表面微结构的宽深比与占空比对马氏体不锈钢空化和空蚀的影响

目的探究表面微结构尺寸变化对空蚀过程的影响以及作用机制。方法根据点阵型表面微结构的截面形状,改变其宽深比和占空比,用Gambit对其建立二维平面模型。使用Fluent软件对不同尺寸下微结构模型的空蚀过程进行模拟计算,得到绝对压力、含汽率以及气泡运动速度等参数。最后根据模拟计算的结果,在样品表面加工出不同占空比的微结构,使用磁致超声振动空化设备,在与数值模拟相同环境条件下进行空蚀试验,采用失重法对模拟结果进行验证。结果数值模拟分析显示,微结构的宽深比和占空比对空蚀过程均有影响。当宽深比小于2.5时,微结构底面的含汽率降至0.1以下,沟槽内形成一层“液垫”,减缓了空蚀。相较于其他占空比,当占空比为0.91时,含汽率最小,保持在0.4以下,样品表面同样形成“液垫”,缓冲了气泡溃灭时作用在材料表面的冲击力。此外,随着占空比的增大,微结构表面的绝对压力与液体的饱和蒸汽压差距增大,降低了空化程度,同样起到了减缓空蚀的作用。不同占空比下的微结构样品和光滑样品的空蚀试验结果表明,微结构样品的空蚀质量损失均小于光滑样品的空蚀质量损失,且当占空比为0.91时,空蚀质量损失最小,为5.95 mg,远小于占空比为0.71和0.38时,微结构样品。同样证明了表面微结构占空比越大,材料的耐空蚀性能越好。结论微结构宽深比主要影响微结构底面的含汽率,而占空比影响样品表面的绝对压力和微结构顶面的含汽率。相较于光滑表面,微结构样品可以有效减缓马氏体不锈钢的空蚀损伤。当宽深比较小、占空比较大时,材料表面的含汽率保持在较低的水平,有利于减缓空蚀损伤。

土壤有机质空间分布预测与草莓种植分区施肥方案——以长丰县为例

为了探究土壤有机质含量及空间分布进而实行分区施肥,本研究以安徽省合肥市长丰县的草莓产业为例,利用长丰县的测土配方项目收集了1986个土壤采样点位的有机质数据,借助普通克里格(OK)、随机森林(RF)、随机森林残差克里格(RFRK)3种预测模型,结合与土壤形成相关的地形、植被等6个环境协变量,对研究区的土壤有机质空间分布进行预测,绘制空间分布图,并依据有机质含量划分施肥分区,针对各个分区提出不同的草莓施肥方案。结果表明,3种模型所预测的土壤有机质总体分布趋势基本一致,呈现北高南低的特点,有机质总体含量为8~30 g·kg^(-1)。根据土壤有机质的丰缺程度,将有机质含量为15~25 g·kg^(-1)的地区划定为中等施肥区,建议施用农家肥45.0~52.5 t·hm^(-2);有机质含量高于25 g·kg^(-1)的地区为低施肥区,建议施用农家肥37.5~45.0 t·hm^(-2);有机质含量低于15 g·kg^(-1)的地区为高施肥区,建议施用农家肥52.5~60.0 t·hm^(-2)。本研究根据预测的土壤有机质空间分布划定草莓施肥分区、制定施肥方案,为不同地区的草莓种植提供指导和参考。

山区高速公路隧道式避险车道安全评价研究

结合九绵高速K23+870隧道式避险车道项目,深入研究山区高速公路隧道式避险车道设置条件和技术参数;基于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP),确定隧道式避险车道评价指标体系,构建了安全评价模型,并成功应用于项目安全评价,给出相应指导意见。相关研究有助于提高隧道式避险车道的整体设计水平,确保其在复杂条件下能够充分发挥安全保障作用。

换热器波纹管的腐蚀失效原因

某公司管壳式换热器,运行不到2个月就发生严重泄漏现象,波纹管多处出现孔洞和裂纹。现场截取泄漏波纹管管段,采用形貌观察、化学成分分析、金相检验和能谱分析等分析了波纹管的合金成分、组织结构和腐蚀产物特征,综合服役环境和材料特征两方面的信息,对泄漏原因进行了剖析和讨论。结果表明:波纹管发生泄漏起源于管内壁,管材组织中夹杂物过多是造成波纹管的耐蚀性减弱,诱发点蚀,进而穿孔的主要原因。

油田注水系统管路腐蚀及主控因素研究

为了明确油田注水管路腐蚀结垢的原因,利用X射线衍射仪和原子吸收分光光度计等仪器对水质和垢样进行了分析,采用电化学测试技术测试了管路材料在不同温度、CO_(2)含量、H2S含量和硫酸盐还原菌(SRB)细菌含量组合作用下的腐蚀速率,设计了正交试验研究多因素耦合作用下腐蚀损伤的主控因素。结果表明,垢样成分中腐蚀垢占主导,温度为腐蚀结垢的主控因素,CO_(2)和H2S对腐蚀均有两面性作用。

35CrMo钢在含砂胍胶溶液中的冲刷腐蚀行为和机理

采用失重法、微观形貌观察法和电化学法研究了35CrMo钢在胍胶溶液、含砂水溶液和含砂胍胶溶液中的冲刷腐蚀行为和机理。结果显示:溶液的侵蚀性由高到低排序为含砂胍胶溶液、含砂水溶液和胍胶溶液;在含砂水中加入胍胶可明显抑制冲刷腐蚀;相比于胍胶溶液,35CrMo钢在含砂胍胶溶液中腐蚀电流密度的增大说明砂粒的存在能显著提高由力学作用引起的腐蚀增量。

玉米秸秆还田与氮肥运筹对砂姜黑土理化性质和小麦产量的影响

为研究不同氮肥基追比例运筹下玉米秸秆直接还田对砂姜黑土理化性质和小麦产量的影响,为确定当地适宜耕作和秸秆还田模式提供理论依据,采用两因素裂区试验,因素一为玉米秸秆(S)直接还田(5000kg/hm^(2))和玉米秸秆不还田;因素二为氮肥基肥-分蘖肥-穗肥施用比例。设3种基肥:分蘖肥:穗肥比例(70-30-0、60-30-10和50-30-20),共6个处理,分别为N_(70-30-0)、N_(70-30-0)+S、N_(60-30-10)、N_(60-30-10)+S、N_(50-30-20)和N_(50-30-20)+S。小麦收获后采集0~20cm代表性土壤样品分析理化性状,包括含水率、pH、有机质、氮磷钾养分含量,测定小麦株高、穗长、穗粒数、千粒重、籽粒产量。结果显示,与不还田相比,3种氮肥运筹下玉米秸秆还田后土壤pH降低,土壤含水率、有机质、有效磷、速效钾含量明显提高;各处理小麦籽粒产量各不相同,N_(50-30-20)+S处理小麦籽粒产量最高;相关性分析表明小麦产量与穗粒数(r=0.837)和结实率(r=0.885)呈5%显著正相关,秸秆还田结合适宜氮肥运筹促进小麦穗粒数和结实率提高,从而提高了小麦籽粒产量。因此,综合小麦产量、秸秆还田后土壤理化性状,小麦基肥-分蘖肥-穗肥施用比例50-30-20运筹方式下,配合实施与玉米秸秆直接还田,能有效改良土壤理化性质,提高小麦产量。

3种湿地植物对农田沟渠水体氮、磷的消减作用

由于农业生产过程中过量施放化肥,农田氮、磷流失从而对周边水体产生一定的面源污染。为探讨水生植物种植对农田排水沟渠中流失氮、磷的吸附拦截效果,在农田沟渠内种植水芹Oenanthe javanica,石菖蒲Acorus tatarinowii和刺苦草Vallisneria spinulosa,测定植物对农田沟渠内氮、磷营养物质的消减作用。结果表明:通过种植植物,沟渠内总氮去除率为56.18%～74.58%,铵态氮去除率为36.23%～59.33%,硝态氮去除率为34.35%～66.88%,总磷去除率为44.38%～76.35%;随水流路径的延长沟渠中氮、磷的质量浓度均呈递减趋势;随时间增加,沟渠内各采样点氮、磷质量浓度呈明显下降趋势。表明水芹、石菖蒲和刺苦草对农田沟渠中氮、磷具有较好的去除效果,可应用于湖泊及其周边等污染水体的生态修复治理。

基于小波分解的优化支持向量机模型在水库年径流预测中的应用

为提高水库中长期径流预测的精度和可靠性,更好地发挥水资源综合利用的效益,提出了结合小波分解预处理的支持向量机预测模型(SVM-WDP)。该模型将包含复杂信息和随机噪声的径流过程分解为不同频率、不同特征的子序列,再分别针对各子序列运用PSO参数优化支持向量机模型进行预测,最后将子序列预测结果重组为最终预测径流。以淮河流域梅山水库1959—2014年径流过程为研究对象进行预测,结果表明:SVM-WDP模型所得结果的合格率为85%,达到水文预报甲等标准;与单独使用支持向量机模型相比,SVM-WDP模型拟合阶段RMSD由14.98降低至7.76,预测阶段RMSD由6.85降低至5.54,模型的预测性能均大幅度提高。该模型为中长期年径流预测提供了有效的方法和思路。

多智能体系统的群集行为研究综述

近些年来,多智能体系统的群集行为分析已成为复杂网络领域的一个研究热点.本文从个体内部动力系统与个体间的拓扑结构这两个因素出发,对多智能体系统的群集行为问题的发展现状进行概述,并对相应的分布式协议、收敛速度以及实现的条件做了介绍和分析.最后,结合目前的研究现状,讨论了群集行为未来的研究方向.

不同施肥模式对稻田氮磷流失及产量的影响

通过在巢湖派河小流域进行田间小区试验,研究了T1(常规复合肥)、T2(生物有机肥替代30%氮肥)、T3(控失肥替代30%氮肥)、T4(生物有机肥和控失肥各替代15%氮肥)不同施肥模式下水稻田面水中氮磷浓度变化、径流氮磷流失以及水稻产量。结果表明:处理T1的田面水总氮、总磷平均浓度分别为10.30,0.45 mg/L,与T1相比,T2、T3、T4的田面水总氮平均浓度分别降低了12.2%,6.5%,5.3%,田面水总磷平均浓度分别降低了26.7%,15.6%,13.3%。T1的径流总氮、总磷累积流失量分别达17.68,1.60 kg/hm^2,处理T2、T3、T4的径流总氮累积流失量较T1分别降低了35.0%,30.8%,25.5%,径流总磷累积流失量较T1分别降低了16.3%,21.9%,22.5%。处理T1的籽粒产量为8.95 t/hm^2,处理T2、T4的产量较T1分别增加了7.8%,6.5%,差异显著,处理T3的产量较T1降低了2.2%,差异不显著。与施用常规复合肥(T1)相比,生物有机肥替代30%氮肥(T2)、生物有机肥与控失肥各替代15%氮肥(T4)这2种施肥模式既可显著提高作物产量,又能有效降低稻田氮磷流失风险。研究结果可为巢湖流域稻田面源污染的防治提供理论依据。

基于改进BP神经网络的多分辨率遥感图像分类及对比分析

在遥感图像分类的研究中,传统的分类方法对"同物异谱"、"异物同谱"现象识别能力较差。此外,常用的BP神经网络分类存在时间长、易陷入局部极小等不足。将BP网络中的激励函数添加偏置参数、学习率进行自适应调整,并与最大似然、BP神经网络分类比较,结果表明改进的BP神经网络分类精度为89.69%,比最大似然提高了15.35%,比BP神经网络提高了23.81%。另一方面,基于改进的BP神经网络分类,对分辨率为16 m的高分一号卫星(GF-1)图像和分辨率为5.8 m的资源三号卫星(ZY-3)图像进行分类比较,并以ZY-3分类图作为检验图像,GF-1图像的分类精度达到了88.02%,各类地物的用户精度和制图精度在70%~99%之间,说明成本较低、宽幅较广的GF-1图像在地物信息获取方面可基本实现ZY-3卫星图像效果,为遥感图像地物信息提取提供了一定的参考。

稻秸还田对油菜季径流氮磷及COD流失的影响

通过田间小区试验,设置CK(无施肥+无秸秆)、F(常规施肥)、SF(秸秆还田+常规施肥)和SFR(秸秆还田+常规施肥减15%)4个处理,研究在巢湖地区稻油轮作模式下,稻秸还田对油菜季农田径流氮磷及化学需氧量(COD)流失影响。结果表明,秸秆还田处理显著增加土壤微生物细菌、真菌和放线菌数量,显著降低径流总氮浓度,但增加总磷和COD含量,土壤微生物数量与径流氮磷及COD含量呈显著正相关关系。与F处理相比,SF、SFR处理总氮流失量分别减少16.9%~19.8%,27.1%~29.3%,总磷流失量分别降低2.4%~4.0%,4.0%~5.6%,COD流失量分别增加6.1%~10.0%,2.8%~6.1%。研究结果为揭示土壤微生物数量与径流氮磷及COD流失的作用机理提供了参考,为合理利用秸秆还田技术提供了理论依据。

基于集对分析和GA-BP神经网络的地下水埋深预测研究

针对地下水位与其影响因素之间存在非线性映射关系的特点,提出了基于SPA方法筛选地下水埋深时空自变量、再基于遗传算法优化BP神经网络进行地下水埋深预测的SPA-GA-BPNN模型。将该模型应用于安徽省蒙城县地下水埋深的预测中,并与全变量-LR、全变量-BPNN、全变量-GA-BPNN、SPA-LR和SPA-BPNN共5种模型进行对比。结果表明:SPA-GA-BPNN模型预测误差的MPAE值为0.088,MSE值为0.068,NSE值为0.848,误差指标均优于5种对比模型,在泛化性和稳定性方面也有显著优势。基于SPA方法筛选自变量,避免了自变量选取的主观性,且在理论上优于相关系数法,同时,遗传算法对神经网络的预测性能起到了显著的改进作用,可为地下水埋深变化过程的影响因素识别及预测提供可靠、有效的参考依据。

HVAF制备铝基非晶合金涂层及其腐蚀行为研究

[目的]为提升2024铝合金表面的耐蚀性能,开展先进涂层制备技术及其腐蚀行为研究。[方法]采用空气超音速火焰喷涂(HVAF)制备铝基非晶合金涂层。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对非晶涂层及2024铝合金基体的成分、微观结构进行分析。采用电化学工作站监测非晶涂层和铝合金基体在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为,并借助扫描电子显微镜对腐蚀形貌进行观察。[结果]结果表明:HVAF工艺较高的喷涂速度有效降低了涂层的孔隙率(0.35%);同时,较高的喷涂速度使得熔化颗粒的冷却速度高于非晶形成所需的临界冷却速率,极大增加了涂层的非晶含量(高达81.3%)。在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,铝基非晶合金涂层的耐蚀性能优于2024铝合金基体,其钝化电流密度为8×10^-6 A/cm^2,点蚀电位约为-0.30 VSCE,低频下的阻抗值约为2024铝合金基体的4倍。铝基非晶合金涂层的腐蚀机制为均匀腐蚀,而2024铝合金基体为点蚀。[结论]HVAF工艺可制备具有高非晶相含量、低孔隙率的铝基非晶合金涂层,能明显改善铝基非晶合金涂层的耐蚀性能。

随机激励下非线性能量阱系统减振性能优化研究

作为一类具有非线性刚度的典型非线性被动控制装置,非线性能量阱(nonlinear energy sinks,NESs)以其质量轻、频率鲁棒性强等优势引起了工程领域的广泛关注。目前,针对耦合NES的结构系统动力学研究主要是确定性载荷情形,仅少数涉及随机激励情形的研究。该文章研究了随机激励下耦合NES的单自由度(single-degree-of-freedom,SDOF)结构随机振动的参数优化问题。首先应用加权残值法,将原系统等效为具有精确平稳解的随机动力学系统,理论解和蒙特卡洛解模拟(Monte Carlo solution,MCS)在误差允许范围内吻合,显示所提的数值方法有效;然后利用原系统的平稳响应概率密度函数(probability density function,PDF)的近似解析表达式来构造目标函数,提出了一种以主结构位移与速度响应量均方(mean-square,MS)最小为目标的NES参数优化设计策略,讨论了非线性能量阱的阻尼系数、非线性刚度系数、质量比等参数对减振性能的影响。结果表明,增加NES的质量比与阻尼系数,可以实现较强的减振性能,非线性刚度值对NES的减振性能的影响规律与质量比取值相关。相关工作可为NES的设计与应用提供参考。

不同活化剂对伴矿景天富集镉的影响

为了更有效地去除污染土壤中的重金属镉(Cd),研究利用化学强化的植物提取技术进行盆栽试验.分别将乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、茶皂素(TS)和柠檬酸(CA)的五种不同浓度配合超富集植物伴矿景天吸收Cd.结果表明:施加活化剂有利于伴矿景天的生长,且提高了伴矿景天对Cd的富集效果和土壤净化率.生物量较对照增加5.01%~71.70%,地上部分的Cd含量能达到239.87mg/kg^379.94mg/kg,尤其是处理EDTA-3和CA-10,伴矿景天对Cd的富集量较对照分别增加139.46%、126.53%,土壤净化率达到60.02%和56.78%.因此,合适浓度的活化剂配合伴矿景天来修复镉污染土壤具有明显优势,其效果比单一植物修复提高2~3倍.

L245管线钢在饱和二氧化碳含砂流体中的冲蚀行为研究

在气田气体采集初期,管线钢面临高含水含砂流体的冲蚀损伤,严重影响了气田集输的正常运行。以L245M和L245N为研究对象,采用喷射式液固两相流冲刷腐蚀试验法,在模拟气田水环境(二氧化碳饱和含砂溶液)中,研究了两种材料的失重随含砂量、攻角和流速的变化关系,对比了两种材料在不同条件下的抗冲蚀性能优劣。结果表明,L245M管线钢的抗冲蚀性能在各个条件下均优于L245N。

持续性秸秆还田配施化肥对油菜-水稻轮作周年氮磷径流损失的影响

【目的】探究秸秆还田对巢湖地区油菜-水稻两熟制农田径流氮磷流失的影响,为源头控制巢湖流域面源污染提供科学依据。【方法】开展连续3年(2017-2019年)的田间小区实验,设置无秸秆+无施肥(CK)、常规施肥(F)、秸秆还田+常规施肥(SF)和秸秆还田+常规施肥减15%(SDF)4个处理。通过测定油菜-水稻轮作下农田地表径流中氮磷浓度和流失量,油菜水稻作物收获时土壤养分、作物氮磷养分吸收和产量,探讨秸秆还田对农田径流养分流失规律及土壤养分含量的影响。【结果】秸秆还田配施化肥降低了农田径流中氮的质量浓度,增加了磷的质量浓度。SF较F处理油菜和水稻季总氮(TN)平均质量浓度减少15.6%和26.0%,总磷(TP)增加12.5%和8.1%。SF、SDF处理降低了油菜-水稻轮作农田氮磷流失量。2017-2019年F处理的油菜和水稻径流TN、TP的流失量分别为11.9-26.7、1.3-2.8和15.6-27.0和0.8-2.0 kg·hm^(-2),较F相比,SF处理的油菜和水稻季TN显著降低18.4%-29.7%和21.9%-28.1%,TP流失量则降低1.3%-4.0%和1.0%-6.6%。秸秆还田能够增加土壤有机质等养分含量,短期内均能够降低土壤pH值,与F相比,SF处理的油菜和水稻季有机质、全氮、全磷、速效磷、碱解氮平均含量增幅分别6.2%、8.4%、27.3%、19.5%、5.0%和7.0%、10.9%、17.7%、7.5%、5.1%。秸秆还田配施化肥能够提高作物地上部氮磷累积量。F处理的油菜和水稻地上部作物氮素、磷素累积量均值分别为105.0、20.4和134.3、36.7 kg·hm^(-2),SF较F处理油菜和水稻季氮素累积量增加28.9%和7.8%,磷素增加12.1%和5.9%。秸秆还田提高了油菜-水稻轮作的周年产量,其中SF较F处理显著提高7.8%(2017年)和6.4%(2019年)。【结论】油菜-水稻轮作模式下秸秆还田配施化肥能够在保证作物产量的同时提高土壤养分含量,降低氮磷流失负荷。

Analysis of Dynamic Tensile Process of Fiber Reinforced Concrete by Acoustic Emission Technique

The fiber reinforced concrete has good dynamic mechanical properties. But corresponding research lacks the dynamic damage characteristics of the polypropylene fiber（fiber of low elastic modulus） and steel fiber（fiber of high elastic modulus） reinforced concrete under medium strain rate（10-6 s-1-10-4 s-1）. In order to study the effect of strain rate on the damage characteristics of fiber reinforced concrete during the full curve damage process, the real time dynamic acoustic emission（AE） technique was applied to monitor the damage process of fiber reinforced concrete at three strain rates. The AE wavelet energy spectrum in ca8 frequency band and average AE peak frequency at three strain rates were analyzed. With the accumulation of damage, the AE wavelet energy spectrum in ca8 frequency band increased first and then decreased, and the average AE peak frequency increased gradually. With the increase of strain rate, the AE wavelet energy spectrum in ca8 frequency band and average AE peak frequency decreased gradually. The polypropylene fiber content has more obvious effect on the Dynamic increase factor（DIF） of the peak stress than the steel fiber content. The theoretical basis was provided for the monitoring of dynamic damage of fiber reinforced concrete based on the AE technique.