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关键词： 大型立式离心泵   故障停机过渡过程   数值模拟   刚性涡识别   内流特性  

摘要： 离心泵故障停机过渡过程的不稳定流动关乎泵系统的安全稳定运行，而不稳定流动与旋涡的产生密切相关。该文基于SST k-ω湍流模型，采用Fluent二次开发，将转速变化数学模型作为叶轮运动的边界条件，揭示了大型立式离心泵故障停机过渡过程中的内流瞬态演化特性和旋涡产生机理，分析了转动惯量对大型立式离心泵故障停机过渡过程的影响。研究结果表明：大型立式离心泵故障停机过渡过程中，流量、转速和扭矩激烈变化，转动惯量的改变不影响过渡过程的变化趋势以及飞逸状态下的流量和转速；但随着转动惯量的增大，过渡过程的时间有所延长且压力变化的最大幅值有所降低。此外，该文基于Liutex-Omega刚性涡识别方法，准确识别了过渡过程中叶轮内分离涡和轴向旋涡结构，基于速度三角形阐释：分离旋涡产生的根本原因是叶轮进口相对液流角与叶片进口安放角的不匹配，轴向旋涡产生的根本原因则是叶轮的旋转运动。该研究为大型立式离心泵的安全稳定运行提供了理论基础。

关键词： 固体氧化物   电解制甲烷   多股流紧凑式换热器   遗传算法   层排列  

摘要： “双碳”战略和可再生发电装机规模化发展背景下，固体氧化物电解（solid oxide electrolysis，SOE）制氢及其衍生物是解决可再生电力消纳的新途径。SOE高温运行需要配置换热器和风机等辅助部件维持系统内部热动力学平衡，合理的换热器设计对于提高系统紧凑性和能效具有重要意义。本文提出一种基于非支配排序遗传算法的多股流紧凑式换热器多目标优化设计方法，对多股流板翅式换热器外形尺寸和翅片参数进行同步优化，并以累计热负荷均方差为指标对换热器层排列进行优化。以SOE制甲烷系统为研究对象，结果表明：翅片频率是影响系统紧凑度的关键因素，翅片频率从444 m-1增加到786 m-1，换热器体比表面积从643 m2/m3增大到1116 m2/m3，但换热器摩擦因子和流动耗功分别增加了10.7%和0.2 kW；通过优化层排列方式，累计热负荷均方差降低了0.6 kW。对于SOE制甲烷系统气气换热器，四股流紧凑式换热器（35 kW）与两股流换热器（28 kW）相比，体积减小了88%。该方法同步优化了多股流板翅式换热器外形尺寸、翅片参数与层排列方式，为多股流换热器高温场景应用提供参考。

关键词： 地下滴灌   土壤质地   滴头流量   湿润锋   土壤水分运移规律  

摘要： 地下滴灌是一种局部灌溉方式， 灌溉水经由滴头在土壤中形成湿润体的过程对作物生长用水至关重要。根据土壤质地、滴头流量、土壤含水率等因素选择适宜的灌溉参数， 能够避免灌溉过量或不足。本研究以壤土、砂土和黏土3种质地土壤为研究对象， 设置地下滴灌滴头埋深为30 cm， 对0.39 L·h-1、0.90 L·h-1和1.38 L·h-1流量下土壤湿润锋的变化规律进行观测。结果表明， 不同土壤类型含水量变化对不同滴头流量的响应存在差异， 壤土和砂土在高流量下更易形成规律的湿润体， 而黏土则受到滞水效应的影响， 在低流量时表现出明显的滞水特性。不同土壤质地对水分运移的影响也有所不同， 砂土中湿润锋水平和向下运移距离最大， 但向上运移距离比壤土小在15～20 cm， 运移能力较低; 黏土中水分运移所受阻力最大， 因此在各方向运移距离最短， 但变化持续时间最长; 壤土中水分运移距离在水平和向下方向上均处于居中水平， 向上运移距离最大， 说明壤土中水分向上传输能力最强， 该土壤类型相对砂土和黏土更适合30 cm左右埋深的地下滴灌。对于同一质地而言， 砂土中水平和向下方向的湿润锋运移速率均随滴头流量的增加而增大， 但是向上方向运移速率为先减小后增大， 说明在1.38 L h-1的流量下， 流量对湿润锋运移速率的影响超过了向上土壤阻力和重力的影响; 壤土中湿润锋在3个方向的运移速率均随滴头流量的增加而增大; 黏土水分湿润锋在水平和向下方向随流量在6%-10%之间变化， 相对其他土壤质地变化程度较小， 说明黏土水分湿润锋运移在这两个方向上受流量影响较小， 但其垂直向上方向运移速率随滴头流量增加而先降低再增加， 且降低幅度远高于增加幅度， 说明较低流量更有利于黏土水分向上运移。在3种土壤质地和3种流量下， 随着入渗时间的延长， 湿润锋的运移速率呈逐渐减缓的趋势; 随滴灌流量的增加， 湿润锋在水平方向与垂直向上方向的运移距离之比相应增大， 说明流量增加相对于土壤水分向上运移来说更有利于促进其水平运移能力。此外， 湿润锋水平和垂直方向的运移速率与入渗时间遵循幂函数的规律。砂土垂直向上只运移到距地表10 cm处， 壤土在3种流量条件下垂直向上运移均达到了地表， 黏土则垂直向上只运移到距地表10.3 cm处。综上所述， 对于不同质地土壤进行地下滴灌时， 砂土的滴头埋深须在15 cm以内、流量在0.39 L·h-1左右可以保证作物苗期用水的同时并减少渗漏; 而对于壤土而言， 滴头埋深可增加至30 cm， 流量需依据种植作物出苗时间和灌溉时间以及节水目标需求决定; 黏土滴灌不适合深埋和深根系植物。

关键词： 钨矿   浸出渣   蒸馏分离   氟   离子选择性电极   硫磷混酸  

摘要： 钨矿及其浸出渣中氟含量的准确测定对优化工艺、降低成本具有重要意义。利用硫磷混酸强酸性、高沸点的特性，采用硫磷混酸溶解样品并加热蒸馏，将氟化物转化为氟化氢，利用酸碱中和的原理以氢氧化钠溶液吸收使之反应生成氟化钠，实现了氟与铝、钙等金属离子的分离；以溴甲酚绿作指示剂，用盐酸和乙酸钠溶液调pH值为5～6,再加入总离子强度缓冲液，用离子选择性电极法对吸收液进行测定，实现了对钨矿及其浸出渣中氟的测定。以氟质量浓度为横坐标，其对应的电位值为纵坐标绘制校准曲线，校准曲线的线性相关系数为0.999 6,线性范围为0.025%～12.50%。按照实验方法对钨矿及其浸出渣样品中氟进行11次平行测定，结果的相对标准偏差(RSD)为3.0%～5.9%;在样品中加入氟离子标准溶液进行加标回收试验，回收率在97%～105%之间。用实验方法、YS/T 1115.13—2016中的氢氧化钠熔融-离子选择性电极法和GB/T 18114.11—2010中的高氯酸蒸馏-EDTA滴定法同时测定钨矿及其浸出渣中氟的含量，结果表明，实验方法与这两个标准方法测定值的差值在相应标准方法规定的允许差范围内。

关键词： 客流量预测   季节调整   深度学习   门控循环单元   双向长短时记忆网络  

摘要： 针对单一客流量预测模型在短期旅游客流量预测时存在非线性处理能力弱、强季节特性数据预测精度较低问题，建立一种基于季节调整的门控循环单元（GRU）与双向长短时记忆网络（BiLSTM）的组合预测模型用于实现短期旅游客流量的预测。首先，通过季节指数对数据进行季节性调整，以剔除数据季节性影响。然后，利用GRU参数较少、训练效率高对数据进行非线性建模；最后通过BiLSTM双向处理更全面地捕捉时序数据特征。以九寨沟景区游客和天气数据为实验对象，实验结果表明，GRU-BiLSTM组合模型较单一模型的预测效果在4个评价指标上高出23%～44%，且经季节调整后的GRU-BiLSTM组合模型较调整前在4个评价指标上也均表现出13%～39%不同程度的精度提升。

关键词： 高速离心泵   诱导轮   空泡率   正交试验   数值模拟   空化抑制装置  

摘要： 为提高高速离心泵空化性能，探究增加进口引流结构对高速泵空化性能的影响，该文基于正交试验设计方法对进口引流结构几何参数进行了方案设计，采用SST k-ω湍流模型、Z-G-B空化模型对各方案进行了数值仿真和分析。研究结果表明：相较于初始方案，增加进口引流结构后，高速离心泵扬程有较明显提升，叶轮空泡率最大降低39.7%，空化性能得到改善；进口引流结构环形架内径对泵空化性能影响程度最大，设置导流板可有效改善进口圆周速度分布。通过与初始方案的水力性能和空化特性进行对比，分析确定了最优方案。最优方案的紊流度显著减小，泵扬程增加9.62m，泵效率提升2.4%，必需汽蚀余量减小2.20 m。引流结构可显著减少回流引起的能量损失，保证进口的流动均匀性是提升高速离心泵空化性能的关键途径。

关键词： 连续体束缚态   石墨烯   光吸收调制   图像显示  

摘要： 在单层二维(2D)材料中实现完美吸收对于新一代片上集成光子元器件至关重要.然而,基于表面等离子体共振和法布里-珀罗腔的完全吸收机制存在着调谐能力差,稳定性低以及制备过程复杂等问题.连续体中的束缚态(BICs)被认为是增强光-物质相互作用的理想平台.为此,本文提出了一种在近红外区域支持对称保护的BIC(SP-BIC)的全硅超表面,打破超表面的面内对称性使其转换成具有非凡Q因子的准BIC(qBIC)模式,此时将单层石墨烯引入以组成临界耦合吸收系统.在不改变结构参数的情况下,仅通过控制入射波的偏振角实现了93.8%的光吸收调制效率.基于此石墨烯-超表面理想吸收体,实现了光学数字“0-1”开关和超表面图像显示功能,有望为新一代片上集成光学元器件提供理论指导.

关键词： 湍流信道   湍流效应补偿   门控循环单元   固定阈值判决  

摘要： 激光在大气信道中传输时易受到大气湍流等影响，导致接收机对开关键控（On-Off Keying,OOK）信号发生错误判决，进而产生误码率门限，严重恶化了自由空间光（Free Space Optical,FSO）通信的传输性能。为了提升误码性能，提出了一种基于改进门控循环单元（Gated Recurrent Unit,GRU）网络的大气湍流补偿技术。通过在GRU模型的基础上引入批量归一化（Batch Normalization,BN）层，并配合ReLU激活函数，有效解决了梯度爆炸等问题，通过改变网络层数来提高模型对湍流的补偿性能。仿真结果表明，在不同的湍流信道下，与基于GRU网络的大气湍流补偿技术、基于长短期记忆（Long Short-Term Memory,LSTM）网络的大气湍流补偿技术、无补偿的固定阈值判决（Fixed Threshold Decision,FTD）相比，系统误码率更低，其误码率性能接近于具有精确信道状态信息（Channel State Information,CSI）的自适应阈值判决（Adaptive Threshold Decision,ATD）技术。

关键词： 串联扑翼   流体力学   数值模拟   鱼类运动  

摘要： 该文对串联扑翼构型进行了动网格数值计算，研究了主从翼的流体动力特性。在雷诺数60000的情况下，对八种不同的相位差(0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°)和四种振幅(20°、30°、45°和60°)进行了数值模拟，研究结果表明：改变相位差会导致串联扑翼的飞行模式发生变化，牺牲升力来增加推力；随着振幅的增加，主从翼循环推力系数的总值基本上都会增加，主翼的最大升力增大，而从翼的最大升力减小，主翼和从翼的升力系数分别在60°振幅和20°振幅达到峰值。该文揭示了串联扑翼布置的复杂流体机理，这对设计性能优异的水下推进器至关重要。

关键词： 低温蒸煮   模拟吸收   游离氨基酸   肽组学  

摘要： 将腌制后的牛腱子用不同温度和时间的真空低温蒸煮条件进行蒸煮，并以传统的高温炖煮作为对照组。加热后的牛腱子经体外消化后，消化产物添加至由Caco-2细胞组成的体外吸收模型上来模拟吸收过程。通过对蛋白吸收产物的测定，确定不同温度-时间组合对炖煮牛腱子蛋白质吸收影响。结果表明：低温蒸煮能够在一定程度上提高游离氨基酸的吸收水平，同时也能提高多肽尤其是300-500 Da小肽的吸收水平。60℃有利于肌球蛋白、肌动蛋白的吸收，而80℃有利于胶原蛋白的吸收。在各处理组中，60℃ 8 h（SV1）的加热条件使得吸收产物中出现显著更多的必需氨基酸和抗氧化氨基酸，并且小分子量肽段和特异性生物活性肽也更多，展现出最优的营养水平。