模块化建筑阵列多调谐质量阻尼系统的实现与减震研究

基于建筑模块化和悬挂楼板减震的原理提出了悬挂楼板模块体系(modularized suspended floors system,MSFS)。利用楼板作为质量块,组成分布阵列式多调谐质量阻尼器(distributed array multiple tuned mass dampers,d-array-MTMDs)系统。通过输入32条远场和近场地震动记录进行时程分析,对平均调谐频率比η、调谐频带宽度系数β、调谐阻尼比ζ_(T)、TMD数量n以及主结构层数N,共5个参数展开研究。结果表明:d-array-MTMDs的减震效果优于普通MTMDs系统;ζ_(T)对系统减震性能影响较小,当η为0.7~1.0、β为2.0时,系统具有更好的减震效果;当n大于某阈值时,系统的减震效果趋于稳定,阈值与η线性正相关,与ζ_(T)非线性负相关。随着模块建筑层数的增加,系统也能维持较好的减震效果。

基于IWOA的高速列车运行曲线节能优化研究

为降低高速列车运行能耗,使列车经过变坡点和变曲率点的附加阻力计算更精确、更贴近实际,提出了一种改进的鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm,IWOA),对高速列车的运行曲线进行节能优化。首先,建立高速列车多质点附加阻力模型;其次,考虑满载率对列车运行能耗的影响,以准时、准点、限速为约束条件,构建新的能耗模型;然后,用IWOA对中间线路牵引-惰性工况转换点的最优位置进行搜索,IWOA引入混沌映射策略、自适应收敛因子和哈里斯鹰围攻机制,能有效提高算法的收敛速度和寻优精度,全局搜索能力显著增强,从而实现高速列车进一步节能运行的目的。最后,以合肥站—蚌埠站线路参数与CRH3型高速列车参数为实例,基于MATLAB平台进行仿真。仿真结果表明:采用PSO算法、GA算法和IWOA对高速列车运行曲线进行节能优化,优化后的曲线使列车运行能耗分别降低了7.81%,10.16%和15.95%。因此,IWOA对列车节能优化效果更加明显。

构建智慧型群众体育运动的实践研究

开展智慧型群众体育运动,能够推动群众体育运动发展更为科学化、高效化、便捷化、智能化。文章从充分提升科学决策能力、有效均衡分配平台资源、多方协同优化服务结构三方面,探讨智慧型群众体育运动的着力点;从“丰富路径,推进智慧型群众体育运动开展”“拓宽平台,夯实智慧型群众体育运动保障”“完善体系,促成智慧型群众体育运动合力”等方面,分析智慧型群众体育运动的落脚点。

沙粒质量分数对油气混输泵过流部件磨损的影响

为研究沙粒质量分数对油气混输泵过流部件磨损的影响规律,基于DPM模型对油气混输泵内部的沙粒运动进行数值计算,并采用Finnie磨蚀模型计算油气混输泵过流部件的磨蚀率.研究结果表明:在沙粒质量分数较小时,沙粒与流体介质混合均匀;随着沙粒质量分数的增大,增压单元内的沙粒局部质量浓度显著增大,沙粒集中在叶轮压力面及导叶流道中部;沙粒质量分数增大会使磨损区域和磨损率急剧增大;在叶轮域中,磨损首先发生在压力面出口处,吸力面则在进口外缘发生点状和条状磨损;在导叶域中,压力面的磨损主要发生在外缘处,吸力面的磨损主要发生在进口轮毂处;从定量分析看,叶轮叶片表面的磨蚀率普遍大于导叶叶片表面的磨蚀率,磨损最严重的位置为叶轮叶片进口靠近轮毂处.研究结果可为改善油气混输泵抗磨损性能以及提高油气混输泵实际运行寿命提供一定参考依据.

基于多目标灰狼算法的漂浮式风电机组浮台内TMD参数优化

针对漂浮式风电机组浮台内调谐质量阻尼器(TMD)参数调优的问题,以5 MW Barge型漂浮式风电机组为研究对象,采用多目标灰狼算法(MOGWO)优化TMD参数配置。首先,基于欧拉-拉格朗日方程建立浮台内含TMD的漂浮式风电机组动力学模型,采用Levenberg-Marquardt(LM)法进行模型未知参数辨识;其次,同时考虑塔顶和塔基控制目标,采用MOGWO算法优化TMD的刚度和阻尼参数;最后,在不同工况下进行仿真分析。结果表明:相对于传统的单目标优化算法,使用MOGWO算法参数优化后的TMD对风电机组具有更好的振动抑制效果。

烟草中甲霜灵的手性分离方法差异研究

对比反相液相色谱-串联质谱(RPLC-MS/MS)和超临界流体色谱-串联质谱(SFC-MS/MS)手性分离烟草中甲霜灵的差异。烟草样品经乙腈提取、盐析分层、快速滤过型净化(multi-Plug Filtration Cleanup,m-PFC)柱净化后,分别采用RPLC-MS/MS和SFC-MS/MS进行手性分离。从多个性能参数(分离效率、线性、选择性、回收率、重复性、灵敏度、基质效应等)对两种方法进行了全面比较。采用不同的分离方法,在10~500 ng/mL范围内,甲霜灵的不同异构体均可呈现良好的线性关系(R^(2)≥0.9993)。在各异构体加标浓度为0.1、0.5、2.0 mg/kg水平下,采用不同的分离方法均可获得满意的回收率(88.7%~96.2%)和良好的重复性(RSD<7.0%)。结果表明:RPLC-MS/MS和SFC-MS/MS具有互补性,均适用于手性分离和测定烟草基质中的甲霜灵。

基于MC-ICP-MS的稳定铜同位素分析在环境健康研究中的应用进展

铜(Cu)是人体内重要的微量金属元素之一,在许多生命过程中扮演着重要角色;同时,铜在人体内受到严格调控,其稳态与人体生理状态密切相关,许多疾病的发生往往伴随着铜代谢失衡的现象。通过监测铜稳态的细微变化,可以更精准地发现导致人体生理异常变化的因素,特别是环境因素对疾病发生及发展的影响。因此,稳定铜同位素分析在环境健康研究中具有广泛的应用前景。多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)是一种强大的同位素分析质谱方法,具有适用范围广、分析精度高等优点,有效促进了铜同位素分析的发展。本文综述了非传统稳定同位素分馏机理及基于MC-ICP-MS的铜同位素分析方法,总结了铜同位素分析在环境健康研究中的主要应用,并对其前景进行展望。

计及动力部分损失的动车组精准停车自适应模糊控制

列车执行器未知故障引起的动力部分损失、列车模型参数不确定和未知外界干扰可能会造成停车精度降低进而影响运行效率,为解决上述问题影响下的动车组速度跟踪和精准停车问题,考虑设计一种输入饱和的自适应控制方案。首先,考虑列车的非线性,建立执行器复合故障下的多质点列车动力学模型,使用存在有界逼近误差的光滑非线性函数来逼近饱和函数,并根据中值定理将非仿射系统转换为仿射系统。其次,基于动车组故障模型,结合自适应模糊逻辑系统和反步法设计一种不需要执行器故障信息的自适应模糊容错控制器,利用自适应模糊逻辑系统逼近系统中未知外部干扰、模型不确定项等系统函数,并通过使用范数估计方法使得每个模糊逻辑系统只需要一个自适应参数,降低系统自适应更新律的复杂度。然后,根据李雅普诺夫稳定性定理证明闭环系统所有信号均有界,并且通过选取适当的控制器参数可保证跟踪误差收敛到原点附近任意小的邻域内。最后,选取CRH5型动车组作为控制对象进行仿真试验。仿真数据显示:控制器可以确保动车组平稳运行,同时使得最终停车误差在±0.5 cm以内,并且控制输入始终在受限范围内。仿真结果说明所设计的控制器可以在执行器复合故障和输入饱和同时存在的情况下完成预期控制目标并有效抑制外界干扰与模型不确定的影响。

多脉冲加载下PBX装药的应力放大效应

针对弹体侵彻过程中装药常常受到多脉冲载荷作用的问题,提出了一种装药多脉冲加载装置,研究了多脉冲加载下装药的应力放大效应。基于集中质量法建立了多脉冲加载装置的等效弹簧模型,对产生应力放大的条件进行了探讨。结果表明,多脉冲载荷频率与装药固有频率匹配时系统发生共振,装药产生响应放大,放大倍数随结构间隙宽度的增加而降低。装药多脉冲加载下存在一个时间区间,撞击加载的发生时刻落在该区间内时系统可产生放大效果。对高聚物黏结炸药(polymer bonded explosive,PBX)模拟材料,实现了实验室条件下应力幅值百兆帕、脉冲间隔毫秒级、脉冲次数3次且幅值逐渐放大的多脉冲载荷加载。

风浪联合作用下分布式调谐质量阻尼器对海上半潜漂浮式风机的减振控制

海上半潜漂浮式风机在复杂深海环境下产生有害振动会威胁风机的安全性和耐久性,针对该问题并结合美国NREL的5 MW样机的漂浮平台几何结构构造,提出利用分布式调谐质量阻尼器(Tuned Mass Dampers,TMDs),即分别在漂浮平台的3根浮筒中布置TMD,形成等边三角形布置,对随机风浪联合作用下海上半潜漂浮式风机的平台纵摇振动进行控制。为了更好地描述分布式TMDs对海上半潜漂浮式风机的减振效果,基于拉格朗日方程和模态叠加法,对海上半潜漂浮式风机-TMDs耦合系统提出并建立了9自由度多体动力学模型。基于H_(∞)算法,即以平台纵摇频响函数的峰值为优化目标,对分布式TMDs的参数进行优化设计,优化设计中考虑了3个TMDs之间的耦合关系。对风机-TMDs耦合系统开展了风浪联合作用下的数值模拟,分析了分布式TMDs对平台纵摇响应的减振效果。结果表明:最优设计下的分布式TMDs对海上半潜漂浮式风机平台纵摇振动具有良好的减振性能;在三种不同工况的随机风浪荷载作用下,分布式TMDs对平台纵摇固有频率附近的功率谱密度曲线峰值减振率和标准差减振率能分别达到39%和52%以上。

螺旋金属燃料多物理耦合分析方法与概念设计研究

螺旋金属燃料具有导热系数高、导热路径短、强制旋流交混的特点,可实现更高的堆芯功率密度,进而减小堆芯体积,提高反应堆的安全性和经济性。本文介绍了上海交通大学反应堆热工水力实验室建立的螺旋金属燃料热工水力、中子物理、力学特性分析方法及多物理耦合分析框架。在热工水力方面,基于自研仪器实现了交混及沸腾临界行为精细化测量,建立了三维及精细化子通道分析方法;在中子物理方面,建立了适用于特殊能谱、复杂几何的截面及稳瞬态中子物理特性的分析方法;在力学方面,基于分子动力学方法建立了U-Zr合金燃料基础热物性模型,并开展了辐照条件下螺旋棒宏观力学特性研究。基于热工-物理-力学多物理分析和优化,提出了螺旋金属燃料组件及堆芯设计,具有无硼化、堆芯功率密度高、体积小、换料周期长的特点。

氨基化-多壁碳纳米管QuEChERS-液相色谱-串联质谱法测定热带水果中110种农药及其代谢物残留量

建立基于氨基化-多壁碳纳米管(amino-functionalized multi-walled carbon nanotubes,NH2-MWCNTs)改进的QuEChERS净化方法,结合液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)测定3种热带水果中110种农药及其代谢物残留量。样品经乙腈提取,采用欧洲标准(EN.15662)萃取缓冲体系QuEChERS盐包提取,NH2-MWCNTs改良的分散固相萃取(d-SPE)净化管净化,多反应监测模式(MRM)分析,基质匹配标准曲线外标法定量。结果表明:在0.002~0.2 mg/L范围内110种农药及其代谢物具有良好的线性关系,决定系数(R2)均高于0.9902,定量限(LOQ)为0.005~0.05 mg/kg,添加回收率为61%~120%,相对标准偏差(RSD)为0.30%~15%(n=6)。该方法净化效果好,能在短时间内可靠地分析样品。灵敏度、正确度、精密度均满足日常检测定性、定量需求,适用于荔枝、龙眼和香蕉等热带水果中农药多残留的快速检测。

基于BFGS方法的列车速度预测控制研究

列车速度控制是轨道交通发展领域的重要基础问题。面向真实列车速度控制应用场景的列车动力学模型及其控制器设计更具挑战性。一方面,传统基于反馈的无模型控制策略存在收敛速度慢、参数要求高、环境变化敏感等问题,目前难以从优化角度设计控制器且应对复杂系统的约束。另一方面,传统的列车单质点动力学模型很难解决高速列车运行过程中的非线性特性。针对上述瓶颈,首先对列车各节车厢进行受力分析,且考虑车厢间的安全距离,将相对位置和相对速度作为可变状态构建列车多质点模型。然后采用模型预测控制策略,综合考虑列车速度控制的非线性成本函数,处理列车运行过程中的复杂约束,预测控制系统的未来动态行为。然后,针对列车预测控制中的复杂动态约束非线性优化问题,设计对数障碍函数处理不等式约束,进而从拟牛顿法角度设计一种具有稳定收敛性的基于BFGS方法的列车速度预测控制算法,完成列车速度的精准跟踪控制。最后,以国内某线站间列车运行数据为例,与其他先进控制方法进行对比实验,以验证所提出的BFGS列车速度预测控制算法的优越性能。实验结果表明,本文所设计的基于BFGS方法的列车速度预测控制算法能够有效地减小列车速度跟踪误差和位移误差,提升列车速度跟踪精度,有利于保障列车的安全、准点、高效、平稳运行,为轨道交通列车速度控制技术发展提供新思路。

海域天然气水合物储层的多场耦合模式及研究进展

海域天然气水合物是重要的清洁能源,实现其安全高效开采战略意义重大。受海域天然气水合物储层非成岩、弱固结、埋藏浅等特征的影响,水合物开采过程中储层处于强烈的多场耦合状态。复杂的多场耦合行为给开采产能和安全风险演化规律预测及其调控方案的制定均带来了巨大挑战。本文围绕南海天然气水合物储层特征并结合降压法开采工程需求,论证了在多场耦合行为分析中考虑固相传质过程的必要性和重要性,提出将传统热(T)-流(H)-固(M)-化(C)四场耦合升级为热(T)-流(H)-固(M)-化(C)-砂(S)五场耦合的新模式,并概述了实现多场耦合行为模拟的基本方法。在此基础上,分别综述了目前在水合物储层流体传质行为、固相传质行为、传热行为、力学变形行为等方面的主要研究进展,梳理了目前天然气水合物开采储层多场耦合基础研究领域的主要瓶颈与发展方向。可为海域天然气水合物开采工程-地质-环境一体化调控实践提供有益的参考。

多组分气体传质简化模型理论分析及数值验证

为明确厂房内污染气体的分布特征,高效控制工业建筑环境,研究分析多种气态污染物与单一气态污染物分布特征间的区别及简化条件,明确同源同时散发的多组分混合气体的运输特性,揭示全尺度中多组分混合气体传质简化的可行性范围及需遵循的原则,并通过数值模拟验证结论的有效性。结果表明:多组分气体传质简化模型的适用范围为:同源散发的混合气体在无相变和化学反应时,其流动参数雷诺数Re量级在103以上,且马赫数Ma<0.3时,物性参数在克努森数Kn<0.01且温度在0.3倍的振动特征温度θv和沸腾温度T'之间,可简化组分进行污染物分布特征研究;简化偏差源于简化前后单位质量混合气体体积力之差(ΔF),简化时需保障ΔF与主要驱动力之比小于0.01;理论模型的适用范围及简化原则与模拟结果相符,证明在适用范围内满足简化原则的条件下,可以将多种气态污染物简化为单一种类探究污染物分布特征。

环孢素A和他克莫司的高效液相色谱-串联质谱检测及其室内质控评价

目的建立环孢素A和他克莫司治疗药物监测的高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)质控方法,应用Westgard多规则理论对质控样品进行评估。方法利用HPLC-MS/MS建立人全血中环孢素A和他克莫司的血药浓度检测方法。对治疗药物监测过程中低、中、高3个浓度水平的质控样品进行统计分析,绘制Levery-Jennings和Z分数质控图,应用Westgard多规则理论进行室内质控评估。结果环孢素A和他克莫司的线性范围分别为10.40~1040.00和0.50~49.50 ng·mL^(-1),定量下限分别为10.40和0.50 ng·mL^(-1),提取回收率分别为108.61%~113.24%和101.99%~109.37%,内标归一化的基质因子分别为106.68%~111.27%和95.70%~97.81%,日内和日间的准确度及精密度均小于15.0%,其他参数也均符合生物样本定量分析要求。Levery-Jennings和Z分数质控图显示,2022年第三季度26组质控样品的检测结果提出警告4次(违反12s规则),未出现失控现象。结论建立的环孢素A和他克莫司治疗药物监测室内质控体系能够有效保障血药浓度检测的准确性。

重载列车运行过程的建模与RBFNN滑模控制

【目的】为解决重载列车在复杂线路条件下难以实现高精度轨迹跟踪控制的问题,提出了一种重载列车多质点模型和径向基函数神经网络滑模控制(RBFNNSMC)方法。【方法】首先,考虑空气制动和钩缓装置约束,建立重载列车多质点模型,并对人为测量误差和车辆参数差异等导致的模型不确定性问题,利用RBFNN对其进行估计。其次,设计一种非线性干扰观测器(NDO)对列车运行中受强风、雨雪等外界快时变干扰进行实时估计。然后,设计Lyapunov函数对整个系统进行稳定性证明。【结果】基于大秦线的实际线路数据,进行RBFNNSMC方法、PID方法和SMC方法的速度跟踪对比实验。仿真结果表明,RBFNNSMC方法的速度误差在±0.15 km/h以内,优于其他两种方法。加入NDO后,RBFNNSMC方法的抗干扰能力也更强。【结论】基于NDO的RBFNNSMC方法的跟踪精度相较于SMC方法在无干扰和受干扰情况下分别提升27.3%和28.9%,鲁棒性有所提升。

质谱中气相Smiles重排反应的研究进展

人名反应基于反应机理对复杂的有机化学反应进行了梳理和总结,极大地促进了有机化学研究,并方便了化学家们的交流。在质谱领域,气相人名反应的类型并不多,常见的包括麦氏重排(McL)和逆狄尔斯-阿尔德(RDA)反应等。这些广为人知的气相人名反应由于具有显著的结构特异性,成为了质谱结构解析的有力工具。随着软离子化结合多级质谱技术的发展,越来越多新型的气相反应被发现和研究,其中气相Smiles重排反应因其复杂而有趣的骨架重排而备受质谱学家和化学家关注。气相Smiles重排能够引起化合物骨架的变化,导致一些意想不到的中性丢失。与凝聚相Smiles重排反应相比,气相Smiles重排反应不受五元环过渡态形式的限制,也无需碱性条件的引发。这正是气相离子反应的特点,但同时,更多可能的裂解途径也给解谱带来了挑战。系统总结了近年来报道的质谱中气相Smiles重排反应,分析了化合物结构、离子化方法以及电荷状态对气相Smiles重排反应的影响,为基于质谱中气相Smiles重排反应进行化合物结构解析,以及发现化合物在凝聚相条件下的类似反应提供了线索和信息。

多元主体治理视角下我国群众性体育赛事治理机制的困境与突破

该文综合运用文献资料、逻辑分析等研究方法,对多元主体治理视角下我国群众性体育赛事治理机制的理论内涵、现存困境以及突破路径进行系统分析。研究发现,多元主体治理视角下群众性体育赛事存在合作机制层面治理理念尚不明晰、责任机制层面治理职责边界不清、保障机制层面治理资源保障不足、风险评估机制层面治理风险评估缺乏和监管机制层面治理主体监管不明等困境。鉴于此提出如下建议:未来仍需深化赛事协同治理理念,完善赛事治理合作机制;界定不同主体职责范畴,完善赛事治理责任机制;保证赛事多元资源供给,完善赛事治理保障机制;加强赛事风险防范,完善赛事治理风险评估机制;明晰赛事治理监管方式,完善赛事治理监管机制。

基于色谱-质谱联用的暴露组学分析方法和研究范式的新进展

人类疾病的发生、发展受环境因素和遗传因素的共同影响,仅从遗传基因角度开展研究,不能有效地揭示疾病的发生机制,因而近年来环境因素对疾病发生、发展的影响受到了学界的广泛关注。暴露组学关注个体一生中所有暴露因素的测量,以及这些暴露因素与疾病建立联系的机制,为推动人类健康与环境因素之间的关系研究提供了新思路。由于外源性化学物质具有数量众多、理化性质各异、在体内含量极低等特性,对其进行测量会面临诸多挑战。基于色谱-质谱联用的暴露组分析技术兼具色谱的高效分离能力和质谱的高分辨率、高灵敏度特性,可以实现暴露组的高覆盖、高通量、高灵敏度检测,已成为暴露组学研究的主要分析技术。基于色谱-质谱联用的暴露组学分析方法主要包括靶向定量分析、可疑物筛查和非靶向筛查。除此之外,为了探究环境暴露与疾病发生、发展的关系,研究者发展了包括暴露组关联研究、混合暴露研究以及暴露组学与多组学(基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学)关联研究等的多种研究范式,这些方法的出现为暴露组学研究带来了空前的发展前景。本文综述了基于色谱-质谱联用技术的暴露组学分析方法和暴露组学研究范式,并对暴露组学的未来发展进行了展望。