数字化施工下高心墙堆石坝结构性态精细数值模拟研究

为考虑实际施工质量对堆石坝结构性态的影响,提出了数字化施工下高心墙堆石坝结构性态精细数值模拟分析方法。首先,基于数字化施工技术估计得到了大坝任意位置处的坝料压实质量。其次,通过室内试验,建立了坝料压实质量与力学模型参数的回归关系模型,从而实现大坝任意位置处模型参数的空间估计。在此基础上,通过程序开发,实现了任意单元计算模型参数的精细赋值。最后,采用精细有限元模型实现了高心墙堆石坝应力变形的数值模拟,并采用精细扩展有限元模型实现了心墙蓄水期可能水力劈裂的预测模拟。计算结果显示该方法可以更好地反映大坝施工过程的变形情况,提高了计算的准确性。该方法充分考虑了大坝实际施工质量下坝料力学参数在空间上的差异性,克服了传统方法采用同分区相同坝料力学参数而导致的计算精度不足的弊端。     

环形桁架天线展开动力学分析

基于Lagrange动力学方程，考虑天线系统动能、索网弹性势能、重力势能及系统耗散能等，建立了环形桁架天线展开过程的动力学模型。根据构建的动力学模型，给定预设驱动，对其进行正动力学分析，对天线的完整展开过程进行仿真分析。扭簧和电机拉动绳索联合驱动实现了天线的展开，研究了扭簧驱动及电机拉动绳索驱动的参数变化对天线展开过程的影响。研究结果可为天线的展开过程提供指导。     

新型含Al奥氏体耐热钢高温蠕变性能的研究现状

新型含Al奥氏体耐热钢(Alumina-forming austenitic steel-AFA钢)是近年来开发的新型耐热钢,具有比传统耐热钢更优异的高温抗氧化性与蠕变性能,可望应用于超超临界火力发电机组关键部件。从不同AFA钢的合金元素调控入手,阐述了AFA钢成分设计原则,分析了合金元素差异对析出相的影响,以期揭示析出相的析出与粗化动力学及其与蠕变性能间的关系,总结了高温蠕变断裂机制,讨论了影响材料蠕变性能的因素,并对AFA钢的强化思路与未来应用进行了展望。     

涡轮自吸桨强化气液混合及氧化反应速率

自吸式搅拌桨具有强化多相及均相体系混合的特性,被广泛应用于化工冶金等领域。本文提出了一种新型涡轮自吸桨,并对其在混合及氧化还原过程中的强化作用进行了研究。以电导率法作为测定方法,以混合均匀时间作为表征参数,对搅拌转速、搅拌输入功率、示踪剂添加位置、吸气和吸液混合等影响因素进行了系统研究。研究结果表明,混合均匀时间随搅拌转速增加而降低,且存在临界转速,即为200r/min,当搅拌转速大于临界转速200r/min后,混合均匀时间基本维持稳定;当搅拌桨以吸气形式运转时,其他条件相同的情况下,自吸桨200r/min转速的混合效果与常规搅拌桨350r/min的混合效果相当;当搅拌桨以吸液形式运转时,自吸桨在0.27kW/m³输入功率下可达到常规搅拌桨1kW/m³以上输入功率的搅拌混合效果。同时,本文以水杨酸为活性氧捕集剂,初步探究了自吸式搅拌桨在强化氧化还原过程的机理,研究结果表明自吸式搅拌桨在吸气运转过程中,混合搅拌体系产生了羟基自由基,对应羟基化产物在120min后积累浓度为73.47μmol/L。此外,以二价铁为氧化剂受体,以二价铁的氧化效率为表征参数,对自吸式搅拌桨实际应用效果进行了系统研究,研究结果表明,在氧化二价铁的过程中,当pH为5.0时,自吸桨氧化优于曝气氧化效果;在pH=4.0、常温条件下,相较于普通搅拌桨,自吸式搅拌桨对应体系的氧化效率达到30%,是常规搅拌桨的10倍;当转速大于300r/min时,转速增加对氧化平衡终点影响较小,对氧化速率影响较大,即转速为400r/min的氧化效率比300r/min的氧化效率高30%。     

基于决策树的三组元精馏序列结构最优合成规则识别

针对三组元精馏系统结构的优化合成,提出一种数据驱动的基于信息熵最小化的分类回归决策树（CART）模型。三组元精馏优化数据采用文献中严格模拟优化的结果,数据包含4种三组元混合物、34种进料组成以及7个候选精馏序列结构的最优化设计结果,生成数据集用来训练CART决策树。由决策树训练结果给出了三组元精馏结构最优设计决策规则,模型测试结果显示本文提出的决策树模型对数据集范围内三组元物系精馏结构决策的准确率为88.2%,同时表明了影响三组元最优精馏序列的主要影响因素及其重要性。     

红细胞膜封装负载姜黄素的金纳米粒子

针对姜黄素在水中溶解性差、稳定性差、难吸收、代谢快等缺点,以姜黄素、金纳米颗粒和哺乳动物红细胞膜为原料,设计开发了红细胞膜仿生纳米载药系统(Au-Cur@RBC)。抗癌药物姜黄素通过疏水作用吸附到利于封装的小尺寸金纳米颗粒表面,然后通过物理挤压的方式将载药纳米粒子包封到红细胞膜囊泡内。结果表明,制备的金纳米粒子尺寸均一度高,分散性良好,平均粒径为13.18 nm。金-姜黄素纳米颗粒中姜黄素的吸附率为86.85%,载药率为20.25%。金纳米颗粒的负载可显著提高姜黄素的稳定性,金-姜黄素纳米颗粒在水溶液中储存30 d后仍保留了52%的姜黄素。同时,暗场显微镜结果表明,红细胞膜涂覆增强了制备的Au-Cur@RBC对暗场显微镜入射光线的折射与衍射能力,从而呈现更清晰的图像。     

环形可展天线在轨热-结构分析

作为卫星与地球信息通讯的重要部件,天线的性能指标将直接影响通信质量。以环形可展天线为对象,计及空间真实在轨环境,基于斯忒藩-玻尔兹曼热辐射、傅里叶热传导理论建立了相应分析模型,研究了其温度场分布情况;进而利用弹性力学及有限元理论,建立了天线热变形分析模型,研究了温度对天线形面精度和张力分布的影响规律。研究表明:在轨非均匀温度场会使环形可展天线形面精度呈现不同程度的恶化;在某些位置会使张力比明显增大,天线张力分布均匀性变差。     

创新实验:微波辅助酸性离子液体催化合成柠檬酸三丁酯

实验绿色化是有机化学实验教学改革和研究的重要内容。文章介绍一个创新性的绿色有机化学实验——微波条件下酸性离子液体催化柠檬酸三丁酯的合成。改进后的酯化反应具有污染小、反应时间短、催化剂与产物分离简单等优点。本实验作为本科生的创新实验设计,有利于提高学生的实验技能,拓宽学生视野,激发学习兴趣。