CAP1400核主泵叶轮动应力计算及疲劳寿命预测

为实现核主泵叶轮疲劳寿命预测,考虑叶轮高温高压的恶劣运行工况建立流-热-固耦合计算模型,应用ANSYS CFX软件对核主泵叶轮内部流动的压力载荷和温度载荷进行非定常数值计算,在ANSYS Workbench中实现载荷向结构的传递,并对叶轮动力响应疲劳载荷开展研究.利用雨流计数法对叶片危险部位的载荷数据进行统计分析,进一步结合Palmgren-Miner理论对核主泵叶轮的最小疲劳寿命周期进行预测.研究结果表明:叶轮在旋转过程中承受周期性交变应力的作用;叶轮叶片进、出口边与前、后盖板交接处容易发生内部应力集中,最大应力出现在叶片出口边与前盖板交接处,为142.57 MPa;叶片各危险部位承受应力波峰和波谷的时间基本一致;叶轮产生的疲劳为应力疲劳,疲劳破坏首先发生在叶片进口边与后盖板交接处;计算得到叶轮的疲劳寿命为277.94 a.研究结果可为叶轮的动态强度优化和疲劳设计提供一定参考.

不同生育类型南方香型粳稻品种产量与品质特征分析

广泛收集我国南方香型粳稻品种,对其产量与品质进行系统研究,比较3种类型香型粳稻各指标差异,筛选适宜我国南方不同生态区种植的高产优质浓香型粳稻品种。结果表明:中熟中粳、迟熟中粳、早熟晚粳南方香型粳稻品种的产量分别为8.07、9.78、9.89 t·hm^(-2);上述3种生育类型南方香型粳稻品种的整精米率分别为49.11%、56.19%、60.20%,垩白度分别为13.01%、17.90%、17.47%,食味值分别为62.26、75.07、78.84,香味物质主成分2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)含量分别为105.73、123.63、177.78 ng·g^(-1)。早熟晚粳与迟熟中粳香型粳稻产量、整精米率、食味值显著高于中熟中粳稻;而中熟中粳香型粳稻垩白度显著低于早熟晚粳与迟熟中粳;早熟晚粳香型粳稻2-AP含量最高,迟熟中粳次之,中熟中粳最低。以产量、食味值、2-AP含量为核心指标,采用K-Mean聚类分析我国南方香型粳稻产量、食味值、2-AP含量的品种间差异,确定产量9.96 t·hm^(-2)、食味值82.00、2-AP含量193.25 ng·g^(-1)为判定南方高产、优质、浓香型粳稻品种的指标。据此指标,中熟中粳品种苏香粳3号、武育0155、武育粳195等,迟熟中粳品种金香玉1号、武育粳366、南粳9108等,早熟晚粳品种南粳46、宁香粳9号、浙香禾2号等品种产量较高,品质较优,香气较浓,综合表现较好,适宜在我国南方粳稻区相应生态区推广种植。

等离子体/过硫酸盐/ZnO体系高效降解水中的氧氟沙星

水中抗生素治理对生态安全及人类健康具有重要意义,低温等离子体被证实能够有效降解水中抗生素,然而其能量利用率低的问题一直限制其进一步应用.已有研究表明,等离子体激活过硫酸盐(persulfate,PS)能够提高其能量利用效率及抗生素降解效率,然而其光子及化学效应仍旧未被充分利用,能量利用率低的问题并未真正解决.基于此,本文提出采用ZnO促进等离子体激活PS降解水中氧氟沙星(ofloxacin,OFX),从而大幅度提高等离子体能量利用率及有机物的降解率.采用水热法制备了ZnO纳米颗粒,并采用扫描电镜和透射电镜对其结构进行了表征.在等离子体中加入PS后,OFX的降解率随之提高.进一步向等离子体/PS体系中加入ZnO,OFX的降解率进一步的提升.等离子体、等离子体/PS和等离子体/PS/ZnO体系对OFX的降解率分别达到53.6%、82.8%和98.9%.提高输入电压有利于OFX的降解,较低的初始浓度呈现出较高的OFX降解率.相对于酸性和中性条件,碱性条件下更有利于OFX的降解.电子自旋共振(Electron Spin Resonance,ESR)结果表明,等离子体/PS/ZnO体系能够产生·OH、·SO_(4)^(−)和^(1)O_(2),且较高的输入电压能够提高·OH、·SO_(4)^(−)和^(1)O_(2)的生成量.捕获剂实验证明,·OH、·SO_(4)^(−)、·O_(2)^(−)和^(1)O_(2)均对OFX的降解起到一定作用.等离子体放电的过程中,溶液pH逐渐降低而电导率逐渐升高.相对于去单独等离子体,等离子体/PS/ZnO体系中pH降低及电导率升高的更为明显.等离子体/PS/ZnO能够实现对OFX的矿化,矿化度可达49.6%.同时可生化性提高,COD去除率可达69.5%.通过LC-MS及DFT分析,确定了OFX的降解路径.活性物质主导的OFX的降解路径主要涉及自由基攻击吡啶环和哌嗪环.采用ECOSAR对中间产物毒性分析可知,OFX降解后其毒性降低.ZnO具有较好的重复使用性能.

冲压车间零碳建筑理论与应用分析

当前,环境保护已成为社会发展的主要目标,零碳建筑已成为世界建筑领域的主要发展方向。零碳建筑业是指在建筑的整个生命周期中尽可能节约能源、水和材料。在为人们提供舒适、健康、便捷的使用空间的同时,最大限度地保护环境、节约能源。零碳建筑的概念有不同的表达方式,但其基本内涵是表达人、建筑和环境之间的和谐关系,即建筑在建设和使用过程中必须节约能源、资源和环境污染;要求人们利用自然条件和技术手段创造良好健康的生活环境,同时尽可能控制和减少对自然环境的过度利用和破坏,保持生态环境与人类对自然的需求和回归之间的动态平衡。我们应该充分利用太阳能和风能,尽可能地节约化石能源。

不同分级循环加卸载模式下六边形蜂窝能量演化规律

为了阐明循环加卸载路径对六边形蜂窝能量演化的影响规律,设计了3种不同分级循环加卸载试验,揭示了不同分级循环加卸载模式下外界输入总能量、弹性变形能、耗散能、塑性变形能等参数的演化特征及相互关系,研究结果表明:不同分级循环加卸载作用下,蜂窝的初始峰值强度和平台应力与卸载过程蜂窝弹性能的释放程度有关;3种不同分级循环加卸载模式下外界输入总能量、蜂窝的弹性变形能和塑性变形能随着加卸载梯级增大呈现非线性增加的趋势,耗散能在前三级循环作用下随着加载次数增加而减小,在最后一级循环中循环载荷上限较大,扰动效应强于强化效应,耗散能呈现相反趋势;提升循环载荷上限,蜂窝内部损伤增加,且越接近蜂窝初始峰值强度,蜂窝的损伤越严重;同时提升循环载荷下限,蜂窝弹性能释放较少,损伤加剧。

脂多糖通过NLRP3诱导并促进慢性鼻窦炎人鼻黏膜上皮细胞焦亡

目的革兰氏阴性菌能够诱发并加重慢性鼻窦炎(CRS)炎症反应,但病理机制有待进一步证实,而细胞焦亡被证实与细菌性炎症反应密切相关,因此本研究重点探讨来源于革兰氏阴性菌的关键成分脂多糖(LPS)是否能够通过诱导并加剧CRS患者鼻黏膜上皮细胞焦亡来促进CRS的炎症进展。方法利用临床上对照组和CRS组患者的鼻黏膜组织,采用IHC检测焦亡相关蛋白的表达。提取并培养正常原代人鼻黏膜上皮细胞(N-HNEpCs)和CRS原代人鼻黏膜上皮细胞(CRS-HNEpCs)。随后将2种细胞分为4组(对照组、LPS 1 mg/L组、LPS 5 mg/L组和LPS 25 mg/L组);CCK-8检测细胞存活率,EthD-I荧光染色结合GSDMD检测细胞焦亡,免疫荧光技术、Western blot、RT-qPCR检测炎性介质IL-18、IL-1β和NLRP3炎症小体(NLRP3、ASC、cleaved Caspase-1)的表达。结果IHC显示CRS患者鼻黏膜组织中NLRP3、cleaved Caspase-1、IL-18和IL-1β蛋白表达相较对照组显著增加(P<0.01)。体外实验结果表明,不同浓度的LPS刺激均可降低N-HNEpCs和CRS-HNEpCs的存活率(P<0.05),并可增加EthD-I荧光染色阳性细胞数和焦亡关键蛋白GSDMD的表达(P<0.05),且呈现出剂量依赖关系;免疫荧光技术、Western blot和RT-qPCR结果均显示5 mg/L LPS刺激后,N-HNEpCs和CRS-HNEpCs内炎性介质IL-18、IL-1β和NLRP3炎症小体的表达显著上调(P<0.05)。结论LPS可通过激活NLRP3炎症小体从而触发正常原代人鼻黏膜上皮细胞焦亡,并可进一步促进CRS原代人鼻黏膜上皮细胞焦亡进展,提示革兰氏阴性菌可能通过诱发鼻黏膜上皮细胞焦亡从而引起并加剧CRS病变。

氧化锰基电催化材料的设计合成及其铝空气电池应用

电催化剂作为铝空气电池阴极的核心部分,其催化性能的优劣直接影响铝空气电池的产业化进程。本文采用尿素高温处理法将商业的Vulcan-72XC碳材料进行掺氮改性处理制备了N/VC2。在此基础上,进一步负载不同的锰氧化物得到三种Mn3O4@N/VC2、MnO@N/VC2和MnO2@N/VC2复合材料。其中,MnO2@N/VC2具有最优的氧还原反应(ORR)催化性能,起始电位高达0.872 V。作为铝空气电池阴极催化剂,在大电流密度下放电功率密度可达到136 mW·cm^(-2)。本文通过对比分析不同氧化锰基复合材料的电催化性能,研究了碳载体和锰氧化物之间的交互作用。结果表明,多孔结构和丰富缺陷位点的协同作用是提高材料催化活性的主要原因。该工作为锰基氧化物催化剂的研发提供理论依据。

毛细管共面介质阻挡放电等离子体特性

共面介质阻挡放电(coplanar dielectric barrier discharge,CDBD)因高压电极和接地电极掩埋在绝缘介质中而具有较长的使用寿命和广泛的应用前景。然而,传统CDBD起始电压高、制作较为复杂,这会限制其应用的进一步发展。因此提出了一种新型的毛细管CDBD结构,即用填充铜粉的毛细管作为高/低压电极,并利用两电极间的紧密接触缩短放电气隙以降低起始放电电压。该研究从流光发展过程、光学特性、电学特性以及活性粒子生成角度对毛细管CDBD进行了系统性的研究,并探究了脉冲电压幅值、上升时间、下降时间、峰值平顶宽度、电极直径以及介质的相对介电常数对等离子体特性的影响。结果表明,毛细管CDBD在单次脉冲作用下存在一次放电和二次放电,分别对应电流极性为正和为负的部分。在脉冲上升沿阶段,流光从相邻高/低压毛细管间的“V型”区域底部产生,然后主要沿着高压电极表面爬升并达到最高点。而在脉冲下降沿阶段,流光则主要沿着接地电极表面发展。高的脉冲电压、短的脉冲上升时间和下降时间有利于放电的增强和活性粒子的生成。同时脉冲上升时间的增加还会使得放电均匀性变差,而脉冲峰值平顶宽度的影响则较为有限。相对介电常数的增加能够增强放电强度和降低起始放电电压,而电极直径的增加虽能增加放电面积,但也会使得放电强度变差。

KR搅拌结合底喷粉新型脱硫工艺的数值模拟

通过三维非稳态数学模型对KR机械搅拌结合包底喷粉脱硫工艺进行了研究,对比分析了在机械搅拌作用下,铁水包底喷粉位置对铁水流场和脱硫剂运动行为的影响。结果表明,当脱硫剂从靠近壁面位置(距离铁水包底中心0.8 R)喷入时,相较于从距离铁水包底中心0.4 R和0.6 R处喷入,脱硫剂在底部弱流区停留时间分别增加了100%和50%,运动范围分别增加了200%和80%,有效强化了底部弱流区的脱硫反应。相较于传统的表面连续添粉方式,从底部喷入脱硫剂能有效解决中心强制涡流区脱硫剂在脱硫反应前的团聚问题,降低了约40%的脱硫剂使用量,显著提高了脱硫效率。

从低龄幼稚迈向全龄发展:国产动画电影的破局提质之路

长期以来,国产动画电影都被人们打上了“低龄幼稚”的标签。2014年到2015年,随着《十万个冷笑话》《西游记之大圣归来》的上映,国产动画电影开始了从“低龄化”到“全龄化”的转折,之后国产全龄动画电影相继涌出,从2016年的《大鱼海棠》到2019年的《哪吒之魔童降世》。

正呼肠孤病毒反向遗传系统及病毒载体研究进展

正呼肠孤病毒(orthoreovirus)是一种分节段的双链RNA病毒,其宿主范围广泛,对人和动物健康构成了严重威胁。由于正呼肠孤病毒结构复杂,反向遗传系统构建困难,导致其相关研究滞后于其他RNA病毒。自2007年一种完全基于质粒的正呼肠孤病毒反向遗传系统被报道以来,关于正呼肠孤病毒基因和蛋白功能的研究不断增多。本文以哺乳动物正呼肠孤病毒(mammalian orthoreovirus,MRV)和禽正呼肠孤病毒(avian orthoreovirus,ARV)为例,概述了正呼肠孤病毒反向遗传系统和病毒载体研究的最新进展,并对未来发展趋势进行展望,以期为正呼肠孤病毒载体疫苗研发提供参考。

禽4型腺病毒knob蛋白的原核表达及纯化蛋白的免疫原性研究

为研究Knob蛋白的免疫效果,将合成的mknob基因克隆至pET28a(+)表达载体,转化至大肠杆菌BL21感受态细胞,低温诱导表达,knob蛋白纯化后去内毒素,按不同剂量免疫SPF鸡。结果表明:重组质粒pET28a-mknob可以高效表达目的蛋白;Western blot结果表明,表达的蛋白可与禽腺病毒特异性血清发生特异性结合;免疫保护试验分析发现,10μg蛋白免疫SPF鸡即可产生100%保护。本研究为禽4型腺病毒亚单位疫苗的研发奠定了基础。

Q460钢基于微观机制的延性断裂判据研究

基于微观机制的断裂模型可用来预测钢结构的延性断裂.为校准Q460钢的微观断裂模型参数,进行了材料试验和对应的有限元分析,以及断口的扫描电镜试验.试件由Q460钢板焊接节点抽取的母材和熔敷金属圆棒制作而成.用自编的VUMAT子程序,分别以校准的应力修正临界应变模型(SMCS)和空穴扩张模型(VGM)为断裂判据,分析了18个圆周平滑槽口单向拉伸试件的开裂全过程,得到了裂后荷载位移曲线,其与试验结果吻合较好,验证了SMCS和VGM模型用于节点裂后路径分析的可行性.

基于混合策略改进的鲸鱼优化算法

针对标准WOA算法初始种群分布不均、收敛速度较慢、全局搜索能力弱且易陷入局部最优等问题,提出一种混合策略改进的鲸鱼优化算法。采用Sobol序列初始化种群以使初始解在解空间分布更均匀;通过非线性时变因子和惯性权重平衡并提高全局搜索及局部开发能力,并结合随机性学习策略增加迭代过程中种群的多样性;引入柯西变异提升算法跳出局部最优的能力。通过对12个基准函数和一个水资源需求预测模型的参数估计进行优化实验,结果表明,基于混合策略改进的鲸鱼优化算法在寻优精度及收敛速度上均有明显提升。

3D打印情景教学病例数据库在神经外科教学中的应用

目的 探讨建立3D打印情景教学病例数据库在神经外科住院医师临床教学中的应用和教学效果。方法 按照神经外科教学大纲要求,选择适当颅底肿瘤和颅颈交界区畸形病例,收集患者临床资料及影像学资料数据,利用影像学工作站对数据进行三维成像,建立典型病例数据库,进行实物3D打印并实施教学培训,与传统教学方法相比评价教学效果。结果 利用3D打印情景教学病例数据库在神经外科教学中更有利于学生建立空间三维立体结构印象,提高影像学阅片能力,显著提高了临床理论及实践能力。结论 3D打印情景教学病例数据库可有效提高教学效果,利用3D打印情景教学模式可培养学生的空间思维能力,加速临床技能学习进度,提升临床医师专科技能。

车载卷轴式遮雨器的设计与研究

为方便阴雨天气时乘车人进出车辆,同时有效避免车内设施在开关车门期间被淋湿,设计了一款车载卷轴式遮雨器。本设计采用扇形卷轴及骨架支撑结构,通过蓄电池为装置中的电磁铁供电,同时结合雨量传感器对电磁铁进行开关控制。用户在打开车门时对装置施加初始拉力,安装在车顶及车门间的遮雨布通过电磁铁间吸力带动展开,在车门及车顶间隙形成扇形遮雨区域,为用户进一步打开随身携带的雨伞提供执行空间的同时,有效规避车辆内饰被淋湿。通过多方面的可行性分析,该设计能够满足安全使用的条件并达到预期目的。

基于PCA-CRHJ模型的矿井突水水源判别

针对传统矿井突水水源判别模型存在非线性能力较差、模型稳定性较差、判别精度低等问题,基于主成分分析(PCA)法和确定性分层跳跃循环网络(CRHJ)构建了PCA-CRHJ矿井突水水源判别模型。引入PCA对多元时间突水序列进行降维并提取关键特征,重构突水数据,获得主成分突水序列,对CRHJ进行模型训练,将训练完成的模型应用到张集煤矿和新庄孜煤矿突水水源判别中进行有效性验证。结果表明:①通过与CRHJ、确定性循环跳跃网络(CRJ)、回声状态网络(ESN)模型进行对比,表明PCA-CRHJ模型的实际判别效果最优,准确率可达100%;②PCA-CRHJ模型有5类主要参数,分别为储备池规模、输入连接权重、单向连接权重、分层双向跳跃权重、跳跃步长,对该5类参数进行敏感性分析,表明输入权重参数对模型判别结果的影响最大;当3类权重参数取得最优值且保持不变时,储备池规模对模型误差影响最大,而跳跃步长的影响则较小。

基于多重修饰酶电极技术检测大豆油中磷脂含量

提出一种基于电化学分析技术快速检测大豆油中磷脂含量的方法,并建立准确、可靠的校正模型。首先制备40个磷脂含量不同的大豆油样品,并采用钼蓝比色法测定样品中磷脂含量标准值;针对磷脂酶解过程中不产生电子转移的问题,研制一种多重修饰酶电极以获得电化学信号;利用电化学工作站,采用循环伏安法采集样本的电化学数据;然后分别利用Savitzky-Golay平滑滤波和dbN系列小波对原始电化学数据进行去噪处理,通过对比分析发现db6小波基三层分解去噪效果最佳;然后分别采用4种方法建立去噪后的电化学数据与磷脂含量之间的回归模型,即还原峰电流与磷脂含量的直线拟合、主成分回归模型、偏最小二乘回归模型和支持向量机回归模型,经对比分析发现基于径向基核函数的支持向量机回归模型预测效果最好,磷脂质量浓度在5.87～304.89 mg/L范围内呈现良好的线性关系,检出限为1.68 mg/L(R_(SN)=3)。决定系数为0.998 7,预测均方根误差为0.288 9,相对标准偏差为2.55%,能够满足实际检测需求。

不同单胞形貌和承载方向下蜂窝结构吸能特性及防冲能力评估

为研究单胞形状和承载方向对蜂窝结构力学性能及失稳模式的影响,采用增材制造技术制备了不同蜂窝结构并进行了试验与动态仿真模拟。结果表明:蜂窝结构应力曲线呈四阶段变化趋势;单胞对角承载的六边形蜂窝结构拥有最高的平台应力以及总应变能密度;单胞的坍塌主要原因在于单胞的剪切变形,四边形蜂窝单胞在剪切变形同时胞壁发生严重的屈曲失稳;整体蜂窝结构的失稳模式为基于斜向或横向初始变形带的两类逐层坍塌模式;在大尺寸蜂窝结构仿真模拟中其防冲能力得到了评估,结构吸能值能达105 J,满足吸能防冲器要求。所得结论能为液压支架防冲吸能器的设计提供理论依据。

高速撞击梯度电势靶板产生等离子体诱发的放电

针对在轨运行航天器在空间等离子体环境和空间带电粒子活动下诱发航天器表面梯度电势存在的客观现实,航天器在空间碎片的撞击下会诱发表面带电或深层电介质带电的航天器放电。为了在实验室模拟航天器表面存在电势差的真实情况,采用对航天器外表面分割的方法,在分割的表面间预留不同间距且在2靶板间加装电阻的方法创造具有梯度电势的高电势2A12铝板作为靶板。利用自行构建的梯度电势靶板的充放电测试系统、超高速相机采集系统和二级轻气炮加载系统,开展高速撞击梯度电势2A12铝靶的实验室实验。实验中,弹丸以入射角度为60°(弹道与靶板平面的夹角)、撞击速度约为3 km/s的条件撞击间距分别为2、3、4和5 mm的2A12铝高电势靶板,利用电流探针和电压探针采集放电电流和放电电压。实验结果表明:放电产生的等离子体形成了高电势与低电势靶板间的放电通道,且在梯度电势靶板间距分别为2、3 mm时诱发了一次放电,放电电流随高低电势靶板间间距的增加而减小;在梯度电势靶板间距分别为4、5 mm时诱发了二次放电,放电电流随高低电势靶板间间距的增加变化不明显。