高压极端条件下的富氢高温超导体

自从在汞中发现4.2 K的超导转变温度以来,寻找室温超导体一直是凝聚态物理领域的研究热点。近年来,科学家在高压极端条件下发现了以共价型H_(3)S(T_(c)=203 K)和离子型LaH_(10)(T_(c)=250 K)、CaH_(6)(T_(c)=215 K)为代表的系列高温超导体,先后刷新了超导转变温度纪录,这些工作开启了学界在富氢化合物中寻找室温超导体的新篇章。本文重点介绍了目前高压下二元和三元富氢高温超导体的理论模拟以及实验制备和表征方面的相关研究进展,分析在富氢化合物中发现室温超导体面临的挑战和可能途径,为实现室温超导做出基础性贡献。

极端条件光测图像技术进展及其空天应用

与传统测量手段相比,光学图像测量具有高精度、非接触、大视场、适合实时动态测量等优势,广泛应用于航空航天、国防试验、勘察勘测、交通运输等领域。对于飞行平台成像观测、非合作目标观测、空间操作观测等,常常会叠加更多更极端的限制条件或干扰因素,要同时满足高精度等测量需求,属于一类极端条件下的测量问题。近20年来,课题组对光学图像测量的理论和方法进行系统深入的研究,取得一系列原创性成果,显著提高了目标探测能力和运动参数测量精度,开拓了光学图像测量在空天领域的应用研究。

综合极端条件实验装置:掀起你的盖头来,让我看看你是谁?

综合极端条件实验装置是现阶段我国大科学装置建设的重大项目之一,该装置的建设对若干新学科生长点的形成以及带动量子信息、物质材料等学科研究领域至关重要。本文首先介绍了装置项目的基本情况以及建设意义,接着阐释了为什么要建设该实验装置,然后按照用途、研究方向对此装置进行了分类,并介绍了各分类下各部分的作用、研究系统的功能,文章的最后对此装置项目运行管理模式进行了介绍,并指出具有全球一流技术条件的装置,必定对我国社会经济与科技的发展产生重大而深远的影响。

大规模、量子精度的分子动力学模拟:以极端条件液态铁为例

液态铁作为类地行星内核的主要组成成分,其在高温高压条件下的热力学、输运及动力学性质研究,对理解行星演化有着重要意义.极端条件物态物性在实验条件下产生困难且诊断手段有限,而理论模拟在动力学、输运性质计算方面面临着规模、精度的双重要求,极大限制了这方面的有效进展.本文结合深度学习技术,通过神经网络构造液态铁的高维相互作用势能面,在保证第一性原理计算精度的前提下,将计算规模从数百原子扩展到数十万原子体系.研究了从常压到核幔边界条件下液态铁的动力学及输运性质,并与X射线衍射、非弹性X射线散射实验对比,二者的一致性指出,深度学习技术与分子模拟的结合为我们高通量研究极端条件下真实体系的物态物性及动力学提供了有效手段.

极端条件下焊接技术的研究进展

随着科学技术的不断进步,工程应用标准的不断提高,越来越多的极端条件对焊接技术提出了更苛刻的要求。首先将服役情况分为环境温度、腐蚀环境、磨损情况、真空环境四个方面,综述了焊接结构在这些极端环境下的综合性能变化情况,同时对比了为克服这些极端环境的负面影响而研究的各类应对方法及其作用机制;其次以焊接的材料结构为出发点,介绍了大型结构与薄壁结构这两大极端尺寸结构件在焊接时的技术难题与疲劳寿命评估的现状。对当前极端条件下焊接技术存在的问题与难点进行总结与梳理,并对其未来发展方向进行展望。

极端条件下基于改进深度森林的行星齿轮箱故障诊断方法

齿轮箱是风电机组重要且易出现故障的设备,早期故障威胁系统运行安全。在极端条件中高效、准确的齿轮箱故障诊断对风电机组的安全稳定运行至关重要,因此提出了基于改进深度森林的行星齿轮箱故障诊断方法。为了实现不平衡小样本与强噪声的极端条件下行星齿轮箱故障的高效诊断,首先针对旋转机械振动数据样本较少与不平衡的情况,在Wasserstein生成对抗网络中引入梯度惩罚,生成样本补充原始数据集。然后利用多粒度扫描处理振动信号数据点之间的联系,增强数据中的故障特征。最后在级联森林内部引入新的基学习器并运用量子粒子群算法优化参数,获得具有高诊断精度的模型结构进行故障分类,输出诊断结果。经与其他智能诊断方法在多场景下进行的对比实验,证实了所提方法在极端条件下的分类效果较好,能有效提高齿轮箱故障诊断的准确性。

锂离子电池在极端条件下衰减机制分析

全球能源需求的持续增长使电化学能量转换和储存的重要性达到了前所未有的水平。在各种类型的电池中,锂离子电池因其高能量密度、高功率密度、长寿命、环保和技术成熟而成为首选。车辆可能在寒冷的冬季或炎热的夏季停放,也可能在寒冷的地区或炎热的沙漠中行驶。军事、航天,深潜等特殊场景的应用也需要锂离子电池在较宽的温度范围内运行良好。在本篇文章中,将从材料的角度分析锂离子电池在极端温度条件下电化学性能衰减的内在原因。

极端条件下高压输电线路覆冰识别检测技术

目前,越来越多的高压输电线路需穿过重度覆冰区,由冰雪灾害引起的输电线路故障问题频繁发生,从而造成一定的经济损失,故需要探索一种有效识别极端条件下覆冰输电线路状态的检测算法。提出小波变换模极大值和多尺度多结构形态学两者加权融合算法,对算法的原理进行了分析,结合所采集到的图像,通过去雾、滤波、灰度增强等方法对图像预处理,对边缘检测算法进行实现。通过对比经典常用的边缘检测算子发现,该方法在极端条件下对覆冰输电线路边缘轮廓检测误差只有0.6617%,满足极端条件下覆冰输电线路识别检测,为下一步输电线路覆冰厚度计算以及故障诊断提供技术支持。

极端条件下的重型塔吊拆除技术

结合工程实际,对市中心极其受限的空间环境下,重型塔吊的拆除技术进行了研究。从技术方案的选定、基于结构重要性的各项边界条件的计算与论证,到实际选定方案的实施、安全措施,以及施工配合等几个方面,论述了重型机械拆除的方法,以期为如今越来越严苛复杂的施工环境与越来越大型的施工机械的安拆提供一定的参考,并且进一步探讨在各个边界条件清晰下后的先期施工部署上所带来的优势。

提升极端条件应急通信保障能力研究

极端条件应急通信保障是当前应急通信面临的重点和难点。分析了极端条件应急通信需求以及当前应急通信保障能力存在的薄弱环节,提出了极端条件应急通信保障能力提升方案,包括研制先进适用的应急通信装备、构建鲁棒性与韧性较好的应急通信网络、发展智能精准的指挥调度系统、建设完备专业的应急通信队伍等。

极端条件下消防应急救援的通信保障

当前自然灾害的频发性、复杂性、多样性特征日益显现,次生灾害随之发生,导致断路、断电、断网现象增多,严重地危害了应急救援的通信保障。本文通过结合湖北省消防应急队伍参与河南省“7.20”洪灾救援遇到的通信障碍问题,分析“三断”极端条件下应急救援通信常见问题的具体成因,提出全方位提升通信管理综合效能、构筑极端条件下无人机空中中继通信体系两项对策,以优化现有通信装备、添直空白通信装备、引进先进通信装备等特殊环境下的应急救援通信保障举措,构建综合管理和挖掘现代通信装备潜能并重的应急救援通信保障体系,促使“三断”极端条件下的应急救援通信顺利摆脱困境,并为极端条件下应急救援通信理论的深入探讨提供支撑。

数字模拟弃渣场极端条件下失稳分析评价

本文以云南北部在建华坪至丽江高速公路起始段新庄附近的弃渣场现状整治情况为例,综合区域地质及堆放区地形地貌、水文地质、工程地质、地质灾害等背景因素,分析各弃渣场及其拦挡工程稳定性影响因素、安全性、危害模式、物理力学性质等条件,在数字模拟极端条件下,计算该段弃渣场形成滑坡、泥石流的相关数据,判断其形成的危害对象,险情级别。对弃渣场失稳分析评价,以预防高位地质灾害和链式地质灾害发生。

提升极端条件消防应急通信保障能力研究

在灾害和紧急情况下,通信保障对消防工作指挥调度、救援和信息传递至关重要。本文旨在分析消防应急通信的薄弱环节,包括装备、网络和指挥系统,提出针对性的建议。这将为消防决策提供科学依据,推动技术创新,增强社会抗灾能力,确保在面对灾害和紧急事件时实现快速、准确、可靠的通信支持。

极端条件驯化法提高腈水合酶产生菌的丙烯酰胺耐受性

为了提高产腈水合酶的菌体Nocardia sp.对催化产物丙烯酰胺的耐受性,利用极端条件改造了现有的丙烯酰胺生产菌株RS,通过向发酵液间歇加入丙烯腈催化生成丙烯酰胺,为菌体制造出一个极端环境,使菌体在生长催化过程中逐渐适应高浓度丙烯酰胺,强化其丙烯酰胺耐受性,驯化得到了RS-1菌株.研究了驯化过程中菌体存活率、比死亡速率和腈水合酶活性随丙烯酰胺浓度的变化.在不同的丙烯酰胺初始浓度(0～400g/L)下比较了两菌株的丙烯酰胺耐受性,RS-1菌体催化丙烯腈水合的速率都大于RS菌体,平均提高30.8%;而且RS-1菌株的胞内腈水合酶也具有较好的丙烯酰胺耐受性.在相同的水合条件下,RS-1菌株催化所得的丙烯酰胺终浓度和丙烯腈转化率分别为587.1g/L和99.97%,都明显优于RS菌株的水合结果.在进一步的水合实验中,RS-1菌株催化所得的丙烯酰胺终浓度达到了641.4g/L.

极端条件下联圩区外河网洪水安全研究

通过杭嘉湖地区长序列水文数据频率分析,选择典型设计暴雨,建立联圩区概化的河网非恒定流水动力学模型,计算外围洪水、潮水位胁迫下的极端设计洪水过程。考虑现有排涝安全格局条件,以及极端水文过程对河网防洪安全高度的潜在影响,以极端设计暴雨过程为例,对洛塘河小流域河网现状及校核条件下河堤约束进行计算,分析联圩区河网的防洪安全标准修正方法,建议进一步提升洛塘河星火、长春和斜西各圩区段的河道堤防防洪标准,以保证极端条件下洛塘河的防洪安全。

极端条件下堆石坝溃坝风险及应急预案

考虑洪水漫顶条件下的溃决模式,拟定汛限水位、校核洪水位与校核洪水流量、多年平均入库流量的极端组合方式,采用DB-IWHR模型计算堆石坝溃坝洪水过程;利用MIKE 21模拟洪水演进过程,取支流历史最大洪水过程并使其与干支流洪峰遭遇,评估洪水对下游的淹没风险。以涔天河大坝为例,根据库容、堆石材料参数等确定不同入库洪水组合方式及坝体侵蚀特性,结果表明:构建的溃坝及洪水演进模型能较好模拟溃坝过程及溃坝洪水对下游的淹没风险特征。最后提出库坝安全运行建议,并制定避洪转移预案。

10 MW张力腿平台风电机组极端条件下响应特性分析

使用FAST构建10 MW漂浮式风电机组的完全耦合非线性模型,针对极端情况,通过耦合求解器FAST对张力腿平台(TLP)式风电机组的叶片、塔架和平台等关键部件进行研究。结果表明:在最大运行工况下,TLP式风电机组风轮叶片承受更大的载荷,但在极端停机工况下,塔架承受更大的弯矩和剪切力;TLP在极端停机工况下的响应更剧烈。风轮叶片的结构校核应基于运行工况,而其他部件的结构校核要考虑极端停机工况。

极端条件下的变质作用——变质地质学研究的前沿

在简单回顾变质地质学形成和发展的不同历程的基础上，扼要地总结了近年来有关极端条件下的超高压变质作用、超高温变质作用和很低温变质作用研究的现状和存在的问题。根据峰期变质温度的不同，结合其矿物组合和地质产状特征，进一步提出将超高压变质作用划分为低温超高压变质作用（峰期变质温度低于600℃）、中温超高压变质作用（峰期变质温度介于600-900℃）和高温超高压变质作用（峰期变质温度大于900℃）。低温超高压变质作用与大洋板块的冷俯冲作用有关，其研究对于探讨俯冲带水流体的循环和地幔水流体的成因具有重要意义；中、高温超高压变质作用与大陆深俯冲作用相关，是目前超高压变质作用研究的热点领域；高温超高压变质作用的研究与探讨地球内（深）部组成和结构相关，一直是地质学家关注的前沿问题。超高温变质作用研究正在向深入发展，中国有关超高温变质作用的研究才刚刚起步；很低温变质作用的研究长期以来没有得到应有的重视，随着研究手段和方法的不断完善和提高，将会有大的发展。极端条件下的变质作用是近年来固体地球科学研究取得的重要进展，是目前变质地质学研究的前沿领域。

井下极端条件核磁共振探测系统研制

简要介绍2005年至今笔者课题组在井下极端条件核磁共振探测系统研制方面的成果。这里的极端条件是指:高温、高压、仪器体积受到严格限制、测量时处于运动状态、被测样品处于探头之外、低场、低信噪比等。处于井下极端条件的核磁共振探测与常规条件下的核磁共振探测很不相同,需要特殊的探头和测控系统,对降噪及资料处理和解释也提出一系列技术和工艺要求。围绕井下极端条件核磁共振探测的关键科学问题、技术问题、工程问题、工艺问题,介绍解决方法和相应进展,包括探测系统的基本组成与研发流程,探头设计与实现,测控系统设计与实现,降噪方法与效果,数据采集及处理软件的设计与实现。设计制作并测试偏心型和居中型两种探头、全套电子线路及降噪方法、采集与处理软件。所研制的探测系统已经投入到工程化应用,提升了中国石油工业高端技术的水平。

卤虫在极端条件下的孵化和养殖技术

卤虫，隶属于节肢动物门，甲壳纲，鳃足亚纲，无甲目，盐水丰年虫科。作为鱼类育苗的良好饵料，正日益受到广泛的应用和重视。尤其随着一些优质水产品（海鲈、牙鲆、凡纳对虾等）的人工育苗技术的突破，对卤虫的需求量正日益扩大，对卤虫需要的时间要求也正从季节性（常规的育苗季节如每年的四，五月）变为全年性的需求（如海马等）。然而，由于受到气候的变化及卤虫孵化条件的限制，卤虫的需求与生产正日益受到负面影响和制约。