多梁式混凝土桥梁结构刚度的裂缝特征——动力分解综合识别法

基于有限模型梁的静、动力交替试验研究,分析了钢筋混凝土梁的基频、静刚度、动刚度在“正常使用”阶段的变化规律,建立静、动刚度比与结构内力、自振基频的回归关系式,在对混凝土梁进行非线性分析的基础上,建立了结构裂缝统计参数与结构特征参数之间的回归关系。基于模型桥的静、动力交替试验研究,分析了多梁式T型结构在“正常使用”阶段的变形、应力、内力、频率的变化规律和裂缝开展过程及其统计参数。提出易被工程技术人员所接受的多梁式结构预测评估的动力分解法——根据外观裂缝检查成果和动力试验参数将桥跨结构分解为单片梁,获得各梁目前状态下的动刚度及静刚度,并得到模型试验成果的验证。

广西壮族自治区环境压力变化与驱动力分解

环境压力的变动及其社会驱动力研究对循环经济、绿色经济发展作用重大,也对政策着力点选择和实施方法等具有引导意义。基于此,文章以广西壮族自治区为研究区域,选取该区2003—2013年物质输入流和输出流共五项环境数据指标为基础,采用构建指标法研究该区环境压力的总体变动趋势,再利用分解分析的方法将环境数据进行具体到生产端六个生产部门和消费端六个消费部门的分解。结果表明:2003—2005年,广西环境压力明显上升,2005—2013年环境压力波动下降;生产端内部的制造业部门和消费端内部的固定资本形成对环境压力变动的贡献最大。论文的创新点在于从生产和消费两端对环境压力指标数据进行细化分解,具体直观到社会生产的每个方面,更有利于政策的针对性落实。

流域内各区域用水量与经济发展脱钩分析及用水量驱动力分解——以淮河流域为例

利用脱钩弹性分析方法评价淮河流域内河南、安徽、江苏和山东各区域用水量和经济发展之间的脱钩状态,分析各省的脱钩发展趋势,对比总体脱钩状况。同时,利用完全分解模型把用水量驱动力分解为人口效应、经济规模效应和技术效应,分析三大效应对用水量的具体影响。结果表明:淮河流域内各区域具有不稳定且状况较差的脱钩—弱脱钩—强脱钩的变化过程,脱钩状态随时间发展逐渐改善;各区域总体脱钩状况存在差异性:山东>江苏>河南>安徽;同时,三大效应的贡献率大小为:经济规模效应>技术效应>人口效应,经济发展因素主要增加用水量,技术因素抑制用水量。因此,应把握好经济规模效应和技术效应,努力改善经济发展结构,提高技术效应强度,以达到强脱钩的理性状态。

基于稀疏增强动力学模态分解的风力机尾流模型研究

基于稀疏增强动力学模态分解(SPDMD)方法对风力机尾流大涡模拟(LES)结果开展降阶模型研究,并将分解结果与标准DMD方法进行比较。结果表明,动力学模态分解方法能提取尾流动态特征,揭示风力机尾流演化规律。标准DMD方法倾向于选择具有小尺度和高频率的模态,而SPDMD方法选择具有低频率的大尺度流动特征。相比于标准DMD方法,SPDMD方法在低维子空间上建立风力机非定常尾流场的降阶模型,以较少的模态数目重构和预测风力机尾流场,可提高计算效率。

基于动力学模态分解的方柱绕流非定常流场分析

具有方形断面的结构或构件广泛应用于实际工程中,针对方柱绕流风荷载和风致振动特性开展研究至关重要。方柱绕流的尾流效应往往涉及多种复杂流动现象,捕捉其流动主要模态对深入分析流场特性以及流动控制具有重要意义。该文基于动力学模态分解(Dynamic Mode Decomposition,DMD)方法建立了能够提取流场主要模态并进行流场重构的降阶模型。基于数值模拟获取非定常流场快照;利用DMD进行主要模态提取;基于提取的主要模态对非定常流场进行重构。结果表明:DMD方法提取的前4阶模态能够准确重构原始流场,为流动控制和结构设计提供参考。

注塑级聚乳酸热分解动力学分析

目的研究注塑级聚乳酸材料的热分解动力学,准确理解注塑级聚乳酸的耐热稳定性,为开发耐高温阻燃注塑级聚乳酸(PLA)材料提供理论依据。方法通过非等温热重分析法,采用5、10、15、20、25℃/min的升温速率,研究注塑级PLA在氮气气氛中的热分解行为,利用1种微分法和3种积分法进行详细的动力学计算。比较相关系数及标准偏差,选取KAS等温积分法,以相对偏差Ai=|1–αc/αe|为目标函数,利用16种热分解动力学机理模拟计算注塑级PLA热分解最合适的反应机理。结果得到了注塑级PLA热分解所需的活化能和指前因子,其中Kissinger、Madhusudanan-Krishnan-Ninan(MKN)、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法计算所得注塑级PLA活化能分别为177.01、174.43、173.01和173.28 kJ/mol。指前因子分别为25.84、26.69~33.75、25.83~32.89和26.38~32.94。结论确定了随机成核和随后生长反应机理(A1/4),ln(β/T2)=ln[4.75×10^(9)/–ln(1–α)]–2.08×10^(4)/T是描述注塑级PLA热分解最合适的反应机理。

含动力学抑制剂体系甲烷水合物微观分解过程

注入低剂量水合物动力学抑制剂是防治油气管道中水合物堵塞的有效技术之一。为了实现高效、经济解堵,非常有必要展开动力学抑制剂对水合物分解行为影响规律的研究。利用粉末X射线衍射仪和激光共聚焦拉曼光谱仪在常压、-10℃条件下原位观测纯水体系和含动力学抑制剂聚乙烯基己内酰胺(PVCap)体系的甲烷水合物微观分解过程。结果显示,相比纯水体系,PVCap的存在会减弱sI型甲烷水合物“自保护”效应,加速水合物的分解。甲烷气体在水合物大、小笼中的含量同步降低,且相对含量基本保持恒定,说明PVCap不影响水合物以晶胞为单位进行整体分解。六角冰的(100)和(002)晶面峰面积随时间的变化不同步,且在纯水体系和含PVCap体系中呈现的变化趋势截然不同。

活性碳负载纳米金属氧化物对AP热分解的催化性能

采用水热法制备了两种纳米金属氧化物(纳米CuO和纳米Fe_(2)O_(3)颗粒),将纳米CuO和纳米Fe_(2)O_(3)负载在活性碳上,制备成CuO@C、Fe_(2)O_(3)@C复合材料,并将其作为催化剂与高氯酸铵(AP)混合制备成混合物样品AP/CuO、AP/CuO@C、AP/Fe_(2)O_(3)、AP/Fe_(2)O_(3)@C;通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重-微分热重分析(TG-DTG)和热重-红外光谱(TG-FTIR)联用等技术研究了4种催化剂对AP热分解的催化机理及分解动力学特性。结果表明,4种催化剂均将AP的两步分解反应催化为单放热峰,在5 K/min升温速率下,AP的分解峰温较纯AP分别提前90.1、73.4、65.4和69℃;AP/CuO@C分解主要气相产物有HCl、CO_(2)、N_(2)O、HNO_(3)和NO_(2),其中NO_(2)含量最高;AP/Fe_(2)O_(3)@C分解主要气相产物中CO_(2)含量显著提升,NO_(2)含量稍有降低。

硫酸铵分解过程及其热分解动力学研究

硫酸铵热分解能为硫酸氢铵溶液浸出粉煤灰提取氧化铝工艺过程提供硫酸氢铵溶液和氨水,研究硫酸铵热分解过程的机理和热分解动力学具有重要意义。通过X射线衍射、质谱和傅里叶变换红外光谱等对硫酸铵热分解过程的产物进行了表征,结果表明硫酸铵的热分解产物为硫酸氢铵、焦硫酸铵、氨气、水、氮气和二氧化硫。采用X射线衍射、质谱和傅里叶变换红外光谱等表征方法并与热重分析技术联用对硫酸铵进行了分析,结果发现硫酸铵的热分解过程分为3个阶段:硫酸铵分解形成硫酸氢铵和氨气;硫酸氢铵脱水形成焦硫酸铵;焦硫酸铵分解。采用Ozawa-Flynn-Wall和Kissinger-Akahira-Sunose无模型方法计算每个阶段的活化能。采用Coats-Redfern方法确定每个阶段最可能的机理函数。结果表明:第一阶段的平均活化能(E)为125.21 kJ/mol,ln A为18.46;第二阶段的平均活化能(E)为110.21 kJ/mol,ln A为13.94;第三阶段的平均活化能(E)为97.70 kJ/mol,ln A为8.44。

天然气水合物分解动力学研究进展

天然气水合物是具有巨大开发潜力的清洁能源,但由于开采技术、经济性和环境效应等问题尚未达到商业化开发水准。近年来人们也在探索水合物技术在二氧化碳封存、海水淡化、储能、气体分离等领域中的应用。其中最具挑战性和关键性的问题就是水合物如何随时间形成和分解。概况了水合物分解动力学基础研究,包括水合物分解特性、分解影响因素和分解机理;综述了水合物分解动力学模型研究进展,根据水合物分解控制机制,将现有模型归为4类:热分解模型、本征动力学模型、传质分解模型和综合模型,重点阐述了它们的假设条件、主要认识和局限性,并展望了未来水合物分解动力学研究的改进方向,以期能够加深对水合物分解动力学的理解,促进水合物的开发和利用。

PE/木粉/MRP/Nano–MH共混材料的阻燃及热分解动力学研究

目的研究微胶囊红磷(MRP)和纳米氢氧化镁(Nano–MH)协同阻燃木塑复合材料(WPC)的阻燃效果及阻燃机理。方法以MRP为主阻燃剂,Nano–MH为协效阻燃剂,低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)和木粉为基础物质,采用二次造粒和注射成型法制备阻燃木塑材料(WPC/MRP/MH)。通过燃烧等级测定、极限氧指数(LOI)测定和热重谱图(TG)分析阻燃剂对复合材料阻燃性的影响,利用Flynne–Walle–Ozawa(FWO)方法研究WPC和WPC/MRP/MH的热分解行为,并采用Criado方法推断WPC/MRP/MH的反应机理。结果复合材料MRP质量分数为12.5%时阻燃等级达到UL94 V–0级,LOI值高达28.3%;WPC/MRP/MH的t_(onset)、t_(endset)和t_(p)均高于WPC,且在热分解后期FWO方法得到的表观活化能(E_(a))逐渐增加,材料热稳定性明显提高;WPC/MRP/MH的反应机理函数为g(α)=[-ln(1-α)]1/n、f(α)=n(1-α)[-ln(1-α)]1/n,热分解机理为成核后增长。结论MRP和Nano–MH复配有效提高了WPC的热稳定性,复合材料的阻燃性能得到显著提高。

碳酸氢钙改性及其热分解动力学

为了解决塑料加工中高温发泡剂问题,采用硬脂酸溶液包覆法改性碳酸氢钙,通过TG、FT-IR、XRD、SEM等技术对改性前后碳酸氢钙进行表征;利用热重-微商热重技术(TG-DTG)测定改性前后碳酸氢钙热分解曲线,应用Coats-Redfern与Achar法研究碳酸氢钙改性前后的热分解机理。结果表明:经硬脂酸溶液包覆法改性的碳酸氢钙能够有效地提高其初始热分解温度,当硬脂酸与碳酸氢钙的质量比为5∶1时,初始热分解温度从90.2℃提高至170.2℃,分解温度区间由81.9℃减小至27.6℃;硬脂酸溶液包覆法改性碳酸氢钙是物理包覆与化学包覆相结合的过程,改性过程中生成了硬脂酸钙;未改性碳酸氢钙最可几热分解机理函数是化学反应控制中的反应级数方程,改性碳酸氢钙热分解机理函数遵循“随机成核与随后生长”机理中的Avrami-Erofeev方程。

糠酸分解反应动力学与机理研究

己糖二酸脱水环合制备2,5-呋喃二甲酸(2,5-FDCA)是一条有工业发展潜力的工艺。针对该工艺母液循环过程中杂质成分不确定、副产物糠酸分解反应动力学和机理不清楚等问题,在糠酸分解产物明确的基础上,测定了糠酸在4种催化体系中的分解反应动力学和分解产物的生成反应动力学。结果表明,在不同催化体系中糠酸的分解速率由快到慢依次为:10%H_(2)SO_(4)、3%HBr+2%MgBr2、3%HBr、3%HBr+2%LiBr(百分数均为质量分数)。采用1级反应动力学拟合得到糠酸在2%HBr+5%LiBr催化下的分解反应活化能为98.74 kJ·mol^(-1)。提出了糠酸分解的可能路径为糠酸先脱羧生成呋喃,呋喃再通过Diels-Alder反应生成相对稳定的2,3-苯并呋喃,2,3-苯并呋喃可与呋喃通过Diels-Alder反应进一步生成氧芴。

中国经济增长动力分解:有偏技术进步与要素投入增长

研究目标:从有偏技术进步和要素投入增长视角分解中国经济增长动力。研究方法:基于标准化供给面系统方法对中国1978~2015年的要素增强型CES生产函数进行估计,并扩展Solow增长核算方程重构中国经济增长动力分解框架。研究发现:国内研究在技术进步偏向识别、生产函数参数设定及估计方法应用方面存在部分偏误;修正偏误后本文发现考察期内有偏技术进步对于中国经济增长的动力支持总体强于要素投入增长,且有偏技术进步和要素投入增长内部发生了明显的动力转换;中国经济增速近期下滑主要由资本增强型技术进步减缓、资本累积速度下降和人口红利消失引致。研究创新:基于多种要素替代关系、市场假设和技术进步率框架,对中国要素替代弹性、有偏技术进步进行全面再评估,通过打开技术进步率的"黑箱"进一步分解中国经济增长动力。研究价值:为有偏技术进步识别和经济增长动力分解提供可靠框架。

定量分析丝氨酸/甘氨酸转换影响胃癌细胞增殖的动力学机制

目的胃癌(GC)严重影响人类的健康生活,研究表明其与丝氨酸/甘氨酸代谢密切相关。丝氨酸/甘氨酸代谢对于肿瘤细胞的增殖能力具有重要影响。本文的研究目的是探究丝氨酸/甘氨酸代谢能够影响胃癌细胞增殖能力的分子机制。方法本文通过一种基于随机和非梯度系统的势能景观所建立的大型代谢网络动力学建模方法,构建了一个稳定的胃癌细胞代谢动力学模型。基于对模型的调控,定量分析丝氨酸/甘氨酸代谢影响胃癌细胞增殖的动力学机制。对一般代谢网络动力学方程添加随机噪声,通过随机动力学分解得到代谢网络参数空间的李雅普诺夫(Lyapunov)函数。进一步减少与随机波动相关的Lyapunov函数变化,从而得到稳定的代谢网络。结果在动力学参数不足的情况下,成功构建了胃癌细胞代谢网络的动力学模型。当胞外丝氨酸可用时,模型优先消耗丝氨酸;当甘氨酸生成丝氨酸的速率增加时,模型显著上调生成S-腺苷甲硫氨酸(SAM)和S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)的稳态通量。结论本文证明了胃癌细胞对于丝氨酸的优先摄取以及丝氨酸/甘氨酸转化速率对SAM生成的重要作用,其可能通过调节细胞甲基化进程影响胃癌细胞的增殖能力,为靶向丝氨酸/甘氨酸代谢的癌症治疗提供了新的思路和方向。

低雷诺数下两类柱体绕流的动力学模态分解

随着计算流体力学的迅速发展,基于特征提取技术的模态分解法已广泛应用于非定常流场的时空演化规律及流场机理研究。采用动力学模态分解法(dynamic mode decomposition,DMD),在雷诺数为100的条件下,分析了单方柱和单圆柱尾流卡门涡街发展的过渡阶段和稳定阶段的动力学特性,分别提取了两阶段两类柱体周围涡量场的子模态,分析并对比了各模态的频率及增长率,并进行了流场重构。结果表明:在过渡阶段,两类柱体的流场存在相同的内在结构—静态模态、卡门涡脱落模态、类卡门涡脱落模态、漂移模态和双倍频模态。其中静态模态代表了平均流场,卡门涡脱落模态及类卡门涡脱落模态分别对应2个阶段的卡门涡结构;此外,漂移模态的提取则体现了过渡阶段流场均值随时间的变化情况。在稳定阶段,DMD提取了稳定卡门涡街阶段的主要涡脱结构及其高次谐波模态,各模态均为周期性模态且增长率极小,随着频率的增大,模态相应的振幅及相干结构的尺度都减小。对比2个阶段的DMD结果发现,圆柱流场的主要结构在空间分布上更加接近背风面,其近尾流处的旋涡动态发展更加强烈。在重构相同精度的流场时,两类柱体皆在过渡阶段所需的DMD模态数更多,误差在空间分布上略有不同。

聚丙烯/成核剂复合材料的非等温热分解动力学研究

通过热重分析(TGA)法研究了含有不同含量成核剂(20E)的聚丙烯(PP)复合材料在氮气气氛中不同升温速率下的热分解过程,热重分析结果显示:成核剂20E的加入能够显著提高PP复合材料的热稳定性,当分别添加500 mg/kg、800 mg/kg成核剂20E时,PP-1和PP-2复合材料的t_(max)分别为454.4℃和458.8℃,相比纯PP的t_(max)分别提高了6.4℃和10.8℃。分别采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法研究PP复合材料的热分解动力学,结果表明成核剂20E的加入使得PP复合材料的活化能有明显的提高,复合材料分解需要更高的温度,热稳定性变好,当成核剂20E的用量为800mg/kg时,PP-2复合材料活化能与PP相比约提高了63.58%。

二硫化钼掺杂改性FOX⁃7含能复合材料的热分解特性

为了提高1,1‐二氨基‐2,2‐二硝基乙烯(FOX‐7)的热分解特性,在较低分解活化能下实现能量的快速释放,采用溶剂‐反溶剂的方法制备了掺杂改性的FOX‐7/MoS2含能复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、热重‐差示扫描量热仪(TG‐DSC)等分析测试手段对复合材料的形貌结构、物相组成、热分解特性、分解活化能进行了表征和测试。结果表明,掺杂改性的FOX‐7/MoS2含能复合材料既可以提高低温阶段的分解温度,又可以催化高温下的分解放热。其中,与原料相比,FOX‐7/MoS2‐5%的低温阶段的分解温度和分解活化能分别提高了6.8℃和78.6 kJ·mol^(-1);高温阶段的分解温度和分解活化能分别降低了23.4℃和340.4 kJ·mol^(-1)。热重‐质谱结果表明,高温阶段FOX‐7/MoS2‐5%产物中CO_(2)的比例从7.3%增加到16.8%,表明MoS_(2)的掺杂改性又促进了高温阶段的分解,使分解更加完全和充分。

粒度对石灰石分解动力学影响的热重实验研究

由于粒度对石灰石分解动力学影响的研究结果差别较大,因此采用多重扫描速率法和单个扫描速率法相结合的动力学方法作进一步研究。通过对5种不同粒径的石灰石进行考察,结果表明:活化能随转化率的增大而减小,随粒度的增加呈现先增大后减小的规律,Avrami-Erofeev方程控制的随机成核和随后生长模型为石灰石分解的最概然机制函数,因此该方法是可行的和可信的,也说明动力学方法的选择是重要的。

过氧化物复合引发剂分解动力学模型及应用

After studying the measurement method of peroxide concentration by iodometry, the decomposition kinetics of five types of peroxides were investigated in detail. On the basis of the additive property for rate, a decomposition kinetic model of peroxide mixtured initiator has been deduced. The model values of decomposition rate constant coincided with the experimental data. The kinetic behavior of the vinyl chloride suspension polymerization with peroxide mixture as initiators can be predicated by using the model of decomposition rate constant of peroxide mixture and simulating the model of vinyl chloride polymerization.