长江经济带城市生态效率演变及驱动因素分析

城市生态文明建设依托于生态效率的改善，基于2005—2016年长江经济带107座城市面板数据，采用超效率SBM（slacks-based measure)模型测算生态效率，并结合探索性空间分析与空间马尔科夫链等探讨生态效率时空演化格局的内在规律， 实证分析生态效率驱动因素的影响效果。研究表明：2005—2016年经济带生态效率总体呈平稳态势，上、中、下游呈现“阶梯型”分布，下游依次优于中游和上游地区，部分地区生态效率呈“两级型”分化趋势；城市间生态效率发展存在空间联动效应，与生态效率高的城市为邻，其正向溢出作用促进城市状态向高水平跃迁，而与生态效率低的城市为邻，其负向作用拉动城市状态向低水平发展；人口规模与产业升级对经济带不同流域具有异质性作用，其提升下游生态效率而抑制中游和上游生态效率，产业升级与生态效率存在“U”型关联，意味着产业升级在短期内并不能使生态效率状态改善，而经济发展有利于促进生态效率向高水平状态演变。     

船舶水润滑尾轴承结构设计研究进展

水润滑轴承的结构优化可以有效提高轴承的承载能力、冷却散热、减振降噪和摩擦学性能。在概述船舶水润滑尾轴承的优势和存在问题的基础上,分析归纳水润滑尾轴承内衬结构、内衬的厚度和硬度、轴承间隙、长径比、内衬表面粗糙度等结构设计参数的研究进展;以轴位水润滑尾轴承、内衬多层复合水润滑尾轴承和闭式水润滑尾轴承为例,介绍近年来几种新型水润滑尾轴承的结构设计,指出闭式水润滑尾轴承在内河及沿海船舶上具有广阔的应用前景,是未来的研究重点和发展趋势;建议水润滑尾轴承的研究应从以下方面着手,一是从微纳米尺度研究轴承微观界面润滑机制,二是在考虑轴承参数间耦合作用的基础上对轴承进行多目标优化,三是进一步研究闭式水润滑尾轴承及密封装置材料、结构和辅助装置以及水润滑添加剂,四是研究船舶水润滑尾轴承的设计规范,建立一定范围内精度满足工程需要的轴承设计计算经验公式,以简化轴承设计程序。     

热轧奥氏体中锰耐磨钢的磨料磨损性能研究

以热轧BTW中锰钢板为实验材料,借助ML-100磨料磨损试验机,研究以煤泥粉为软质磨料和石英砂为硬质磨料时其磨料磨损性能,利用SEM分析其磨损机制。实验结果表明,软质磨料磨损工况条件下,热轧奥氏体中锰钢和高锰钢的相对耐磨性低于马氏体耐磨钢,硬质磨料磨损工况条件下,热轧奥氏体中锰钢的相对耐磨性高于高锰钢和马氏体耐磨钢,因此热轧中锰钢更适用于硬质磨料磨损工况;无论软质和硬质磨料磨损工况,热轧中锰钢的加工硬化均高于热轧高锰钢,表现出更好的加工硬化性能。煤泥粉软质磨料对热轧中锰钢的磨损机制表现为微观切削磨损,伴随局部的疲劳剥落;石英砂硬质磨料对热轧中锰钢的磨损机制则为典型的凿削磨损和微观切削磨损。     

二硫化钼的粒径对聚氨酯复合材料摩擦学性能的影响

目的 研究二硫化钼(MoS2)颗粒粒径对热塑性聚氨酯(TPU)高分子材料的自润滑性能和耐磨性能的影响规律,提升TPU的摩擦学性能。方法 选用4种不同粒径(50、500 nm和5、50 μm)的MoS2颗粒,通过物理共混的方式制备新型MoS2/TPU复合材料,基于RTEC多功能摩擦磨损实验机,开展水润滑条件下的摩擦磨损试验。通过分析比较改性TPU的力学性能、摩擦系数、磨痕轮廓、表面形貌及其摩擦副接触面的元素组成与分布情况,揭示MoS2不同粒径尺寸对TPU的摩擦磨损机理的影响机制。结果 MoS2虽然削弱了TPU的部分力学性能,但摩擦过程中形成的MoS2润滑膜有效降低了TPU的摩擦系数和磨损程度。改性TPU的拉伸强度和断裂伸长率随着MoS2粒径减小呈现先增高、后降低的趋势。500 nm MoS2改性的TPU拉伸强度和断裂伸长率最大,分别为33.80 MPa和334.55%。改性TPU的平均摩擦系数和体积行程磨损率均随着MoS2粒径的减小呈现先降低、后增高的趋势,500 nm MoS2改性TPU的平均摩擦系数和体积行程磨损率最小,当载荷为40 N时分别降低了58.1%和97.8%。长时的摩擦磨损试验表明,Al2O3陶瓷球与500 nm MoS2改性的TPU磨损之后的表面S、Mo元素质量分数之和最高,为34.95%,说明小粒径MoS2更加有利于持续转移并稳定吸附在磨损表面。结论 适当粒径MoS2有利于磨损界面MoS2润滑膜的形成和抑制TPU力学性能的削弱,降低改性TPU摩擦系数和磨损量。该研究可为设计具有优异低摩擦、耐磨损性能的新型水润滑轴承复合材料提供参考。     

船舶表面微结构防污技术研究进展

海洋污损生物对船壳浸水表面的危害十分严重,基于表面微结构的防污技术是一种绿色防污方法,不会对海洋生态环境造成任何危害,近些年来得到了重点研究。文中分析了自然界中多种具有自清洁能力的动植物的表面微观结构特征;总结了表面微观结构防污机理研究方面的进展;阐述了几种现有的微观结构防污理论模型:ERI模型、纳米力梯度模型以及SEA模型。对当前常用的微米级结构、纳米级结构以及微纳复合结构的加工方法进行了综述;分析了目前微结构表面防污性能常用评价方法:实船试验方法、浅海浸泡试验方法、接触角试验方法、附着力测量试验方法以及生物附着试验方法。基于细菌、石莼孢子、硅藻和藤壶金星幼虫等典型海洋污损生物,对表面微结构的防污特性进行了分析,提出深入研究海洋污损生物的附着机理和表面微结构的防污机理,进而建立表面微结构的设计基准。多尺度微纳结构的快速精准加工和完善防污性能评价体系,是表面微结构防污发展中面临的难题和未来发展方向。     

布谷鸟搜索算法在梯级水库优化调度中的应用

针对梯级水库优化调度在求解时易出现维数灾及计算时间过长等问题,将布谷鸟搜索算法用于梯级水库优化调度问题求解。实例计算表明,应用布谷鸟搜索算法求解梯级水库优化调度问题时,不但能对水库优化调度模型进行有效求解,还能节约计算用时,为求解高维梯级水库优化调度提供了新的思路。     

水电施工远程视频诊断的无线网络规划与应用

为满足水利水电工程远程视频诊断的需求，提出一种适用于偏远山区的无线网络规划方案。介绍了网络规划中，查勘选址的原则，Mesh多频组网的覆盖方式，链路预算和仿真设备选型，以及通过调整天线高度、下倾角和方向角等手段对网络进行优化的方法。规划方案成功应用于乌东德水电站施工现场，现场骨干网络达到1.4Gbps，满足了后方对高清视频诊断的需求。相较于传统的有线网络、卫星通讯和3G通讯方式，该网络成本更低，建设便捷，更适于偏远山区。     

船用Q235碳钢的海洋微藻附着诱导微生物腐蚀特性

研究了在含三角褐指藻的人工海水(含藻海水)中,循环光照12h/黑暗12h、光照、黑暗条件下船用Q235碳钢的腐蚀行为,以及腐蚀7d后的电化学性能,并与无藻海水中的进行了对比,分析了三角褐指藻的生命活动对碳钢腐蚀行为的影响。结果表明:在含藻海水中,光照条件下,氧气的去极化反应占主导,碳钢表面发生点蚀,腐蚀产物主要为γ-FeOOH;黑暗条件下,CO_2腐蚀导致碳钢表面发生均匀腐蚀,腐蚀产物主要为FeCO_3;循环光照12h/黑暗12h条件下两种腐蚀方式共同作用,腐蚀产物由γ-FeOOH、Fe_3O_4和FeCO_3组成;与在无藻海水中浸泡7d后的相比,在含藻海水中,不同光照条件下浸泡7d后,碳钢的电荷转移电阻减小,自腐蚀电流密度增大。     

船用内燃机轴瓦表面含MoS2的PAI/PTFE聚合物复合涂层制备及减摩抗磨研究

船用内燃机中轴瓦及曲轴工作时接触界面受力复杂，若润滑不当极易造成轴颈的黏着、擦伤、裂纹等。为改善船用内燃机轴瓦的使用寿命，在轴瓦表面制备聚酰胺酰亚胺和聚四氟乙烯（PAI/PTFE）聚合物涂层，并探讨MoS2颗粒对PAI/PTFE复合涂层摩擦性能的影响。通过喷涂-烧结法在轴瓦材料铝锡铜合金表面制备不同MoS2质量分数的复合涂层，并以轴承钢球作为摩擦配副，在3、4、5 N载荷以及干摩擦和油润滑下考察复合涂层的摩擦学性能。结果表明：在干摩擦下，MoS2质量分数为2%的复合涂层摩擦因数降低了80%以上，磨损降低了90%以上；油润滑下摩擦因数最大降低了67%。SEM和EDS分析表明，5 N载荷下，MoS2质量分数低于2%时，长时间摩擦会导致复合涂层破裂，进而产生大的摩擦磨损；而含有2% MoS2的涂层会在钢球接触表面上产生均匀的硫化物层，可以保护涂层提高其稳定性。通过对不同MoS2含量涂层的摩擦因数、磨损及磨痕形貌对比，得出较优的涂层配比。研究表明，适量的MoS2能够提高涂层摩擦膜的稳定性，减小摩擦磨损。     

竖缝式鱼道水力特性三维数值模拟

以斯洛文尼亚布兰卡水电站竖缝式鱼道为例,分别用大涡模拟(LES)和RNGκ-ε紊流模型计算鱼道三维流场,并利用实测数据对两种模型的数值计算结果进行验证,进而对比分析了不同时刻典型截面的流场结构。结果表明,两种计算模型均可满足鱼道工程设计的基本要求,较RNGκ-ε紊流模型仅能提供时均水流特性,大涡模拟有力补充了鱼道内瞬态涡结构细节,可为进一步明确鱼道内水流的瞬态特性与鱼类上溯行为的内在关联提供有效的分析工具。