鱼类产卵敏感期河流生态流速的分区分类阈值研究

敏感生态流量目标的合理制定是生态流量管理的重难点问题。针对目前敏感生态流量目标制定中存在的计算方法繁杂、关键参数缺乏等问题,本文以鱼类产卵期为重点,提出了分区分类河流敏感期生态流速和生态流量核算方法,制定了不同区域(东北、黄淮海、西南、长江中下游和东南沿海)、不同类型(按集水面积、山区河段和平原河段等划分)河流敏感期生态流速阈值。结果显示,全部分区分类推荐流速平均值为0.66 m/s,其中山区大站平均值为0.94 m/s、山区小站平均值为0.62 m/s、平原大站平均值为0.63 m/s、平原小站平均值为0.46 m/s。基于阈值核算了全国217个鱼类产卵生境保护河段的敏感期生态流量目标,并结合部分断面湿周法结果对阈值合理性与适应性进行了验证,验证结果表明相关阈值和方法适应于不同类型、不同规模河流,可为我国现阶段河流敏感生态流量管控提供参考。

固态电池关键材料体系发展研究

固态电池技术是发展兼具高能量密度、高安全性、长寿命和低成本的下一代电池的重要保证,当前全球主要国家及地区均在加快布局固态电池研发和产业化。本文从固态电池关键材料的技术体系、产业体系和支撑体系3个方面着手,综述了国际固态电池关键材料体系的发展现状,分析了美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区的固态电池技术发展路径、产业规模和支撑体系建设情况,梳理了我国固态电池关键材料体系的发展现状并提出了发展目标。研究发现,我国固态电池正处于推广发展期,在关键原材料、关键科学技术瓶颈突破、规模化量产及产业化应用等方面面临挑战。研究建议,坚持分步发展固态电池的总体策略,设立国家级固态电池发展规划和重大科技专项,推动固态电池技术研发机构建设,促进固态电池市场化应用及产业转型,优化固态电池生态环境建设,实现我国固态电池产业领跑世界。

碱激发垃圾焚烧底灰地聚物的制备及其水化特性研究

本文采用城市垃圾焚烧底灰(BA)、偏高岭土和矿粉作为原料,NaOH和水玻璃作为碱激发剂来制备底灰地聚物,重点研究了不同碱含量、BA掺量对聚合物抗压强度及水化特性的影响。研究表明:当碱含量达7%(质量分数,下同)时,过量的钠与活性钙、活性硅和铝反应,从而形成大量低强度N-A-S-H,使底灰地聚物强度下降;当碱含量固定、BA掺量达到80%时,底灰地聚物的强度大幅度降低。对于底灰而言,其聚合物体系对重金属离子具有显著的固化效果。因此,采用BA制备底灰地聚物对城市固废绿色再生利用和环境保护具有重要意义。

阀后管道突扩对控制阀门流阻特性的影响

为准确地描述非均匀流条件下控制阀门阀后采用突扩管道后的流阻特性,针对典型控制阀门(活塞式调流阀与固定式锥形阀),采用物理模型试验与理论分析方法,基于阀后突扩管道内的流场结构及试验段压力特性,研究阀后管道突扩对典型控流调压阀门流阻特性的影响规律。结果表明,不同阀型采用相同突扩体时的流阻特性变化程度不同,阀型的影响主要体现在改变了突扩体的入流、出流条件。在规范公式的基础上,考虑阀门出流流场结构(突扩体入流条件)与水流缩脉(突扩体出流条件)的影响,分析得到管道突扩比与阀门流量系数的定量关系,规范计算值与试验值的最大差异约为8%,优化公式计算值与试验值最大差异约为1%,说明改进后的突扩体流阻系数公式的计算精度较规范公式有所提高。研究结果可为高压差、大流量调流调压系统管路设计提供参考。

基于CFD-DEM算法的气力输送气固两相流特性分析

超轻粉体颗粒由于质量较小,在运输过程中易受气流扰动而飘散,物料的管道气力输送过程不稳定,易发生堵塞。为了研究超轻粉体颗粒在旋流气力输送中气固两相流流动特性,采用计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM),对Komax型静态混合器内气固两相流动特性进行数值模拟研究。研究发现,带有Komax型元件的水平管道可以改变颗粒的流动情况,改善了水平管道内颗粒堆积和分布不均匀的现象;分别从颗粒相和流体相的流动状态分析得到元件长径比Ar=3时为最优几何结构;通过正交实验极差分析得到影响气固两相流动特性的因素顺序:输送气速>颗粒质量流量>颗粒粒径。当元件Ar=3时,颗粒-颗粒和颗粒-管壁的碰撞次数与碰撞强度呈现负相关,结合出口颗粒流分散状态,优选输送气速为3~4m/s;主要考虑输送气速对管内压降的影响,提出了带有Komax型元件的水平管道气力运输过程中压降与输送气速和轴向位置的经验拟合式。

2023年积石山6.2级地震诱发大规模黄土液化流滑的特征与启示

2023年12月18日23时59分,甘肃省积石山县发生了6.2级地震,震中位于北纬35.7°,东经102.79°,震源深度10 km。本次地震在距震中约20 km的青海省海东市民和县永川乡金田村和草滩村二级阶地黄土台塬地貌下引发了长2.5 km的大规模液化流滑灾害,引起了国内外的高度关注。笔者在震后立即对该液化流滑灾害和地震动特征进行了现场联合调查,基于现场考察、无人机现场勘测、钻孔勘探、电法探测、参考历史同类灾害的前期研究成果等手段,初步查明了液化流滑的特征与机理。结果表明,该液化流滑是由于地震触发11 m深度以下地下水饱和的黄土层大面积液化,上覆土体随液化土体沿液化层带顺着2°~3.5°的缓斜坡方向流滑进入冲沟,然后,沿坡度为1.5°~5°的冲沟向下游继续流滑。在流滑过程中,液化土体中喷涌出的大量水与上覆土体中高含水率表层土中的水不断与流滑土体搅合揉搓使得流滑混合体在到达冲沟中下部的拦洪坝之前,已经演化为泥流。在遇到拦洪坝受阻漫溢到左右两岸的同时,泥流转而也进入了左侧另一条相邻冲沟一定距离,最终拦洪坝溃坝,泥流继续下泄到了金田村和草滩村,造成两村51户房屋被埋或冲毁,20余人死亡,泥流最终停止于两村下游约317 m处。并在结论中得到了评估与减轻此类灾害风险的启示。

改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥性能试验研究

基于以废治废理念,提出了用改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥的新思路,并开展了室内试验研究,测定了固化淤泥试样的含水率、无侧限抗压强度及抗剪强度指标。试验结果表明:垃圾焚烧底渣磨细粉和未研磨的原渣按1∶1比例混合时,具有最优的固化性能;在最优混合比条件下,固化淤泥的无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角均随龄期和改良垃圾焚烧底渣掺入比的增加而增大,含水率则相反;当改良垃圾焚烧底渣掺入比为35%时,固化淤泥28 d无侧限抗压强度达到了58.4 kPa,含水率由67.4%降至38.0%,采用改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥是可行的。

防治煤自燃的高堆积固化泡沫的制备及应用

漏风是引发矿井煤自燃的重要原因,而煤自燃火灾影响了矿井的正常生产。为解决传统无机固化泡沫(TISF)在充填堵漏过程中存在胶凝时间长、堆积能力弱的问题,提出经液态硅酸钠(LSS)改性制备的速凝无机固化泡沫(RISF)。研究了不同掺量的LSS对泡沫浆液胶凝时间、堆积能力等性能的影响规律,采用抗压强度、稳定性测试等表征手段,确定了LSS的最优添加量为5%(质量分数),RISF的28 d抗压强度达2.49 MPa,是TISF的1.7倍,最大密度比R为1.11,稳定性提升20%左右;胶凝时间和堆积能力的测试结果表明,与TISF相比,RISF的凝结时间大幅缩短(从683 s缩短到52 s),堆积能力提升(最大堆积高度提高1.9倍)。基于此,结合扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对RISF的速凝固化机理进行了探究。试验结果表明,RISF具有更多的水化产物且不同的水化产物紧密交织,颗粒水化过程中,LSS水解生成原硅酸根与溶液中的钙离子结合,加快水化反应,缩短了泡沫浆液的胶凝时间。但也发现,当LSS添加量超过5%时,RISF的抗压强度降低,稳定性下降,这主要是因为过量的LSS使溶液中的钙硅比例低于1.0,导致生成了低强度的水化产物。堵漏风试验和灭火试验结果表明,与TISF相比,RISF具有较高的堵漏效率和优良的防灭火性能,堵漏效率最高提升26.3%,并且在扑灭煤火时未出现复燃。RISF在利民煤矿矸石山的现场应用表明,其具有良好的降温灭火效果,有效解决了矸石山的高温难题,确保了矿井的正常生产。

基于全纯嵌入的电力系统不确定性仿射潮流方法

仿射潮流算法是求解新型电力系统状态量分布特征的重要手段。针对现有仿射潮流算法保守度较高、算法效率较低且需要选择合适的迭代初始值等不足之处,该文提出一种基于全纯嵌入的不确定性仿射潮流计算方法。首先,构建电力系统节点电压和功率仿射模型,并建立系统仿射潮流方程。在此基础上,将嵌入因子引入到仿射潮流方程中,构造具有泰勒级数形式的全纯嵌入仿射潮流模型;接着,将仿射潮流求解问题转换为泰勒幂级数系数的求解问题,获取状态量初始解及递推关系,计算不确定性潮流的仿射解。最后,算例验证所提算法具有保守性低、计算效率高和量化分析分布式电源出力对电压影响等优势。

快掘面风流动态调控参数与压抽比对粉尘运移的影响及降尘分析

随着矿山快掘设备的逐渐引进,快掘面粉尘污染问题愈加严重。为有效减少快掘面生产过程中的粉尘污染,设计出风流动态调控降尘净化系统,通过调节风流的状态并设计了不同工况下的风流调控方案,以降低司机处粉尘浓度与粉尘的扩散距离。以陕西某矿快掘面为例,建立了风流—粉尘耦合场有限元模型,并对模型进行了井下验证;分析了风流动态调控降尘净化系统中出风口偏角、出风口缩放口径、出风口距端头距离及风量压抽比4个参数对风流与粉尘场的影响规律;设计正交试验分析了各参数与司机处粉尘浓度与粉尘扩散距离之间的关联性,确定了最佳调控净化方案。结果表明:各参数对司机处粉尘浓度与粉尘扩散距离影响程度的显著性排序由大到小依次为风量压抽比、出风口偏角、出风口距端头距离、出风口缩放口径。确定的最佳调控净化方案为出风口距离端头10 m、出风口偏角20°、出风口缩放口径1.0 m及风量压抽比1。设计搭建试验平台进行了准确性及净化效果测试验证,模拟值与试验值的平均误差小于8.91%,净化后司机处粉尘浓度由327.22 mg/m^(3)降低至156.47 mg/m^(3),降低了52.18%,粉尘扩散距离由39.74 m缩短至25.91 m,缩短了34.80%,有效改善了快掘面的空气环境。

4D-Flow MRI在肥厚型心肌病左室流出道血流评估中的价值探索

目的 探索四维血流(four-dimensional flow,4D-Flow)磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)技术在左心室腔内应用的可行性。材料与方法 本研究为前瞻性、横断面研究,纳入2022年8月至2023年1月于我院接受心脏MRI检查的21例肥厚型心肌病患者,采用3.0 T MRI扫描仪进行二维血流(tow-dimensional flow,2D-Flow)及4D-Flow成像,收集患者一周内进行的超声心动图检查结果。采用组内相关系数(inter-class correlation coefficient,ICC)、变异系数(coefficients of variation,COV)及Bland-Altman分析比较2D-Flow、4D-Flow评估左室流出道峰值流速的可重复性及一致性,并通过Pearson相关性分析探究二者与超声心动图测量结果的关系。结果 2D-Flow和4D-Flow观察者内/观察者间的ICC分别为0.999/0.999和0.995/0.992,COV分别为0.5%/0.5%和2.4%/2.6%。4D-Flow与超声心动图的测量结果呈中度相关,相关系数r值为0.574(P=0.006),但一致性较差,ICC为0.375(P=0.013)。2D-Flow与4D-Flow和超声心动图间无显著的一致性及相关性。结论 4D-Flow技术能够可视化心腔内血流模式,对左室流出道峰值流速的测量具有高度可重复性,且与超声心动图的测量结果具有显著的一致性。

气水两相下降流中泡状流与段塞流转换边界研究

针对塔河油田气水混注驱替“阁楼油”过程中泡状流与段塞流转换边界不清的问题,利用数值模拟方法对气水两相下降流中泡状流与段塞流进行了模拟分析。结果表明:在气相表观流速为0.01~1.00 m/s、液相表观流速为0.03~2.00 m/s、管径为76 mm的模拟条件下,管道中主要为泡状流和段塞流;与模拟结果相比,Barnea、Kokal、薛玉卿模型预测的转换边界偏小,Bhagwat和Yijun模型预测的转换边界偏大;随着气相表观流速增加,泡状流向段塞流转换时所需液量逐渐增大;在低液量条件下,越靠近管道中心,气泡数量越多,空隙率越大;随液量增加,单个小气泡体积减小,气泡在整个管道横截面上分布越均匀。基于漂移模型,考虑气泡群滑脱速度,建立了新的泡状流与段塞流转换边界模型,216组文献数据验证结果显示,新模型准确率为95.37%,准确度较高。建立的泡状流—段塞流转换边界模型,不仅可提高井筒压力、温度模型的计算精度,同时对塔河油田现场注入井井口参数优化、注入设备优选和提高“阁楼油”驱替效率有很好的理论指导意义。

不同时长运动预处理对血管性痴呆大鼠脑血流量及小胶质细胞活化相关蛋白的影响

目的:探讨不同时长运动预处理对血管性痴呆大鼠脑血流量变化及小胶质细胞活化相关蛋白的影响。方法:选用60只SPF级SD雄性大鼠,采用双侧颈总动脉永久性结扎法制备血管性痴呆大鼠模型,随机分为模型组、假手术组、运动预处理4周模型组、运动预处理4周假手术组、运动预处理2周模型组及运动预处理2周假手术组,每组10只。运动预处理4周大鼠在造模前每周行5次中等强度不负重游泳训练30min,持续4周,而运动预处理2周大鼠持续2周。利用Morris水迷宫检测大鼠空间学习记忆能力、激光散斑成像技术检测各组大鼠造模前后不同时间点脑血流变化及侧支循环开放情况、Western Blot技术检测海马TLR4及Iba1蛋白表达情况。结果:与假手术组、运动预处理2周假手术组相比,运动预处理4周假手术组、模型组、运动预处理4周模型组及运动预处理2周模型组大鼠平均逃避潜伏时延长(P<0.05)。与运动预处理4周假手术组相比,模型组、运动预处理4周模型组大鼠平均逃避潜伏时延长(P<0.05)。与模型组、运动预处理4周模型组相比,运动预处理2周模型组大鼠平均逃避潜伏时缩短(P<0.05)。重复测量方差分析简单效应提示造模前、造模后2h、造模后3d及造模后7d各组间平均脑血流量差异具有显著性意义(P<0.05)。模型组、运动预处理4周模型组及运动预处理2周模型组时间因素对平均脑血流量的简单效应具有显著性意义(P<0.01)。对各组大鼠侧支循环开放进行观察,相较于模型组,于运动预处理2周模型组观察到更少的微血管直径减少(P<0.05)。与假手术组、运动预处理4周假手术组及运动预处理2周假手术组相比,模型组Iba1、TLR4蛋白表达明显上升(P<0.01),与模型组相比,运动预处理2周模型组Iba1、TLR4蛋白表达下降(P<0.05)。结论:中等强度运动预处理2周可改善血管性痴呆大鼠学习记忆能力,运动预处理4周对学习记忆能力改善效应不明显,其机制可能与改善脑血流状态以及抑制小胶质细胞活化有关。

地质聚合物固化土研究现状及展望

随着对地质聚合物研究的不断深入,将其作为固化剂应用于土壤固化领域的研究受到了广泛关注。地质聚合物作为一种新兴的土壤固化剂,是一种以富硅铝酸盐矿物为前驱体,在碱激发剂作用下形成的绿色无机胶凝材料,具有力学性能良好、耐久性优异以及低碳环保等优点,能够有效克服水泥/石灰等传统土壤固化剂能耗高、污染大以及耐久性差等缺点,被普遍认为是传统土壤固化剂的理想替代品。为明确地质聚合物对土壤的加固机理和增强效果,回顾近年来地质聚合物固化土的研究进展,介绍地质聚合物固化土的反应机理,详述不同因素对地质聚合物固化土无侧限抗压强度和抗剪强度等力学性能的影响,讨论地质聚合物固化土在冻融循环、干湿循环以及化学离子侵蚀等作用下的耐久性,并对地质聚合物固化土技术未来发展方向进行展望。

基于结构化多孔表面定常吸气的圆柱绕流场控制

通过风洞试验研究了在雷诺数为10000时圆柱尾流主动流动控制效果,流动控制通过基于结构化多孔表面定常吸气实现,试验工况具有不同的等效吸气系数C_μ。尾流的二维流场测量通过粒子图像测速(PIV)实现,在瞬时流场结果的基础上进行本征正交分解(POD)得到模态特性、瞬时涡量演变、脉动速度功率谱、时间平均流动特性和阻力系数估计等的分析与对比,评估流动控制效果。试验结果表明:施加流动控制后的流场POD模态能量分布发生变化,旋涡的顺流向能量输运过程得到增强,当C_μ足够大时,旋涡脱落模式发生改变。剪切层沿顺流向延长,上下剪切层之间趋于平行,涡量值得到削弱。脉动速度的主频被削弱,湍流的波动和动量交换效应得到抑制;阻力系数估计值可降至无控圆柱的约11%。

黄土堆填场地转化为泥石流物质过程--以兰州市碱水沟为例

黄土地区人工堆填场地是近几年兰州市拓展城市用地空间的一个新举措,在场地边缘形成较多堆填边坡,成为参与泥石流的潜在物质。以兰州市碱水沟“4•19”泥石流灾害为例,结合粒径分析试验、扫描电镜图像及野外入渗试验,探讨其特征及运行模式,并提出相应的治理建议。结果表明:1)黄土地区人工堆填体颗粒粒径<1.000 mm的物质约占11.4%~55.2%,有利于泥石流启动;2)以2个相距170 m的泥位调查断面做比较,下游断面流量增加2.5倍,说明入渗引起的黄土湿陷能促进泥石流物质的转化率;3)入渗试验表明:黄土堆填场地渗透性强,低水头条件下8 min左右达到稳定入渗状态,高水头条件下12 min左右达到稳定入渗状态,能在较短的时间内使土壤软化,影响人工堆填场边坡稳定,提高泥石流物质转化速度;4)黄土地区人工堆积体场地诱发的泥石流流动模式复杂、多变,兼具波状流和间歇流的特点。在此基础上,笔者提出过程管理和重点防护相结合的防治模式。

基于流式细胞仪鉴定番石榴倍性方法的建立及应用

【目的】利用流式细胞仪鉴定番石榴的染色体倍性,为番石榴倍性育种和杂交育种奠定基础。【方法】以番石榴为材料,比较了样品部位、离心处理和保存方式对倍性检测结果的影响。【结果】番石榴花瓣作为倍性检测材料时,收集到的细胞核DNA数目最多,CV值为1.96%,峰形效果最佳;在制备细胞核悬浮液时,过滤后不离心,直接染色后上机的测定效果最好;新鲜番石榴花瓣得到的细胞核DNA含量明显高于冷藏和其他冷冻处理组,且背景碎片少,主峰明显;-80℃冷冻处理对样本的破坏性最小,检测效果仅次于新鲜的番石榴花瓣。本研究建立的番石榴流式细胞术倍性分析的方法为:取番石榴花瓣0.50-1.00 cm^(2),加入1 mL的mGb裂解液中混合切碎,过滤后加入30μL PI染色1 min即可上机检测。【结论】利用建立的流式细胞术对33份番石榴种质资源进行倍性鉴定,共检测出二倍体32份,六倍体1份。该方法执行简便、高效准确,为番石榴种质资源倍性鉴定提供了有效方法。

定向凝固Cu-50%Sn包晶合金显微组织演变

随着科学技术的进步,越来越多的包晶合金因其优良性能广泛应用于工业生产领域,比如Fe-Cr-Ni、Ti-Al、Nd-Fe-B合金以及应用于电子封装领域的Cu-Sn合金等。随着电子信息产业向微型化和多功能化方向发展,对集成电路的机械、电子和热性能提出了更高的要求。本文以Cu-50%Sn(原子分数)包晶合金(L+Cu^(3)Sn→Cu6Sn5)作为研究对象,通过布里奇曼定向凝固法,在显微镜下对组织进行观察和测量,研究淬火固液界面的凝固组织随凝固条件改变而产生的变化。生长距离、温度梯度一定时,随着生长速度的增大,初生相Cu^(3)Sn经历了胞状→胞/枝状→枝晶状组织转变,Cu^(3)Sn相的尺寸与间距均随生长速度的增大而减小;生长速度、生长距离一定时,随着温度梯度的增大,初生相Cu^(3)Sn相由块状与枝晶状转变为胞状组织;生长速度、温度梯度一定时,随着生长距离的增大,初生相Cu^(3)Sn由块状与胞/枝状转变为胞状组织,且Cu^(3)Sn相尺寸发生小幅细化。基于上述实验结果,绘制了关于生长速度、温度梯度及生长距离条件下的显微组织选择图,进一步阐明了凝固条件的改变对Cu-50%Sn(原子分数)包晶合金显微组织的影响。

环氧树脂的亲水改性及固化特征研究

以环氧树脂E-51与二乙醇胺进行开环加成,在疏水环氧树脂分子中引入亲水基团,加酸成盐后得到环氧树脂水性体系。利用红外光谱和热失重对产物进行分析,研究了反应温度、反应时间等对反应产物的影响,最优反应温度为80℃,反应时间为3 h。此外,还对亲水改性环氧树脂的涂膜表干时间、附着力、硬度和柔韧性进行了研究,结果表明,亲水改性环氧树脂有良好的应用前景和价值。

高等学校实验室安全现场检查三段七步流程的设计与应用

为实现高等学校实验室安全现场检查工作的常态化、规范化、精细化和有效化,全面规划任务,合理分配时间,提高现场检查工作的质量和效率,该文依据相关规范要求设计准则,通过程序优化与流程设计,将现场检查工作划分为入校准备、现场检查和反馈整改三个相互联系的阶段,进一步将现场检查划分为预备会议、见面会议、查阅资料、查看现场、师生访谈、重点交流和会议反馈的七个步骤,构建了高校实验室安全现场检查的三段七步工作流程。经实践应用,三段七步流程保证了现场检查工作推进的合理有序,检查内容涵盖了实验室安全检查的全部要素和指标点,对现场检查工作具有指引导向功用。