3D打印混凝土永久模板叠合柱的抗压性能数值模拟研究

为深入研究3D打印混凝土永久模板叠合柱的抗压性能,基于3D打印混凝土永久模板叠合柱及同尺寸整体现浇对照柱试验建立构件数值模型,模拟分析其轴压荷载-位移响应及失效形态。针对界面粘结性能、现浇混凝土抗压强度、打印模板厚度、荷载偏心距等参数开展3D打印混凝土永久模板叠合柱的抗压性能计算分析,研究表明:叠合柱轴压极限承载力随着薄弱界面剪切强度、刚度及现浇混凝土抗压强度的增大而增大。由于打印材料的抗压强度高于现浇混凝土,叠合柱抗压极限承载力提升率与打印模板厚度呈近似线性关系,叠合圆柱的抗压极限承载力随着荷载偏心距的增大而降低,呈近似线性负相关。此外,偏心距对叠合圆柱极限承载力下降幅度的影响大于现浇圆柱。

氨/氢燃料射流点火船用发动机燃烧特性

为突破氨在发动机中的燃烧局限性,促进氨燃料高效快速燃烧,提出了一种利用氢气射流火焰点燃氨燃料的方案。通过向主动式预燃室供给氢气,进气道内预混氨/氢燃料,实现氨在大缸径船用发动机上的稳定高效燃烧。基于数值模拟计算方法,在改进了Otomo氨/氢机理基础上,探究了进气温度、掺混氢气的质量分数和主燃室当量比对氨/氢燃料着火与燃烧特性的影响。研究结果表明,射流火焰可以在主燃烧室形成燃烧所需的热力学环境和高活性热射流。在当量比为0.4、不掺混氢气的条件下,450 K进气温度可以实现氨燃料发动机的稀薄燃烧,在掺混氢气的质量分数较低时,射流点火对火焰发展促进作用更显著;掺混氢气的质量分数提高至10.0%可以使燃烧相位提前18°,但爆震风险增加;在进气温度为320 K和掺混氢气的质量分数为2.5%条件下,主燃室在当量比最小为0.45时可正常着火,但随着更接近理论空燃比的燃烧,指示热效率略有提升,主动预燃室氢射流点火的燃烧模式在实现氨发动机高效快速燃烧方面具有良好的潜力。

基于顶板结构断裂特征的煤矿结构充填关键位置确定方法

充填开采是控制岩层移动并降低地表沉降与环境损害的重要途径,而充填材料来源不足和充填成本高昂现成为制约井工煤矿充填开采推广应用的主要瓶颈。探寻重点区域的低充填率靶向充填新方法与配套技术是充填开采的研究热点之一。为解决上述问题,结合煤矿井下结构充填的学术思想,深入研究了顶板岩层断裂特征,明确了顶板岩层破断块体尺寸及铰接形态,识别了破断铰接块体主沉降区域,判定出结构充填的关键位置。结合关键位置确定方法,提出重点控制基本顶最大挠度位置,即板结构潜在张拉断裂位置(塑性铰发育位置)的“工字型”结构充填新方法。结合新阳矿岩层地质参数,借助FLAC^(3D)数值模拟软件,深入分析了工作面采宽和推进方向上顶板岩层内应力、竖直沉降、塑性区分布规律,揭示了不同方案下充填体稳定性演变特征。结果表明:“工字型”充填在节省充填用量的基础上,较垮落式开采减少初采期直接顶沉降量33.47%,与全部充填仅相差2.3%。同时,关键位置充填体能有效应对顶板回转下沉引起的应力集中,保持自身稳定性,实现对顶板的长效支撑。综合分析得到了新阳矿首采工作面初采期“工字型”结构充填最佳充填方案为中部条带长度72 m,宽度7 m,两侧条带长度18 m,宽度6 m,较全部充填可减少充填材料成本33.86万元。该方案形成的密闭空间为1980 m^(3),占总采出空间的44%,可用来储能或碳封存,助力实现零碳绿色开采,推动双碳目标的实现。

耐高温聚合物基储能电介质材料的研究进展

聚合物基电介质材料因其击穿强度高、加工性能优异和成本低廉等优点而被广泛应用于金属化薄膜电容器。目前使用最普遍的储能电介质材料为双向拉伸聚丙烯,但是其存在放电能量密度低、耐温性能差等缺陷,已经无法满足现代电力电子系统微型化和集成化的发展要求。因此提高聚合物基电介质材料的储能密度和耐高温性能是储能电介质材料领域的主要挑战。该文综述了近年来新型耐高温聚合物基电介质材料在介电储能领域中的应用进展。首先,介绍了电介质材料的充放电原理,以及决定电介质材料储能密度的关键物理参数;其次,从高玻璃化转变温度、交联作用、电荷陷阱引入及带隙调控3个方面分类介绍了聚合物基耐高温储能电介质的最新研究进展;最后,对耐高温聚合物基储能电介质的发展进行了总结与展望。

基于有限元的热力耦合场匣钵运动分析与优化

为解决装有锂离子电池正极材料的匣钵在辊道窑烧结过程中易出现异常横向运动使匣钵破损的问题,本研究通过分析匣钵异常运动特性的影响因素对其进行优化。首先,利用Solidworks软件建立辊道-匣钵传动系统简化模型,对匣钵进行受力分析,推导出匣钵发生异常横向运动的原因是辊棒的弹性变形;其次,通过Abaqus软件进行有限元仿真,对比分析热力耦合场和重力场下匣钵的位移曲线以及辊棒的受力情况。结果表明,与重力场相比,热力耦合场的辊棒弹性变形量更大,且热力耦合场匣钵横向位移在0~1 s内相对重力场增大,而在1~5 s内相对重力场减小,说明在温度和重力共同作用下所引起的辊棒弹性变形是导致匣钵异常横向运动的主要原因。在此基础上,设计了一种匣钵传动机构,包括辊棒支撑机构、匣钵夹紧装置及匣钵挡齐装置,并通过对比生产验证了改进机构的可行性。本研究对在辊道窑烧结过程中匣钵异常横向运动的影响因素进行分析并提供了一种改进机构,有助于推进锂离子电池正极材料生产设备的发展。

文化教育类校外培训机构传染病防控能力评价指标体系构建

目的:构建文化教育类校外培训机构传染病防控能力评价指标体系,为相关部门提升传染病防控能力和开展管理工作提供参考依据。方法:在日常防控工作经验的基础上,结合既往文献研究和参考幼托机构、中小学校相关传染病管理要求,通过小组讨论和深入个人访谈等方法形成评价指标体系初步框架,通过两轮德尔菲法专家咨询对指标的重要性和可操作性进行判定。结果:邀请19名传染病防控领域专家开展两轮专家咨询,专家积极系数分别为1.00和0.95,专家权威系数为0.87,指标变异系数均<25%;第二轮专家咨询三级指标重要性协调系数为0.22,可操作性协调系数为0.27。从文化教育类校外培训机构基本情况、保障体系、日常防控措施、异常情况应对和防病检查指导5个维度,将机构资质、选址与规模、人员配备、设施设备、制度建设、物资配备、清洁与消毒、健康管理、缺课追踪、现场处置、登记与报告、复课管理和防病检查指导等各方面指标纳入评价指标体系,构建5个一级指标、14个二级指标、44个三级指标的评价指标体系。结论:构建的指标体系具有一定的科学性和合理性,可应用于文化教育类校外培训机构传染病防控能力的评价。

基于物联网远程监控的太阳能定向跟踪系统设计

设计了一种基于物联网远程监控的太阳能定向跟踪系统,分别对太阳能定向跟踪系统本体和远程监控系统进行了设计与开发,采用离线和实时控制两种方式,通过监控数据计算当前的太阳高度角和方位角,调整光伏板的倾角,从而提高太阳能光伏板的发电率。对该装置设备层的太阳能定向跟踪系统本体采用框架式结构设计,并通过模糊PID算法对跟踪装置电机进行调控;对应用层的远程监控系统采用B/S架构设计,使用MQTT协议与云平台进行数据交互,用户可直接通过浏览器访问监控系统,实现太阳能定向跟踪系统的远程状态检测、实时控制、数据管理等功能。经测试,用户能通过该监控系统控制和监控太阳能定向跟踪系统的运行,满足太阳能定向跟踪系统远程监控的要求,系统具有较高的实用性。

“专创融合”视角下高职院校双创教育体系探究——以九江职业技术学院为例

“专创融合”是高职院校创新创业教育体系改革的重要路径。因此,在明确构建“专创融合”创新创业教育体系重要意义的基础上,从“专创融合”角度分析高职院校创新创业教育存在的问题以及“一体两翼三导四融合”创新创业教育体系的构建,从而促进高职院校“专创融合”教育的发展。

表面平齐的并联微穿孔板吸声结构特性仿真研究

针对火箭发动机燃气高温高速射流通道内噪声控制的工程需要,提出了一种表面平齐的并联微穿孔板吸声结构设计方案。基于微穿孔板吸声理论,建立了COMSOL微穿孔板吸声结构吸声性能仿真模型,对该类并联微穿孔板吸声结构的吸声特性进行了仿真研究,分析了并联结构的背腔深度比、周期和单体宽度等多种参数对吸声性能的影响。结果表明,通过合理选择微穿孔板参数,以及并联共振腔深度、周期比、单体宽度等参数,可以得到吸声带宽、吸声系数较优的吸声结构,且加工制造与安装维护简单,研究成果可用于高温高速射流通道内的强噪声辐射环境控制。

基于16S rRNA测序分析高低饲料转化率猪粪便微生物的组成差异

提高猪饲料转化率是目前猪育种工作的重点,本研究对384头三元杂交母猪的FCR值进行排序,从中选取两端高饲料转化率(HFCR组)和低饲料转化率(LFCR组)猪各10头,采集粪便进行微生物16S rRNA基因测序分析。结果表明,LFCR组的Richness指数、Chao1指数、ACE指数均极显著高于HFCR组(P<0.01)。通过LEfSe分析,在属水平上筛选两组间具有显著差异的微生物,其中,在LFCR组筛选LDA>3的微生物主要是Prevotella_1、Treponema_2、Prevotellaceae_NK3B31_group、Eubacterium_coprostanoligenes_group、p-1088-a5_gut_group、Prevotella_9、阿克曼菌属、Prevotellaceae_UCG_009、Ruminococcaceae_UCG-014、Ruminococcaceae_NK4A214_group,在HFCR组LDA>3的微生物主要是巨球藻属、小类杆菌属、链型杆菌属、假丁酸弧菌属、柯林斯氏菌、Solobacterium、罕见小球菌属、链球菌属。Spearman相关性分析结果表明,与FCR显著负相关的微生物大多与短链脂肪酸的产生有关,而与FCR显著正相关的微生物多数为潜在的致病性细菌。本研究通过筛选高、低饲料转化率猪粪便中的差异微生物,并对差异微生物丰度与饲料转化率性状进行相关性分析,最终筛选到与饲料转化率显著关联的粪便微生物,为猪饲料转化率性状的肠道微生物育种标记筛选提供一定参考。

结合自下而上和自上而下方法的中国陆地碳汇估算

利用自下而上的生态系统过程模型BEPS和VEGAS以及自上而下的OCO-2 v10 MIP中多个大气反演优化结果,评估了中国2015~2019年碳汇规模及其空间分布,并结合中国四大地理分区边界和土地利用数据,进一步梳理了中国四大分区以及森林、草地、灌丛和农田4种主要生态系统的碳汇强度。总体上,2015~2019年期间,中国陆地碳汇呈现出东南高西北低的空间分布格局,BEPS、VEGAS和OCO-2 v10 MIP模型中估算的年均碳汇分别为0.38±0.04 Pg(C)a^(-1)、0.22±0.03 Pg(C)a^(-1)和0.54±0.05 Pg(C)a^(-1),这表明自上而下和自下而上的估计之间存在一定的差异。在夏季(6~8月),中国陆地生态系统对CO_(2)的吸收最强。在区域碳汇统计上,BEPS和OCO-2 v10 MIP的集合平均结果一致显示中国南方地区碳汇规模最大,而VEGAS表明中国北方地区碳汇较强。另外,BEPS和OCO-2 v10 MIP的集合平均结果表明,森林生态系统碳汇最强,强度分别为0.21±0.02 Pg(C)a^(-1)(47.2%)和0.26±0.02 Pg(C)a^(-1)(46.0%)。VEGAS则显示森林生态系统碳汇为0.06±0.04 Pg(C)a^(-1)(23.9%),略低于农田生态系统。总体而言,森林生态系统是中国显著的碳汇区域,但不同方法欲得到一致的碳汇分布和强度仍任重道远。

OrthoGPT:面向精准诊疗的多模态骨科大模型

针对骨科疾病诊疗面临的非医院场景下应急处理困难、手术规划复杂且风险高以及康复治疗个性化需求强等诸多挑战,提出了面向骨科精准诊疗的多模态骨科大模型——OrthoGPT。该模型充分利用多模态特征对齐与融合技术和多场景个性化诊疗方案生成技术,结合基于平行理论的骨科世界模型和多Agent智能交互方法,为非医院场景提供初步诊断和应急指导,模拟和预测个性化术后治疗效果,辅助医生进行手术规划,并提供个性化康复治疗建议。该模型旨在探讨OrthoGPT在骨科疾病诊疗中的应用潜力,以期提高诊疗效率和提升效果,改善患者体验,推动人工智能技术在骨科疾病诊疗的发展和应用。

土壤养分空间分异对农地利用及其景观格局的响应--以淮海经济区徐州市铜山区为例

探究土壤养分对农地利用及其景观格局的响应对粮食主产区农地合理利用、农业精准施策及生态环境保护意义重大。通过构建土壤养分对农地利用及其景观格局响应的研究框架,采用景观格局分区、地理探测器等方法,以淮海经济区徐州市铜山区为例,揭示粮食主产区内部土壤养分对农地利用及其景观格局响应差异的多样性与独特性,并分析其影响因素。研究表明:(1)水田和旱地的土壤养分平均含量高于园地和水浇地,但土壤有机质含量普遍偏低,总氮含量适中,有效磷和速效钾含量较为充足;(2)斑块大而聚集、小而破碎区域的有机质平均含量较高,斑块较大且形状复杂区域的有效磷、速效钾和总氮平均含量高于斑块较小区域;(3)有机质和总氮空间分异受自然因素影响较大,有效磷受人为因素影响较大,而速效钾受自然和人为因素共同作用;(4)平原地区与海拔较高的丘陵地区相比,农地利用更为多样化与集约化,斑块较为连片,土壤养分含量也相对较高,促使粮食单产带动总产量较高,社会经济水平也较高;(5)构建的研究框架较适合探究以铜山区为代表的粮食主产区农地利用和景观格局对土壤养分的影响。研究结果可为淮海经济区及类似铜山区的其他区域农地合理利用、精准养分施策、农地土壤质量与肥力评估提供参考。

CdS/Fe_(3)O_(4)异质结的制备及其对罗丹明B的光催化性能

利用简单的两步水热法合成了4种CdS、Fe_(3)O_(4)质量比不同的CdS/Fe_(3)O_(4)光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对所制备样品的成分和形貌进行了研究。固体紫外反射光谱测试发现,CdS/Fe_(3)O_(4)纳米复合材料在整个光谱范围内都具有良好的光吸收性能,这有益于其光催化性能的提高。在可见光照射下,质量比为2∶5时CdS/Fe_(3)O_(4)(2∶5)表现出最佳的光催化性能,对罗丹明B的降解率为98.8%。另外,经过5次循环光降解反应后,罗丹明B的降解率为96.2%,表明CdS/Fe_(3)O_(4)(2∶5)光催化剂具有良好的光催化稳定性。

化学储氢介质实现“西氢东送”的可行性研究

氢能是实现能源安全和“双碳”目标的重要途径,是全球新能源发展的重要方向之一。我国西部地区可再生能源丰富,绿氢制备潜力大,但能源消费主要集中在东部地区,供需错配问题突出,研究开展“西氢东送”能有效缓解我国资源错配问题,促进我国氢能产业高质量发展。本文阐述了实施“西氢东送”的必要性,介绍了气态、液态、化学储氢介质、固态及有机液体储运技术路径,从技术特点、技术成熟度、标准体系和市场应用4个方面进行了技术可行性分析比较,提出以化学储氢介质、液氢、管道输氢为近期、中期、远期实现“西氢东送”可行的技术路径。再进一步以甘肃省酒泉市运输至上海市为实例,分别以绿氨、绿色甲醇、液氢和管道输氢为“西氢东送”实现路径,构建包括制氢、介质、运输、还原和配送各环节的供应链模型,通过测算供应链全过程综合成本,分析比较了经济可行性。综合研究表明,近期通过成熟的绿氨及绿色甲醇作为储运介质、中期逐步发展液氢运输方式、远期建设大规模长距离输氢管道,是我国实现“西氢东送”的可行路径。

有压冻融循环对冻结黄土强度特性影响

为进一步探究实际工况下冻融对黄土变形和强度的影响,开展经历0、1、4次有压冻融循环后的黄土压缩试验。结果表明,经历有压冻融后,冻结黄土多呈现脆性破坏模式,应力-应变曲线表现为应变硬化型曲线;经历1次有压冻融循环的黄土强度降低约35%,经历4次有压冻融循环的黄土强度降低近51%,二者呈非线性负相关关系;相同冻融循环次数情况下,随着含水率的增加,峰值应力会逐渐减小,试验含水率范围内强度降低近77%;冻结黄土单轴抗压强度会随初始干密度的增加及试验温度的降低而呈现显著增大的趋势,当温度从-10℃降低至-15℃,强度增大1.5倍,从-15℃降低至-20℃,强度增大近2倍;最后基于高斯函数,构建有压冻融循环影响的冻结黄土强度模型,使其能较好地反映冻结黄土的应变硬化情况。

基于多颜色空间的烟叶颜色表征方法研究

【目的】实现云南产地烟叶颜色表征,输出真正意义上能够反映云南宣威复烤厂初烤烟叶颜色特征的信息。【方法】课题组利用工业相机采集烟叶图像,对烟叶图像进行预处理、彩色图像分割,将烟叶图像分别转换到RGB、HSV、Lab等多颜色空间,采用投影寻踪法,将多颜色空间下的各颜色分量信息进行融合,使用综合值对烟叶颜色进行表征,并分析了使用多颜色空间的表征方法是否优于单颜色空间。【结果】1)融合多颜色空间计算出的颜色表征值与专家排序结果的相关系数高达0.98;2)单独使用RGB、HSV、Lab颜色空间进行颜色表征的相关系数分别为0.95、0.62、0.76,这表明多颜色空间包含了更多颜色信息,其表征值更能反映烟叶颜色特征。【结论】该方法可快速把烟叶真实的颜色信息提取出来,并且与人工排序的符合度较高,可实现在线应用,并为烟叶外观颜色均质化加工提供控制指标和数据支撑。

糖尿病视网膜病变患者血清miR-20b-3p、miR-192表达与NLRP3炎症小体和预后不良的关系

目的探讨糖尿病视网膜病变(DR)患者血清微小核糖核酸(miRNA)-20b-3p、miR-192表达与NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)炎症小体和预后不良的关系。方法选取2021年1月至2022年3月我院收治的DR患者165例。根据临床分级标准分为增生型DR(PDR)组89例和非增生型DR(NPDR)组76例,另选取同期我院收治的100例单纯2型糖尿病(T2DM)患者纳入T2DM组及100例体检健康志愿者纳入对照组。检测并对比4组血清miR-20b-3p、miR-192和外周血单核细胞NLRP3 mRNA、半胱氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)mRNA表达、白细胞介素(IL)-1β、IL-18水平。采用Pearson相关性分析DR患者血清miR-20b-3p、miR-192表达与NLRP3炎症小体相关指标的相关性。DR患者出院后随访1年,根据是否发生视力残疾分为预后不良组47例和预后良好组118例,比较预后不良组和预后良好组血清miR-20b-3p、miR-192水平。收集DR患者的临床资料,单因素和多因素Logistic回归分析影响DR患者预后不良的因素。结果对照组、T2DM组、NPDR组、PDR组血清miR-20b-3p、miR-192表达依次降低,外周血单核细胞NLRP3 mRNA、Caspase-1 mRNA和血清IL-1β、IL-18水平依次升高(P<0.05)。Pearson相关性分析显示,DR患者血清miR-20b-3p、miR-192表达与NLRP3 mRNA、Caspase-1 mRNA、IL-1β、IL-18水平呈负相关(P<0.05)。随访1年,165例DR患者视力残疾发生率为28.48%(47/165)。多因素Logistic回归分析显示,T2DM病程偏长、PDR占比偏高和糖化血红白蛋白(HbA1c)、NLRP3 mRNA、Caspase-1 mRNA、IL-1β、IL-18水平升高为影响DR患者预后的独立危险因素,miR-20b-3p、miR-192升高为独立保护因素(P<0.05)。结论DR患者血清miR-20b-3p、miR-192低表达,与NLRP3炎症小体激活和预后不良密切相关,可能成为DR患者病情和预后评估的指标。

不同功能稀土微量元素螯合有机肥的研制及其对水稻发育、产量、品质的影响

针对长期不合理施用大量元素化肥、未经腐熟的农业废弃物等,造成土壤板结、盐渍化、重金属含量超标,导致农产品品质和产量下降等问题,研发了提质增效型、土壤改良型和重金属污染土壤修复型稀土微量元素螯合有机肥,并介绍了有机肥的生产工艺。以水稻为试验对象,连续2 a的田间试验示范结果表明:3种类型的有机肥对提高水稻产量、改善品质、节本增效具有明显的效果,增产幅度为4.1%~11.6%;水稻产品中对人体有益的铁、锰含量增幅为2.81%~87.44%,重金属含量下降4.46%~61.76%;3种类型的有机肥在提高耕地质量、修复土壤障碍因子等方面具有一定的作用。

复合地层双线盾构隧道下穿施工既有隧道沉降规律及加固方案研究

运营地铁区间隧道轨道沉降控制严格,新隧道下穿施工可能会导致既有隧道发生沉降,而在复合地层中,这种沉降更为明显,因此,加固方案的选取对控制既有隧道沉降尤为关键。该文依托某盾构下穿隧道工程,采用数值模拟方法对复合地层盾构下穿施工导致的既有隧道变形规律及加固方案进行了研究。结果表明:1)新建盾构下穿施工后,既有盾构隧道纵向呈现出“W”型沉降曲线,新建隧道与既有隧道平面交叉点处沉降值最大;2)采取设计的加固措施后,随着加固措施的增强,既有盾构隧道沉降曲线形态由“W”型向“U”型渐变,最大沉降量减小;3)当加固新建隧道拱180°范围及径向2.7 m范围土层时,既有隧道沉降满足控制标准要求,在类似工程条件下,建议采用上述加固方案。