土力学教学中三相指标计算实用程序开发

在土力学教学、学习及实际岩土工程设计计算中,土壤三相比例指标的换算是必备的基础技能。同时,土壤三相比例指标计算较为繁琐且易出错,会影响到学生对课程学习的兴趣,不利于学生对知识点的掌握。为提高教学质量,运用C++编程语言开发了一个可用于计算土壤三相指标的实用计算程序。该程序梳理选取8个常用土壤三相比例指标,利用其中任意3个已知指标,通过求解非线性方程组得到3个基本指标,再进一步计算得到其他换算指标。该程序不仅为土力学教学提供一个辅助教学工具,也为学生将来运用土力学知识解决复杂岩土工程问题提供一个简便计算工具。

俯冲带流体——来自(超)高压变质岩石的证据

俯冲带是地球上岩浆活动、高压—超高压变质作用、中深源地震、壳幔物质交换、元素循环和铜金大规模成矿的集中发生场所。富水流体不仅调控了这些地质作用,而且也深刻影响了全球C、S等挥发分的循环。当蚀变大洋岩石圈及上覆沉积物进入俯冲带中深部(15~300 km),伴随由葡萄石-绿纤石相至超高压榴辉岩相的递进变质作用,含水矿物在不同深度的分解造成流体释放为一连续过程。除极端高地温梯度环境之外,大多数俯冲带洋壳释放的流体为富水流体。但,俯冲带不同深度所产生的流体特征有明显差异。出露于全球造山带的高压—超高压变质地体保存了分凝体、脉体、水压致裂角砾岩等流体作用的有力证据,绿辉石、石榴子石、绿帘石等矿物中原生流体包裹体为流体的直接记录。在俯冲带中等深度(<65 km),流体是溶质含量很低的含卤化物水溶液,可含CO_(3)^(2-)、SO_(4)^(2-)、HS^(-)等组分,其所含Si、Al、Ca、Mg、Fe、Na主量元素溶质相当于海水中固化物量的2~3倍,并具大离子亲石元素(LILE)、轻元素(B、Li)富集和高场强元素(HFSE)亏损的特点。当深度≥65 km时,流体转化为类似于超临界性质的溶液,含CH_(4)、C_(2)H_(6)、H_(2)S等挥发分,其所含主量元素溶质显著增加,微量元素除LILE等外,还负载相当量的HFSE和过渡族成矿元素。俯冲带65~100 km深度,为富水流体向超临界流体转变的区间。这种流体具有“亚超临界”性质,发生了氧化还原性质和元素溶解能力的渐变,并伴随硬柱石和角闪石的最终耗尽。高压变质岩石及相关脉体的O、Sr、Nd和金属同位素示踪研究表明俯冲带流体的源区多样,有蚀变基性洋壳、地幔橄榄岩和沉积物,并保存了海底热液蚀变作用的印迹。流体以脉冲方式沿网络状裂隙呈隧道式运移和传输,规模可达千米级,时间尺度在数月至数百年。目前通过高压—超高压变质岩的研究对俯冲带流体已经有了深入的了解,但展望未来,该领域依然有诸多争议和科学问题值得探索。

从废旧电池中回收二水磷酸铁再生LiFePO_(4)/C

使用酸浸—加热回流法从废旧磷酸铁锂电池中回收得到二水磷酸铁,将其作为原料并添加一定量的锂源和碳源,通过高温固相法再生了LiFePO_(4)/C,并研究了温度对再生LiFePO_(4)/C电化学性能的影响。首先采用酸浸—加热回流法对废旧磷酸铁锂正极片进行处理生成FePO_(4)·2H_(2)O,洗涤烘干后研磨得到FePO_(4)·2H_(2)O粉末,XRD表征和ICP测试结果显示回收得到的FePO_(4)·2H_(2)O结构完整、纯度较高。然后在FePO_(4)·2H_(2)O粉末中添加碳源,在高温下制备LiFePO_(4)/C材料,对其进行结构与形貌表征以及电化学测试,发现以葡萄糖为碳源、温度为700℃、葡萄糖量为理论生成磷酸铁锂质量的17%时再生的LiFePO_(4)/C电化学性能最佳,0.3 C倍率下再生的LiFePO_(4)/C首周放电比容量可达141.8 mAh/g,循环100周后容量保持率可维持在94.3%。通过与商用LiFePO_(4)/C进行电化学性能对比,进一步验证了该工艺再生的LiFePO_(4)/C有着优良的电化学性能。

掺杂二氧化钛/碳的制备及可见光催化制氢

采用深度低共熔溶剂为前驱体,通过一步热解法制备N,O掺杂多孔碳纳米片原位复合N,C掺杂TiO_(2)异相结光催化剂。所得多孔异相结提供了更高的比表面积和更多活性位点。高温形成的锐钛矿相和金红石相TiO_(2),构成异相结,有利于光生电子和空穴的分离,抑制光生载流子重组。此外,TiO_(2)与碳纳米片复合,光生电子转移到碳纳米片表面,进一步分离光生电子和空穴。元素掺杂两相TiO_(2),使禁带宽度变窄,拓宽了对可见光的吸收利用,提高了光催化还原水析氢活性。在可见光析氢测试中,产氢速率达到28.7 mmol·(g·h)^(-1),是单独使用锐钛矿TiO_(2)的29.3倍。

B/C期肝细胞癌微创术(RFA、TACE)联合应用的疗效研究

目的探讨射频消融术(RFA)、肝动脉化疗栓塞术(TACE)对B/C期肝细胞癌的疗效价值。方法收集60例B/C期肝细胞癌患者3年的随访资料,按治疗方式分为单TACE组(n=21)和TACE联合RFA组(n=39)。分析术前术后肝功、MRI影像学资料、患者生存和复发情况,对患者术后总生存时间和复发时间进行比较。结果两组患者术前术后肝功包括白蛋白、总胆红素、活化部分凝血活酶时间(APTT)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)等均无明显差异(P>0.05)。单TACE组在18月、24月生存率与TACE联合射频消融组生存率的差异有统计学意义(P<0.05)。单TACE组相较TACE联合RFA组的三年生存风险比、复发风险比分别为2.4382和2.985,均有统计学差异(P<0.05)。结论B/C期肝细胞癌患者行TACE联合RFA治疗较单TACE治疗复发风险低,生存几率高,预后较好。

全空域相控阵测控系统下的目标跟踪方法

随着我国航天测控(Tracking Telemetry and Command, TT&C)领域的不断发展,面向全空域相控阵TT&C的工程应用越来越多,传统TT&C系统中的校相及跟踪方法无法适应新的工程应用。针对目前全空域相控阵TT&C系统中校相及目标跟踪方法与传统TT&C系统不通用的问题,结合工程实践应用,介绍了全空域相控阵TT&C系统中的校相及目标跟踪方法。实践表明,所提方法具有良好的目标跟踪能力,可满足工程需要。

利用中继卫星的航天器入轨段天基测控技术研究

大规模星座入轨段测控对卫星安全至关重要,但同一地面站同时支持的卫星数量有限。为解决大规模星座发射入轨段地面测控资源不足的问题,文章首先介绍了目前一箭多星的入轨段测控方法,然后从天基测控支持大规模星座入轨的可行性和可靠性角度出发,对中继卫星的能力和中继测控终端的设计进行了研究,提出一种利用天基测控实现多星入轨段测控的方案。该方案详细分析了大规模星座卫星入轨初期测控链路的影响因素,并给出一种综合利用软件仿真结果和星上自主计算结果的稳定可靠的入轨段天基测控方案。该方案仅需在现有中继测控终端使用方法基础上进行适应性更改即可满足多星入轨需求,方法简便易实现。

采用两步固相法配合表面活性剂制备LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_(4)/C正极材料的研究

磷酸锰铁锂复合材料能够兼具磷酸铁锂和磷酸锰锂优点,得到较高的能量密度,但锰铁比过高反而会降低材料的离子电导率和电子电导率。为了提高电导率并降低材料阻抗,采用表面活性剂油酸辅助的两步固相方法,制备了粒径较小、孔隙分布均匀且碳包覆薄厚均匀适中的LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_(4)/C正极材料(LFMP/C-3)。循环充放电测试表明,该材料在1C下放电比容量为119.6 mA·h/g,循环100次后为102.8 mA·h/g,循环效率为88.87%。经倍率测试得出,在0.1C、0.5C、1C、2C、5C和10C倍率下的平均放电比容量分别为141.08、132.70、128.44、105.86、89.10、83.40 mA·h/g,在之后的0.1C倍率下仍能恢复到开始5次的平均水平。循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)测试表明,LFMP/C-3样品具备较小的极化程度、最低的电荷转移阻抗(139.75Ω/s^(1/2))和较高的锂离子扩散系数(1.46×10^(-14)cm^(2)/s)。结果表明,油酸的加入可获得良好的形貌特征,从而促进锂离子的脱嵌,提高材料的离子电导率和电子电导率,提高磷酸锰铁锂正极材料的电化学性能。

液相置换法制备硅/碳复合材料及其储锂性能

通过镁热还原SiO_(2)实现了纳米硅的制备,随后通过液相置换法将其与葡萄糖复合经过热处理获得硅/碳复合材料(Si/C)。在将制备的材料作为锂离子电池的负极材料,测试发现该材料展示了优异的循环性能(在100 mA/g的电流密度下,循环50次的比容量能维持在800 mAh/g左右)、高的倍率性能(在4200 mA/g的电流密度下保持在385 mAh/g的比容量)和不错的循环稳定性(在840 mA/g的电流密度下,循环120次其容量亦能维持在约459 mAh/g),远高于纯硅和纯碳的容量。可见碳的介入有效改善了硅的导电性,提升了其储锂性能,为Si/C复合材料在高性能锂离子电池的应用提供了一种新的策略。

异质双碳源对LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_(4)复合材料电化学性能的影响

采用水基流变相辅助的固相法,以异质碳蔗糖和石墨为碳源,合成了LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_(4)/C复合材料,研究了不同石墨加入方式对所制复合材料电化学性能的影响,并对所制备的LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_(4)/C复合材料进行了X射线衍射(XRD)、N_(2)吸附-脱附测试、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等表征。结果表明,不同石墨包覆工艺对材料结构和电化学性能具有显著影响。前驱体煅烧后再加入石墨获得的样品纯度高,形貌呈均一的椭圆形,在0.1C下的放电比容量为149 mAh·g^(-1),达到其理论比容量的87%;在5C下最大的放电比容量为133 mAh·g^(-1);在2C倍率下经过300次循环后比容量维持在127 mAh·g^(-1),衰减率仅为1.9%,表现出了优良的循环稳定性。

Nb对GH4169合金管材组织性能的影响

采用真空感应、电渣重熔、真空自耗、均匀化热处理、锻造、热挤压、冷轧、热处理等工艺得到Nb含量分别为4.90%和5.30%的两种GH4169合金管,在其他成分基本保持一致的情况下,研究了Nb含量对GH4169合金管材组织性能的影响。结果表明,在相同的热处理工艺下,随着Nb含量的增加,Nb含量越高,晶粒尺寸越细小;200℃和室温抗拉强度、屈服强度都随着Nb含量的增加而增加;且在GH4169合金管材中的析出相含量也增加。GH4169合金管在不同的固溶热处理和相同的时效热处理工艺下,得到GH4169合金管材的晶粒度尺寸在4.0~7.0级,晶粒尺寸越小,管材的抗拉强度和屈服强度越高;在相同的晶粒度下,Nb含量越高,管材的抗拉强度、屈服强度都随着Nb含量的增加而增加。

C-V2X网联环境下应急优先的绿灯补偿模型研究

针对在路口实施应急车辆优先策略会对非优先相位交通造成影响的问题,在蜂窝车联网(C-V2X)环境下进行了均衡非优先相位通行效益的绿灯补偿模型研究。搭建了相应的算法模型,并对一辆应急车辆的场景进行了模拟。该模型在不影响应急车辆优先通行的前提下,根据非优先相位实时交通需求计算补偿绿灯时间,从而最小化应急优先对非优先相位的车辆通行影响。仿真结果证明,所提模型在不同的饱和度状态下均可有效地降低应急车辆通过后非优先相位车辆的平均延误时间和平均排队长度。所提模型对于应急车辆通过红绿灯路口的策略进行了优化,提高了通行效率。

仪表着陆系统机房零地电压偏高问题分析与整改

仪表着陆系统(ILS)是航空器起飞、降落过程中提供下滑道、航向道等重要引导信号的导航设备,珠海空管站05号和23号仪表着陆系统设备为珠海机场航班安全进近和着陆扮演着至关重要的角色,其机房供配电直接关系到民航空管安全。结合仪表着陆系统05号下滑台机房零地电压偏高问题,探究零地电压产生的原因、零地电压过高的影响、排查手段及防控措施,为解决类似问题提供参考。

高熵合金/陶瓷在Ti(C,N)基金属陶瓷中的研究现状与展望

Ti(C,N)基金属陶瓷因其具有良好的硬度、耐磨性和化学稳定性,成为制造业中不可或缺的关键材料,进一步提高金属陶瓷材料的强韧性对扩大其应用领域和应用规模具有十分重要的意义。本文阐述了Ti(C,N)基金属陶瓷的相结构特点,并重点综述了高熵合金/陶瓷在Ti(C,N)基金属陶瓷的黏结相和添加相成分设计和制备中的应用。对高熵合金/陶瓷在金属陶瓷的主要研究方向进行了总结展望:在Ti(C,N)基金属陶瓷中加入高熵合金黏结相后组织的演变和对材料性能的影响机理需进一步研究;同时高熵陶瓷添加相在Ti(C,N)基金属陶瓷中的作用及机理也是一个重要的研究方向。

Multi-h C波段导航信号调制方式及性能评估

近年来,L波段(1164~1610 MHz)频谱拥挤日渐严重,我国北斗卫星导航系统可用资源明显不足,基于频谱资源的不可再生性,探索研究新频段迫在眉睫。鉴于目前C波段导航信号设计尚不成熟,各国对C波段卫星导航信号体制也都还处于探索研究阶段,我国有必要预先开展C波段卫星导航信号研究。处于C波段中5010~5030 MHz的卫星导航信号具有较少的频谱干扰、较低的电离层误差等显著优势,但仅有的20 MHz带宽对诸如射电天文业务(Radio Astronomy Service,RAS)和微波着陆系统(Microwave Landing System,MLS)等相邻业务频段的射频兼容性要求极为严苛。首先提出将多调制指数(Multi-h)的正交频分复用-连续相位调制(Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Continuous Phase Modulation,OFDM-CPM)联合调制方式应用于C波段卫星导航;其次,在分析关键参数对Multi-h OFDM-CPM信号功率谱特性影响后,选取关联长度L为64、调制指数h为0.5的单调制指数(Single-h)OFDM-CPM(10)信号和h为[1/16,3/16]的Multi-h OFDM-CPM(10)信号作为C波段候选导航信号;最后,对包括兼容性、码跟踪精度、抗多径干扰在内的基础导航性能指标进行评估。研究表明,OFDM-CPM调制方式能很好兼顾C波段信号的带外约束性和导航性能要求,OFDM-CPM(10)h=[1/16,3/16]信号在所述各个基础导航性能指标上均表现最佳,在兼容性方面能弥补OFDM-CPM(10)h=0.5信号的略微不足。然而考虑到多调制指数会增加接收机复杂度,因此在C波段导航中,只有当接收机采用低复杂度检测算法时,Multi-h OFDM-CPM信号才会是比Single-h OFDM-CPM信号更佳的选择。

三相电能表计量误差自动检定方法设计

为了提升三相电能表计量误差检定方法的有效性、避免冗余数据给检定过程带来的干扰,提出基于聚类优化的三相电能表计量误差自动检定方法。利用模糊C-均值(FCM)聚类算法提取三相电能表检定数据的核心特征,并构建检定数据核心特征数据集。利用核函数划分原始的特征空间,以映射到更高维的希尔博特空间。建立支持向量机(SVM)模型,并将核心特征数据集输入该模型,以较少数据实现对三相电能表计量误差的自动检定,从而提高检定的精准性。试验结果表明:该方法的检定时间较少,均在2.5 s以下;三相电能表计量误差检出率均达到90%以上,能够有效提升检定效率。该方法在计量误差检定中具有重要作用。

相控阵测控技术(四):相控阵测控中角误差对测速/测距误差的耦合效应

相控阵中,控制各阵元移相值实现角度跟踪的同时也会对合成载波的相位产生影响,而测控中的测速/测距又是通过测量该相位来实现的,这就使得角度跟踪对测速/测距精度产生了影响,这是相控阵应用于测控系统的主要技术问题。研究了这种效应及其产生的机理,分析了各种影响因素,阐述了它的物理意义,推导出了相应的公式,指出了它对测速/测距误差的影响。

相控阵测控技术(一):相控阵角跟踪概论

相控阵同时多波束对多目标的高精度连续闭环角跟踪,是相控阵技术中的一个新的重要领域。针对此,提出用递归累加进行相位控制并构成一个积分环节,以此为基础构建成基本的一阶角跟踪环路,在环路中可再增加积分环节的个数构建成高阶的自动控制系统,从而实现高精度的连续角跟踪。给出了系统框图,推导出了常用的二阶环的闭环传递函数表达式,它与锁相环的闭环传递函数类似,可以应用锁相环技术的很多有关成果。还介绍了投影面转动法、空窗滑动法等相控阵角跟踪方法,尽管它们的跟踪方案不同但都具有相同的闭环传递函数模型。

绝缘热管在大容量环保充气式开关柜应用可行性分析

文中首先针对热管传热原理进行了研究,基于CFD建模和仿真探寻了热管内部液态和气态工作介质冷凝蒸发的相互作用过程,通过与铜棒对比相同边界条件下的冷热端温度差和热阻,验证了热管高导热性的特点。然后对大容量充气式开关柜的温升传热过程进行了分析,对采用了热管结构的充气柜,在进行温度场仿真分析时将热管模型进行等效处理,忽略内部较为复杂的相变传热过程,可大幅提高计算效率,并通过试验验证了与气流场仿真结果的偏差在10%以内。最后提出了一种提高热管工作效率的绝缘热管结构,通过合理设计内部腔体、铜管嵌件和冷热段传热基座,并选用合适的工作液介质,使其同时满足绝缘和传热的要求,应用在12 kV/4000 A环保充气柜上,顺利通过了绝缘和1.1倍温升试验考核。

相控阵测控技术(五):相控阵测控系统的附加误差分析法

在相控阵测控系统中,由于角度误差对测速、测距误差耦合效应等的影响,使测速/测距误差加大。为分析这些特殊误差,提出了附加误差分析法和基准阵元法,用相控阵中的基准阵元等效机扫天线,以此作为比较基准,从而分析得到对机扫天线测控系统相控阵化后增加的各项附加误差,总的误差等于该附加误差与原机扫天线测控系统误差之和。该方法继承了机扫天线测控系统测速、测距精度分析的成熟理论,聚焦到了相控阵化后的特殊问题,物理概念较为清晰,具有较大的工程实用意义。