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微燃气轮机中氨/十二烷混合燃烧特性与排放规律的数值研究
在全球气候变暖和能源转型的背景下,航空和能源领域正面临严峻的碳减排压力。氨(NH3)作为一种零碳燃料备受关注,它不仅可以通过可再生能源生产"绿氨",其体积能量密度更是液态氢的1.6倍。然而,氨燃料的推广面临两大技术瓶颈:其一是火焰传播速度仅为甲烷的五分之一,容易导致燃烧不稳定;其二是燃烧过程中会生成大量氮氧化物(NOx),这既来源于空气中的氮气,也来自氨分子本身的氮元素。为突破这些技术障碍,科学家们尝试将氨与碳氢燃料混合燃烧。其中,十二烷(nC12H26)作为航空煤油的替代燃料,具有能量密度高、燃烧稳定的特点。清华大学的研究团队在《Fuel》发表的最新研究中,采用数值模拟方法深入探究了这种混合
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协同电子桥与异质结工程促进电荷转移实现高效光催化析氢
Highlight本研究成功构建了具有电子桥(CoP)的Z型异质结光催化体系CoTiO3/CoP/H-GDY,通过电子桥介导的电荷转移通道,显著提升了光催化析氢性能。Conclusions总结而言,我们成功设计出具有独特三元结构的CoTiO3/CoP/H-GDY复合材料,其展现出卓越的析氢性能。优化后的PCTH-5复合材料实现了20.41 mmol g−1的产氢量,较二元CoTiO3/H-GDY体系提升8.16倍。这种卓越活性源于Z型异质结中CoP电子桥介导的界面电荷转移。
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基于PO优化的级联FOIAN-PTD策略在风光热储联合系统频率控制中的应用研究
随着全球能源结构转型加速,风光等可再生能源(RES)大规模并网给电力系统频率稳定性带来严峻挑战。传统火力发电机组惯性响应能力与随机波动的可再生能源形成鲜明对比,加之负荷扰动和电网参数变化,使得频率偏差(Δf)和联络线功率波动(ΔPtie)成为制约高比例可再生能源电网安全运行的关键瓶颈。现有负载频率控制(LFC)策略如传统PID、分数阶PID(FOPID)等,在应对复杂多变的运行工况时表现乏力,亟需开发兼具快速响应能力和鲁棒性的新型控制架构。在此背景下,Alaa A. Mahmoud团队在《Engineering Applications of Artificial Intelligence》发
来源:Engineering Applications of Artificial Intelligence
时间:2025-09-06
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Janus MoTeSe金属掺杂增强锂离子电池热失控气体传感性能的理论研究
Highlight本研究采用密度泛函理论(DFT)系统探究了Janus MoTeSe材料在锂离子电池热失控早期预警中的应用潜力。通过Pd/Cu/Cr金属掺杂策略,显著提升了材料对特征气体(H2、CO、C2H4)的传感性能,为开发新一代智能传感器奠定基础。计算细节采用广义梯度近似(GGA)下的PBE泛函处理电子交换-关联作用,并引入Grimme色散校正(D3)准确描述分子间弱相互作用。所有计算通过VASP软件完成,截断能设为520 eV,力收敛标准为0.02 eV/Å。优化结构与初始MoTeSe气体分子几何优化显示:H2(0.751 Å)和CO(1.142 Å)呈线性结构,C2H4中C=C键长1
来源:Consciousness and Cognition
时间:2025-09-06
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基于信息熵理论的血液表观粘度模型构建及Fåhræus-Lindqvist效应机制研究
研究亮点• 首次将信息熵理论应用于血液粘度建模,开创概率统计方法研究FL效应新范式• 构建的指数模型μrel=exp[α(1/(1-Hct)β-1)/β]首次从理论上解释粘度随Hct的指数增长现象• 模型成功预测7-300μm血管直径范围内的FL效应拐点特征模型验证45%的高浓度区间预测优势尤为显著(见图17)。温度修正方程μrel(T)=exp[α(1/(1-Hct)β-1)/β-γT]首次量化了温度(T)与粘度的负相关关系,为热带物种血液流变研究提供工具。熵理论计算方法提出"参数熵权"自适应算法:1.通过KL散度量化新数据集与基准模型的偏离度2.采用蒙特卡洛模拟生成参数概率分布3.最终输出
来源:Computer Vision and Image Understanding
时间:2025-09-06
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中国留守家庭中祖孙生活满意度(不)一致性与心理弹性的代际关联研究
在中国快速城市化进程中,大量农村劳动力外迁形成了特殊的留守家庭结构(Chinese left-behind families, CLBF),约2000万儿童由祖父母隔代照料。这种家庭模式虽然强化了代际纽带,但也导致祖孙两代在生活体验和认知上存在显著差异。既往研究多聚焦个体层面的心理韧性(Resilience)形成机制,而对代际间生活满意度(SWLS)的匹配程度如何影响双方适应能力这一关键问题缺乏探讨。来自浙江大学心理学系的Hu Qiong团队在《Children and Youth Services Review》发表的研究,创新性地采用配对调查设计,从江西和贵州两个留守人口超200万的省份招
来源:Children and Youth Services Review
时间:2025-09-06
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基于Python的HotSpot放射风险评估自动化框架开发及其在核应急响应中的应用
Highlight本研究通过自动化HotSpot代码显著提升了放射风险评估的精度与效率,特别针对放射性散布装置(RDD)场景开发了创新性分析框架。Methodology采用Python构建自动化流程,实现关键参数(如核素释放率Q、有效高度H)的动态调节,通过高斯烟羽模型计算空间浓度分布C(x,y,z),并自动生成剂量沉积图谱。系统支持实时调整大气稳定度等级(Pasquill分类)和风速u,克服了传统手动操作耗时且易错的缺陷。Discussion自动化系统将单次分析时间从数小时压缩至分钟级,同时实现不确定性量化(UQ)。案例显示,在10km范围内对137Cs扩散模拟中,自动生成的等剂量线图能即时
来源:Applied Radiation and Isotopes
时间:2025-09-06
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T700碳纤维复合材料圆柱壳振动特性的实验与有限元分析研究
碳纤维增强塑料(CFRP)因其优异的强度重量比、耐腐蚀性和设计灵活性,已成为工程应用中广泛使用的高性能材料。其中圆柱壳结构在管道、潜艇船体和水下航行器等关键工程结构中具有重要应用,经常承受动态载荷引起的振动。然而,现有研究存在两个关键空白:一是对复合材料厚圆柱壳振动行为的研究有限,厚壳的剪切变形和法向应力效应不可忽略;二是缺乏几何参数(h/R和L/R比)与材料各向异性对不同边界条件下振动特性影响的系统量化分析。为解决这些问题,西北工业大学的研究团队在《Applied Surface Science》发表了题为"Experimental and analytical investigation
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-06
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半潜式浮式风力机被动陀螺稳定器俯仰运动抑制的实验研究
随着全球碳中和进程加速,海上风电正向着深远海领域快速发展。浮式海上风力机(FOWT)作为开发深海风能的核心装备,其俯仰运动会导致转子与风向错位,降低发电效率,同时引发塔筒振动和系泊缆绳冲击,严重威胁结构安全。传统半潜式平台虽具有优良稳性,但俯仰阻尼不足的问题始终制约其性能。现有TMD(调谐质量阻尼器)、TLD(调谐液体阻尼器)等控制装置存在质量大、维护难等缺陷,而陀螺稳定器凭借质量轻、安装灵活等优势,为这一难题提供了创新解决方案。本研究基于Tri-floater设计,通过1:60缩尺模型试验,系统评估了被动陀螺稳定器在环境载荷(波高Hs、谱峰周期Tp、风推力Wt)和结构参数(立柱-甲板间距CD
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-06
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全球粮食贸易的海运依赖性演变:基于粮食赤字国家的多层次走廊结构分析
Highlight海运在全球粮食贸易中扮演关键角色,但不同国家和区域对其依赖程度存在显著差异。理解这种差异对学者、政策制定者和贸易商至关重要,尤其关乎国家粮食安全政策的制定。Research framework and analytical approach本研究构建了港口区级起点-中转-目的地(OTD)模型,结合流量分配方法,系统估算了2000-2020年间粮食赤字国家进口食品的海运依赖性。基于联合国商品贸易统计数据库(UN Comtrade)的双边贸易数据,模型利用报告国、伙伴国和伙伴国2等变量,通过中转国重建实际航运路线——捕捉了最短路径假设常忽略的运输模式。Classification
来源:Applied Geography
时间:2025-09-06
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结晶尺寸与相组成对Ga2O3催化丙烷脱氢活性的调控机制研究
Highlight本研究通过沉淀法、水热法和热分解法合成具有α、β、γ三种晶相且晶粒尺寸7-33 nm的Ga2O3催化剂,发现γ-Ga2O3因最小晶粒尺寸展现最优丙烷脱氢活性,其酸性位点与羟基密度共同促进丙烯生成——原位PDH-MS实验证实羟基可通过将反应路径从非氧化转为氧化机制来活化C−H键。Structural properties of Ga2O3 catalystXRD表征显示α、β、γ相特征衍射峰分别位于33.7°/36°、31.7°/35.1°和36.1°/64.1°,晶粒尺寸与相组成显著关联:γ相<><>Conclusion研究建立晶粒尺寸-酸性-羟基密度的三维构效关系,证实小尺
来源:Applied Catalysis A: General
时间:2025-09-06
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基于牙釉质氧同位素比率分析的日本个体出生地区域预测研究
在法医科学领域,人类遗骸的身份识别一直是重大挑战。牙齿因其耐腐蚀特性成为重要的生物学证据,但传统形态学方法在区分地理来源相近的个体时存在局限。近年来,稳定同位素分析技术为个体溯源提供了新思路,其中牙釉质生物磷灰石的氧同位素比值(δ18O)被认为能忠实记录个体成长早期的地理环境信息。然而,针对日本这样纬度跨度大、气候多样的岛国,该方法的应用效果尚未得到系统验证。为解决这一问题,东京齿科大学的Kaisei Ono团队在《Forensic Sciences Research》发表研究,首次建立了日本地区的牙釉质氧同位素地理溯源模型。研究人员收集65名已知出生地日本人的第三磨牙(釉质形成期11-12岁
来源:Forensic Sciences Research
时间:2025-09-06
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单向水流下非淹没垂直丁坝冲刷深度预测模型构建与验证
在河流治理工程中,丁坝作为关键的水力结构,既能增强航道通航能力,又可防止河岸侵蚀。然而,这些突出河床的建筑物会显著改变水流形态,产生复杂的马蹄形涡和尾涡系统,导致基础冲刷问题。据统计,全球约60%的丁坝损坏事故都与局部冲刷有关。尽管前人提出了多种冲刷深度预测公式,但由于冲刷起始条件不明确、泥沙参数考虑不足等问题,现有模型的适用性和准确性仍存在显著局限。为突破这一技术瓶颈,HtayHtay Aung团队在《Water Science and Engineering》发表的最新研究中,通过系统的实验分析和理论建模,建立了更精确的冲刷深度预测体系。研究创新性地将冲刷起始流速(V0c)与过量墩弗劳德数
来源:Water Science and Engineering
时间:2025-09-06
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ATR-FTIR光谱结合化学计量学在急性心肌梗死后尸检诊断中的应用价值研究
研究亮点本研究首次将衰减全反射-傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)与多变量分析技术联用,成功破解急性心肌梗死(MI)的早期尸检诊断难题。通过大鼠模型动态监测发现,3285 cm-1(胶原蛋白)、3016 cm-1(核酸)等关键波数变化与JUNB转录因子和肌红蛋白(MYO)的基因/蛋白水平呈现强相关性,犹如分子"指纹"般精准反映心肌损伤。结果心脏左心室光谱分析显示,对照组与MI组在死后48小时内出现显著差异:胶原特征峰(3285 cm-1)随尸检时间推移呈"波浪式"变化,而核酸相关峰(3016 cm-1)在MI组持续高表达。主成分分析(PCA)和层次聚类(HCA)构建的判别模型展现出惊人性能
来源:Vibrational Spectroscopy
时间:2025-09-06
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同轴圆柱构型中直流辉光放电的局部特性研究:非线性效应与电子温度变化的实验与理论分析
Highlight实验方法直流(DC)辉光放电在氩气(Ar)环境中通过空心阴极构型(hollow cathode configuration)实现,采用同轴不锈钢电极(内为实心圆柱,外为空心圆筒),真空腔背景压力达10−2 mbar。通过针阀控制Ar流量,Langmuir探针沿径向移动测量等离子体核心参数。理论模型假设单原子惰性气体中,电离由电子-中性原子碰撞引发,同时考虑电子-离子复合。忽略磁场(magnetohydrodynamic effects),正离子通过弹性碰撞交换能量。模型引入非线性项与电子能量空间变化,突破了传统流体模型的简化假设。结果Langmuir探针重建的离子密度(ni)
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微通道板二次电子发射功能层关键参数对器件增益的演化影响机制研究
HighlightALD技术对MCP增益性能的提升原子层沉积(ALD)工艺可实现超薄功能薄膜的保形沉积。本研究采用ALD在微通道内表面沉积具有高二次电子产率(SEY)的SEE功能层。我们选择公认的高SEY涂层材料Al2O3和MgO,通过精确控制纳米级薄膜厚度,显著提升微通道内电子倍增效率。建模与仿真方法基于第二节实验结果,我们建立MCP增益性能仿真模型。考虑到实际MCP包含约220万根微通道,为简化计算,采用单通道等效模型。通过计算机仿真技术(CST)软件构建三维电磁场-粒子相互作用模型,结合蒙特卡洛方法模拟电子碰撞过程的随机分布特性。MCP增益性能仿真微通道电子增益主要受两种SEE倍增机制调
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应变无关AlxGa1-xN带隙的铝组分线性依赖性:光谱学与理论计算研究
Highlight本研究通过理论计算与实验相结合,解析了伪晶AlxGa1-xN层的应变无关带隙能量。采用MOCVD技术在GaN/蓝宝石模板上外延生长不同Al组分(0 ≤ x < 0.2)的AlxGa1-xN薄膜,其厚度均小于临界厚度以保持完全应变状态。通过双衍射面(0002)和(0004)XRD绝对测量,验证了蓝宝石衬底与氮化物热膨胀系数差异导致的晶格应变效应。基于文献报道的能带参数,计算了双轴应变引起的带隙偏移,并通过变温PL和室温反射谱获得激子跃迁能量。最终推导出应变无关带隙的Al组分线性依赖关系,且无需引入弯曲参数。Crystalline Quality of AlGaN透射电镜(TEM
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激光粉末床熔融制备TiC增强2024铝基纳米复合材料的微观结构调控与摩擦学性能研究
Highlight本研究通过激光粉末床熔融(LPBF)制备TiC增强2024铝基纳米复合材料,揭示了TiC在高强铝合金激光增材制造中的关键作用:Effect of TiC on microstructure尽管TiC密度高于B4C,但其通过调控凝固组织使本不可LPBF成形的2024铝合金获得良好成形性(见图1-2)。这种独特的微观结构调控策略对制造复杂形状高强铝基复合材料部件至关重要。TiC的加入显著促进LPBF成形2024铝合金的柱状晶向等轴晶转变(CET)和晶粒细化。传统锻造铝合金中,TiC主要通过异质形核和晶界钉扎实现晶粒细化。而在LPBF快速凝固过程中,TiC还能与熔体反应生成L12-
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氮化铝微米带真空紫外探测器:高选择性、快速响应与热稳定性的突破
Highlight亮点本研究采用物理气相传输(PVT)法生长的氮化铝(AlN)单晶微米带,成功实现了兼具高光谱选择性、快速响应和优异热稳定性的真空紫外(VUV)光电探测器。Results and discussion结果与讨论通过PVT法制备的AlN微米带呈现毫米级长度(图1a-c)。X射线衍射(XRD)显示所有衍射峰均对应六方相AlN,晶格参数为a = b = 3.110 Å,c = 4.980 Å。拉曼光谱在244.2 cm-1(E2低)、610.5 cm-1(A1 TO)、652.1 cm-1(E2高)和897.2 cm-1(E1 TO)处显示出特征峰,证实了材料的优异结晶质量。Conc
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基于场发射电流的双断口真空断路器异步关合预击穿特性研究
Highlight双断口VCB中场发射电流与预击穿间隙的累积概率分布及离散性在真空灭弧室(VI)中,预击穿场发射电流(Ipre)指电极间在强电场下宏观放电通道形成前的弱电子发射电流。实验表明,Ipre的统计分布符合三参数Weibull分布,该分布能有效表征预击穿阶段发射电流的随机性与离散性,对理解绝缘失效机制具有重要意义。双断口VCB中预击穿场发射电流与间隙距离的变化趋势通过六种测试配置的离散分布图(图3-4)分析发现:方形标记代表场发射电流(I50)和预击穿间隙(d50)的中位值,垂直线表示其离散度(σi和σd)。总体而言,随着施加的直流电压升高,Ipre与dpre呈现显著负相关性,且同步关