利用废岩棉制备高性能泡沫玻璃陶瓷的实验研究

以工业垃圾废岩棉和废玻璃为原料,以CaCO_(3)为发泡剂制备出高强度泡沫玻璃陶瓷。研究了废岩棉和废玻璃的添加量及烧结温度对泡沫玻璃陶瓷材料性能的影响。结果表明:随着废岩棉添加量的增加和烧结温度的提高,熔体黏度会降低,不利于气泡结构的稳定;在废岩棉添加量为40%、750℃烧结温度下得到的样品容重为0.54 g/cm^(3)、孔隙率为62.5%、抗压强度为4.76 MPa;样品主晶相为亚硅酸钙和石英晶相,加入TiO_(2)作为晶核剂后主晶相改变为榍石;TiO_(2)掺量为10%时,在750℃烧结20 min更经济,所得样品容重为0.82 g/cm^(3)、孔隙率为50%、抗压强度为7.76 MPa。

NiCo_(2)O_(4)//GO非对称超级电容器电动汽车动力系统应用仿真

将制备的NiCo_(2)O_(4)电极进行电化学性能测试,结果表明,NiCo_(2)O_(4)电极活性材料通过准可逆的氧化还原反应进行储能,表现出良好的电化学性能.进而使用Simulink仿真模拟了非对称超级电容器单体的放电过程,并使用AVL CRUISE仿真计算了超级电容器-锂离子电池复合储能系统的电动汽车行驶过程.结果表明,汽车在WLTC循环工况下的最大电池功率为38.0 kW,行驶时间为4.9 h,续航里程为224.4 km,相比单独的锂离子电池储能系统最大电池功率减小了31.3%,续航里程提高了11.4%.超级电容器对复合储能系统的电动汽车起到了平衡电池功率和提高续航里程的作用.

Boruta-Optuna-XGBoost融合模型的聚驱油田产量智能预测方法研究

在聚驱油田开采时,存在向油层中加注水溶性高分子聚合物的过程,此过程包含大量参数,对油田产量具有较大影响。针对传统油田产量预测方法存在的人工计算量大、准确率低的问题。提出一种Boruta-Optuna-XGBoost融合模型对聚驱油田产量进行预测,解决传统方法存在的问题。通过Boruta特征筛选方法进行聚驱油田特征筛选,降低特征冗余,提高特征相关性,避免模型过拟合;使用Optuna超参数优化算法对XGBoost进行自适应超参数评价,提高模型精度;使用最优超参的XGBoost算法对聚驱油田产量进行回归预测,通过算法建立油田注入参数和油田月产量之间的逻辑关系模型,对聚驱油田的月产量进行预测。所提方法应用在大庆油田的实际有效数据的准确率达95%,证明了方法的有效性,能够对油田的生产效益、资源配置和可持续发展产生影响,也为数字化聚驱油田智能产量预测发展提供了新思路。

考虑需求响应及不确定性的综合能源优化调度

如何在区域综合能源系统中建立有效的需求侧模型,对于需求响应政策的实施至关重要。为提高用户参与需求响应积极性,引入实时定价机制,同时考虑系统的经济低碳性和电气热用户的用能满意度,构建兼顾系统和用户利益的综合需求响应主从博弈模型。针对用户参与需求响应的不确定性,引入贝叶斯方法更新负荷曲线。算例分析表明,所提博弈模型及贝叶斯方法能够有效平衡系统和用户之间的利益,提高了综合需求响应的可靠性。

在线学习个性化推荐中多维度学习者模型研究

随着在线学习平台的广泛使用,在线学习资源快速增长,“信息迷航”问题亟待解决。针对在线学习个性化推荐中以单一特征为主,多维度学习者模型研究较少的问题,文中以CELTS-11学习者模型规范为基础,以教育学相关理论为指导,对学习者的学习风格、知识状态、认知能力、兴趣偏好等多维度的个性化特征进行细化分类研究。利用教育数据挖掘等技术获得学习者特征项,进而构建出个性化的多维度学习者模型。该模型为后续在线学习个性化的推送服务提供有力的依据。

以编研协同模式提升科技期刊的学术影响力——以《河北工业大学学报》为例

科技期刊是科研实力的重要展示平台。目前,我国大多数科技期刊处于“编辑部办刊”的模式,高学术水平的科研人员参与度不高,导致刊文内容不能聚焦国际前沿,优质稿件数量不足。《河北工业大学学报》依托学校世界一流学科和特色学科群的优势,将科研人员纳入办刊队伍,在栏目建设、业务提升、编校审读、奖励体系、数字融合等工作中,充分发掘编辑和科研角色力量,实现“编”“研”协同合作、相互融通,打造专业的办刊学术共同体,提升科技期刊的学术引领能力和影响力。

重叠阵元时分复用MIMO雷达多目标参数估计方法研究

针对多普勒-角度耦合和速度模糊问题,该文提出一种基于重叠阵元MIMO阵列的多目标参数估计方法。该方法基于虚拟孔径原理,在传统MIMO天线阵列中引入重叠阵元,构建重叠阵元MIMO天线阵列。通过在角度快速傅里叶变换(FFT)算法中引入循环迭代的方法估计阵列位置参数,利用重叠阵元回波信号的相位差值进行频率估计。同时,引入频谱搬移方法对速度区间进行转换,实现多目标的距离和速度估计。通过蒙特卡罗仿真实验,信噪比15 dB的条件下,解模糊正确率为100%,速度误差为0.1 m/s,角度误差为0.1°。基于城市交通场景采集的车辆数据集进行测试,测试结果表明,该方法能够实现对车辆目标的速度和角度精确估计,可满足交通雷达对车辆信息监测的实时性和准确性需求。

碳酸盐岩地层漏失规律研究

碳酸盐岩在沉积/成岩过程中由于受到化学溶蚀作用,发育包括溶孔、溶洞和裂缝在内的多种类型漏失通道,导致漏失成为安全高效钻井的首要挑战。以S油田N组巨厚碳酸盐岩地层为研究对象,综合测井和录井解释成果,建立了溶孔、溶洞和裂缝不同类型的等效物理模型。通过采用将离散裂缝嵌入变渗透率基质中的方法建立钻井液漏失流-固耦合数学模型,并采用有限元方法进行求解,系统对比分析不同漏失通道条件下的钻井液漏速和漏量的变化特征,以及钻井液参数对漏失的影响。研究结果表明,漏失通道类型是影响漏失的主控因素,漏失程度与溶洞渗透率大小成正相关,且易引发失反性漏失。裂缝宽度和溶蚀半径也对漏速和漏量影响较大,但二者存在阈值,当达到一定极限时漏速和漏量趋于平缓。漏失通道组合越复杂,漏失越严重。钻井液密度与漏失程度成正相关。建立的数值模型可为溶孔-溶洞-裂缝型碳酸盐岩漏失规律理论研究提供新的思路,为安全高效钻井提供理论支持。

基于概率建模的分层产液劈分方法

传统产液劈分方法无法考虑层间干扰及注水井和邻井的影响,难以准确判断井下实际状况。同时,海上油田产液剖面测试成本高,常规的机器学习方法面临样本数量少的问题。基于此,提出一种基于贝叶斯神经网络和极限梯度提升算法的多层合采产液劈分混合学习模型。概率方法可以识别预测中的不确定性,通过将神经网络与概率建模结合,进行分层产液数据分布特征挖掘,结合主控因素分析,混合学习算法可以实现小层产液量的准确预测,可以依据较少的数据获得更为稳健的模型。为验证所提方法的有效性,将其应用于实际油田某区块进行产液剖面预测。结果表明:相比KH劈分方法在计算中劈分系数固定,不会随着生产过程波动,所提出的方法可从历史数据中学习,预测精度达到87.9%,预测结果更加逼近真实单层产液量。

鸢尾素抑制炎症因子表达促成骨分化改善糖尿病小鼠骨代谢的研究

目的探讨鸢尾素在治疗糖尿病性骨质疏松模型小鼠中的疗效以及相关机制。方法基于6周龄C57BL/6小鼠构建糖尿病性骨质疏松模型小鼠,腹腔注射鸢尾素干预模型小鼠,评估其对小鼠体重、空腹血糖、糖耐量试验等指标的影响,收集小鼠血清检测鸢尾素、CTX、P1NP指标,收集骨组织及骨髓间充质干细胞并检测mRNA Runx2、IL-1β、IL-6的表达量,收集股骨远端并HE染色,量化骨微细结构相关参数。结果鸢尾素治疗后,糖尿病性骨质疏松模型小鼠体重显著下降,空腹血糖显著降低;血清中鸢尾素水平显著上升,CTX水平显著降低,P1NP水平显著升高;骨组织Runx2 mRNA表达量显著上升,IL-1β、IL-6 mRNA表达量显著降低;原代骨髓间充质干细胞Runx2 mRNA表达量显著上升,IL-1β、IL-6 mRNA表达量显著降低;小鼠单位长度骨小梁表面成骨细胞数量、骨小梁面积百分数、骨小梁宽度均限制增加。结论鸢尾素能够抑制骨组织及间充质干细胞炎症因子的表达,促进成骨分化,改善糖尿病小鼠骨代谢。

脂联素调节循环RANKL/OPG治疗糖尿病性骨质疏松的实验研究

目的探讨脂联素对外周循环RANKL/OPG的调节作用,及对糖尿病性骨质疏松的治疗作用。方法使用高脂饮食联合链脲佐霉素构建糖尿病性骨质疏松模型小鼠,使用脂联素治疗,使用阿仑膦酸钠治疗作为阳性对照。分组为:对照组、模型组、治疗组、阳性对照组。完成干预后,测量小鼠体重,收集小鼠静脉血并检测空腹血糖水平、葡萄糖耐量试验、血清RANKL/OPG。分别从各组小鼠股骨提取原代骨髓间充质干细胞,诱导成骨分化并茜素红染色,检测Opg、Rankl基因的表达量。获得小鼠腰3椎体,检测各组小鼠骨微细结构变化。结果脂联素治疗后,与模型组相比,治疗组体重明显下降,空腹血糖水平明显下降,葡萄糖耐量试验明显接近正常水平,血清OPG水平上升,血清RANKL水平下降,血清RANKL/OPG下降。与对照组相比,模型组骨髓间充质干细胞成骨能力明显减弱,显著上调RANKL/OPG;与模型组相比,治疗组骨髓间充质干细胞成骨分化能力明显增强,显著下调RANKL/OPG。脂联素治疗后能显著提高单位长度成骨细胞数量、骨小梁面积百分数、骨小梁厚度。结论脂联素能够降低糖尿病小鼠体重,降低空腹血糖,部分恢复机体的血糖调节能力,促进Opg基因的表达,抑制Rankl基因的表达,促进骨髓间充质干细胞成骨分化,改善骨微细结构,是一种潜在的治疗糖尿病性骨质疏松的选择。

面向指-笔混合输入的交互原语和交互模型研究

随着触摸设备的普及,指、笔输入已成为移动办公的一种主流输入方式.然而现有的应用主要以手指或笔通道中的一种作为输入,限制了用户的交互空间.同时,现有的指-笔混合研究主要关注串行的指-笔分工协作和特定交互任务的并行处理,并没有系统地考虑并行协作机制和不同通道输入之间的意图关联.为此,提出一种面向指-笔混合输入的交互模型;结合用户指-笔协作的行为习惯定义指-笔混合交互原语,拓展指、笔交互空间;继而利用部分可观察马尔可夫决策过程提出基于时序信息的指-笔混合输入意图提取方法,用以增量式地提取多义性交互原语的交互意图.最后通过一个用户实验说明指-笔混合输入的优势.

云南师宗烟区土壤养分与烟叶化学成分研究

为探明云南师宗烟区植烟土壤养分以及烟叶化学品质指标的含量状况,为其烤烟生产合理布局和科学精准施肥提供依据。采集师宗县7个乡镇地区土壤样品和烟叶样品分别110份,分析其土壤养分和烟叶品质,并进行了评价。结果表明,该地区随海拔升高,土壤pH和有效钙降低,海拔对其他土壤养分和烟叶品质无显著影响。师宗烟区土壤pH整体适宜烟株生长,60%处于最适宜范围;土壤有机质92.7%属于“高”和“极高”范围。大量元素总氮总体含量85.5%属于“高”和“极高”范围,碱解氮含量大部分中等(63.9%),23.1%属“极高”范围,13%含量“低”;全磷和全钾缺乏,处于“低”和“极低”范围,分别占71.8%和90.7%;但速效磷和速效钾占“中等”及以上的比例达98.2%和78.1%。中微量元素整体含量较高,但有效硫和有效钼含量分别有29.6%和25.9%处于“低”和“极低”水平,有效钙和有效镁100%处于“高”及以上水平,有效铜、有效铁、有效锰和水溶性氯含量丰富;烟叶含糖量较高,其他基本符合优质烟叶的标准。该地区应注意钾、硫肥的施用,减少钙和镁投入。

梯度人工骨修复支架调控骨骼系统组织的修复与再生

背景:梯度人工骨修复支架模拟了骨骼系统中的独特特征,在骨骼系统再生中具有巨大的应用潜力。目的:综述梯度人工骨修复支架在骨骼系统组织工程中的最新研究进展,并阐述了其优势与制造策略。方法:由第一作者检索Web of Science和PubMed数据库2000-2023年发表的文献,英文检索词为“gradient,bone regeneration,scaffold”,最终筛选后对76篇文献进行分析总结。结果与结论:①作为骨骼系统组织高效、高质量修复的重要手段,梯度人工骨修复支架目前针对骨组织、骨-软骨、肌腱-骨组织的天然梯度特征进行了仿生设计,这些支架能够一定程度地从结构、成分上模拟原生组织的细胞外基质,从而促进细胞黏附、迁移、增殖和分化,促进受损组织向原生状态再生恢复。②先进制造技术为梯度人工骨修复支架制备提供了更多可能;目前已经开发了通过空间差异化纤维排布和生物活性物质加载构建的梯度电纺纤维支架;分层叠加、分级孔隙率与生物3D打印技术制造的梯度3D打印支架;原位分层注射、简单逐层叠加、冷冻干燥法制造的梯度水凝胶支架;另外还包括其他方式或多方法联用的支架;这些支架在体外实验中展示了良好的生物相容性,在小型动物实验中能够加速组织再生并且观察到组织学结构明显改善。③目前开发的梯度人工骨修复支架仍需进一步优化,提高在梯度尺度上的匹配性,进一步明确材料与组织相互作用,避免降解产物导致的副反应等问题,未来需要结合相关学科优势与临床需求进一步优化。

空心阴极羽流等离子体放电不稳定性二维仿真模型

空心阴极放电过程中空间电势振荡会影响其工作性能,振荡过程产生的高能离子会对阴极孔产生溅射腐蚀,进而严重影响空心阴极的使用寿命。建立由质点网格(Particle-in-Cell,PIC)模型、振荡幅值模型与等效电路模型组成的一体化耦合模型来计算空心阴极放电过程电势振荡特性。采用PIC模型计算不同放电电流、放电电压及气体流量下羽流等离子体放电特性,获得羽流的电势、等离子数密度、电场强度和电子温度等时均参数的空间分布。基于等离子体聚集与耗散理论,建立电势振荡幅值模型,根据计算得到的时均参数来预估空间电势振荡幅值。将等离子体时均参数以及电势幅值振荡参数作为输入参数,代入到空心阴极放电等效电路模型中,从而得到相应工况下的电势振荡波形图。通过和实验结果对比发现,所建立的一体化耦合模型能较好地预估空心阴极羽流等离子体电势振荡特性,研究成果可用于指导空心阴极稳定放电,提升空心阴极在轨工作时限。

废旧纺织品脱色简易方法

针对废旧纺织品回收后的脱色处理进行研究。由于废旧纺织品组分复杂多样,染色所用染料也各有不同。研究废旧纺织品中占比较大的涤、纤维素类纤维织物的脱色工艺,采用比较简易的脱色工艺处理,脱色率基本达到80%左右,可以结合后续面料回收利用的途径进行适宜的脱色处理。

播种期对光温敏无雄穗系玉米花粉育性的影响

为确定光温敏无雄穗系玉米育性转换的生态因子,筛选不育特性稳定的两系材料,选择合适的播期进行制种,以光温敏无雄穗系I17、I478、Ptvt3和Ptvt2为材料,以自交系478、B73为对照,在湖南省浏阳市进行田间分期播种试验,对9个播期玉米的雄花育性、雄穗性状、生育期和产量性状等进行分析。结果表明:玉米光温敏无雄穗系育性转换的主要影响因子是苗期的日均高温;I17对环境敏感的时期在V2—V6期间;I478对环境敏感的时期在V2—V4期间;Ptvt3对环境敏感的时期在V2—V4期间;Ptvt2对环境敏感的时期在V2—V5期间;I17适合在播期1、8、9播种,进行自交制种,在第1—6播期播种,作为两系不育系进行杂交种子生产;I478适合在播期1、2、8播种,进行自交制种,在第5—7播期播种,作为两系不育系进行杂交种子生产;Ptvt3适合在播期1、8、9播种,进行自交制种,在第2—7播期播种,作为两系不育系进行杂交种子生产;Ptvt2适合在播期1和播期2播种,进行自交制种,在第3—7播期播种,作为两系不育系进行杂交种子生产。Ptvt3相比I17、I478和Ptvt2具有繁殖产量高、生育期长等优点,且不育特性稳定,适合作为两系不育系进行生产应用。

摩擦力对空间非导电绳系释放动力学的影响

当前空间非导电绳系释放过程因摩擦力数据缺乏,导致释放动力学仿真结果不能有效反映真实情况。为此,基于绳系地面释放平台,开展非导电绳系释放摩擦力测量实验,研究了系绳材料、直径、缠绕方向和释放速度对系绳释放所受摩擦力的影响,阐明非导电绳系释放过程影响球形效应不稳定现象的主要因素,确定非导电绳系释放摩擦力与释放条件之间的定量关系。进一步建立考虑摩擦力的绳系释放动力学模型。仿真结果表明,非导电绳系释放摩擦力对释放过程影响较大,对于500 m长的系绳,初始释放速度为2 m/s,在未考虑释放摩擦力时,绳系释放完成时间与考虑摩擦力的实际情况相差约20%。

2002—2021年北半球中高纬度典型山脉积雪的时空变化对比分析

积雪是冰冻圈的重要组成部分,其对气候变化的响应存在明显的空间差异。阿尔泰山脉、阿尔卑斯山脉和喀斯喀特山脉分别是亚洲、欧洲和北美洲最重要的山脉之一,三条山脉同处于北半球中高纬度,具有丰富的积雪资源。本文基于MODIS每日积雪产品,获得阿尔泰山脉、阿尔卑斯山脉和喀斯喀特山脉的积雪覆盖率、积雪日数、积雪初日和积雪终日四个积雪参数,对比分析了三条山脉2002—2021年积雪的时空变化,并研究了气候因子对积雪参数的影响。结果表明,三条山脉积雪参数的空间分布差异明显。阿尔泰山脉积雪覆盖率最大,积雪日数最长,积雪初日最早,积雪终日最晚,分别为38.00%、141 d、66 d、207 d;阿尔卑斯山脉的积雪覆盖率、积雪日数、积雪初日、积雪终日分别为21.68%、79 d、97 d、194 d;喀斯喀特山脉的积雪覆盖率最小,积雪日数最短,积雪初日最晚,积雪终日最早,分别为15.18%、56 d、103 d、183 d。就趋势而言,阿尔泰山脉积雪覆盖率增大,更早的积雪和更晚的融雪使积雪日数增加;阿尔卑斯山脉积雪覆盖率减小,更早的融雪使得积雪日数减少;喀斯喀特山脉积雪覆盖率增大,更晚的融雪使得积雪日数增加。各气候因子中,地表温度对三条山脉积雪的影响比降水大。对三条山脉积雪时空变化的一致性对比分析,有助于全面了解北半球中高纬度山区积雪对气候变化响应的时空差异。

顶层抽柱钢筋混凝土框架抗震性能比较分析

由于所涉及的荷载和房屋层数最少、对原框架的影响最小,因此顶层抽柱在混凝土框架结构抽柱改造工程中较常见。针对目前多数工程技术人员关注如何使抽柱后结构承受增加的荷载,而对于抽柱后框架整体抗震性能关注和研究不多的现状,文中以某一顶层抽柱教学楼为例,采用ABAQUS有限元软件建立符合现行规范要求的单榀未抽柱的原框架模型、顶层抽柱后形成的增大原梁截面框架模型和预应力梁框架模型,对三框架模型进行模拟低周反复加载试验,得到三框架模型的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线及等效粘滞阻尼系数等抗震性能指标变化规律。对三框架模型的抗震性能进行比较分析。结果表明:与未抽柱的原框架相比,增大原梁截面框架和预应力梁框架水平承载力降低,延性也稍降低。原框架初始刚度最大,加载后期三框架刚度退化速率相近,但原框架刚度稍大。在耗能方面,预应力梁框架后期等效粘滞阻尼系数最大,表明抽柱后预应力梁框架耗能能力优越。框架顶层抽柱后结构的抗震性能总体降低,增大原梁截面框架和预应力梁框架的抗震性能表现各有优劣,但预应力梁框架整体表现相对更优。