤初始温度为290... 详细信息

目的探究在土壤分层和地下水渗流条件下地埋管的出口温度以及传热规律。方法基于多孔介质理论建立分层岩土体瞬态三维模型,分析土壤的初始温度、地下水渗流、回填材料种类对地埋管出口温度及土壤温度场的影响。结果土壤初始温度为290.15 K时,热泵运行30 d后地埋管的出口温度最高,达到280.43 K;三种常用的回填材料中沙土的换热效果最好,黏土作为回填材料时,地埋管附近出现明显的冷量堆积;地下水渗流速度达到200 m/a时,地埋管出口温度为280.85 K,相较于不存在地下水渗流时的出口温度增加了0.51 K。结论土壤初始温度、地下水渗流速度均与地埋管出口温度呈正相关;土壤温度场的变化在一定程度上取决于回填材料的种类及热物性;地下水渗流的存在能够消除土壤冷量的堆积,在地埋管敷设时应适当增加沿着渗流方向管间距离。

关键词：竖直双U型地埋管出口温度回填材料地下水渗流土壤温度

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三角形布置圆柱体群绕流特性与流动机理研究

船舶力学 2024年第3期28卷 354-367页

作者：涂佳黄吕海宇胡刚王贯宇湘潭大学土木工程学院湖南湘潭411105 重庆市城市建设发展有限公司重庆400014

基于浸没边界-多松弛-格子玻尔兹曼方法,对Re=100时等边三角形布置三圆柱体群绕流问题进行数值模拟,分析间距比(Kd)与来流角度(α)两个关键参数对流体力系数及流场特性的影响,揭示其流动机理。计算结果表明:不同流场下尾流模式分为单漩... 详细信息

基于浸没边界-多松弛-格子玻尔兹曼方法,对Re=100时等边三角形布置三圆柱体群绕流问题进行数值模拟,分析间距比(Kd)与来流角度(α)两个关键参数对流体力系数及流场特性的影响,揭示其流动机理。计算结果表明:不同流场下尾流模式分为单漩涡、单漩涡体向双漩涡过渡、不规则的双漩涡、规则的双漩涡、双漩涡向三漩涡过渡、不规则的三漩涡和规则的三漩涡模式,在α=30°时流场下游涡街更加规则,尾流模式转变更快。三圆柱所受的时均流体力系数受间隙流流速影响较大,各来流角度下随间距比(除小间距比外)的变化趋势基本一致,尾流模式转变会导致三圆柱群的流体力系数均方根值发生显著变化,在Kd≥3.5后上游圆柱流体力系数均方根值有较大起伏。除α=0°工况外,在Kd≥2.5后中游圆柱的涡脱落频率受α和Kd影响较小,数值相对稳定。

关键词：浸没边界-多松弛-格子玻尔兹曼方法等边三角形布置尾流模式流体力系数流动机理

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工艺非球形颗粒在呼吸道内沉积的动力学特性

中国环境科学 2024年第1期44卷 520-527页

作者：庄加玮陈庚阳杨如梦郭张辉刘恩海刁永发沈恒根常州大学城市建设学院江苏常州213164 东华大学环境科学与工程学院上海201620 常州大学石油与天然气工程学院、能源学院江苏常州213164

为探明铸造车间内非球形颗粒在工人呼吸道内沉积的动力学特性,借助电镜扫描获得粉尘颗粒的微观形貌,通过数值模拟方法分析5种形状颗粒在G3~G6及G9~G12呼吸道内运动规律,并讨论颗粒形状、呼吸量、颗粒粒径对其沉积分布的影响.结果表明,... 详细信息

为探明铸造车间内非球形颗粒在工人呼吸道内沉积的动力学特性,借助电镜扫描获得粉尘颗粒的微观形貌,通过数值模拟方法分析5种形状颗粒在G3~G6及G9~G12呼吸道内运动规律,并讨论颗粒形状、呼吸量、颗粒粒径对其沉积分布的影响.结果表明,颗粒的形状因子φ越大、粒径越大、呼气量越大,非球形颗粒在呼吸道内沉积率ηt越高;φ越小,非球形颗粒在G3~G6呼吸道内沉积分布越分散,在G9~G12呼吸道内则相反;非球形颗粒在G3~G6呼吸道内主要因惯性碰撞发生沉积,φ越小的颗粒受到的曳力作用越强,不同形状颗粒间沉积率差异明显胜于其在G9~G12呼吸道,局部沉积率差异更是超过了30%.因此,形状因子小的非球形颗粒更易被输运至呼吸道较深的位置,对工人的健康威胁可能性更大.

关键词：职业卫生呼吸道铸造车间颗粒形状沉积率数值模拟

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基于应变统计矩的三管塔损伤识别方法研究

建筑结构学报 2024年第7期45卷 108-119页

作者：阳洋高志豪张旭重庆大学土木工程学院重庆400044 重庆大学溧阳智慧城市研究院江苏溧阳213332

为了预防通信铁塔结构安全事故的发生,并及时预警可能出现的损害,进行通信铁塔结构安全监测工作至关重要。以应变统计矩改变率作为损伤指标,针对三管塔结构进行损伤识别。通过理论推导建立了多自由度结构体系应变响应统计矩与结构刚度... 详细信息

为了预防通信铁塔结构安全事故的发生,并及时预警可能出现的损害,进行通信铁塔结构安全监测工作至关重要。以应变统计矩改变率作为损伤指标,针对三管塔结构进行损伤识别。通过理论推导建立了多自由度结构体系应变响应统计矩与结构刚度之间的关系,并提出应变四阶统计矩改变率损伤指标。通过建立应变四阶统计矩与应变能量密度之间的关系,依据最大应变能量密度原理,优化传感器布设,再通过设置不同信噪比,在风速风向改变的条件下,基于数值模型验证方法的有效性,并与其他损伤识别方法进行识别效果研究对比。同时,结合现场三管塔的实测应变数据进行分析。结果表明:该方法可优化传感器布设,能够降低成本并提高监测效率,可在20 dB环境噪音下识别三管塔损伤局部区域范围。

关键词：三管塔损伤识别应变统计矩应变能量密度

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污水不同类型微塑料生物膜特征及其对磷元素转化的影响

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环境科学学报 2024年第6期44卷 113-122页

作者：顾昊宇薛银刚胡敏许霞吴书琴汤珊珊常州大学环境科学与工程学院常州213164 常州大学城市建设学院常州213164

微塑料生物膜影响着水体元素的转化与循环过程,但鲜有生物可降解微塑料对其影响的研究.为探究微塑料生物膜对水体磷元素循环的影响,将不可降解微塑料聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)和生物可降解微塑料聚乳酸(PLA... 详细信息

微塑料生物膜影响着水体元素的转化与循环过程,但鲜有生物可降解微塑料对其影响的研究.为探究微塑料生物膜对水体磷元素循环的影响,将不可降解微塑料聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)和生物可降解微塑料聚乳酸(PLA)和聚羟基脂肪酸(PHA)投放到污水处理厂进行原位定植,并通过室内模拟实验探究微塑料生物膜对污水磷元素转化的影响.结果表明,生物可降解的PLA(OD595=0.146±0.009)和PHA(OD595=0.178±0.007)表面生物膜具有更高的生物量.不同类型微塑料生物膜在细菌群落组成和多样性方面存在显著差异,醋酸杆菌科(Acetobacteraceae)和罗丹诺杆菌科(Rhodanobacteraceae)是所有微塑料生物膜的主要优势菌,PLA表面还富集了伯克氏菌科(Burkholderiaceae),PVC表面还富集了诺卡氏菌科(Nocardiaceae)和产碱杆菌科(Alcaligenaceae).PVC的Shannon、ACE和Chao1指数最高,分别为2.092±0.144、106.088±8.892和103.780±9.484,PLA的Alpha多样性指数最低;从Beta多样性可以看出,PVC表面细菌群落结构与其他微塑料之间存在较大差异.室内模拟实验中PLA和PHA对水体磷元素的去除率为32.16%~32.49%,高于其它类型的微塑料.以上结果表明,不同类型微塑料能够富集特异性细菌群落,对水体的磷元素转化产生影响.本研究为阐明微塑料生物膜影响水体磷元素转化提供了基本数据.

关键词：微塑料生物膜磷元素污水细菌群落结构

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基于ARMAV模型和J-散度的结构损伤识别

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振动与冲击 2024年第1期43卷 123-130,152页

作者：李孟郭惠勇重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

损伤识别技术是结构健康监测系统的关键组成部分,为了进一步提高损伤识别的准确性和适用性,提出一种融合信息距离函数J-散度与向量自回归滑动平均(vector autoregressive moving average,ARMAV)模型的损伤识别方法。采用预白化过滤器对... 详细信息

损伤识别技术是结构健康监测系统的关键组成部分,为了进一步提高损伤识别的准确性和适用性,提出一种融合信息距离函数J-散度与向量自回归滑动平均(vector autoregressive moving average,ARMAV)模型的损伤识别方法。采用预白化过滤器对加速度时域数据进行消除激励相关性以及降噪处理;建立了ARMAV模型,并由模型的自回归参数和残差方差构建损伤判别指标;采用三层框架试验数据,并进行转播塔模型的损伤识别试验研究验证了该方法的有效性。结果表明:基于ARMAV模型和J-散度距离的损伤识别方法可操作性强,能够准确、高效地定位框架和塔架结构的损伤,且该方法受环境变化的影响较小,可为在线结构健康监测提供一种新思路。

关键词：损伤识别试验研究向量自回归滑动平均(ARMAV)模型 J-散度时间序列分析

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生物炭对重金属钝化及抗性基因的影响

中国环境科学 2024年第4期44卷 2156-2165页

作者：郭忠云王立鹏周海东杨硕山东城市建设职业学院山东济南250103 山东民丰建设规划设计有限公司山东济南250014 山东建筑大学设计集团有限公司山东济南250014 山东建筑大学市政与环境工程学院山东济南250101

探究了玉米秸秆生物炭(CB)和水稻壳生物炭(HB)对猪粪厌氧消化过程中重金属钝化和抗性基因削减的影响,并解析了影响抗生素抗性基因(ARGs)迁转的主要因素.研究发现,添加CB和HB后,促进了Cr,Cu,Pb和Zn转化为更稳定的金属形态,且投加HB有更... 详细信息

探究了玉米秸秆生物炭(CB)和水稻壳生物炭(HB)对猪粪厌氧消化过程中重金属钝化和抗性基因削减的影响,并解析了影响抗生素抗性基因(ARGs)迁转的主要因素.研究发现,添加CB和HB后,促进了Cr,Cu,Pb和Zn转化为更稳定的金属形态,且投加HB有更优的重金属钝化效果.添加CB和HB均能降低ARGs的丰度,胞外抗性基因(eARGs)的去除率较高,约为55.6~98.3%,具有更大比表面积的HB能吸附更多eARGs.胞内抗性基因(iARGs)的变化受生物炭影响较小,iARGs的削减主要与宿主菌的去除相关.微生物群落结构(λ=0.83,P0.05),投加生物炭可减轻消化系统中的重金属选择性压力,从而间接促进ARGs的去除.

关键词：生物炭厌氧消化抗生素抗性基因重金属猪粪

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桥梁长寿命设计理论综述

交通运输工程学报 2024年第3期24卷 1-24页

作者：刘永健刘江周绪红王壮孟俊苗赵鑫东 YANG Jian GHOSN Michel 长安大学公路学院陕西西安710064 重庆大学土木工程学院重庆400045 AECOM 纽约纽约NY 101584 纽约城市大学土木工程学院纽约纽约NY 10031

为促进桥梁长寿命设计理论的发展,从桥梁服役寿命及其影响机理出发,总结了现有桥梁长寿命设计的研究现状和面临的主要问题,探讨了未来研究重点和方向。研究结果表明:现行各国规范根据桥梁重要性及其所在公路等级进行桥梁设计寿命的规定... 详细信息

为促进桥梁长寿命设计理论的发展,从桥梁服役寿命及其影响机理出发,总结了现有桥梁长寿命设计的研究现状和面临的主要问题,探讨了未来研究重点和方向。研究结果表明:现行各国规范根据桥梁重要性及其所在公路等级进行桥梁设计寿命的规定,多采用变寿命的设计思路,赋予不同功能、重要程度、更换难度的桥梁构、部件不同的设计寿命;桥梁的寿命取决于其在真实服役环境下的长期性能,包含环境侵蚀作用下的耐久性能、反复荷载作用下的疲劳性能和持续荷载作用下的徐变性能,受服役环境、养护干预和施工过程的影响显著;新建桥梁长寿命技术主要从设计方法和高性能材料展开研究,现有服役寿命和耐久性设计方法主要围绕环境作用、劣化机理、材料性能、施工控制和检查管理等方面,达到了“看似满足”的设计目标,尚未能实现概率水平提升和设计寿命量化,全寿命设计则还停留在理念层面,UHPC、耐候钢、FRP等高性能材料的应用是提升桥梁设计寿命的有效方式;未来应以“明确结构定位,完善性能指标体系,优化结构初始状态,改善服役微环境,控制劣化传递路径”为长寿命设计的基本框架,围绕桥梁结构的长寿基因识别与调控、桥梁微环境全寿命周期演化规律、桥梁服役寿命的全概率量化设计方法等基础理论开展研究,以建立系统的桥梁长寿命设计理论体系。

关键词：桥梁工程长寿命环境作用设计方法高性能材料

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淀粉/聚乙烯醇固体碳源对污水厂尾水的脱氮效果

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中国给水排水 2024年第5期40卷 75-81页

作者：刘雯静张克峰丁万德山东建筑大学市政与环境工程学院山东济南250000

针对市政污水厂尾水中普遍存在碳源不足的问题,以低碳氮比水体为研究对象,探究了固体碳源填料柱在不同HRT下的脱氮效果。结果表明,在启动运行20 d后,反应器中载体上的生物膜逐渐成熟,出水水质稳定。当反应器HRT=4 h时,脱氮率保持在90%以... 详细信息

针对市政污水厂尾水中普遍存在碳源不足的问题,以低碳氮比水体为研究对象,探究了固体碳源填料柱在不同HRT下的脱氮效果。结果表明,在启动运行20 d后,反应器中载体上的生物膜逐渐成熟,出水水质稳定。当反应器HRT=4 h时,脱氮率保持在90%以上,出水COD保持在40 mg/L以下,且没有NO_(2)^(-)-N积累。同时,反应器出水中检测到了NH_(4)^(+)-N,这表明可能存在硝酸盐异化还原为铵盐(DNRA)的过程。在微生物作用和物理浸出过程中,固体碳源有机碳的释放分别占总碳释放量的81.74%和18.26%,表明碳释放主要是由微生物作用引起的。高通量测序分析结果显示,相对丰度较高的菌属主要有Thauera、Zoogloea、Cloacibacterium、Macellibacteroides等,同时检测出了Desulfovibrio,这可能与出水中检测到NH4+-N有关。

关键词：污水厂尾水深度脱氮固体碳源淀粉/聚乙烯醇高通量测序