数值模式及机器学习对兰州市近地面臭氧模拟适用性

分别应用数值模式及机器学习模型对兰州市2019年7月近地面臭氧浓度进行模拟,以对比不同方法下模拟效果的差异.其中,数值模式部分选用了3种不同的化学机理(CBMZ、RADM2、CB06r3),结果显示CBMZ化学机理模拟效果优于其他2种化学机理,RADM2高估了兰州市近地面臭氧浓度,CB06r3则有些低估.机器学习部分则选用了两种模型(XGBoost、PSO-BP),结果表明在缺少大气污染物排放清单的情况下,仅使用气象数据,无论是单个站点还是空间分布,2种机器学习模型均表现较好,且XGBoost模型在模拟近地面臭氧空间分布上表现更优.整体来看,2种机器学习模型相较于数值模式计算速度更快,但受其输入数据的影响较明显,对于更高空间分辨率的模拟研究及污染过程分析仍然需要依靠数值模式.因此,应该根据不同的需求及数据条件选择更合适的方法进行近地面臭氧模拟.

基于深度学习方法对兰州市ρ(PM_(2.5))的模拟

为准确、快速地模拟ρ(PM_(2.5)),构建深度学习模型:深度神经网络(DNN)、长短期记忆递归神经网络(LSTM)、卷积神经网络,用兰州市气象站监测数据、大气污染物排放清单以及环境空气质量监测站点的常规污染物监测数据,对兰州市逐小时ρ(PM_(2.5))进行模拟.结果表明,年际尺度上,3种模型中DNN的效果最好,LSTM对实测值较大的数据模拟效果比其他模型更好.季节尺度上,划分不同季节进行模拟的效果优于使用全年数据的模拟效果.3种模型中表现最好的是LSTM模型,整体表现为春、夏、秋季的模拟效果较好,冬季模拟效果较差.

HL-3先进雪花偏滤器位形的设计与敏感性分析

使用EFIT程序设计了HL-3装置雪花偏滤器位形,研究了雪花位形对HL-3装置极向场(PF)线圈电流变化的敏感性。研究发现:当PF线圈电流变化达1%时,标准雪花偏滤器转变为雪花加位形或是雪花减位形;当PF线圈电流变化超过8.8%时,雪花减位形在大偏离度下能够获得平衡位形,而雪花加位形难以获得收敛结果。

指挥中心可视化大屏分布式拼控技术架构应用

高速公路运营指挥中心常应用可视化大屏开展运营和指挥调度工作,大屏拼接控制器在其中扮演驱动可视化大屏正常工作的重要角色。传统拼接控制器为集中式架构,其存在可扩展性差、可靠性不强、不易维护等缺点,无法适应当今运营指挥中心对大屏系统稳定、可靠、灵活、易维护的需求。而分布式拼接控制技术具备对抗上述缺点的能力,可使大屏系统整体可扩展性、可靠性、可维护性得到提升,可为路段运营指挥调度工作高效开展提供有力支撑。

人脐带间充质干细胞通过外泌体miRNA预防骨髓干细胞移植后aGVHD的效应和机制研究

目的:探索脐带间充质干细胞抑制骨髓干细胞移植后GVHD发生的分子机制。方法:通过构建小鼠骨髓干细胞移植后急性移植物抗宿主病(aGVHD)的模型,并将脐带间充质干细胞用于aGVHD小鼠模型中观察其预防效应。同时通过分离脐带间充质干细胞外泌体,观察外泌体对aGVHD小鼠的预防效应。通过对脐带间充质干细胞和外泌体进行miRNA测序、分析和验证,探索脐带间充质干细胞外泌体预防骨髓干细胞移植后aGVHD的分子机制。结果:成功构建了小鼠骨髓干细胞移植后aGVHD模型。与骨髓干细胞移植后aGVHD模型小鼠相比,注射脐带间充质干细胞能够降低移植小鼠aGVHD评分,延长小鼠的生存时间。而脐带间充质干细胞的外泌体注射同样具有降低aGVHD评分,延长移植小鼠生存时间的疗效。高通量测序结果显示,脐带间充质干细胞的外泌体中富含miR-21等miRNA分子,主要影响细胞粘附、细胞RNA降解等信号通路。结论:脐带间充质干细胞能够预防骨髓干细胞移植后aGVHD的发生,该效应可能由脐带间充质干细胞的外泌体中miRNA所介导。

DNTF与高聚物相容性的分子动力学模拟

为确定高分子聚合物钝感剂和3,4⁃二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的相容性,采用分子动力学(MD)模拟方法,分别构建了DNTF与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟橡胶(F2603)、顺丁橡胶(BR)和聚偏二氟乙烯(PVDF)混合的熔铸炸药模型,在COMPASS力场下,从径向分布函数、溶度参数和Flory⁃Huggins相互作用参数3方面研究了DNTF与上述4种高分子聚合物钝感剂的相容性,揭示了共混物分子间相互作用力本质。采用真空安定性实验法对4种共混物体系的相容性进行了实验验证。结果表明:共混物中同组分的分子间径向分布函数值比两组分的分子间值低,体系溶度参数均小于3 J^(1/2)·cm^(-3/2),体系的相互作用参数值小于临界作用参数值,体系放气量均小于0.6 mL,说明DNTF与PMMA、F2603、BR和PVDF均相容,且数值模拟结果与实验结果相吻合。

DNTF与PMMA热稳定性和力学性能的分子动力学模拟

为探究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)对3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)热稳定性和力学性能的影响,利用分子动力学模拟(MD)研究了不同温度下DNTF(111)体系和DNTF(111)/PMMA复合体系的热稳定性(引发键长和内聚能密度)和力学性能[弹性系数(C_(ij)),拉伸模量(E),体积模量(K),剪切模量(G),柯西压(C_(12)—C_(44))和泊松比];使用差示扫描量热法(DSC)进一步研究了两种体系的热稳定性。结果表明,在298~398K内,PMMA的加入使DNTF(111)体系的引发键键长减小0.016,CED(内聚能密度)增大0.05kJ/cm^(3),热分解峰温和活化能升高2℃和1.59kJ/mol。因此,PMMA被认为是改善DNTF热稳定性的有效高分子钝感剂。此外,力学性能模拟研究表明,PMMA使DNTF(111)的E、K和G降低0.58、0.32和0.22GPa,K/G提高0.04,说明PMMA也可以有效改善DNTF的力学性能。

DNAN/DNTF混合体系的二元相图及其机械感度研究

为了获取2,4-二硝基苯甲醚/3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNAN/DNTF)二元混合体系的相图并考察其在机械刺激下的安全性,利用DSC研究了不同摩尔比DNAN/DNTF二元混合体系的液化及熔融过程,建立了液化温度T与组分含量x的T—x相图;并分别测定了混合体系的撞击感度、特性落高和摩擦感度,分析了混合体系组成对熔融特性及机械感度的影响。结果表明,DNAN/DNTF混合体系低共熔物组分配比摩尔比为63.3∶36.7,质量比为52.3∶47.4,低共熔温度为67℃。DNAN/DNTF混合体系的撞击感度随DNTF含量的增加而线性增长,由12%增至88%;特性落高值在DNTF过剩的低共熔混合体系中随DNTF含量的增加呈线性减小,DNTF的摩尔分数由37.6%增至100%时特性落高由86.2cm减小至20cm;摩擦感度受到了体系中过剩DNAN或DNTF的影响,可以通过三项式拟合摩擦感度与含量的关系,其关系式为yf=16-25.18xF+247.85xF2-156.99xF3;通过机械混合与熔融混合样品的机械感度对比发现,混合方式对机械感度的影响不大。

铅、铜盐催化剂对DNTF炸药热分解及烤燃响应特性的影响

为提高3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)炸药热安全性,采用高压差示扫描量热仪(PDSC)、小型烤燃实验考察了水杨酸铅(PbSa)、水杨酸铜(CuSa)、2,4-二羟基苯甲酸铜(β-Cu)、邻苯二甲酸铜(Cu(PA)2)、氧化铜(CuO)等催化剂对DNTF烤燃响应特性以及1 MPa下热分解性能的影响。结果表明,CuSa、β-Cu、Cu(PA)2等有机铜盐催化剂可提高DNTF热分解速率,使其在1 MPa下分解峰温降低13.6℃以上,PbSa使DNTF分解峰温升高了3.1℃,同时二次分解剧烈程度更明显,CuO对DNTF热分解无影响;CuSa可使无约束条件的DNTF在1℃·min^-1下的烤燃响应温度由236.6℃降低为182.3℃,响应剧烈程度由爆炸改善为燃烧;少量CuSa可使强约束条件下的DNTF基混合炸药装药在1℃·min^-1下的烤燃响应温度降低2.4℃,响应剧烈程度由爆炸降低为燃烧,说明选择合适的有机铜盐催化剂可有效改善DNTF基炸药装药烤燃响应特性。

BOM熔铸炸药的制备与性能

为了研究熔铸炸药3,3′⁃联(1,2,4⁃噁二唑)⁃5,5′⁃二甲硝酸酯(BOM)的性能,采用熔铸工艺制备了熔铸试样,测试了熔铸试样的爆速;通过热分解和恒温试验研究了BOM的熔铸工艺热安全性,采用宏观凝固成型和微观凝固结晶试验研究了BOM的凝固性能,采用抗压和抗拉试验研究了BOM铸件的力学性能;通过爆轰性能计算研究了BOM/HMX/Al熔铸炸药体系的爆速和爆热性能。结果表明,BOM自然凝固成型密度为1.726 g·cm^(-3),实测爆速为7679 m·s^(-1)。BOM分解峰温为213.8℃,计算热爆炸临界温度为190.7℃,恒温加热未见变色发烟,显示良好的熔铸工艺热安全性。BOM凝固缺陷集中于铸件顶部补缩区,自然凝固体积收缩率15.7%,成型密度为理论密度的94.7%,凝固成型性能良好。铸件抗压强度6.21 MPa,抗拉强度1.89 MPa。在BOM/HMX/Al熔铸炸药体系中,爆速随着Al含量的增加线性降低。Al含量低于24%时,爆热随着Al含量的增加逐步提高。Al含量大于24%时,爆热与配方中BOM和HMX的配比相关,可调节体系中BOM与HMX的配比以满足配方最佳的铝氧比。

多发性骨髓瘤患者CTX或E-CHOP化疗联合G-CSF动员采集外周血造血干细胞的成功率及影响因素分析

目的:分析多发性骨髓瘤患者环磷酰胺(CTX)或E-CHOP化疗联合粒细胞集落刺激因子(G-CSF)动员采集外周血造血干细胞(HSC)成功率及影响因素。方法:收集本院75例多发性骨髓瘤患者的临床资料,进行回顾性分析,对患者均行CTX或E-CHOP化疗联合G-CSF动员采集HSC,对其成功率(CD34^+细胞≥2×10~6/kg)及其影响因素进行统计学分析。结果:对全组75例患者共行86次动员采集,平均采集CD34^+细胞数为3.22(0.12-22.28)×10~6/kg,采集成功率为70.67%(53/75)。单因素分析结果发现,采集前化疗疗程数和疾病状态与HSC采集成功率均存在显著相关性(P<0.05),而与不同性别、年龄、疾病分型、ISS分期和动员方案均无显著关系(P>0.05)。多因素Logistic回归分析结果发现,采集前化疗疗程数与HSC采集成功率呈正相关(OR=2.95,95%CI:1.60-5.41,P<0.01),而与采集前疾病状态并无显著关系(OR=1.01,95%CI:0.88-1.16,P=0.89)。结论:多发性骨髓瘤患者性别、疾病分型、ISS分期和动员方案对HSC采集成功率均无明显影响,并且采集前化疗疗程数较少(<5)的患者HSC采集成功率较高。

HMX在DNTF中的溶解度研究

在110~118℃温度范围内,采用高效液相色谱法,测定了HMX在3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)熔融液中的溶解度。试验研究了不同粒径的HMX、平衡时间以及温度对溶解度的影响,在DNTF熔融液中,建立了HMX溶解度与温度的关系曲线。研究结果表明,HMX在DNTF熔融液中的溶解度范围为0.14~0.27g,并随着体系温度的升高而增大。

高品质RDX在DNAN中的溶解及反复熔融特性研究

为研究高品质RDX在2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)中的溶解及反复熔融特性,采用高效液相色谱法研究了高品质RDX在DNAN中的溶解度及影响因素;通过工艺试验研究了DNAN/高品质RDX熔铸炸药在反复熔融后的不可逆增稠特性;运用热台显微装置研究了高品质RDX在DNAN中的溶解及析出过程,并与普通RDX(3类)进行了对比。结果表明,随着高品质RDX粒度的增大,其在DNAN中的溶解度逐渐减小,呈近似线性关系;高品质RDX在DNAN中的溶解度随温度升高而增大,115℃时高品质RDX(d50=470μm)在DNAN中的最大溶解度达到8.87g/100g,在不同温度下溶解度均小于普通RDX;DNAN/高品质RDX配方在反复熔融后的不可逆增稠程度小于DNAN/普通RDX配方;高品质RDX在DNAN中的溶解首先从晶粒的不规则外沿和晶体凹陷区域开始,溶解速率受颗粒尺寸及不规则程度影响,且明显慢于普通RDX;析出存在两种方式且析出后形状呈不规则变化。

压力对DNAN凝固过程的影响

为指导2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸炸药凝固工艺优化设计,采用自制的多点加压凝固测试装置测试DNAN在0.6、0.3 MPa和常压下凝固过程的温度变化和凝固速率,用工业CT和扫描电镜观测试样的缺陷分布情况,用密度仪测试试样的装药密度。试验结果显示:随着压力的升高,DNAN的过冷度和凝固速率均逐渐增大;在DNAN装药体中,凝固产生的体积收缩更多集中于装药体上部,而装药体下部中的弥散性缺陷得到显著降低;DNAN晶粒生长的有序度得到提高,晶粒间空隙逐渐减少,装药相对密度由95.1%提高到了96.7%。上述研究表明,压力作用对DNAN的凝固过程影响较为明显,施加较低的压力即可有效提升装药质量。

固相颗粒和聚合物对DNAN微观凝固及力学性能的影响

为了研究常用组分黑索今、铝粉、高氯酸铵、聚3,3-二(硝酸酯基甲基)氧丁环(PBNMO)对2,4-二硝基苯甲醚微观凝固过程和宏观性能影响规律,从微观结构角度设计、改进2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸炸药配方组成以解决宏观性能的不足,在光学显微镜下观测了含不同添加物的薄层DNAN样品动态结晶过程及起始凝固温度的变化;根据结晶距离及时间计算了不同样品的晶体生长线速度;通过对Φ20 mm药柱的外观形貌及药柱相对密度研究了添加物对样品成型性的影响规律;测试了Φ20 mm×20 mm药柱的抗拉、抗压性能,研究了不同添加物对样品力学性能影响。结果表明,黑索今、铝粉、高氯酸铵、PBNMO可改善DNAN凝固过程中晶体形态、DNAN起始凝固温度影响因添加物的不同而不同、降低DNAN凝固线速率、提高药柱相对密度;聚合物的加入使得样品抗拉强度、抗压强度显著提高,力学各向异性得到改善;多种添加物共同作用使得DNAN的成型性得到改善,抗拉强度达到6 MPa以上。表明,在黑索今、铝粉、高氯酸铵、PBNMO的协同作用下,可获得微观结晶细密、缺陷少、力学性能较佳的DNAN基混合炸药样品。

BFFO的热安全性和凝固特性

为了探究双呋咱并[3,4-b:3′,4′-f]氧化呋咱并[3″,4″-d]氧杂环庚三烯(BFFO)的熔铸工艺性能,通过DSC实验并结合长时恒温试验,对BFFO的热安全性进行了研究;通过X光透射成像、扫描电镜形貌分析、DSC控制凝固测试等对其凝固性能进行了研究,并与3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)进行了对比。结果表明,BFFO熔融峰温84.7℃,95~135℃的恒温长时加热未见变色发烟,显示良好的熔铸工艺热稳定性。BFFO的起始分解温度为251.8℃,分解峰温339.5℃,β→0时热爆炸临界温度(T_(b))为270.8℃,显示出良好的熔铸工艺热安全性。BFFO具有一种特殊的凝固结晶特性,能以小时为单位,长时间保持熔融状态,显示出非常缓慢的凝固速率。BFFO熔融液相密度为1.659g/cm^(3)(95℃),自然凝固体积收缩率为11.3%。其凝固缺陷集中于药柱顶部补缩区,成型部分整体均匀致密,凝固成型密度1.774g/cm^(3),达到理论密度的94.9%,显示出良好的熔铸凝固成型性能。相比DNTF,BFFO的熔融峰温降低24.8℃,具有更好的熔融工艺性;分解峰温提高62.6℃且分解过程相对缓和,具有更优的热安定性。BFFO的凝固速率显著低于DNTF,具有更好的凝固补缩性能,可以降低铸件的内部缺陷,使凝固成型相对密度较DNTF提高7.8%。

杂质对DNTF的热分解危险性研究

采用差示扫描量热仪(DSC)分别研究了纯度98.6%和纯度99.5%DNTF在不同升温速率下的热分解行为,利用Kissinger公式、Ozawa公式、热力学关系式和Zhang-Hu-Xie-Li公式分别计算了两种纯度DNTF热分解反应的表观活化能和热力学参数,以及热安全性参数。结果表明:98.6%DNTF和99.5%DNTF热分解反应的表观活化能分别为159.28kJ/mol和192.05kJ/mol;98.6%DNTF和99.5%DNTF热爆炸临界温度分别为538.91K和540.39K;98.6%DNTF和99.5%DNTF自加速分解温度分别为523.75K和527.75K。杂质的存在对DNTF的热安全性有一定的影响,但少量杂质的存在并不会对DNTF的热安全性产生较大的影响。

丙基硝基胍改性2,4-二硝基苯甲醚的成型性及力学性能

为了研究丙基硝基胍对2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)成型性及力学性能的改善情况,通过混合物的熔融状态、测试混合物熔点研究两者互熔性;通过对∅40 mm药柱的外观及X光检测数据研究了丙基硝基胍对2,4-二硝基苯甲醚成形性及缺陷分布的影响;通过显微镜观察DNAN及互熔物结晶凝固过程并对样品形貌进行分析;通过测试样品的抗压、抗拉强度研究丙基硝基胍对2,4-二硝基苯甲醚力学性能的影响。结果表明,丙基硝基胍与2,4-二硝基苯甲醚在试验条件下具有良好的互熔性;丙基硝基胍的加入改善了2,4-二硝基苯甲醚的成形性,产品缺陷减少;互熔物的晶体生长方式由快速粗壮树枝状结晶转变为缓慢细小树枝状结晶;互熔物的抗拉强度达到了DNAN的7.37倍、抗压强度提高到1.84倍,力学性能获得明显的改善,相对密度得以提高。研究表明,丙基硝基胍的加入可明显改善2,4-二硝基苯甲醚的成形性及力学强度。

二硝基茴香醚的可视化烤燃试验

为更深入地了解熔铸炸药在慢速烤燃过程的反应现象,以可视化烤燃装置开展了二硝基茴香醚(DNAN)的慢速烤燃试验。试验观察到DNAN的烤燃过程主要经历4个阶段,分别为固液相变阶段、慢速分解阶段、气体快速溢出和药液喷发及点火阶段。测试和计算了DNAN在270℃下的点火延滞期,结果表明空气对流解热方式会延长点火延滞期。相比于DSC测试方法,本试验方法可以避免因样本量少而导致的结果失真,同时能够获得更多的热分解反应的细节信息,对于研究含能材料的热分解及热爆炸过程具有重要意义。

DNAN基大尺寸带壳装药的能量输出特性

为验证2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基高爆热熔铸炸药与通用爆破战斗部壳体的威力匹配特性,通过理论计算和百公斤级静爆试验获得了DNAN基大尺寸带壳装药的空中爆炸冲击波参数及传播规律;采用高速摄影仪测定了爆炸火球的特征参数,并与TNT装药进行了对比分析。结果表明:带壳装药冲击波峰值超压理论计算值与试验值接近,比例距离2.5 m/kg^(1/3)处DNAN基试样的入射冲击波、马赫反射波峰值超压较TNT提高了92.0%和68.4%,冲量提高了5.1%,特性乘积Δp·I提高了77%,毁伤效应优势主要体现在近场;火球发光亮度、最大直径、面积和火球持续时间也明显优于TNT试样。