POE策略在有机化学教学中的应用

“有机化学”是药学类相关专业的专业基础课,教学中多数学生存在对相关概念理解困难、兴趣不足的问题。文章将POE教学策略应用于“有机化学”教学。课前,教师利用该策略收集学生对一些相关概念的理解、判断能力;课中,教师将有机化学与生活、专业相结合,制作成适合POE策略的相应的视频演示用于课堂教学。实践证明,该策略对于提高学生的专注度、学习兴趣、理解能力有一定的帮助。

2023年全球重大天气气候事件

2023年,全球平均气温比工业化前高出约1.45℃(±0.12℃),是有观测记录以来最热的一年。全球海平面继续上升,且全球平均海平面达到了有卫星记录(1993年至今)以来的最高水平,反映了持续的海洋变暖以及冰川和冰盖的融化。北极海冰面积仍远低于常年值,南极海冰面积创下历史新低。巴基斯坦、中国京津冀地区、意大利、巴西圣保罗州北部沿海地区、新西兰北岛等地遭受暴雨洪涝灾害,非洲西北部、中国云南、中美洲和南美洲北部发生严重干旱,南欧、北美、南美、东亚和南亚等地遭遇创纪录高温热浪,欧洲和北美等地遭遇寒流和暴风雪侵袭,强对流天气频繁袭击世界各处,全球热带气旋活动频繁。

基于优化LSTM模型的风力机叶片剩余使用寿命预测

针对传统寿命预测方法计算复杂、耗时且不具普适性等问题,提出一种基于优化长短期记忆网络(LSTM)的风力机叶片剩余使用寿命(RUL)预测模型。首先,将多维传感器监测数据可视化,以观察数据特征并进行初次特征筛选。然后,对筛选后的数据进行归一化处理,并使用主成分分析法(PCA)进行数据融合,以去除冗余信息和降低特征维度。其次,使用自适应矩估计(AME)算法为不同网络参数提供独立的自适应性学习率;使用平滑平均绝对误差(SMAE)损失函数来综合两种传统回归损失函数的特点。最后,经过多次试验选定合适的LSTM层数及神经元数,并以复杂系统的多尺度时序监测数据为算例对模型进行试验验证。试验结果表明,在一种故障模式下,优化LSTM预测模型相较于其他传统机器学习模型在评价指标及预测误差分布情况上占优,表明该文所提模型具有更高的准确性及稳定性。

CO、CO_(2)及其混合物加氢转化制甲烷的热力学平衡研究

由CO和CO_(2)加氢制甲烷是现今氢能储存及燃料和化学品可持续生产的有效途径之一,但目前对该反应过程(尤其是针对CO和CO_(2)混合物加氢)的一些细节尚不明晰。为此,作为前期有关CO和CO_(2)加氢制烃和醇研究工作的补充,本工作对CO和CO_(2),尤其是两者混合物的加氢制甲烷反应过程进行了热力学分析。结果证实,与单独CO或CO_(2)相比,两者混合物加氢制甲烷更为合适,总碳基甲烷收率可作为评估甲烷合成反应过程效率的重要指标。CO加氢的甲烷平衡收率比CO_(2)加氢的高,而CO和CO_(2)混合物加氢的总碳基甲烷平衡收率位于两者之间;对于CO和CO_(2)混合物加氢,尽管CO和CO_(2)的平衡转化率随进料组成不同会有很大的变化,但其总碳基甲烷平衡收率随着原料中CO_(2)/(CO+CO_(2))物质的量比的增大而线形降低。整体上看,在温度低于400℃和压力高于0.1 MPa时,无论是CO、CO_(2)、还是两者混合物的化学计量比加氢,其总碳基甲烷平衡收率均高于85%。这些结果无疑对高效CO和CO_(2)加氢制甲烷催化剂研制及反应过程的设计和操作优化有重要的参考价值。

添加Cr和RE对碳钢抗CO_(2)腐蚀性能的影响

为研究添加Cr和稀土(RE)对碳钢抗CO_(2)腐蚀性的影响,采用25Mn2、1Cr和1CrRE钢使用高压釜模拟了井下腐蚀环境下的腐蚀行为。使用光学显微镜、扫描电子显微镜以及配套的能谱仪、X射线衍射仪对3种钢的腐蚀膜进行分析。结果表明,在碳钢中添加1Cr能够降低腐蚀速率23%,而在1Cr钢中添加RE又能提高40%抗CO_(2)腐蚀性能。研究发现,腐蚀膜主要由FeCO_(3)和少量FeOOH以及内层点状Fe_3C构成。25Mn2和1Cr钢腐蚀膜呈双层结构,但1CrRE钢腐蚀膜为三层结构,且Cr元素在界面处富集。研究认为,腐蚀膜中的增碳现象是由于Fe_(3)C与碳酸发生反应导致。稀土使得FeCO_(3)晶面间距减小,利于FeCO_(3)晶体生长的更为致密,但阻碍了离子传输,一方面利于抗CO_(2)腐蚀,另一方面也使得1CrRE钢的腐蚀膜呈三层结构。

透气凉爽丝麻面料的制备及其性能

为了开发出在炎热条件下穿着舒适、透气性能好、触感凉爽的高端服用面料,采用桑蚕丝作为经纱,大麻(汉麻)纱作为纬纱,在相同的经密下,通过改变织物组织、纬密及经纬组织点等方法,设计并试织了A、B、C三个系列共24种织物,利用织物透气量仪和Hot Disk热常数分析仪分别测试织物的透气和导热系数,并通过模糊综合分析法对各项数据指标进行分析。结果表明:在经密为50根/(10 cm)、纬密为30根/(10 cm)、组织为8枚纬缎时,丝麻面料的透气性、凉爽性能最好;在经密不变、纬密增加时,丝麻面料的透气性、凉爽性下降;随着缎纹经组织点的个数的增加,丝麻面料的透气性、凉爽性会下降;当纬密增加且组织为平纹和斜纹时,丝麻面料的透气性、凉爽性会增加。研究结果可为进一步开发具有透气性、凉爽性高端功能服用面料提供一定的理论参考。

仿生非光滑表面减阻性能研究

在天然气的长距离管道输送过程中,减少运输中产生的沿程阻力非常重要。为了减少管道输送中的沿程阻力,提高管道的运输效率,通过学习自然环境下昆虫等生物进化得到的自然筛选,并将仿生学应用到减阻方面变得尤为重要。研究非光滑壁面管道摩擦阻力的特性,建立仿生凹坑理论模型,并采用RNG k-ε模型对流动进行分析,同时结合仿生学基础和流体力学知识,利用Catia进行三维建模,利用Ansys等软件进行数值模拟,通过研究、对比凹坑型、凸起型以及不同深度情况下,分析流体在管道内的流动情况,并通过对比管道内湍流强度和压力,可以进一步得出不同模型的减阻效率。研究发现,相较于凸起和平面结构,凹坑结构的减阻效率更高,凹坑结构内部产生堆成结构涡流是凹坑结构可以减阻的重要原因。

超级马氏体不锈钢冲击韧性的研究进展

超级马氏体不锈钢具有优异的综合性能,在众多工业领域得到广泛的应用。然而,一些现代工程结构朝着大型化方向发展,超级马氏体不锈钢所面临的使用条件更加严苛,提高了对构件冲击韧性的要求。该文专注于论述超级马氏体不锈钢冲击韧性的研究进展,旨在为母材及焊接结构韧性的优化提供参考。首先,综述了N,Nb,Ti,Cu,V等微合金化元素对母材韧性的影响,N,Nb,Ti,V的加入会在组织中形成氮化物、碳化物等析出相而损害材料的冲击性能,添加适量的Cu元素没有形成对韧性有害的析出相,由于其促进了韧化相逆变奥氏体的形成而改善了材料的韧性,其次,从焊接方法与保护气体的选择两个角度总结了不同焊接工艺下超级马氏体不锈钢焊缝的韧性水平,现有MAG焊接工艺下水轮机转轮焊接接头的冲击韧性低于母材,制约了水电行业的进一步发展,最后,指出对微合金化技术的深入研究及焊接工艺和热处理工艺的优化是推动超级马氏体不锈钢应用的重要方向。

基于Monte Carlo的风力机叶片强度可靠性分析

随着风力机应用数量增多,以及应用规模扩大,风力机叶片可靠度的保证尤为关键。利用Monte Carlo客观分析叶片强度可靠性,为叶片安全状态长效维持提供依据,实现风力机的平稳运转。该文在介绍Monte Carlo的基础上,分析风力机类型及其叶片状态和叶片参数,并以有限元模型构建的方式分析风力机叶片载荷及强度,最后探究基于Monte Carlo的风力机叶片可靠性。

CMIP6全球气候模式对中国气温模拟的BMA方法评估

选用CMIP6中13种全球气候模式数据,以CN05.1数据作为实测资料,对1961—2014年中国气温进行模拟及模式能力评估。采用BMA、泰勒图评估模式排名,并将BMA与算术平均(AVG)集合结果进行比较。结果表明,泰勒图评分和BMA权重在最优和最劣模式评价中基本一致,模拟效果最好的两种模式为ACCESS-ESM1-5、INM-CM5-0。BMA集合模拟结果优于AVG方法,CN05.1、BMA、AVG方法得到的中国多年平均气温分别为6.18、5.95和4.92℃,BMA方法通过权重调节使整体系统误差最小。BMA和AVG方法集合的CMIP6气候模式在对中国气温模拟的空间分布形式上与实测差距不大,而局部地域分布情况有所区别。BMA方法不仅可以对CMIP6模式进行有效评估,并且其集合模拟结果的时间及空间变化情况都与实测值更接近。

铁死亡在感染性疾病中的作用研究进展

铁死亡是一种新发现的程序性细胞死亡方式,主要以细胞内铁依赖的脂质过氧化累积为主要特征。目前对铁死亡的研究主要集中在癌症领域,但越来越多的证据表明铁死亡与感染性疾病的发生有关,在新型冠状病毒肺炎、结核病及隐球菌性脑膜炎等疾病中均发现铁死亡参与。本文就铁死亡在感染性疾病中的作用作一综述,以期为铁死亡相关感染性疾病的防治提供新思路。

超低温容器焊接用MAG焊丝工艺评定

针对某大型低温容器焊接接头去应力热处理后-196℃冲击吸收能量≥60J的要求,对国产ER316LMnG焊丝和进口ER317Lmod焊丝进行焊接工艺评定试验。结果表明:焊接接头拉伸性能、-196℃低温冲击性能、弯曲性能和晶间腐蚀性能均符合技术要求,其中-196℃冲击吸收能量能够稳定在90J以上。由此可知,以上2种焊丝均可用于304LN奥氏体不锈钢材质超低温容器的焊接。

2019年中国气候主要特征及主要天气气候事件

2019年我国气候总体呈现暖湿特征。全国年平均气温较常年同期偏高0.79℃,为1951年以来连续第五暖年,四季气温均偏高,春、秋季明显偏暖;年降水量为645.5 mm,较常年同期偏多2.5%,冬、春、夏季降水偏多,秋季偏少。华南前汛期开始早、结束晚,为1961年以来最长前汛期,雨量为1961年以来次多;西南雨季开始和结束均偏晚,雨量偏少;入梅晚、出梅早,梅雨量偏少;华北雨季开始晚,结束与常年一致,雨量偏少;东北雨季开始早、结束晚,雨量偏多;华西秋雨开始早、结束晚,雨量偏多。2019年,台风生成多,登陆强度总体偏弱,仅台风利奇马灾损重;暴雨洪涝、干旱、强对流、低温冷冻害和雪灾、沙尘暴等气象灾害均偏轻。

2018年全球重大天气气候事件及其成因

2018年全球主要温室气体浓度继续攀升,地表温度相比工业化前水平偏高0. 99℃,为有观测记录以来的历史第四高值。全球冰川总量连续31年减少,南北极海冰范围全年处于历史低位。全球海洋表面温度较常年显著偏高,海平面继续加速上升,海洋热含量创历史新高,海洋酸化的影响日益加剧。年内,世界各地发生了许多重大天气气候事件,包括北半球异常活跃的热带气旋季、欧洲夏季持续性高温干燥天气、印度西南部的特大洪灾、澳洲东部严重旱情、欧美多地的低温暴雪以及全球多地的森林大火和强对流天气,造成了严重的人口伤亡和社会经济损失。本文系统性总结了2018年全球重大天气气候事件及其影响,并重点分析了印度近百年来最严重洪灾和美国东海岸爆发性低温雨雪冰冻两个典型气候事件的形成原因。分析表明,夏季南亚季风强度偏强、控制时间偏长,8月在南亚季风槽西部位置偏北、索马里越赤道急流偏强的共同作用下,南印度洋及阿拉伯海上空的水汽大量向印度地区输送,持续性的强降水天气引发了该地区近百年以来最严重的洪灾;1月上旬,在耦合的急流结构、强烈的海洋温度梯度以及气旋外围气温偏高的共同作用下,冬季风暴格雷森在短时间内爆发性加强,造成美国东海岸出现气温骤降、强风暴雪等剧烈天气现象。

2017年全球重大天气气候事件及其成因

2017年全球主要温室气体浓度继续攀升,地表温度相比工业化前水平高出1.1℃,位列2016年之后,为有气象观测记录以来的历史第二高值,也是有记录以来最暖的非厄尔尼诺年份。全球冰冻圈持续萎缩,冬季北极最大海冰范围创历史新低,南极海冰范围全年处于历史低位。全球海表面温度显著高于常年,海平面持续上升,海洋热含量创历史新高,海洋酸化的影响持续加剧。世界各地发生了许多重大天气气候事件,包括异常活跃的北大西洋飓风、印度次大陆的季风洪水、东非部分地区的持续干旱,以及全球多地的暴雨洪涝、高温热浪、低温寒流和强对流天气,2017年成为有记录以来气象灾害造成经济损失最大的年份。本文总结了2017年全球重大天气气候事件及其影响,并重点分析了大西洋飓风季异常活跃和美国西海岸高温热浪天气两个典型事件的形成原因。分析表明,8月底至10月初,加勒比海和热带西大西洋海温偏高,对流活动旺盛,风速垂直切变偏小,为飓风的发展加强提供了有利的背景条件,加之北美副热带高压出现阶段性减弱,导致4个强飓风接连登陆美国和加勒比海地区;7月上旬,受副热带西风急流加强东伸,东北太平洋切断低压维持影响,北美副热带高压持续控制美国西南部地区,是当地高温热浪事件发生的主要原因。

2022年夏季中国气候特征及主要天气气候事件

2022年夏季,中国气候总体呈现暖干特征。全国平均气温22.3℃,较常年同期偏高1.1℃,为1961年以来历史同期最高;全国平均降水量290.6 mm,较常年同期偏少12.3%,为1961年以来历史同期第2少。季内主要天气气候事件有:中国中东部地区出现1961年以来综合强度最强的高温过程,此次高温事件持续79 d,江南大部、江淮西部、江汉、四川盆地东部等地高温日数较常年同期偏多20 d以上,对电力供应和人体健康等产生不利影响;长江中下游及川渝地区出现严重夏伏旱,范围广、强度大,高温干旱叠加给农业生产、水资源、能源供保、长江通航能力等多方面带来不利影响;全国共发生19次区域性暴雨过程,珠江流域、松辽流域出现阶段性汛情;台风生成、登陆个数均较常年同期偏少,初台“暹芭”登陆强度强,对华南及江西等地造成一定经济损失,但对缓解华南高温和干旱有利。

2019年全球重大天气气候事件及其成因

2019年全球主要温室气体浓度继续保持上升趋势,全球平均温度比工业化前水平高1.1(±0.1)℃,为有气象记录以来第二暖年。海洋热容量及海平面高度创新高,海冰面积偏小。年内,全球各地发生了许多重大天气气候事件,包括多地遭遇暴雨洪涝侵袭,澳大利亚以及亚洲和欧洲多国受干旱影响,全球极端热带气旋频发,欧洲及澳大利亚等地遭遇异常高温热浪天气,北美和欧洲遭受寒流和暴风雪袭击,多地出现强对流天气。分析表明,印度洋偶极子(IOD)处于正位相、赤道中太平洋地区海温持续偏暖以及副热带高压系统控制是澳大利亚高温少雨的主要原因,最终引发严重的森林山火;前期异常偏强的IOD正位相叠加持续时间异常偏长的热带低压,促进了2019年印度7—8月强暴雨事件的发生发展。

嗜蜡菌的筛选及其对稠油流变性的影响

由于黏度大、流动性差等,稠油开发和集输面临较大的困难,而利用微生物改善稠油的性能比业界的传统做法更为经济、环保。从辽河油田活性污泥中筛选出一株嗜蜡菌(ZL-7),优化出其最佳培养温度为45℃,培养周期为7d;含菌体的富集培养液(菌悬液)处理稠油7d后,对稠油有较明显的降黏、除蜡的作用;利用聚焦光束反射测量仪(FBRM)监测稠油的粒径长度分布(CLD)与粒径分布(DDD),发现稠油小粒径所占比率上升,大粒径所占比率下降,粒径平均值较之前有所下降,有利于稠油乳状液的制备及分离。

超临界压力下低温甲烷传热特性数值研究

对16 mm内径的光滑圆管内超临界压力下低温甲烷的流动与传热进行数值研究,系统地模拟热流密度为100～400 kW/m^2工况下不同流动方向的传热,分析传热强化和恶化过程中流体温度、速度和物性分布。结果表明:热流密度越大,传热强化发生的越早、峰值越高、恶化越迅速,而在较低热流密度下则不发生传热强化和恶化行为;水平流动中管顶、底的换热系数在强化段存在差异,而竖直向上流动中换热系数的分布具有对称性;边界层内的大质量热容和密度差产生的浮升力是传热强化的主要原因,边界层内的低质量热容和轴向上的热加速效应是传热恶化的主要原因。

1961~2022年长江流域高温干旱复合极端事件变化特征

2022年长江流域高温干旱复合特征显著,给水资源、生态系统、经济社会等带来重大影响。基于1961~2022年长江流域逐日气象观测数据和气象干旱综合指数(Meteorological Drought Composite Index,MCI),分析了长江流域极端高温、干旱以及高温干旱复合事件的长期趋势和相互关系,给出了基于频次、强度、持续时间和影响面积的综合危险性指数评估结果。研究表明:(1)四川盆地东部和长江中下游干流沿线及以南地区是2022年高温干旱复合事件相对影响最大的地区,同时上述地区也是高温干旱复合风险增加趋势显著的地区。(2)在局地复合事件持续时间增加以及上游复合事件风险增大的叠加作用影响下,长江中下游干流周边水文干旱风险可能增加。(3)气候变暖背景下,高温、复合极端事件将变得更为极端,特别在四川盆地东部和长江流域东南部最为显著;高温事件增加是复合事件增加的原因,越来越多的干旱事件与高温关联;长江上、中游在20世纪90年代末以后高温事件强度对复合事件强度起主要贡献的年份明显增多。(4)从综合危险性来看,长江全流域强高温事件并发的年份较多,而严重干旱常在上、中、下游中的两个区域内发展演变;21世纪以来,6~10月发生高危险性高温干旱复合事件且影响范围覆盖长江全流域的有2006,2013,2019年和2022年。研究成果可为认识长江流域高温干旱复合极端事件规律提供支撑。