mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
蜗壳垫层材料压缩–回弹响应行为的试验研究及数值模拟

垫层在水电站钢蜗壳–混凝土组合结构中起传递内水压力的作用,但在当前的设计实践中,垫层通常被简化为线弹性材料。本文选取聚氨酯软木与聚乙烯闭孔泡沫等2种最常用的蜗壳垫层材料,首先采用土工轴承式单杠杆固结仪对2种材料分别进行循环加–卸压试验,材料试样由环刀切割成型,受压过程在环刀内完成,最大压力荷载定为1.0 MPa,加压与卸压过程均分10级完成,级差0.1 MPa。而后根据试验中的垫层材料试样尺寸,建立试样的平面轴对称有限元模型,在ABAQUS平台上采用HYPERFOAM和MULLINS EFFECT两者共同模拟单次加–卸压循环中2种材料的非线性响应过程,2种模型中必要的材料参数通过UNIAXIAL TEST DATA选项结合材料的压缩应力–应变试验数据确定。研究结果表明:2种材料均具有显著的非线性、不可逆的压缩特性,在循环加–卸压作用下均存在显著的残余应变;数值模拟对2种材料在单次加–卸压循环中的应力–应变响应过程的预测效果良好。认为在蜗壳结构的设计中不应忽略垫层材料的非线性力学特性,前述基于ABAQUS平台的数值模拟技术能够简便地实现垫层材料的非线性力学描述。建议垫层材料在出厂前,宜提前经历足够次数和时长的“预压”过程,最大程度上降低垫层材料残余变形对蜗壳结构受力的潜在不利影响,垫层材料的力学设计参数须基于已经历过“预压”过程的试样压缩–回弹数据确定。
大理岩破坏的声发射双主频特征及其机制初探

声发射是加载过程中岩石微破裂产生的瞬态弹性能释放现象,在岩石力学测试中得到广泛应用。目前,声发射主要通过参数分析和定位分析描述加载过程中岩石的微破裂演变特征。然而,岩石的微破裂包括张破裂和剪破裂两类,声发射信号能否反映岩石的微破裂形式显然是一个值得探究的课题。选取四川宝兴县大理岩,分别进行直接拉伸试验、巴西圆盘劈裂试验和单轴压缩试验,采集了不同试验方法所有试件的声发射波形信号,采用快速傅里叶变换方法编程实现了声发射波形信号的频谱分析,批量获取了声发射波形信号的主频值。统计分析表明:大理岩破坏的声发射信号均存在明显的、与试验方法无关的双主频特征,反映了大理岩破裂的固有特性;初步力学机制分析表明,双主频可能反映了岩石的两种不同微破裂形式,其中低主频带对应微观拉破裂,高主频带对应微观剪破裂。
含初始损伤大理岩的时效变形与破坏试验研究

为研究大型地下洞室在持续的多次开挖卸荷和复杂应力重分布过程中损伤围岩的时效变形和破坏特性,针对现有岩石流变或时效破坏试验研究未充分考虑试样初始损伤的不足,通过预加载的方式对大理岩构造初始损伤,结合声发射对含初始损伤大理岩进行单轴压缩时效变形和破坏试验及裂纹扩展观测分析,同时对比开展含初始损伤大理岩和完整大理岩的蠕变试验研究。结果表明:1)含初始损伤大理岩单轴压缩时效破坏没有明显的应力峰值点;当临近破坏停止加载保持应力恒定后,其环向应变的增长幅度远大于轴向应变的增长幅度。同步声发射监测揭示体应变的拐点是含初始损伤样发生破坏的先兆。2)三轴蠕变试验中含初始损伤大理岩的轴向和径向应变均大于完整大理岩的轴向和径向应变,体应变结果分析显示含初始损伤大理岩在加载初期即出现体积扩容。3)随着围压的升高无损伤大理岩仍发生剪切型脆性破坏,含初始损伤大理岩从脆性破坏向延性破坏转化,最终呈现“X”型共轭剪切鼓胀破坏。试验研究结果有力地表明含初始损伤大理岩的时效变形与破坏特性不同于完整大理岩,其对更加合理地分析地下洞室长期稳定性具有重要的借鉴意义。
温度和pH值对20# 钢盐酸露点腐蚀行为的影响

针对常压塔顶系统出现的盐酸露点腐蚀,利用失重法、扫描电子显微镜( SEM) 、能谱仪( EDS)和X射线衍射( XRD)等分析手段,对不同温度、不同pH值下20#钢的盐酸露点腐蚀速率、腐蚀形貌及腐蚀产物进行了分析.结果表明:随温度的增加, 20#钢的盐酸露点腐蚀速率呈先增加后减小的趋势,在90℃时达到峰值; 20#钢的盐酸露点腐蚀速率与HCl溶液pH值负相关,随HCl溶液pH值的增加,露点腐蚀速率快速降低; 20#钢表面整体为均匀腐蚀,局部区域伴有腐蚀坑,温度高于90℃时,随温度的升高腐蚀坑数量增多;随pH值增大,腐蚀坑数量减少且腐蚀坑变浅,溶液中存在的氯离子( ${\rm{C}}{{\rm{l}}^ - }$)会加深腐蚀坑,加速腐蚀; X射线衍射分析表明: 20#钢表面腐蚀产物膜的主要成分为$\alpha $-FeOOH、${\rm{F}}{{\rm{e}}_3}{{\rm{O}}_4}$和$\gamma $-FeOOH.
Towards efficient and stable multi-color carbon nanoparticle phosphors: synergy between inner polar groups and outer silica matrix

Nanocarbon as an eco-friendly and abundant material has strong multi-color fluorescence, which makes it a promising candidate for healthy lighting and display. However, the low fluorescence efficiency and poor stability of multi-color carbon nanoparticle(CNP) phosphors are main hurdles that hinder their applications. This work demonstrated efficient and stable multi-color CNP phosphors through synergy between inner polar groups and outer silica matrix. The polar groups in polyethylene glycol(PEG) 6,000 are favor of high fluorescence of the CNP phosphors, and the low melting point(64℃) of PEG 6,000 helps to improve the thermal stability of the phosphors, while the silica matrix provides protection to the phosphors. Based on this design, blue, green, yellow and red CNP phosphors with photoluminescence quantum yield of 53.1%, 47.4%, 43.8% and 42.3% have been achieved, all of which are the best values in ever reported multi-color CNP phosphors. Furthermore, the fluorescence of the CNP phosphors keeps almost unchanged at 100℃ and degrades little in one month, indicating their good thermal tolerance and temporal stability. In addition, multicolor devices including white light-emitting devices(LEDs) have been realized by coating the CNP phosphors onto UV chips. The luminous efficiency, correlated color temperature, Commission Internationale de L'Eclairage and color rendering index of the white LED can reach 12 lm W~(–1), 6,107 K,(0.32, 0.33) and 89, respectively, indicating the potential applications of the CNP phosphors in lighting and display.
Hierarchical mesoporous Co_3O_4@ZnCo_2O_4 hybrid nanowire arrays supported on Ni foam for highperformance asymmetric supercapacitors

In this paper, hierarchical mesoporous Co_3O_4@ZnCo_2O_4 hybrid nanowire arrays(NWAs) on Ni foam were prepared through a two-step hydrothermal process associated with successive annealing treatment. The Co_3O_4@ ZnCo_2O_4 hybrid NWAs exhibited excellent electrochemical performances with a high specific capacity of 1,240.5 C g~(–1) at a current density of 2 mA cm~(–2), with rate capability of 59.0% shifting from 2 to 30 mA cm~(–2), and only a 9.1% loss of its capacity even after 3,000 cycles at a consistent current density of 10 mA cm~(–2). An asymmetric supercapacitor(Co_3O_4@ ZnCo_2O_4 NWAs||activated carbon) was fabricated and exhibited a high specific capacity of 168 C g~(–1) at a current density of 1 A g~(–1). And a preferable energy density of 37.3Wh kg~(–1) at a power density of 800 W kg~(–1) was obtained. The excellent electrochemical performances indicate the promising potential application of the hierarchical mesoporous Co_3O_4@ ZnCo_2O_4 hybrid NWAs in energy storage field.
Oxygen-doped carbon host with enhanced bonding and electron attraction abilities for efficient and stable SnO_2/carbon composite battery anode

The coupling between electrochemically active material and conductive matrix is vitally important for high efficiency lithium ion batteries(LIBs). By introducing oxygen groups into the nanoporous carbon framework, we accomplish sustainably enhanced electrochemical performance for a SnO_2/carbon LIB. 2–5 nm SnO_2 nanoparticles are hydrothermally grown in different nanoporous carbon frameworks, which are pristine, nitrogen- or oxygen-doped carbons. Compared with pristine and nitrogen-doped carbon hosts, the SnO_2/oxygen-doped activated carbon(OAC) composite exhibits a higher discharge capacity of 1,122 mA h g~(–1) at 500 mA g~(–1) after 320 cycles operation and a larger lithium storage capacity up to 680 mA h g~(–1) at a high rate of 2,000 mA g~(–1). The exceptional electrochemical performance originated from the oxygen groups, which could act as Lewis acid sites to attract electrons effectively from Sn during the charge process, thus accelerating reversible conversion of Sn to SnO_2. Meanwhile, SnO_2 nanoparticles are effectively bonded with carbon through such oxygen groups, thus preventing the electrochemical sintering and maintaining the cycling stability of the SnO_2/OAC composite anode. The high electrochemical performance, low biomass cost, and facile preparation renders the SnO_2/OAC composites a promising candidate for anode materials.
Rotating magnetic field-controlled fabrication of magnetic hydrogel with spatially disk-like microstructures

Composite biomaterials with controllable microstructures play an increasingly important role in tissue engineering and regenerative medicine. Here, we report a magnetic hydrogel composite with disk-like microstructure fabricated by assembly of iron oxide nanoparticles during the gelation process in the presence of rotating magnetic field. It should be mentioned that the iron oxide nanoparticles here were synthesized identically following techniques of Ferumoxytol that is the only inorganic nanodrug approved by FDA for clinical applications. The microstructure of nanoparticles inside the hydrogel was ordered three-dimensionally due to the twist of the aligned chains of magnetic nanoparticles which leads to the lowest state of systematic energy. The size of microstructure can be tuned from several micrometers to tens of micrometers by changing the assembly parameters. With the increase of microstructure size, the magnetothermal anisotropy was also augmented. This result confirmed that the assembly-induced anisotropy can occur even for the several micron aggregates of nanoparticles. The rotating magnetic field-assisted technique is cost-effective, simple and flexible for the fabrication of composite hydrogel with ordered microstructure. We believe it will be favorable for the quick, green and intelligent fabrication of some composite materials.
In-situ growth of ultrathin MoS_2 nanosheets on sponge-like carbon nanospheres for lithium-ion batteries

Developing novel electrode materials for lithium- ion batteries(LIBs) with rapid charge/discharge capability and high cycling stability remains a big challenge to date. Herein, we demonstrate the design and synthesis of ultrathin MoS_2 nanosheets in-situ grown on sponge-like carbon nanospheres by a simple diffusion-controlled process. The unique sponge-like carbon nanosphere core can be used as “reservoir” of electrolyte by adsorbing to shorten the iondiffusion path, and meanwhile as “elastomer” to alleviate the structural change of the MoS_2 nanosheets during the charge/ discharge processes. Furthermore, the vertical ultrathin MoS_2 nanosheets with broadened interlayer space greatly enrich the electrochemical active sites. Consequently, the as-obtained MoS_2/C nanospheres exhibit increased specific capacities at various rates with superior cycling stability compared to the MoS_2/C floccules. It is reckoned that the present concept can be extended to other electrode materials for achieving highrate and stable LIBs.
面向农业观光服务的无线传感网节点布局优化

【目的】探讨面向农业观光园区分布式服务的无线传感器网络节点布局优化方案,为提高农业观光园区服务质量及提升游客游园体验提供依据。【方法】利用社会力模型结合观光园区规划信息,采用Anylogic行人仿真平台获取游客在园中的空间分布数据,用传统K-means算法和改进K-means算法分别对游客空间分布数据进行聚类分析,并根据节点优化布局评价指标,计算节点最优位置。【结果】采用传统K-means算法和改进K-means算法对选取的12组游客空间分布数据进行单日游客聚类分析得到两组节点位置;改进K-means算法聚类得到的节点最终位置对节点被接入次数的均衡效果均优于传统K-means算法,其节点被接入次数均方差的均值降低约41.8%。因此,改进K-means算法更适合运用于观光园区节点的布局优化,得到的节点最终位置即为该观光园区节点最优位置。【建议】在面向农业观光服务的混合型无线传感器网络建设中,应基于社会力模型预估游客空间分布,实现观光服务优化;通过合理部署节点位置,延长融合智能设备的混合型无线传感器网络生存时间;更好地打造面向游客服务、整合移动智能设备的农业物联网系统。
不同蚯蚓粪施用量对连作黄瓜农艺性状、产量和品质的影响

【目的】分析以蚯蚓粪为主要成分的不同施肥配比对黄瓜生长发育的影响,为缓解黄瓜连作障碍提供参考依据。【方法】在连作黄瓜大棚中种植津春5号黄瓜,设6000 kg/ha鸡粪+600 kg/ha化肥+3000 kg/ha蚯蚓粪(T1)、6000 kg/ha鸡粪+600 kg/ha化肥+6000 kg/ha蚯蚓粪(T2)和6000 kg/ha鸡粪+600 kg/ha化肥+24000 kg/ha蚯蚓粪(T3)处理,以6000 kg/ha鸡粪+750 kg/ha化肥处理为对照(CK),分析各蚯蚓粪处理对黄瓜农艺性状、产量和品质的调控效果。【结果】施用不同配比蚯蚓粪对黄瓜的株高、茎粗和叶片数均有一定促进作用;T2和T3处理的产量分别比对应年份的CK提高38.46%~111.88%和50.62%~136.11%,且差异显著(P<0.05,下同),各品质指标均显著高于CK;T2处理的农艺性状、产量及可溶性糖和可溶性固形物含量与T3处理无显著差异(P>0.05)。相关性分析结果表明,施用蚯蚓粪黄瓜的株高、茎粗、叶片数均与产量呈正相关;果实的可溶性固形物含量与可溶性蛋白、维生素C(Vc)和可溶性糖含量均呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】施用蚯蚓粪黄瓜的农艺性状较佳,产量和品质均较高,尤其以施用6000 kg/ha鸡粪+ 600 kg/ha化肥+24000 kg/ha蚯蚓粪的效果更佳,可在黄瓜大棚连作生产上推广应用。
桂辐98-296种茎补种新台糖22号宿根蔗对甘蔗产量和品质的影响

【目的】利用甘蔗新品种桂辐98-296种茎补种新台糖22号(ROC22)宿根蔗,以解决宿根蔗缺株断垄、产量下降的问题,为该方法的大面积推广应用提供科学依据。【方法】选择ROC22缺株断垄较严重的第2年宿根蔗地为试验地,以ROC22宿根蔗地的自然状态为对照(CK),设桂辐98-296种茎补种ROC22宿根(处理A)和ROC22种茎补种ROC22宿根(处理B)2个补种处理。调查各处理植株月伸长速度、单位面积有效茎数、株高、茎径及蔗糖分,并进行经济效益分析。【结果】处理A桂辐98-296补种蔗茎的出苗率(75.13%)和成茎率(91.45%)较高,6~9月平均伸长速度(56.4 cm)与处理A和B的宿根蔗及CK的平均月伸长速度差异不显著(P>0.05,下同);其株高(298 cm)与处理B宿根蔗及CK的株高基本一致;处理A蔗茎产量较CK极显著增产35.17%(P<0.01),经济效益明显。处理B同品种补种的出苗率(71.25%)和成茎率(16.44%)偏低,6~9月平均生长速度(21.2 cm)缓慢,整体产量与CK无显著差异,经济效益不明显。【结论】采用桂辐98-296种茎补种ROC22宿根蔗,可显著提高宿根蔗的单位面积产量,增加经济效益,解决宿根蔗缺蔸断垄、产量下降的问题,宜大面积推广应用。
两株茶叶籽水浆发酵杆菌的分离鉴定及其数量动态分析

【目的】鉴定茶叶籽水浆发酵分层过程中后期的微生物种类,并研究其数量动态,为优化茶叶籽油生物发酵生产工艺及揭示茶叶籽水浆发酵分层机理提供参考依据。【方法】利用添加放线菌酮的MRS固体培养基对发酵5 h的茶叶籽水浆发酵液划线培养,并进行微生物分离与提纯;通过形态学观察、酶学反应、碳源反应、16S rDNA及pheS基因测序分析、系统发育树分析,对分离的微生物进行鉴定;再利用涂布培养法观察菌体的数量动态变化情况。【结果】从茶叶籽水浆发酵液中分离纯化获得两株菌株,分别编号为JJZ12和JJZ21。两株菌株的菌落均呈圆形,白色,凸起,表面光滑湿润,边缘整齐。其中,JJZ12菌株的菌体呈杆状,大小0.6~1.2 μm×1.0~3.0 μm,成对或短链排列,革兰氏阳性;JJZ21菌株的菌体大小为0.5~0.7 μm×0.8~1.7 μm,单个或成对排列,革兰氏阳性。经鉴定,JJZ12和JJZ21分别为Gluconacetobacter liquefaciens(产液葡糖酸醋杆菌)和Lactobacillus plantarum subsp. plantarum(植物乳杆菌)的一个菌株;结合本研究编号,两种杆菌分别命名为G. liquefaciens JJZ12和L. plantarum subsp. plantarum JJZ21。在茶叶籽水浆发酵过程中,发酵液中JJZ12和JJZ21菌体的总数量在发酵5 h后逐渐快速增加,至15 h时达最大值,之后又逐渐回落进入稳定状态。【结论】JJZ12和JJZ21两株杆菌是茶叶籽水浆发酵中后期起主要作用的发酵微生物,该结论为解释茶叶籽水浆发酵分层现象的发生机理提供了理论依据。
大鳞副泥鳅摄食节律及日摄食量研究

为建立大鳞副泥鳅(Paramisgurnus dabryanus)的科学投喂策略,在实验室内开展了大鳞副泥鳅的养殖模拟实验,通过72 h的观察,探讨了不同体质量和不同性别大鳞副泥鳅的昼夜摄食节律及日摄食量。结果表明,大鳞副泥鳅属于典型的夜间摄食类型,一天中有2个极明显的摄食高峰,集中在04:00—05:00和20:00—21:00。大鳞副泥鳅的昼夜摄食节律与个体大小和性别无显著相关性。小规格雌、雄群体均具有最大的日摄食量,且雌性群体的日摄食量随着个体大小的增加显著降低。15 ℃条件下,大鳞副泥鳅群体的日摄食量占群体总体质量的2.2%~4.8%,个体的日摄食量约占个体体质量的3.0%。建议大鳞副泥鳅的投饲频率为一天2次,以体质量的3%~5%进行饲料投喂,最佳投饵驯化时间集中在6:00—7:00和18:00—19:00。
车用三缸1.0 L增压直喷汽油发动机的研发

为满足传统及新能源汽车的应用需要,自主研究开发了一款三缸1.0 L增压直喷汽油机。该发动机采用了顶置高压直喷、涡轮增压、进排气可变正时(DVVT)、集成排气歧管、可变排量机油泵等先进技术;同时,为获得优秀的振动、噪声、舒适性(NVH)的性能,对发动机本体进行了多项优化。结果表明:该发动机由于高效燃烧系统、低摩擦设计及智能热管理系统而获得出色的燃油经济性,最低油耗率230 g/kWh;该三缸发动机的NVH性能可以达到四缸机的水平。
基于平台Arduino的防酒驾汽车安全启动系统

为了防止酒驾人员逃避检测,保证驾驶安全,设计了一种集酒精检测系统与汽车启动一体式安全启动系统。该系统必须先经过酒精检测,然后才能启动汽车。以开源电子原型平台Arduino为控制核心,加入基本安全驾驶检测功能,将酒精检测传感器模块与语音传感器模块结合,采用语音启动汽车。系统模块分2地安装,两部分模块由2.4~2.5 GHz ISM频段的单片无线收发芯片NRF24L01实现通讯。经过实验检测,检测成功率至95%以上。结果表明:该系统从方法上提高酒精传感器的检测成功率。因而,该系统精简、安装便捷,可改善传统酒驾系统检测灵敏度,克服逃避检测问题。
车用1.5 L涡轮增压直喷汽油发动机开发

为满足消费者需求和日益严格的法规要求,上汽乘用车公司通过采用缸内中置直喷、高效涡轮增压、进排气可变正时技术、集成式排气歧管等一系列先进节能减排技术开发了全新1.5 L四缸汽油发动机,搭载荣威名爵多款车型,实现了低油耗、低排放、低噪音、高性能、高可靠性等设计目标,并在此基础上进行了技术升级开发。结果显示:通过燃烧系统优化及Miller循环应用,在保持250 Nm最大扭矩的同时,提升发动机热效率,降低整车新欧州行驶循环(NEDC)油耗6.5%;通过燃烧系统、增压器和冷却水套等一系列设计优化,最大扭矩提升至275 Nm,低速增压响应提升25%;通过喷雾油束优化和35 MPa高压喷油系统应用,发动机颗粒排放大幅降低,使得整车在全球轻型汽车测试循环(WLTC)工况下不带汽油机颗粒捕集器(GPF)达到国6b颗粒排放限值要求。
页岩纳米孔隙内气水混合流动的分子动力学模拟

在页岩压裂开采过程中,气水共存以及流动的情况尤为重要.本文通过使用非平衡分子动力学来模拟研究页岩纳米孔隙内的水和甲烷气体在页岩地层状态下(温度60℃)的混合流动行为.本文选取高岭石建立了具有矩形横截面形状的孔隙模型,内部孔隙表面由基面和B chain端面组成. B chain端面结构和氧原子电荷分别由周期性键链理论决定和键价法计算.气水的流动由施加额外体积外力来驱动.模拟结果表明,高岭石端面和羟基面极具亲水性,而甲烷具有疏水性.高岭石表面的硅氧原子比水对甲烷分子更有亲和力.纳米受限环境下的水膜在长方体孔型中形成了近似圆形的水通道.气体的流动呈现出圆管中的泊肃叶流动特征.计算得到的气体流量约为同等条件下水的两倍.随着外部压力从10 MPa增加到400 MPa,水和气体的滑移速度分别从0.4 m/s, 1.6 m/s增加到9 m/s, 15.2 m/s.另外,当被限制在高岭石纳米孔中时,受限水的黏度大幅度上升(11.4 mPa·s),明显高于其宏观液态下的黏度(0.47 mPa·s),而甲烷气体的黏度与其宏观状态相比变化较小.
扫描显微环境下原位高温力学测量技术及其应用研究

扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)是科学研究中的重要观察设备,在过去的几十年,人们一直致力于借助SEM从微尺度层面对热端部件所涉及的关键合金材料和构件的力学性能进行原位高温测量和表征.这一研究对认识合金材料微结构损伤演化物理机制、理解其高温失效和破坏机理、提取力学表征参数和提高寿命预测方法的准确性等有重要的理论意义和工程价值.本文首先介绍了SEM环境下原位高温力学实验的困难和挑战,综述了近年来国内外在SEM环境下发展的原位高温变形测量技术,涉及扫描环境下的原位高温测量设备、高温成像技术、高温变形测量方法等.在此基础上,介绍了作者近年来对镍基合金材料在高温变形、蠕变、以及疲劳与断裂方面的研究工作.最后,论文对该领域进一步的研究工作进行了展望.
核心技术需要在试错中发展

包括发动机、CPU等在内的核心技术产品都是复杂系统,需要在不断试错中发展,不可能一蹴而就.发展核心技术产业就像上楼,只能一步一步从楼梯爬上去,一步台阶就是一次在应用中试错.试错需要时间和耐心.我国的自主CPU经过多轮试错从不成熟到成熟,自主CPU产业链从组合发散到组合收敛,基于自主CPU的应用系统从基本可用,到可用,到好用.在发展核心技术产业过程中,要发扬实事求是的作风和愚公移山的精神,不仅要撸起袖子加油干,还要耐着性子坚持干;要保持战略定力,不能对发达国家抱有不切实际的幻想;要提防国外垄断集团在我们不掌握技术时就封锁技术,在我们掌握技术后就通过技术合作阻止自主技术发展.
组分简单环境友好的铜基高温超导材料:“铜系”

铜基高温超导材料是目前唯一能在常压环境实现液氮温区超导的物质,对其深入认识入选Science发布的125个重大科学问题之一,具有重要的科学价值和巨大的应用开发前景.为了合成铜基超导材料,通常需要引入重金属元素如稀土、Bi、Tl和Hg等昂贵、易挥发或有毒元素以稳定基本结构,这些体系相应称为“钇系”、“铋系”、“铊(汞)系”铜基超导材料.探索组分简单环境友好且在液氮温区超导性能优良的新体系,是超导新材料研发的前沿和重大挑战.本文基于铜基超导材料结构特点,通过介绍运用高压高温合成技术研制钙钛矿型功能材料的优势,重点讨论作者参与设计发现的Cu12(n–1)n(简称“铜系”)铜基超导材料体系. “铜系”只含铜和碱土氧化物,这是构成铜基超导材料最简单的成分,组分经济环境友好.如同人造金刚石一样, “铜系”块体材料虽然需高压高温合成,但在常压条件能够保持结构稳定,本文讨论的性能都是常压条件测量. “铜系”具有独特的全钙钛矿型构型,呈现强的层间耦合,常压超导特性优良:(1)起始超导转变温度(Tc)可达120 K以上,高于“铋系”超导材料,仅次于常压Tc最高的铜基Hg1223超导体;(2)在液氮温区临界电流密度特性优于“铋系”铜基超导材料,可媲美综合性能最好的“钇系”铜基超导材料,(3)成分只有碱土和铜氧化物,环境友好不含有毒元素,且在空气环境中可保持性能长期稳定.
智能交通中的若干科学和技术问题

当今全球进入信息化及智能化时代,新一代多层域感知、人工智能、移动互联、主动协同等技术的不断进步,推动智能交通系统体系和内容的全面创新.智能交通系统贯穿用户需求、设计制造、运营维护全生命周期的信息化和智能化,主要面临智能感知、运动体控制与自主协同、交通需求引导与一体化出行、运行安全态势评估及应急处理、全生命周期的大数据融合处理、高可靠通信等一系列科学和技术问题.本文调研了近年来智能交通系统的发展,总结了当今智能交通系统中的若干科学和技术问题.
基于稀疏语义的蛋白质噪声功能标注识别

蛋白质功能自动标注是生物信息学领域的关键问题之一.蛋白质功能标注信息来源广泛,噪声标注信息不可避免地被引入.已有蛋白质功能预测研究更关注预测功能信息完全未知(或部分已知)蛋白质的功能,极少关注识别蛋白质的噪声功能标注.本文提出一种基于稀疏语义相似度的蛋白质噪声功能标注识别方法(identifying noisy functional annotations of proteins using sparse semantic similarity, NFA). NFA首先利用一个蛋白质 –功能标签关联矩阵存储蛋白质功能标注信息,对不同证据的功能标注信息分别加权,再利用功能标签间层次结构关系向上传播这些权重到拓展的功能标注上;其次,在加权后的关联矩阵上利用l 1 -norm约束的稀疏表示计算蛋白质之间的语义相似度;最后基于一个蛋白质的语义近邻蛋白质的功能标注信息投票识别该蛋白质的噪声功能.在酵母菌和拟南芥这两个模式生物上的实验结果表明, NFA较现有算法能更准确识别蛋白质噪声功能标注,剔除NFA识别出的噪声功能标注能够提升现有蛋白质功能预测算法的精度.
考虑多种污染物时空分布的电力系统高维多目标优化调度策略

提出了一种全新的考虑多种污染物时空分布的电力系统高维多目标优化调度策略.首先,构建出一种真正适用于电力调度的火电厂污染物时空分布模型,首次将大气边界层的日变化考虑在内,充分体现了火电厂的污染物扩散特征,提升了结果的准确性;然后,结合各类污染物的时空分布特点及环境容量,建立同时减少发电成本、碳排放及PM_(2.5), SO_2, NO_2空气质量影响的高维多目标优化调度模型;最后,借助具有代表性的高维多目标优化算法获得近似的帕累托最优解集,并提出一种考虑目标特征与环境容量的多目标决策方法筛选折中解.采用自建的模拟城市案例以及广东省案例进行仿真,结果表明:所述调度方法不仅可以有效改善空气质量,还可根据环境容量的时空变化做出相应的调整,真正意义上实现经济、环保的电力调度.
TiO_2纳米阵列的制备、表面修饰及其在钙钛矿太阳电池中的应用

一维TiO_2纳米阵列具有直接的电子传输通道,在太阳电池中作为电子传导材料引起了广泛的关注.以水热法制备的金红石相TiO_2纳米阵列作为有机无机杂化钙钛矿太阳电池电子传导支架,系统研究了TiO_2致密层引入对纳米阵列生长和组装器件光电性能的影响;考察了TiO_2纳米棒棒长和TiCl_4水浴处理等对纳米阵列微结构和组装电池光电性能的影响.致密层的引入有利于获得垂直取向TiO_2纳米阵列,纳米棒棒长的优化有利于光生载流子的快速分离和传导,而采用TiCl_4水浴处理TiO_2纳米阵列,不仅增大了纳米阵列的比表面积,有利于吸附更多的钙钛矿晶体和提升电池对光的俘获,同时TiCl_4水浴处理产生的小纳米颗粒有助于填补钙钛矿晶体与纳米阵列间的缝隙,促进更好的界面接触,从而抑制载流子传导过程中的复合,提升电池性能.在引入TiO_2致密层后,进一步采用0.1 mol/L TiCl_4处理的TiO_2纳米阵列组装的电池展现最优的光电性能,其短路电流密度、开路电压、填充因子分别达到22.88 mA/cm~2, 1.04 V和63.58%,电池的能量转化效率达到15.11%.
高超声速非平衡气动加热试验及数值分析研究

高超声速非平衡流动气动加热的精确预测是当前高超声速飞行器热防护设计面临的难点和热点问题.设计了外形简单的球柱测热模型,采用表面溅射金Au和二氧化硅SiO_2的方法改变了模型和塞式量热计表面的催化特性,并在电弧风洞中开展了高超声速非平衡流动气动加热试验,获得了近完全催化壁及近非催化壁两种条件下模型表面的气动加热数据.通过和数值模拟结果对比分析,对高温化学非平衡气动加热的数值预测方法进行了验证,结果表明:表面材料的催化特性对非平衡气动加热有显著影响,测热模型的球面上催化效应影响明显,完全催化热流要高于非催化热流,而柱面上催化效应较弱;数值模拟得到的不同壁面催化条件之间热流差异大于地面试验结果;计算结果与试验结果相比,完全催化壁热流相差在5%以内,完全非催化壁热流相差超过10%.
高分子的离子效应

在传统理论中,离子通常被作为点电荷处理,其对高分子性质的影响主要基于离子强度效应.然而,高分子体系中许多重要实验现象都无法简单地通过离子强度效应加以理解,这需要从超越离子强度概念的角度来考虑高分子的离子效应.本专题论述将主要讨论高分子体系中的离子特异性效应、离子氢键效应、离子亲/疏水效应以及多价离子效应.离子特异性效应普遍存在于带电高分子体系以及中性高分子体系,且可以在不同溶剂体系中观察到;离子氢键效应可被应用于调控强聚电解质刷的水化、润湿、黏附等多种性质;离子亲/疏水效应不但可以调控界面接枝聚电解质的性质,还可以调控聚电解质溶液以及聚电解质凝胶的性质;通过多价离子交联作用,多价离子效应可被应用于调控聚电解质刷以及高分子凝胶的性质.这些高分子的离子效应拓宽和加深了我们对离子与高分子间相互作用的理解,为基于不同离子效应调控高分子性能奠定了基础,并可进一步拓展至其他类型重要的离子-高分子间相互作用.
PAN-LATP复合固态电解质的制备与性能表征

与传统的液态电解质相比,固态聚合物电解质可以显著提高锂二次电池的安全性和能量密度,但其室温锂离子传导率低、机械性能比较差,这些缺点限制了固态聚合物电解质在锂二次电池中的应用.为了解决上述问题,本文采用溶液浇铸法在聚丙烯腈(PAN)固态聚合物电解质中引入无机固态电解质Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3 (LATP)制备了PAN-LATP复合固态电解质(CSE).该复合固态电解质不仅具有较高的锂离子电导率,还拓宽了电化学稳定窗口.当LATP含量为15%时CSE的锂离子传导率最高,室温下为2.14×10~(–5) S/cm,333 K时为3.03×10~(–4) S/cm.与此同时,固态聚合物电解质的机械强度也得到了很好的改善.结果表明该性能优良的固态电解质有望用于锂离子电池和其他电化学储能系统.
仿生高分子界面涂层增强柔性电路黏附力和抗刮擦性能研究

柔性电路是柔性电子与可穿戴设备的重要组成部分,现有柔性电路稳定性与耐久性较差,使得其使用寿命与器件性能被限制.针对此难点,本文受贻贝启发,合成并优化多巴胺共聚物涂层,成功改性了聚酰亚胺(PI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、织物等不同柔性衬底的表面润湿性、黏附力与抗刮能力.结合丝网印刷技术和转印技术制成柔性电路,通过循环弯曲测试和抗刮擦测试证明经过该高分子涂层界面改性后制备的电路具有优异的稳定性.同时,这种新发展的表面改性方法具有低固化温度(60℃)、工艺简单高效、成本低等优点,结果表明,这种仿生化学表界面改性方法有望应用于柔性电子制造中,促进柔性电子的实用化.
删失分位数回归模型中的变点检测问题

本文针对固定删失分位数回归模型中的变点问题提出一种新的检测方法;基于观测值的有效子集信息和分位数目标函数的次梯度提出检验统计量.在原假设下,本文得到检验统计量的渐近性质,并且通过模拟方法得到渐近分布的临界值.由于本文提出的方法仅需要在原假设下拟合模型,所以其在计算上更加有效.此外,相比较于传统的Powell方法,数值模拟研究发现本文提出的方法在有限样本的条件下有相近功效及更高的计算效率.最后,本文分析了一组美国居民收入数据集来展示所提方法的实际应用表现.
多因素对地下污水厂H_2S与NH_3浓度的影响

依托现场实验测试,采用二阶正交数值仿真实验,以脱水机房为例,分析了温度、湿度及排风量对地下污水厂H_2S和NH_3浓度的影响,并提出了一种结合污染水平和排风能耗的综合评价指标。分析结果表明,脱水机房H_2S和NH_3浓度受温度和排风量交互效应影响显著(p<0.05)。在20 ℃时脱水机房内H_2S和NH_3浓度最低,比35 ℃时污染水平降低2.5倍,综合评价指标计算结果显示,在2.7次换气次数下综合评价指标较小,K值为4.5。对于处理量为10万t/d的污水厂,换气次数低于2.7次脱水机房的恶臭浓度偏高,高于2.7次排风能耗过大,取2.7次换气次数范围最为合理。
强降雨条件下含软弱夹层粘性土坡稳定性分析

为了分析含软弱夹层粘性土坡在强降雨条件下的稳定性,结合某失稳边坡工程现场实际调研资料,基于饱和-非饱和渗流与非饱和抗剪强度理论,提出了一种新的含软弱夹层粘性土坡稳定性分析方法,并利用该方法分析了强降雨条件下边坡的渗流特性及安全系数变化规律。分析结果表明:降雨入渗先在边坡软弱夹层内形成暂态饱和区,且当坡顶入渗的雨水未渗流至软弱夹层时,夹层内暂态饱和区中的雨水会沿夹层上表面向着坡顶方向渗流;降雨入渗过程中,边坡基质吸力与铅直有效应力之间存在严格的正相关变化关系;随着降雨历时的增加,塑性区首先在软弱夹层内部贯通,然后向坡顶扩展,边坡安全系数逐渐降低;降雨停止一段时间后,由于坡顶入渗雨水的补给,软弱夹层内局部将仍存在暂态饱和区,此时,塑性区面积会由坡顶向软弱夹层内部减小,再由夹层内部至坡面逐渐缩减,但边坡安全系数并未明显上升;根据数值计算结果可将粘性土坡失稳过程分为夹层软化、夹层挤压、拉伸裂缝、坡顶沉降和断裂滑移等5个阶段。因此,为了降低强降雨对边坡稳定性的影响,在含软弱夹层粘性土坡支护设计时应着重考虑边坡排水系统的合理布设。
降雨过程对兰州黄土中桩基负摩阻力的影响

为了模拟预压工况下非连续降雨对兰州湿陷性黄土对桥梁桩基摩阻力影响,以自然渗透方式进行了现场试坑浸水试验。通过埋设钢筋计测算桩侧摩阻力,埋设水分探头测浸水深度。结果表明,浸水最大深度在10 m左右,且在该深度处含水率增量很小,说明浸水主要影响区域已在10 m之上。在整个实验过程中,桩侧负摩阻力始终存在,且其峰值随着荷载递增而增大。加载阶段,负摩阻力分布区间长与桩长比值约为0.24,是一个变化的过程;卸载过程中,也存在负摩阻力,区间长与桩长的比值在0.28~0.45范围内波动。试验结果表明,首次降雨对桩基受力影响较大,较长时间的间断性二次降雨影响较小。负摩阻力区间比规范规定的小,在实际桩基设计时,既要充分考虑首次降雨的影响,又可以根据负摩阻力长度和适当调整桩长。
越鞠丸治疗抑郁症及其中医内涵研究进展

抑郁症是严重影响国人健康的重大疾病,研究显示,中成药越鞠丸具有独特的快速持久抗抑郁作用。最近,在越鞠丸快速改善帕金森症伴随抑郁上有若干新的发现。从配伍角度,研究揭示栀子-川芎组合为越鞠丸发挥抗抑郁作用的关键药对。关于越鞠丸常规剂量下的抗抑郁作用的基础与临床研究仍然受到关注。临床研究结果支持其单独或联合使用西药改善抑郁症及相关中医证候的药效。新的研究发现特定剂量条件下越鞠丸抗抑郁作用的有效性,对气郁体质的抑郁症患者改善作用也首次得到临床研究证据支持。进一步深入探讨越鞠丸治疗抑郁症的科学基础与临床特点将有助于提高其临床应用水平。
不受波速影响的特高压直流输电线路单端故障测距方法

现行特高压直流输电线路故障测距大多采用行波法,但单端/双端行波测距受行波波速影响较大,加上输电线路弧垂效应,测距精度较差。利用对端行波到达本端测距装置的时刻,通过公式推导消除行波波速的影响,推导出一种不受波速影响的特高压直流输电线路单端故障行波测距方法,将无需准确计算线路沿线波速也能实现直流输电线路故障测距。在PSCAD/EMTDC中搭建哈郑±800 kV特高压直流输电系统模型,在不同故障位置和不同过渡电阻下进行仿真。大量仿真结果表明,该改进单端测距方法不受输电线路沿线波速和故障位置影响且耐受过渡电阻能力强。
考虑人为因素的基于隐马尔科夫的设备强迫停运率模型

为研究人为因素对电力系统可靠性的影响,提出了一种考虑人为因素的基于隐马尔科夫(HMM)的设备强迫停运率模型及其人为因素判别模型。通过分析人为因素与设备修复的关系,将人因场景分为三种情况,对传统的设备修复模型进行优化。进而根据HMM模型的特点,建立HMM设备强迫停运模型。运用前向算法,建立人为因素判别模型。通过实际算例验证了所提出的强迫停运率模型的适用性和人因判别模型的正确性。判别设备强迫停运情况下的人为因素,有针对性的采取措施,减少设备强迫停运时间,提高电力系统可靠性。
含多微网的主动配电网分层调度策略

近年来,可再生能源高渗透率接入电网面临着明显的弃风弃光现象。微网为可再生能源的充分利用提供了良好的平台,主动配电网下多微网间的协调调度将进一步提高可再生能源的利用率。将分层控制理论与多微网并列运行的配电网架构结合,提出一种以配网协调能力最强为目标的先配网后微网的两步动态分层调度策略。重点研究配网能量管理中心和微网EMS的信息交互过程,旨在最大化利用可再生能源,减少主动配电网与主网的交互功率,同时保证微网运行的经济性。最后,以含多微网的主动配电网为例分析,验证所提出策略的正确性。与其他策略的对比体现了所提策略在充分利用可再生能源、减少主动配电网与主网的交互功率、缩短优化用时方面的优势。
基于全寿命周期成本的电压暂降治理设备综合配置规划

针对传统电压暂降就地治理方案中容量浪费的问题,提出了一种基于全生命周期成本的治理设备综合配置规划方法。通过建立串、并联型治理设备(以DVR和STATCOM为例)的数学模型,基于电压暂降事件的风险评估,分析比较了串、并联治理设备的治理特点。该方法综合考虑治理方案的投资成本和经济效益,以经济性最优为目标,确定电压暂降治理设备的综合配置。采用IEEE33节点配电网络进行了仿真验证。仿真结果证明,当配网内含有多个敏感负荷时,所提出的综合优化配置方案相对传统的就地治理方案更具经济性。
面向状态检修的智能变电站二次设备公共信息模型扩展研究

智能变电站的新特点和新变化对智能站继电保护状态检修提出了新要求,智能变电站二次设备公共信息模型是建设新型智能变电站继电保护状态检修的基础。IEC 61970和IEC 61968公共信息模型(CIM)不能为智能变电站继电保护状态检修提供全面的公共信息模型支撑。基于IEC 61970和IEC 61968的CIM基本扩展原则,通过分析继电保护装置物理结构分层以及智能变电站保护控制系统通过网络化二次回路进行信息交互的新架构,扩展了智能变电站继电保护二次设备资源公共信息模型和继电保护二次设备资产公共信息模型。提出了基于IEC 61850的变电站二次设备状态信息模型到智能变电站继电保护二次设备量测模型的模型映射方案,构建了完整的智能变电站继电保护二次设备公共信息模型架构,为智能变电站继电保护状态检修的应用和二次运维管理系统信息的集成和交互奠定了基础。
小规模电网安全稳定实时控制系统研制与应用

分析了稳定控制系统策略的三种实现方式的优缺点,提出了在小规模电网开展在线实时稳定控制系统研究应用的需求。介绍了基于超实时仿真算法的在线实时稳定控制系统的实现方案,包括硬件结构、软件结构和关键技术指标。阐述了系统涉及的关键技术问题,包括超实时仿真算法、稳控决策、高速实时通信方案以及多种决策方式的协调方案。该系统在独立局域电网和企业自备电网的应用,验证了其工程实用性。最后,展望了在大规模电网推广在线实时稳定控制系统的研究方向。
适用于继电保护整定计算的双馈风电机组等效模型

随着双馈风电机组并网容量的不断增加,风电机组的接入对电网继电保护的影响逐渐增强,研究适用于继电保护整定计算的双馈风电机组短路电流计算方法尤为重要。为了解决这一问题,并考虑到继电保护整定计算的实用性,建立了一种适用于继电保护整定计算的双馈风电机组等效模型。通过对双馈风电机组基本关系式的推导,得到了双馈风电机组的简化等效电路。通过对简化等效电路以及双馈风电机组发生短路故障时的暂态过程进行研究,推导出等效电动势的表达式,并进一步推导出了双馈风电机组的短路电流计算公式。最后通过仿真验证了等效电路和短路电流计算公式的准确性,为双馈风电机组的继电保护整定计算提供了一种新的等效模型。
交直流混联受端电网频率紧急协调控制技术及应用

交直流混联受端电网大频差事故下的频率稳定控制是个难题,之前主要依靠电源侧的一次调频响应以及负荷侧的低频减载措施。随着直流功率紧急支援、抽蓄切泵和大规模可中断负荷控制等新型可控资源以及相应新控制技术的出现,全面提升和拓展频率紧急控制技术成为可能。系统性地分析了实现频率紧急全过程控制需要攻克的关键技术,重点阐述了频率紧急协调控制技术中的故障可靠识别、功率损失量准确计算、多防线协同、多措施分类协调、系统监视与管理等核心技术。基于上述关键和核心技术构建了华东电网频率紧急协调控制系统,保障了华东电网的安全稳定运行,提升了新能源的消纳能力。
弱电网条件下并网逆变器的锁相环静态稳定分析

在新能源发电经由逆变器接入电网的系统中,并网逆变器的稳定性将随着接入点短路比的减小而降低。目前,学术界针对这一问题已有较多研究,但大多是基于状态空间模型线性化后利用相关控制理论进行分析,缺乏直观的机理分析。采用忽略了电流内环响应时间的准稳态模型,重点对并网逆变器中锁相环的静态稳定性进行分析,得出了与传统单机无穷大系统中类似的静态稳定判据。由此稳定判据能直观得出并网逆变器维持同步前提下的输出功率极限,并指出当并网逆变器超出此功率极限时将以过电压的形式失去稳定。采用并网逆变器的详细模型进行仿真分析,验证了所提静态稳定判据的正确性。
广域电力系统稳定器参数的两阶段协调优化方法

广域电力系统稳定器(Wide Area Power System Stabilizer, WAPSS)对电力系统的区间低频振荡能够起到良好的阻尼作用。同时,WAPSS参数的协调优化设计能够避免因增大某一振荡模式的阻尼而造成其他模式阻尼恶化的问题,提出一种两阶段设计的WAPSS参数协调优化方法。第一阶段基于留数相位补偿原理设计WAPSS超前滞后环节的参数。第二阶段,将整定后的超前滞后环节参数代入WAPSS传递函数以减少决策变量,再以提高低频振荡模式和近虚轴模式的阻尼为多优化目标,利用基于精英替换策略的改进教与学算法(Teaching-Learning-Based Optimization, TLBO)对WAPSS的增益参数进行优化。通过将超前滞后环节参数和增益参数两阶段协调优化,不仅减少了每次迭代计算时间,而且达到了提高电力系统阻尼的目的。最后通过两区四机的仿真算例验证了该方法的有效性。
未来配电网的主要形态¾¾基于储能的低压直流微电网

储能技术的不断进步,为未来配电网的发展提供了新的思路。提出了一种未来配电网的可能形态--基于储能装置、以用户为单位的低压直流微电网。同时论述了该形态配电网的结构特征和优越性以及当前技术与这个设想之间的差距。在当前技术水平下,低压直流微电网和储能装置的充放电管理领域的技术已经能够满足设想需要,但是储能装置的能量体积比和能量重量比以及寿命还存在较大差距。随着储能技术的不断进步发展,未来配电网必将发生革命性的变革。
复杂电力(能源)系统的分布式感知与协同估计/检测研究综述

近年来,"互联网+"智慧能源、电力市场改革、新能源革命等一系列举措引发了电力系统信息大爆炸,导致海量的电力设备、电器以及用户需要连接。信息的感知、连接、传输、处理、应用及发布,范围越来越广,规模越来越大,并出现了大规模、复杂的高维动态系统,伴随着海量数据集。而集中式信号处理在处理这类问题时,存在着通信负担重、计算复杂度高、可扩展性差、鲁棒性差等缺点。因此集中式信号处理方式已经明显不适用,需要寻找新模型、新算法来解决。在大规模复杂(能源)电力系统中采用分布式信号处理是有效的解决方法。对国内外分布式感知和协同估计/检测进行梳理和综述,并给出未来的挑战和研究方向。