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梯形渠道圆柱形量水槽水力特性数值模拟 被引量:8
1
作者 吉庆丰 袁晓渊 +1 位作者 葛蕴 庞圣 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期59-61,共3页
采用RNGk-ε紊流模型及VOF方法处理自由水面,数值模拟了梯形渠道圆柱形量水槽三维水流运动。通过对多个流量情况的计算,获得了驻点水深、水面位置、三维水流流态等圆柱形量水槽水力特性。数值模拟的自由水面位置、三维水流流态与试验结... 采用RNGk-ε紊流模型及VOF方法处理自由水面,数值模拟了梯形渠道圆柱形量水槽三维水流运动。通过对多个流量情况的计算,获得了驻点水深、水面位置、三维水流流态等圆柱形量水槽水力特性。数值模拟的自由水面位置、三维水流流态与试验结果基本一致,驻点水深的计算值与实测值的最大相对误差为4.11%,最小相对误差为0.53%。研究表明,采用的数值模拟方法,能够有效地模拟圆柱形量水槽水力特性,模拟精度能够达到量水设备要求的精度。 展开更多
关键词 RNGk-ε紊流模型 VOF方法 圆柱形量水槽 水力特性
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U形渠道圆柱形量水槽的试验研究 被引量:10
2
作者 吉庆丰 何钟宁 +1 位作者 龚懿 蔡勇 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2007年第6期30-33,共4页
选择了3种收缩比,分别为0.701、0.636和0.476,在U形渠道上对圆柱形量水槽进行了一系列的试验。试验结果表明,圆柱形量水槽的行近断面总水头H1与驻点水头Hs存在很好的相关性,相关系数等于0.9984。圆柱形量水槽的流量系数Cd不仅与相对水头... 选择了3种收缩比,分别为0.701、0.636和0.476,在U形渠道上对圆柱形量水槽进行了一系列的试验。试验结果表明,圆柱形量水槽的行近断面总水头H1与驻点水头Hs存在很好的相关性,相关系数等于0.9984。圆柱形量水槽的流量系数Cd不仅与相对水头Hs/L有关,与收缩比ε大小也有明显的关系,Cd随着Hs/L和ε的增大而增大。根据试验数据拟合的流量计算公式简明实用,自由出流时的流量计算平均误差不超过3.92%。 展开更多
关键词 圆柱形量水槽 U形渠道 试验
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用蒙特卡罗方法计算泵站前池泥沙淤积 被引量:4
3
作者 吉庆丰 陈永明 冯丽华 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2004年第4期40-43,共4页
为获得较好的流态,泵站前池中常设有整流底坎、导流墩、隔墩,泵站前池内的水流泥沙运动是一种复杂的三维运动。用标准稳态k-ε双方程二阶紊流封闭模型模拟泵站前池三维流场,在全面分析紊流场中泥沙颗粒受力的基础上,建立模拟泥沙颗粒运... 为获得较好的流态,泵站前池中常设有整流底坎、导流墩、隔墩,泵站前池内的水流泥沙运动是一种复杂的三维运动。用标准稳态k-ε双方程二阶紊流封闭模型模拟泵站前池三维流场,在全面分析紊流场中泥沙颗粒受力的基础上,建立模拟泥沙颗粒运动的随机游动模型,并用蒙特卡罗直接模拟方法,计算泵站前池的泥沙淤积。实例计算表明,方法能够得到较为合理的泥沙淤积分布形态,且计算直观、简便、灵活。 展开更多
关键词 蒙特卡罗方法 计算 泵站前池 泥沙淤积
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用蒙特卡罗法解堰闸流动 被引量:4
4
作者 吉庆丰 郑邦民 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第9期32-36,共5页
本文首次运用不规则游动网格的蒙特卡罗方法求解堰闸流动问题.根据蒙特卡罗方法可以独立计算区域内任一点值的特点,提出了相应的自由表面和流量的迭代计算方法.经过多组计算表明,本文方法灵活、快速,流量系数、堰面压力分布的计算... 本文首次运用不规则游动网格的蒙特卡罗方法求解堰闸流动问题.根据蒙特卡罗方法可以独立计算区域内任一点值的特点,提出了相应的自由表面和流量的迭代计算方法.经过多组计算表明,本文方法灵活、快速,流量系数、堰面压力分布的计算值与试验值吻合良好,为蒙特卡罗法求解有自由表面的流动问题取得了成功的经验. 展开更多
关键词 蒙特卡罗法 堰闸流动 自由表面 数值计算
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蒙特卡罗法在势流计算中的应用研究 被引量:3
5
作者 吉庆丰 郑邦民 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期415-419,共5页
针对水动力学实际问题多存在复杂几何边界的状况,提出了用不规则游动网格求解偏微分方程的蒙特卡罗法,建立了相应的随机游动模型。选择具有复杂自由面的堰闸流动问题作为算例,验证了新方法的正确性。与有限元法相比,蒙特卡罗法解势流等... 针对水动力学实际问题多存在复杂几何边界的状况,提出了用不规则游动网格求解偏微分方程的蒙特卡罗法,建立了相应的随机游动模型。选择具有复杂自由面的堰闸流动问题作为算例,验证了新方法的正确性。与有限元法相比,蒙特卡罗法解势流等线性问题时更灵活,可以根据需要,单独计算流动区域内任意一点的未知物理量,且所用计算容量较少。 展开更多
关键词 蒙特卡罗法 不规则游动网格 随机游动模型 复杂边界 势流
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长喉道量水槽设计软件的研究开发 被引量:3
6
作者 吉庆丰 沈波 高峰 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期31-35,共5页
为解决长喉道量水槽复杂的设计计算困难 ,基于 Windows98/2 0 0 0 ,运用 Visual Basic6.0开发了长喉道量水槽设计软件。设计软件包括尺寸设计 (纵剖面设计、横断面设计 )、校核计算、率定曲线计算拟合、数据图形打印 4大功能模块。利用... 为解决长喉道量水槽复杂的设计计算困难 ,基于 Windows98/2 0 0 0 ,运用 Visual Basic6.0开发了长喉道量水槽设计软件。设计软件包括尺寸设计 (纵剖面设计、横断面设计 )、校核计算、率定曲线计算拟合、数据图形打印 4大功能模块。利用操作简便、形象直观的交互式图文界面 。 展开更多
关键词 长喉道槽 设计计算软件 研究开发
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灌区量水设施研究开发进展 被引量:27
7
作者 吉庆丰 沈波 李国安 《灌溉排水》 CSCD 北大核心 2001年第4期69-72,共4页
对国内外灌区常用堰类、槽类量水设施的应用成果进行了综述 ,比较分析了几种应用较多的量水设施的优缺点 ,介绍了量水设施最新的研究进展 ,提出了适合我国灌区推广应用的槽类量水建筑物的研究发展方向。
关键词 灌区 量水设施 量水槽 量水堰
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即插式长喉道量水计的研究开发 被引量:7
8
作者 吉庆丰 沈波 黄勇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期21-24,共4页
为满足灌区中小型渠道量水的需要 ,研制开发了由长喉道量水槽和自动测量水位、数字显示用水量的即插式测杆组成的新型量水设备———即插式长喉道量水计。新量水计具有数字显示瞬时流量、累计水量 ,可实现量水数字信号远距离传输等功能 ... 为满足灌区中小型渠道量水的需要 ,研制开发了由长喉道量水槽和自动测量水位、数字显示用水量的即插式测杆组成的新型量水设备———即插式长喉道量水计。新量水计具有数字显示瞬时流量、累计水量 ,可实现量水数字信号远距离传输等功能 ,其易损部件采用即插即用形式 ,使野外维护工作更简便。现场试验结果表明 ,新量水计有较好的测流稳定性和较高的精度 ,累计水量相对误差在± 5 %以内。为解决长喉道量水槽复杂的设计、计算困难 ,基于Windows98/2 0 0 0 ,运用VisualBasic6.0开发了长喉道量水槽设计软件。设计软件包括尺寸设计 (纵剖面设计、横断面设计 )、尺寸校核计算、率定曲线计算拟合、数据图形打印四大功能模块 ,使用直观方便。 展开更多
关键词 长喉道量水槽 即插式量水计 设计计算软件 开发
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不规则游动网格的蒙特卡罗方法 被引量:1
9
作者 吉庆丰 郑邦民 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2000年第2期177-181,共5页
本文首次提出了用于求解复杂边界水动力学问题的不规则游动网格的蒙特卡罗方法 ,给出了相应的随机游动模型及其证明 ,并通过实例计算加以验证。计算表明 ,本文方法的结果与有限元法的结果吻合很好 ,新方法是正确可行的 。
关键词 蒙特卡罗方法 不规则游动网格 水动力学
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应用蒙特卡罗法分析供水管网 被引量:3
10
作者 吉庆丰 周济人 《灌溉排水》 CSCD 1998年第4期16-20,共5页
首次将蒙特卡罗法应用于供水管网分析,建立了相应的随机游动模型,并对管网中常见元件水塔(池)、供水泵、普通阀门、减压阀、逆止阀、增压泵给出了具体的计算处理方法。实例计算表明,采用蒙特卡罗法计算简便、灵活,所需计算机内存... 首次将蒙特卡罗法应用于供水管网分析,建立了相应的随机游动模型,并对管网中常见元件水塔(池)、供水泵、普通阀门、减压阀、逆止阀、增压泵给出了具体的计算处理方法。实例计算表明,采用蒙特卡罗法计算简便、灵活,所需计算机内存少,便于对多水源的复杂管网进行水力计算。 展开更多
关键词 蒙特卡罗法 随机游动模型 管网分析 管网元件
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基于蒙特卡罗方法的区域规划河网水流计算
11
作者 吉庆丰 冯丽华 程吉林 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2005年第6期60-63,共4页
从非恒定流能量方程出发,建立随机游动模型,用蒙特卡罗方法数值模拟区域规划中的河网水流运动。蒙特卡罗方法与常用的求解一维圣维南方程组的方法相比,计算结果基本一致,二者水位相对误差不到1%。实际计算中,蒙特卡罗方法较目前常用方... 从非恒定流能量方程出发,建立随机游动模型,用蒙特卡罗方法数值模拟区域规划中的河网水流运动。蒙特卡罗方法与常用的求解一维圣维南方程组的方法相比,计算结果基本一致,二者水位相对误差不到1%。实际计算中,蒙特卡罗方法较目前常用方法灵活,对节点编号无要求,可方便地加支或减支,计算程序也很简单,但对整个河网进行计算时速度要慢一些。 展开更多
关键词 区域规划 河网 蒙特卡罗方法 数值模拟
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泵站前池流态的数值模拟 被引量:19
12
作者 张贤明 吉庆丰 《灌溉排水》 CSCD 北大核心 2001年第1期35-38,42,共5页
应用水平方向上是正交贴体坐标系、垂直方向上是笛卡尔坐标系的混合数值网络系统和三维紊流数值模拟的方法 ,模拟了泵站前池水流流态。计算结果表明 ,对具有复杂几何边界的泵站前池水流 ,特别是前池中设置几何尺寸相对较小的底坎、导致... 应用水平方向上是正交贴体坐标系、垂直方向上是笛卡尔坐标系的混合数值网络系统和三维紊流数值模拟的方法 ,模拟了泵站前池水流流态。计算结果表明 ,对具有复杂几何边界的泵站前池水流 ,特别是前池中设置几何尺寸相对较小的底坎、导致墩等情况 ,方法非常适合。可以较好地模拟出局部区域复杂的水流流态 ,生成网络的计算工作量小 ,能非常方便地进行不同整流方案的计算比较 。 展开更多
关键词 泵站前池 混合数值网络 水流流态 三维紊流数值模拟 出口边界条件
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阶梯溢流坝水流数值模拟及消能分析 被引量:8
13
作者 陈永明 吉庆丰 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2006年第2期68-71,共4页
利用k-ε紊流模型模拟了带有曲线自由表面的阶梯溢流坝和非阶梯溢流坝的紊流流场,采用流体体积分数法(VOF法)来确定自由表面。通过数值模拟,得到了2种溢流坝水流的较为合理的速度场,比较了二者的消能效果。模拟结果表明,阶梯溢流坝消能... 利用k-ε紊流模型模拟了带有曲线自由表面的阶梯溢流坝和非阶梯溢流坝的紊流流场,采用流体体积分数法(VOF法)来确定自由表面。通过数值模拟,得到了2种溢流坝水流的较为合理的速度场,比较了二者的消能效果。模拟结果表明,阶梯溢流坝消能效果更好,阶梯溢流坝的消能率比非阶梯溢流坝的消能率高约17%。 展开更多
关键词 k-ε模型 阶梯溢流坝 自由表面 消能效果
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三种紊流模型数值模拟明渠弯道三维水流的比较 被引量:7
14
作者 冯丽华 吉庆丰 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2008年第6期55-57,共3页
采用不同的紊流模型:标准k-ε模型、RNGk-ε模型、Reynolds应力模型,结合VOF方法跟踪处理自由表面,数值模拟了明渠180°弯道水流的复杂流动状态。将数值模拟的结果与试验资料进行比较,分析了不同紊流模型的计算精度。研究表明,标准k... 采用不同的紊流模型:标准k-ε模型、RNGk-ε模型、Reynolds应力模型,结合VOF方法跟踪处理自由表面,数值模拟了明渠180°弯道水流的复杂流动状态。将数值模拟的结果与试验资料进行比较,分析了不同紊流模型的计算精度。研究表明,标准k-ε模型无法准确地预测具有复杂二次流特性的紊流流动,Reynolds应力模型和RNGk-ε模型,能够有效地预测具有强曲率影响的明渠弯道三维水流运动。 展开更多
关键词 紊流模型 明渠弯道水流 数值模拟 VOF方法
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蔬菜大棚内气流流态分析研究 被引量:3
15
作者 姜绪安 曹阳 +2 位作者 秦立举 吉庆丰 程吉林 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2004年第4期78-80,共3页
运用三维不可压缩流体的紊流模型,对蔬菜大棚内气流场进行了数值模拟,分析研究了不同形状、不同换气条件的蔬菜大棚内部气流流态,为进一步优化蔬菜大棚结构提供了可靠的依据。对抛物型、屋脊型等多种大棚形式作了内部气流流态模拟,每种... 运用三维不可压缩流体的紊流模型,对蔬菜大棚内气流场进行了数值模拟,分析研究了不同形状、不同换气条件的蔬菜大棚内部气流流态,为进一步优化蔬菜大棚结构提供了可靠的依据。对抛物型、屋脊型等多种大棚形式作了内部气流流态模拟,每种形式又分不开侧窗和开侧窗二个工况。从各种形式和工况的模拟结果可清楚地看出,大棚内部气流的速度分布及回流位置、范围都比较合理。 展开更多
关键词 蔬菜 大棚 气流 流态分析
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油气田套管用钢两相流流动腐蚀 被引量:5
16
作者 周昊 吉庆丰 +2 位作者 刘雯 马鸿雁 王磊 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期602-606,共5页
采用旋转圆柱电极流动腐蚀装置并辅以电化学工作站,研究了不同砂粒质量分数、不同流动腐蚀时间对N80油气井套管钢在含砂、含Cl-液固两相流中流动腐蚀的失重速率和腐蚀电化学行为的影响规律.利用Smartzoom 5超景深三维数码显微镜对流动... 采用旋转圆柱电极流动腐蚀装置并辅以电化学工作站,研究了不同砂粒质量分数、不同流动腐蚀时间对N80油气井套管钢在含砂、含Cl-液固两相流中流动腐蚀的失重速率和腐蚀电化学行为的影响规律.利用Smartzoom 5超景深三维数码显微镜对流动腐蚀后试样表面进行分析表征.结果表明:N80钢在含砂、含Cl-液固两相流中的流动腐蚀形貌为典型的颗粒切削痕迹,并伴有腐蚀凹坑,流动腐蚀机理为机械冲刷和电化学腐蚀协同作用;在砂粒质量分数1%~3%的范围内,随砂粒质量分数增大,流动腐蚀速率增大,砂粒质量分数增大到4%以上后,较大的砂粒质量分数形成“屏蔽作用”,反而降低了流动腐蚀速率;在2种因素变化情况下,N80钢流动腐蚀阴极极化曲线极化率远大于阳极极化曲线极化率,腐蚀反应受阴极氧的去极化反应控制;随时间的增加,N80钢流动腐蚀失重量呈线性增加,腐蚀速率逐渐降低,在9 h时达到最低,之后腐蚀速率反而升高. 展开更多
关键词 N80钢 流动腐蚀 腐蚀速率 电化学行为 腐蚀形貌
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南方河网区引排水过程数值模拟研究 被引量:2
17
作者 姜伟 吉庆丰 +1 位作者 宋振华 田晨 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期91-95,共5页
基于Saint-Venant方程组,建立了南方河网区引排水数学模型,运用Preissmann四点加权隐式有限差分格式对方程组进行时间和空间离散,采用双松弛迭代法求解河网非恒定流。重点分析了淹没条件下河网水闸边界的处理方法。以苏州古城区为例,利... 基于Saint-Venant方程组,建立了南方河网区引排水数学模型,运用Preissmann四点加权隐式有限差分格式对方程组进行时间和空间离散,采用双松弛迭代法求解河网非恒定流。重点分析了淹没条件下河网水闸边界的处理方法。以苏州古城区为例,利用原型观测资料率定数学模型,并采用率定后的模型模拟多个闸泵运行工况下的河网水流运动。结果表明,建立的模型具有较高的精度,能方便快速地模拟含有较多水闸、泵站的河网非恒定流动。 展开更多
关键词 南方 河网 水闸 一维非恒定流 双松弛迭代法
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长喉道量水槽的设计新方法 被引量:8
18
作者 沈波 吉庆丰 程吉林 《排灌机械》 2003年第6期23-26,共4页
在总结国内外长喉道量水槽研究成果和近几年在江苏省南通市实际应用经验的基础上,全面系统地介绍了长喉道量水槽的结构、量水原理、设计计算方法,在灌区量水现场对设计计算方法作了一系列的验证试验。试验结果表明:按该设计方法设计的... 在总结国内外长喉道量水槽研究成果和近几年在江苏省南通市实际应用经验的基础上,全面系统地介绍了长喉道量水槽的结构、量水原理、设计计算方法,在灌区量水现场对设计计算方法作了一系列的验证试验。试验结果表明:按该设计方法设计的长喉道量水槽具有很高的测流精度,流量相对误差小于5%。 展开更多
关键词 长喉道量水槽 结构 量水原理 设计方法 灌区
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不同形式大棚内部气流流态的比较 被引量:2
19
作者 王伟光 秦立举 +2 位作者 曹阳 吉庆丰 程吉林 《扬州大学学报(农业与生命科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期86-88,共3页
运用三维不可压缩流体的RNGk-ε紊流模型,分别对拱型、屋脊型和斜顶型大棚内部气流场进行精细的数值模拟。结果表明:3种大棚在进气口附近都存在着多个回流区,流动呈现高度的三维特性,流态较为复杂,而在远离进口的大部分区域,流动趋于均... 运用三维不可压缩流体的RNGk-ε紊流模型,分别对拱型、屋脊型和斜顶型大棚内部气流场进行精细的数值模拟。结果表明:3种大棚在进气口附近都存在着多个回流区,流动呈现高度的三维特性,流态较为复杂,而在远离进口的大部分区域,流动趋于均匀。大棚进口两侧的回流区范围较大,其具体范围因大棚形式的不同而有明显的变化,大棚形式对其内部气流流态有显著的影响。 展开更多
关键词 大棚 气流流态 数值模拟
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螺旋流和缓蚀剂协同作用抑制管道冲刷腐蚀 被引量:1
20
作者 周昊 吉庆丰 +4 位作者 马鸿雁 刘雯 雷云 杨足膺 朱科钤 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期307-318,374,共13页
目的探讨螺旋流和缓蚀剂协同作用下的减蚀机理,为开发基于螺旋流的新型冲刷腐蚀控制方法提供理论支撑。方法利用循环式管流冲刷腐蚀试验装置,结合失重测试法、电化学测试法、形貌分析、高速摄像和XPS腐蚀产物分析开展非螺旋流和螺旋流... 目的探讨螺旋流和缓蚀剂协同作用下的减蚀机理,为开发基于螺旋流的新型冲刷腐蚀控制方法提供理论支撑。方法利用循环式管流冲刷腐蚀试验装置,结合失重测试法、电化学测试法、形貌分析、高速摄像和XPS腐蚀产物分析开展非螺旋流和螺旋流条件下加入水溶性咪唑啉缓蚀剂的管道冲刷腐蚀对比试验研究。结果失重法和电化学测量结果一致表明:在非螺旋流和螺旋流条件下缓蚀剂对20号钢冲刷腐蚀的纯冲刷速率、纯腐蚀速率、腐蚀促进冲刷速率和冲刷促进腐蚀速率均具有有效的抑制作用,但对纯冲刷的缓蚀率均小于对其他三者的缓蚀率。螺旋流和缓蚀剂协同作用对纯冲刷速率、纯腐蚀速率、腐蚀促进冲刷速率和冲刷促进腐蚀速率4个分量的协同缓蚀率均高于缓蚀剂单独作用对4个分量的缓蚀率。其中对冲刷促进腐蚀分量的缓蚀率最高,达到93.75%。高速摄像结果表明扭带产生的螺旋流使砂粒切向速度增大,产生砂粒悬浮效应,改善了砂粒的分布状态。从形貌观察来看,螺旋流和缓蚀剂协同作用下工作电极表面腐蚀产物层最为完整致密且蚀坑数量最少。XPS分析证明了螺旋流和非螺旋流条件下缓蚀剂在电极表面的吸附且螺旋流促进了氧气和缓蚀剂的传质。结论螺旋流产生的砂粒悬浮效应和传质增强效应进一步促进缓蚀剂对纯冲刷速率、纯腐蚀速率、腐蚀促进冲刷速率和冲刷促进腐蚀速率4个分量的抑制,更充分地发挥了缓蚀剂的缓蚀效果。螺旋流与缓蚀剂的协同作用在降低管道冲刷腐蚀方面具有潜在的优势。 展开更多
关键词 冲刷腐蚀 螺旋流 缓蚀剂 协同作用 SEM XPS
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