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水平轴风力发电机叶尖开孔与内流导管的空气动力学特性数值模拟及其尾流控制机制研究
在全球能源转型与碳中和目标推动下,风能作为清洁可再生能源的重要组成部分,其开发利用技术日益受到重视。水平轴风力发电机(HAWT)因其较高的风能转换效率和成熟的商业化模式,成为当前风能利用的主流技术。然而,风力发电机运行过程中,叶尖区域形成的叶尖涡流(Tip Vortex)会显著影响其自身气动性能,并对下游风力发电机产生干扰,降低整个风电场的发电效率。因此,如何有效抑制叶尖涡流、优化转子气动性能并缩短尾流传播距离,成为风力发电机设计领域的重要课题。目前,针对叶尖涡流的控制策略主要包括翼梢小翼(Winglet)等技术,但这些方法存在叶片质量增加、制造成本提高和结构可靠性受影响等问题。为此,本研究提
来源:Journal of Ocean Engineering and Science
时间:2025-10-14
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混合驱动仿生机器鱼自推进水动力学数值研究与游动性能评估
随着各国海洋战略的深入和水下技术的持续进步,智能水下机器人的设计与开发受到了广泛关注。模仿鱼类等海洋生物独特波动运动的仿生机器鱼,因其卓越的敏捷性、高隐蔽性和对环境扰动小的特点,成为研究前沿。然而,无论是依靠身体/尾鳍(BCF)推进还是中央/胸鳍(MPF)推进的传统仿生机器鱼,在复杂海流和不稳定水环境中,尤其是小型机器鱼,其机动性和运动稳定性会大打折扣,难以维持稳定的巡航姿态,限制了其在真实海洋环境中的应用。另一方面,大型仿生机器鱼则因布放回收过程复杂、运营成本高昂而难以普及。相比之下,将仿生原理与先进的螺旋桨推进器技术相结合,构建混合驱动系统,被认为是缓解纯仿生水下机器人欠驱动特性显著、提升
来源:Journal of Ocean Engineering and Science
时间:2025-10-14
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超细矿物掺合料混凝土冻融循环下的强度演化与寿命预测研究
在我国东北、西北等寒冷地区,季节性温差和昼夜循环导致混凝土结构长期承受冻融循环的严峻考验。当温度降至冰点以下,混凝土孔隙中的水分反复冻结膨胀,产生巨大的水压力和结晶压力,这些压力超过混凝土抗拉强度时,就会在表面和内部形成新的微裂纹。随着冻融循环的持续,这些裂纹不断扩展,破坏混凝土的微观结构,严重威胁水工建筑物的长期耐久性和设计使用寿命。尽管已有研究表明矿物掺合料能通过填充效应和二次水化反应改善混凝土孔结构,但传统研究多聚焦于宏观力学性能,对超细矿物掺合料混凝土在冻融循环后的抗折损伤行为,特别是表面应力-应变场变化规律的研究尚不充分。更关键的是,现有冻融寿命预测模型主要基于宏观指标,缺乏从细观尺
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-10-14
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镍基焊材类型对FCAW焊接9%镍钢微观结构及-196°C超低温冲击韧性的影响研究
随着全球能源结构向清洁化转型,液化天然气(LNG)作为低碳环保能源的重要性日益凸显。然而,LNG的储存和运输面临着一个极其严峻的挑战——必须长期维持在零下162摄氏度的超低温环境。在这种极端条件下,普通钢材会变得脆如玻璃,轻微冲击就可能导致灾难性断裂。为此,工程师们开发出了具有优异低温韧性的9%镍钢,这种材料已成为LNG储罐制造的关键选择。但要将这些钢板连接成庞大的储罐,焊接技术就成为决定设备安全性的关键环节。焊接过程中,高温会使材料微观结构发生复杂变化,特别是在焊缝金属(WM)和热影响区(HAZ)形成脆性相,严重威胁设备在超低温下的安全运行。传统的焊接材料往往难以兼顾强度与韧性,导致LNG储
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-10-14
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热损伤诱导晶体岩石负泊松比转变的微观机制及其对微破裂与声发射的影响研究
在深部地质工程领域,特别是核废料地下处置库的建设中,围岩长期处于热-力耦合作用环境,其力学行为演变规律直接关系到工程安全。晶体岩石如花岗岩,因其低渗透性和高强度的特性,常被选为核废料地质处置库的围岩介质。然而,在长期热扰动作用下,岩石内部矿物颗粒因热膨胀系数差异产生不均匀变形,导致微结构损伤,显著改变其宏观力学响应。其中,一个引人注目的现象是:热损伤后的晶体岩石会表现出负泊松比(NPR)效应,即受压时横向收缩而非膨胀,这种拉胀行为转变对岩石的破裂机制和稳定性预警标志(如声发射)产生了深远影响,但其微观驱动机制及对破坏过程的具体影响尚不明确。为了揭示这一科学难题,中国科学院地质与地球物理研究所岩
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-10-14
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综述:高性能水系锌离子电池层状正极材料的结构调控策略
引言在能源安全与环境保护需求的双重驱动下,发展绿色能源存储技术对于整合可再生能源至关重要。锂离子电池(LIBs)虽占据主导地位,但其资源稀缺、成本高昂以及易燃电解质带来的安全风险限制了更广泛的应用。水系锌离子电池(AZIBs)因其低毒性、卓越的安全性和环境相容性而成为未来极具潜力的候选者。锌负极具有高体积容量(5855 mAh cm−3)、高理论容量(820 mAh g−1)和低氧化还原电位(−0.76 V vs. SHE)等优势。在众多正极材料中,层状材料,特别是二维(2D)材料,凭借其可调且可扩展的层间距、开放的结构和丰富的活性位点,已成为Zn2+嵌入和脱嵌的理想宿主材料。层状正极材料在A
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-10-14
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热腐蚀界面工程实现蓝宝石-SiO2f/SiO2钎焊接头双润湿性增强与热膨胀系数梯度过渡
章节摘要通过热腐蚀实现SiO2f/SiO2复合材料的表面活化图2展示了SiO2f/SiO2复合材料在热腐蚀前后的表面形貌对比。原始的SiO2f/SiO2复合材料呈现出光滑的二氧化硅纤维嵌入连续二氧化硅基体的结构,如图2(a)所示。如图2(b–e)所示,经过5–20分钟的热腐蚀后,SiO2f/SiO2复合材料的表面从最初的平坦状态变得凹凸不平。表面的石英基体和纤维均发生部分蚀刻;腐蚀过程优先攻击了二氧化硅网络中的薄弱环节,导致表面粗糙度增加,并暴露出更多的活性位点。这种形貌和化学状态的改变,为后续钎料(AgCuInTi)的铺展和界面反应创造了有利条件。结论在本研究中,提出了一种利用热腐蚀对SiO
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-10-14
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通过应变差异调控实现增材制造层状γ′强化中熵合金的强塑性协同优化
Highlight通过成分调控与结构设计协同策略,我们在γ′强化CoCrNi基合金中首次实现了与显著应变差异相关的卓越强塑性协同。值得注意的是,层状结构中的增强应变硬化能力和背应力强化源于界面异质性的整合,包括晶粒尺寸梯度、相变和晶体学取向差(图1(a))。L-PBF(激光粉末床熔融)通过控制微尺度层间厚度和交替材料沉积,同时允许一步法精确制造层状结构,从而定制界面冶金相容性(图1(b))。为此,本研究通过L-PBF在γ′强化CoCrNi基合金中引入了层状三明治结构。基于CoCrNi基合金优异的打印能力,采用层状三明治结构具有以下优势(图1(c)):(i)含有致密γ′沉淀相的热稳定位错胞状结构
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-10-14
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短程有序调控高堆垛层错能Ni-Cr合金中独特的波状/平面滑移疲劳位错交织结构及其力学性能
Highlight本研究系统探讨了高堆垛层错能(SFE) Ni-10Cr合金在循环变形过程中,由短程有序(SRO)调控的独特位错结构。主要研究发现如下:(1) 尽管Ni-10Cr合金具有本征的高SFE,但循环变形诱导了一种独特的混合位错结构,其中高密度平面滑移带与波状滑移位错形态(如脉络状和迷宫状结构)共存。这种独特的波状/平面滑移交织结构...Conclusions在本研究中,系统探讨了高SFE的Ni-10Cr合金在循环变形下,依赖于SRO的独特位错结构。主要研究发现总结如下:(1) 尽管Ni-10Cr合金具有本征的高SFE,循环变形诱导了一种独特的混合位错结构,其中高密度平面滑移带与波状滑
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-10-14
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复合流道与弯曲磁路磁流变阻尼器(CFCCMC-MRD)的仿真分析与性能评估:一种提升磁场利用率与性能稳定性的新策略
Highlight磁路模型图3描绘了CFCCMC-MRD的磁路,黑色线段代表磁阻(MR)。图4展示了其等效磁路。根据等效磁路法,一组励磁线圈的磁路由20个串联的磁阻组成,分别用R1 ~ R20表示。磁路中磁阻的计算公式如下:Ri = li / (μ0μiSi)其中 Ri 是部件 i 的磁阻,li 代表...磁场分布特性比较本研究使用Maxwell进行电磁场分析。由于CFCCMC-MRD的对称性,采用其1/2横截面进行仿真。常规双线圈MRD和CFCCMC-MRD在2.5 A励磁电流下的电磁场分析结果如图7、图8和图9所示。图7描绘了CFCCMC-MRD和常规双线圈MRD的磁力线分布图。如图7所示
来源:Journal of Magnetism and Magnetic Materials
时间:2025-10-14
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FeTaC/SiO2多层薄膜中磁化反转动力学与软磁性能的调控研究
Highlight我们的研究亮点在于系统阐明了间隔层参数(层数n与厚度z)对FeTaC/SiO2多层薄膜磁性能的调控机制。间隔层的引入成功地将厚FeTaC单层膜中出现的跨临界磁滞回线转变为具有单步或多步磁化反转特征的矩形回线。这不仅显著降低了矫顽力(HC)和饱和场(HS),还提高了剩磁与饱和磁化强度之比(MR/MS)。磁畴构型分析显示,不同角度下的克尔(Kerr)回线揭示了横向分量的作用,该分量随相邻层间耦合强度的变化而变化。Experimental details100 nm厚的单层Fe80Ta8C12合金薄膜以及Fe80Ta8C12/SiO2多层结构均采用直流(DC)和射频(RF)磁控溅射
来源:Journal of Magnetism and Magnetic Materials
时间:2025-10-14
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长江中游盆地尺度湖泊地下水排泄的空间异质性及其控制机制
Section snippetsSite description长江中游盆地(CYRB)位于长江中游,大致范围在东经111°32′11″至114°53′14″,北纬28°27′10″至31°42′25″之间(图1a)。其面积约为52,000 km2,地跨中国湖北和湖南两省。长江贯穿盆地中央,将其分为两部分:江北为江汉盆地,江南为洞庭盆地。该盆地...The δ18O valuesCYRB内不同湖泊水体的δ18O值存在显著差异。所有湖水样品的δ18O值范围在-7.69‰至-3.67‰之间,平均值为-5.61‰。其中,TXL湖水的δ18O值最高(-4.76‰),而SCL和HWL的δ18O值最低(分
来源:Journal of Hydrology: Regional Studies
时间:2025-10-14
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盐分多孔介质蒸发-降水特性差异研究:基于棒状、毛细管和球体结构的模型系统分析
Section snippetsMaterials and methods所有使用垂直堆叠的圆形玻璃棒和毛细管的实验均在一个横截面积为5.05 × 4.05 cm²、高度为7.40 cm的丙烯酸容器中进行。研究了三种尺寸的玻璃棒:2 mm、3 mm和5 mm,以了解更简单几何结构中孔径大小对蒸发和盐沉淀耦合效应的影响,并探究盐沉淀对维持高蒸发率的作用。玻璃毛细管...Case I: 2 mm RBPM under 1000 W/m²我们展示了在外部热负荷为1000 W/m²条件下,使用2 mm饱和RBPM进行的实验详细结果。图3显示了蒸发速率e" (mm/day)和平均表面温度(T̄s)随时间
来源:Journal of Hydrology: Regional Studies
时间:2025-10-14
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基于概率视角的不同干旱情景下主要粮食作物水足迹变化研究
Highlight基于干旱事件的随机性和复杂性特征,概率框架为量化作物水足迹(WF)对干旱胁迫的响应提供了更丰富的信息。不同作物类型的水足迹对干旱的响应存在明显的时空差异。Temporal-spatial characteristics of drought and crop WFs多时间尺度标准化降水蒸散指数(SPEI)捕捉了2001-2021年东北地区三种作物的干旱特征。多时间尺度SPEI表明特定月份的干旱强度变化较小,同一年内不同时间尺度下的干旱发生情况基本一致。总体而言,生长季(5-8月)干旱强度以轻度和中度为主,干旱发生主要集中在5月和8月。Spatiotemporal differ
来源:Journal of Hydrology: Regional Studies
时间:2025-10-14
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地震动应力对饱和颗粒沉积物渗透性及水位影响的实验研究
Highlight本研究通过整合制度分析与发展框架(IAD)的规则概念、制度语法(IG)的内容分析工具以及Pahl-Wostl和Knieper(2014)的水治理指标,开发了一种基于规则的水治理制度评估方法。该方法能够结构性地识别跨州河流流域中不同类型的治理制度(如多中心、集中或碎片化),并通过量化分析水协议/立法中的规则类型,评估水资源管理权力的分布(DIS)与合作协调水平(LOC)。Typology and indicators of water governance regimes本研究基于Pahl-Wostl和Knieper(2014)的分类,将水治理制度类型依据权力分布程度(DIS)
来源:Journal of Hydrology: Regional Studies
时间:2025-10-14
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零间隙膜法盐水电解槽流场通道性能优化研究
Highlight材料表1列出了所使用的设备和材料。该系统包括一个盐水电解池、电解液供应储罐、废电解液收集罐、蠕动泵(型号AGp 1700–1和CANGEN-S21)、直流电源(型号ARKAN-012)以及用于测量的量筒。氯化钠(NaCl)、氢氧化钠(NaOH)和盐酸(HCl, 37%)购自Sigma-Aldrich公司(德国)。所有材料均直接使用,未经进一步纯化。实验使用Milli-Q超纯水...结果与讨论影响MBE性能的关键参数在其各自水平内为:温度:25、58和90 °C,流速:5、15和25 mL/min,盐水浓度:200、250和300 g/L,电流密度:1、2.5和4 kA/m2。
来源:Journal of the Indian Chemical Society
时间:2025-10-14
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手性方酰胺催化吡唑啉酮酮亚胺不对称合成N,O-缩醛的研究
在当代有机合成化学领域,构建含有四取代立体中心的手性分子始终是科学家们面临的重大挑战。特别是吡唑啉酮类化合物,因其广泛的生物活性而成为药物研发的重要骨架,其手性衍生物的不对称合成更是研究热点。传统合成方法往往存在步骤繁琐、对映选择性控制不佳等问题,尤其是对于同时含有N,O-缩醛结构单元的吡唑啉酮衍生物,高效、高选择性的合成策略尤为稀缺。针对这一科学难题,来自巴亚多利德大学的研究团队在《Journal of Heterocyclic Chemistry》上发表了一项创新性研究。他们开发了一种新型手性方酰胺(squaramide)催化体系,成功实现了吡唑啉酮衍生Boc-酮亚胺与醇类的不对称加成反应
来源:Journal of Heterocyclic Chemistry
时间:2025-10-14
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分级结构La2O3/Ni-Co层状双氢氧化物纳米复合材料协同提升超级电容器性能
亮点材料硝酸镧(La(NO3)3·6H2O)、硝酸镍六水合物(Ni(NO3)2·6H2O)、硝酸钴六水合物(Co(NO3)2·6H2O)、尿素(CO(NH2)2)、氢氧化钠颗粒、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP, ≥99.5 %)、氢氧化钾(KOH)、乙醇(C2H5OH)、活性炭均购自Sisco Research Laboratory Pvt. Ltd.(印度)。聚偏氟乙烯(PVdF, Mw ~ 534,000 GPC)购自Sigma-Aldrich印度公司。所有化学品均未经进一步纯化直接使用。氧化镧(La2O3)的合成氧化镧是通过...结构、形态和元素分析利用X射线衍射分析了La2O3、NiC
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-10-14
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羧甲基纤维素调控锌离子沉积动力学以提升可充电锌电池性能
亮点本研究通过在水凝胶电解质中引入羧甲基纤维素(CMC),成功调控锌离子沉积动力学,显著提升水系锌离子电池(AZIBs)的循环稳定性与实用性。CMC/PAM水凝胶电解质的制备与表征图1a展示了CMC/PAM水凝胶电解质的合成流程:先将CMC溶于水,持续搅拌后依次加入ZnSO4、MnSO4和丙烯酰胺(AM),再引入交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和引发剂2-氧代戊二酸,最后在室温紫外光照下聚合2小时形成凝胶。结论本研究成功开发了用于先进水系锌离子电池的CMC/PAM水凝胶电解质。CMC的加入显著抑制了副反应氢析出(HER),并有效调控Zn2+迁移行为,实现高锌离子迁移数(0.49)和低
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-10-14
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镧离子掺杂调控Mn2O3电子结构构建长循环水系锌离子电池正极材料
亮点通过超声驱动自组装与高温热解协同策略合成层级结构镧掺杂Mn2O3纳米花(US-LMO)。La3+掺杂有效调控锰价态分布,富集低价Mn物种并诱导晶格收缩,缓解Zn2+嵌入/脱出过程中的静电排斥效应,增强离子扩散。密度泛函理论(DFT)计算表明镧掺杂将Zn2+吸附能提升至2.097 eV(未掺杂体系为1.455 eV),同时使电荷转移量近乎翻倍。结构形貌表征US-LMO的合成采用两步法:首先通过超声清洗机超声辅助组装制备镧掺杂MnBTC(US-LaMn-BTC)前体,随后以该前体作为自牺牲模板,经高温热解形成纳米花结构US-LMO。为探究结构演变,系统进行了X射线衍射(XRD)分析。结论综上所
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-10-14