药型罩形状对活性聚能侵彻体成型的影响

结合理论与数值模拟,对3种不同形状药型罩活性聚能侵彻体的成型行为开展了研究.数值模拟结果表明,在聚能效应下,球缺罩和大锥角圆锥罩形成尾部带有碎片云的类杆状活性聚能侵彻体,而小锥角圆锥罩则形成活性射流.相比于活性射流,类杆状活性聚能侵彻体速度较低,但凝聚性较好.进一步结合活性材料反应动力学方程,对活性聚能侵彻体成型激活反应行为进行分析.分析结果表明:活性射流激活区位于杵体外壁、射流头部和轴线附近;随炸高增加,激活区内活性材料反应不断加剧,特别是射流头部和轴线附近材料的反应,将导致活性射流膨胀发散,不利于侵彻;而类杆状活性聚能侵彻体激活区域主要集中在尾部碎片区和杆尾中心部位,化学反应对其影响相对较小.

TA15钛合金低温力学性能及J-C本构模型的研究

超低温加工技术可以有效改善钛合金加工过程中存在的切削温度高、加工质量差等问题,然而,钛合金低温本构模型的缺失制约了钛合金超低温加工技术的进一步发展。以TA15钛合金为研究对象进行低温静态拉伸试验,分析了TA15合金的低温力学性能,构建了钛合金低温本构模型,并基于不等分剪切区理论验证了本构模型的准确性。试验结果表明,在低温条件下,TA15钛合金的强度提高,延伸率和塑性降低,在-196℃时材料强化阶段明显缩短;将本构模型计算获得的切削力与试验获得的切削力对比研究发现,主切削力最大误差为22.34%,最小误差为0.48%,进给力最大误差为26.32%,最小误差为1.43%。修正后的Johnson-Cook本构模型具有较高的准确性,可以为钛合金超低温加工机理的研究提供参考和指导。

工业熔渣离心粒化数值模拟

针对熔渣离心粒化过程,采用VOF法对粒化器中的气液两相流动进行三维瞬态模拟,主要对铜渣和高炉熔渣两种冶金渣在不同转速下生成的液丝与液滴特性进行了对比分析.结果表明:同转速下,与铜渣相比,高炉熔渣的破碎波长、尖端直径、破碎波长与尖端直径的比值、破碎长度均更大;不同转速下,同种熔渣破碎波长与尖端直径的比值趋于一致,破碎长度与尖端直径的比值与韦伯研究的结果相似;铜渣和高炉熔渣粒化产生的颗粒粒径均随转速的增大而减小,与高炉熔渣相比,铜渣在粒化过程中可以获得大量更小尺寸的颗粒;随着转速的增加,铜渣的平均粒径变化较小,更有利于从高温颗粒中回收余热.

水溶液法制备的前驱体对g-C_(3)N_(4)结构及其催化活性的影响

通过以水溶液法制备的氯化钠改性三聚氰胺为前驱体,制备了石墨相氮化碳。研究不同氯化钠加入量对熔融盐法制备的石墨相氮化碳材料结构和性能的影响。通过以亚甲基蓝(MB)为目标污染物的光催化模拟实验,表明当氯化钠添加量为1 g时,煅烧产物GCN-1的光催化性能最佳,其一级降解速率常数为0.01112 min^(-1),约为原始氮化碳的1.53倍。这可能由于水溶液制备的氯化钠改性三聚氰胺前驱体的晶体结构的改变,引起煅烧后氮化碳结晶性的增强,进而有助于电荷的快速传输,使得光生载流子的分离效率增强,从而增强了其可见光催化性能。

miR-192-5p靶向CKIP-1促进骨质疏松患者骨髓间充质干细胞成骨分化

背景:酪蛋白激酶2结合蛋白1(casein kinase 2-interaction protein-1,CKIP-1)是一种重要的骨形成负调控基因,其敲除鼠骨质显著增强、骨形成和骨密度也显著提高。而miRNA作为较早发现的小分子调控物,对大多数编码基因具有调控作用,在成骨分化中发挥重要作用。目的:探讨miRNA/CKIP-1对骨质疏松患者骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及其分子机制。方法:采用miRNA-Seq技术检测2022年3-6月在开封市中心医院骨外科就诊32例骨质疏松患者及同期体检中心健康人群骨髓间充质干细胞中miRNA的变化情况;利用Targetscan网站预测靶向调控CKIP-1的miRNA,利用荧光素酶报告基因实验检测miRNA与CKIP-1启动子区DNA的结合;在骨髓间充质干细胞中转染miR-192-5p类似物(miR-192-5p mimics)/阴性对照(NC mimics)或miR-192-5p抑制剂(miR-192-5p inhibitor)/阴性对照(NC inhibitor),成骨诱导后第7,14天,通过实时荧光定量PCR技术及茜素红染色检测成骨标志基因Runt相关转录因子2(Runx2)、骨钙素、抗骨桥蛋白、骨唾液蛋白及CKIP-1的表达水平和骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的情况;采用蛋白质免疫印迹实验及茜素红染色检测miR-192-5p/CKIP-1/轴对细胞成骨分化的的调控作用。结果与结论:与健康组相比,骨质疏松组有16个miRNA表达明显升高,53个miRNA表达明显降低(P<0.05);利用Targetscan网站预测,并通过荧光素酶报告基因实验验证,发现miR-192-5p与CKIP-1有互补的核苷酸序列(P<0.05);过表达miR-192-5p,Runx2、骨钙素、骨桥素和骨唾液蛋白的表达水平显著升高(P<0.05),抑制miR-192-5p,Runx2、骨钙素、骨桥素和骨唾液蛋白的表达水平显著降低(P<0.05),而沉默CKIP-1的表达后,Runx2、骨钙素及骨桥素的蛋白水平增加(P<0.05),逆转了敲低miR-192-5p对细胞成骨分化的抑制作用。上述结果证实,miR-192-5p在骨质疏松症中表达降低;miR-192-5p通过靶向抑制CKIP-1的表达,促进骨髓间充质干细胞成骨分化。

破片侵彻混凝土毁伤效应研究

采用Autodyn动力学软件对大尺寸破片侵彻混凝土毁伤效应影响因素进行数值模拟研究,获得了侵彻速度、侵彻姿态、破片形状、破片材料等因素对混凝土毁伤效应影响特性.研究结果表明,破片侵彻速度增大,侵深和侵孔直径逐渐增大,且直径趋于一定值;斜侵彻时,压缩–剪切耦合作用和边界效应可造成侵孔增大;当破片侵彻动能、形状相同时,钨破片综合毁伤效果优于4340钢、45#钢;圆柱体破片破孔能力最强,正方形破片侵深能力最强.

1909~2021年长春市极端气温多尺度变化特征及其与大尺度气候指数的关系

基于1909~2021年长春市均一化逐日最高气温、最低气温资料,评估了百年来长春市气温增暖特征并量化了城市化影响的贡献率,揭示了关键极端气温指数的多尺度变化特征,并探讨不同尺度上极端气温指数与太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)和大西洋年代际振荡(Atlantic Multidecadal Oscillation,AMO)的关系。结果表明:1909~2021年长春市年平均气温增暖速率为2.93℃/100 a,1909~2015年间城市化影响的贡献率为56.22%。暖指数(夏日日数SU25、暖昼日数TX90p、暖夜日数TN90p、暖日持续日数WSDI)在波动中呈上升趋势,而冷指数(霜冻日数FD0、冷日日数TX10p、冷夜日数TN10p、冷日持续日数CSDI)则呈显著减少趋势。准3年为主的年际震荡、35年为主的年代际震荡和105年为主的多年代际震荡在多个气温指数演变过程中占据主导地位。多数极端气温指数的变化由反映年际变化的前两个固有模态函数和反映长期趋势的残余分量所决定。在年际和多年代际尺度上,暖指数的变化多与同期AMO指数呈显著正相关,同相位变化特征显著,但与PDO指数呈负相关;冷指数则与之相反。

三水乙酸钠复合相变材料的制备与热性能研究

本工作以羧甲基纤维素钠作为增稠剂,并分别以十二水磷酸氢二钠、无水磷酸氢二钠、纳米Al_(2)O_(3)及经十二烷基硫酸钠改性的纳米Al_(2)O_(3)作为成核剂,以石墨作为导热增强剂,采用熔融共混法制备出一系列复合相变材料(composite phase change materials,CPCMs)。通过红外光谱仪、扫描电镜、差示扫描量热仪和温度采集系统对CPCMs的成分、形貌和热性能等进行综合分析,结果显示,在三水乙酸钠基体中添加2%羧甲基纤维素钠/3%十二水磷酸氢二钠或2%羧甲基纤维素钠/1%改性纳米Al_(2)O_(3)能有效解决SAT相分离和过冷度大的问题,DSC分析结果显示CPCMs的相变焓维持在247.98 J/g和244.64 J/g的水平。在三水乙酸钠基体中加入2%羧甲基纤维素钠/3%十二水磷酸氢二钠/1%石墨或2%羧甲基纤维素钠/3%十二水磷酸氢二钠/1%改性纳米Al_(2)O_(3)/1%石墨能在不提高过冷度的同时增强CPCMs的导热能力,对CPCMs进行了快速循环蓄放热实验,通过T-history法计算相对潜热的变化,结果发现,随着循环次数的增加,前者热衰减率不断增加,在循环次数达到40次后趋于稳定,热衰减约23%,而后者在经过50次循环后过冷度有增加的趋势。本研究有助于推动相变材料在储热领域的应用,并为高焓值和高稳定性三水乙酸钠复合相变材料的研发提供实验依据。

黄磷渣转杯粒化过程中丝状物生成量实验

转杯粒化法是当前最具发展前景的一种熔渣干法粒化技术,但粒化过程中产生的丝状物极不利于粒化设备的稳定运行,这限制了该技术的产业化.本文中通过黄磷渣转杯粒化热态实验,研究了熔渣温度、熔渣流量、转杯直径及转杯转速对粒化产物中丝状物生成量的影响.结果表明:随着熔渣温度的升高,丝状物占比减少,当熔渣温度低于1325℃时,丝状物占比超过5%;随着熔渣流量的增加,丝状物占比也减少,当熔渣流量在0.2 kg/s以上时,丝状物占比不超过5%;在相同的转杯边缘线速度下,转杯直径越大,粒化产物中丝状物占比越高.此外,建立了丝状物占比的预测模型,可为熔渣转杯粒化工艺参数的选择提供理论指导.

步进式板坯加热炉应用MILD富氧燃烧的数值模拟

针对某钢厂步进式板坯加热炉,建立了炉内燃烧、流动及传热的全耦合三维模型,并使用滑移网格模拟钢坯运动.为了实现MILD富氧燃烧,采用在加热炉侧烧嘴旁通入高速氧气射流的方式卷吸烟气及燃料,重点分析了该工况下加热炉内流场、温度场、钢坯温度、加热炉产量及NO_(x)排放的变化情况.结果表明:经MILD富氧燃烧改进后,加热炉侧烧嘴的加热能力得到提高,钢坯在炉宽方向上的受热均匀性也得到保证;将钢坯加热至符合出炉温度需要114 min,使用的燃料量为96 307.7 m^(3),加热炉产量提高了6.35%,烟气出口的NOx浓度为58.35 mg/m^(3),NO_(x)排放量减少了46.5%.

液流速度对钢板冷却过程影响的数值模拟

针对铸轧冷却过程中冷却水在钢板表面形成液膜的现象,为了解液膜对冷却过程的影响,利用FLUENT软件对液流冲击液膜过程进行了数值模拟,分析了液流冲击液膜后水花形态的演变以及钢板的换热特性并重点研究了液流速度对二者的影响.结果表明:液流速度的增加会使水花形态的演变更加激烈,同时也会增加贴壁处的流体速度,当液流速度从5 m/s增至20 m/s时,水花直径从4.02 m/s增大至11.76 m/s,贴壁处的最高流速从2.02 m/s增至9.21 m/s;液流冲击会使钢板的换热得到强化,增加液流速度会提高钢板的冷却效率,当液流速度从5 m/s增至20 m/s时,钢板表面努塞尔数(Nu)的最大值从156.8增至332.8,钢板表面温度的最低值从892 K降为852 K.

富氧燃烧条件下Q235B钢坯氧化反应动力学

针对富氧燃烧加热炉内钢坯的氧化烧损问题,基于氧化反应动力学原理,通过热重实验探究了温度和气氛等因素对钢坯氧化的影响,确定了Q235B钢坯氧化烧损模型.结果表明:烟气中O2体积分数的增大会加剧钢坯的氧化,通过数据拟合可确定O2线性氧化速率表达式中常系数C1为87.583;在CO_(2)和H_(2)O氧化钢坯实验中,随着加热温度的升高,钢坯氧化逐渐加剧,且温度越高,氧化增重受温度的影响越大;CO_(2),H_(2)O与钢坯反应的指前因子分别为0.784,3630.23,活化能分别为204530.25 J/mol,203323.84 J/mol;当氧化速率较小时,氧化增重与时间近似成线性关系;当氧化速率较大时,氧化增重曲线后程变为抛物线,可确定抛物线氧化速率表达式中常系数D0为1.78×10^(7),活化能为115694.69 J/mol;助燃气体富氧程度的提高会加剧钢坯的氧化.

氯化镁熔滴相变冷却过程的数值模拟

采用转杯粒化法将氯化镁破碎成小颗粒并进行余热回收,利用Fluent软件模拟研究了粒化后熔滴的冷却行为,以SST k-ω湍流模型和焓法模型为基础,分析了熔滴直径、初始速度及初始温度对熔滴冷却行为的影响规律.结果表明:氯化镁熔滴的直径越大,表面凝固时间和完全凝固时间越长,凝固速率的变化在凝固后期比凝固前期越小;熔滴的初始速度越大,凝固速率越快,表面换热能力越强,但换热能力的增幅随着初始速度的增大而下降;熔滴初始温度与完全凝固时间的相关性并不大,但较高的初始温度会延长熔滴表面凝固的时间.该研究结果可为转杯粒化氯化镁装置的结构设计提供参考.

富氧燃烧气氛下钢坯氧化烧损影响因素试验研究

通过恒温动力学试验,模拟富氧燃烧气氛,研究不同工况对钢坯氧化烧损的影响。得出结论,钢坯表面温度和助燃空气富氧浓度越高,钢坯氧化烧损越严重;烟气中H_(2)O含量是影响钢坯氧化烧损的主要因素。

活性射流侵彻钢筋混凝土靶后效超压特性

为研究活性射流侵彻钢筋混凝土靶后效超压效应,采用实验、理论与数值仿真相结合的方法,开展了活性药型罩聚能装药作用钢筋混凝土靶后效超压特性研究。实验结果表明,在聚能装药结构一定条件下,低密度活性射流较高密度活性射流对钢筋混凝土靶的侵彻孔径更大,穿靶后在密闭空间内爆燃产生的冲击波峰值超压更高,且超压-时间曲线呈现出多峰现象。引入虚拟爆炸点的方法,建立了活性射流靶后爆燃超压与高能炸药爆炸等效分析模型,结合AUTODYN-3D有限元分析,得出模型预测的后效超压-时间曲线与实验结果吻合较好,揭示了活性射流在靶后密闭空间内爆燃超压传播规律及多峰现象。

射流作用条件对重型反应装甲干扰时长的影响

为研究聚能战斗部倾角与炸高等射流作用条件因素对重型反应装甲干扰作用时长影响,采用数值模拟与理论计算相结合的方法建立了射流作用条件影响重型反应装甲干扰时长计算模型,获得了不同倾角炸高对爆炸反应装甲飞散特性及干扰场作用时长的影响规律.数值模拟结果表明,倾角炸高对反应装甲飞板飞散行为和干扰场作用时间影响显著;飞板飞散速度、加速度峰值随倾角增大而下降;随着炸高增大,峰值先增大后减小.炸高较小时(2d_(c)),干扰时间随着倾角增大而增大;炸高较大时,干扰时间随着倾角增大而减小.数值模拟结果与理论计算结果吻合较好.

活性射流侵爆耦合毁伤效应分析

为分析活性射流侵爆耦合毁伤效应,采用实验与理论相结合的方法对活性射流侵彻过程中爆炸效应的变化进行了研究.利用测压罐实验得到了活性射流侵彻不同厚度钢靶后的内爆超压特性,分析了侵彻靶板厚度对侵彻形貌以及内爆超压峰值的影响.并结合虚拟原点理论,建立了活性射流微元侵爆分析模型.结果表明,活性射流在测试罐内形成的超压具有峰值较大、作用时间较长、空间上分布均匀的特性,并且成型活性射流中存在未完全反应部分;活性射流的密度衰减使后续射流侵彻单位长度所消耗的射流质量大大增加,从而造成靶后内爆超压峰值随侵彻深度增加呈现抛物线衰减.利用模型可较好地描述活性射流作用目标时爆炸效应与侵彻深度之间的关系,为分析活性射流毁伤机理提供了帮助.

命中位置对引爆重型爆炸反应装甲影响数值模拟

主要针对聚能战斗部引爆重型爆炸反应装甲问题开展研究,采用前处理软件TrueGrid建立了聚能射流引爆重型反应装甲数值计算模型,并采用非线性动力学软件LS-DYNA对该问题进行了数值模拟研究,使用后处理软件LS-prepost获得了不同命中位置对爆炸反应装甲引爆特性和飞散特性的影响特性.结果表明,命中位置对反应装甲引爆和飞散行为影响显著.命中位置越靠近反应装甲边缘,夹层装药起爆后的爆轰波峰值压力越低;飞板越晚开始飞散运动,加速时间越短;飞板飞散速度越小,对射流的干扰持续时间越长.

银复合对石墨型氮化碳结构及光催化性能的影响

为了提高石墨型氮化碳(g-C_3N_4)的可见光催化性能,利用水热合成,通过片状g-C_3N_4自组装法制备了银复合的石墨型氮化碳材料,研究了不同硝酸银加入量对Ag/g-C_3N_4复合材料的结构与光催化性能的影响。采用紫外-可见(UV-Vis)分光光度计、X射线衍射光谱(XRD)、红外傅立叶变换光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构与性能进行表征。结果表明:所得复合材料由于g-C_3N_4自组装行为而形成球状结构,其球形的直径随着硝酸银加入量的增加而减小;与g-C_3N_4相比,复合材料具有高的催化性能,可能由于其银的均匀复合以及所形成的3维结构;而Ag(60)/g-C_3N_4表现出最高的催化活性,原因在于银离子浓度对制备的复合催化剂的光学性质、能带及结构的影响。

光热功能型海绵吸油材料的制备及性能研究

为解决黏性油品的吸附问题,研究一种高性能吸油材料具有重要意义。采用浸涂法将聚氨酯(PU)海绵与金纳米粒子(AuNPs)结合,制备得到具有光热特性的AuNPs/PU海绵。使用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪(CA)对海绵吸油材料进行表征,并对其吸油性能进行了研究。结果表明:具有光热特性的AuNPs成功的附着在PU海绵表面。AuNPs/PU海绵与原油的接触角为24.31°,对原油的吸附能力可达自身质量的46倍,并具有良好的保油性和重复利用率。此外,该海绵还能通过AuNPs吸附光能转化为热能,进一步提高吸油能力,可实现对黏性油品的吸附。综上所述,AuNPs/PU海绵是一种综合性能优良的吸油材料。