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关键词： 氢气爆炸   爆炸极限   复配抑爆剂   火焰形态   抑制机理  

摘要： 为探究惰气/卤代烃抑爆剂对氢气爆炸的抑制效果,文中利用20 L球形密闭装置研究CO2和CF3I抑爆剂对氢气爆炸极限参数的影响。结果表明,当加入的单组分CO2和CF3I体积分数分别为59%和32%时氢气爆炸上下限重合。复配使用两种抑爆剂抑制氢气爆炸时,当抑爆剂总体积分数达到20%,CF3I所占比例为40%时爆炸上下限重合。通过分析爆炸极限处的压力和火焰传播特性,发现不发生爆炸时,氢气爆炸下限附近仍会形成膨胀火焰,并向上漂浮。当发生爆炸时,爆炸下限附近的火焰由不规则球形膨胀火焰逐渐转变为球形膨胀火焰,最大爆炸压力逐渐上升,爆炸上限附近为球形火焰,压力明显上升。通过化学动力学分析发现,CO2抑爆剂主要通过物理惰化效果抑制活性自由基浓度、产物生成速率和绝热火焰温度。而CF3I抑爆剂能对活性自由基起到化学抑制作用,并且基元反应速率明显降低。复配使用CO2和CF3I抑爆剂能综合两种抑爆剂的优势效果,在达到协同抑制同时,降低抑爆剂的使用量。

关键词： 二氧化碳   反应动力学   菱镁矿   热解   热重量分析  

摘要： 采用热重实验研究了纯N2和纯CO2气氛中菱镁矿分解反应行为及动力学参数.首先,通过TGDTG曲线分析发现CO2对菱镁矿分解有抑制作用,对应分解温度区间较N2提高了50~100 K;同时,样品中CaCO3杂质的分解受CO2的影响而与主要反应分离,在TG-DTG曲线上以单独的失重阶段出现.其次,使用联合动力学分析法计算动力学参数,发现CO2气氛中菱镁矿分解反应的活化能为307.93 kJ/mol,显著高于N2条件.最后,基于动力学参数建立动力学表达式并估计不同温度条件下菱镁矿分解所需时间.结果表明,当温度低于1 000 K时,为使CO2气氛下分解时间接近N2条件,反应温度应提高40~80 K;当温度高于1 000 K时,两种气氛的分解时间则相对接近.

关键词： 无创血液动力学参数   中青年高血压   颈动脉病变   血压变异性指标  

摘要： 目的:探讨无创血液动力学参数在中年与青年高血压患者中的变化及其与颈动脉病变的关系。方法:纳入2021年10月至2024年4月期间收治的689例高血压患者为研究对象,根据收缩压(systolic blood pressure,SBP)、舒张压(diastolic blood pressure,DBP)水平将患者划分为高血压1级(SBP:140~159 mmHg;DBP:90~99 mmHg)、高血压2级(SBP:160~179 mmHg;DBP:100~109 mmHg)和高血压3级(SBP:≥180 mmHg;DBP:≥110 mmHg)。根据Crouse积分评估颈动脉病变程度:无病变[0分:内膜中层厚度(intima‐media thickness,IMT)<1 mm];IMT增厚(1分:IMT 1~1.2 mm);形成斑块(2分:IMT 1~1.5 mm);轻微狭窄(3分:IMT 1.5~2.0 mm);显著狭窄(4分:IMT>2.0 mm)。根据IMT厚度将患者分为颈动脉病变组(IMT≥1 mm,即Crouse积分≥1)和无病变组(IMT<1 mm,即Crouse积分<1)。多因素Logistic回归模型分析高血压患者颈动脉病变的危险因素。相乘模型与相加模型分析年龄与无创血流动力学参数对颈动脉病变的交互作用。限制性立方样条模型分析无创血液动力学参数和高血压患者颈动脉病变的水平-反应关系。结果:中、青年高血压患者从1级到3级,冠状动脉重度狭窄(Gensini评分≥50分)、Crouse积分≥2分占比、胸液水平(thoracic fluid content,TFC)、每搏变异率(stroke volume variation,SVV)、外周血管阻力(systemic vascular resistance,SVR)、外周血管阻力指数(systemic vascular resistance index,SVRI)、加速度指数(acceleration index,ACI)、平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)、24 h收缩压(24-hour systolic blood pressure,24hSBP)、24 h舒张压(24-hour diastolic blood pressure,24hDBP)、24 h收缩压血压变异性系数(24-hour systolic blood pressure variability,24hSBPV)和24 h舒张压血压变异性系数(24-hour diastolic blood pressure variability,24hDBPV)逐渐升高(P<0.05)。且与无病变组相比较,颈动脉病变组年龄以及上述指标逐渐升高(P<0.05)。中年、高血压分级3级、TFC>32 kOhm-1、SVR>1534 dyne·sec/cm5、ACI>91、24hSBP>167 mmHg、24hSBPV>12.9 mmHg为影响颈动脉病变的独立危险因素(P<0.05)。年龄与TFC、SVR、ACI对颈动脉病变具有相乘交互作用(OR>1)和相加交互作用(RERI>0,AP>0,S>1)。TFC、SVR与ACI水平在青年(Pnon-linearity=0.002,0.016,0.028)与中年(Pnon-linearity=0.003,0.007,0.015)高血压患者颈动脉病变中呈非线性水平-反应关系。结论:青、中年高血压患者TFC、SVR与ACI水平均随血压分级的升高而升高,且各指标升高均是颈动脉病变独立危险因素。重视监测TFC、SVR、ACI的水平变化并控制其升高,有助于降低青、中年高血压患者颈动脉病变的发生风险。

关键词： 空间交会   定冲量   脉冲机动   最优控制  

摘要： 针对异面轨道精确交会问题,提出了一种基于固体推进的轨道机动方法,分析了转移时长与脉冲大小之间的关系,并在脉冲大小固定的前提下,研究了转移时长与最小交会误差间的关系,最终将转移轨道设计问题转化为单谷函数极小值点的求解问题,并设计了一种基于定冲量单脉冲的异面轨道交会控制求解流程。计算目标惯性滑行至虚交点所需时长,采用Lambert算法求解最小速度增量,若追踪星脉冲大于该增量,则结合黄金分割法和最优脉冲制导算法精确求解转移时长和脉冲方向。仿真结果表明,所提算法具有计算效率高、收敛速度快的特点,实现了0.6 m的交会精度,为异面轨道精确交会任务提供了一种有效的解决方案。

关键词： 顺义-良乡断层北段   动力学破裂   设定地震   应力配置   摩擦参数   成核区  

摘要： 基于地震物理过程的设定地震数值模拟是近年来地震学重要的研究方向.这种类型的模拟需要对断层几何、区域应力和成核条件进行一定的参数假设,而这些参数通常具有较高的不确定性.本研究以北京地区顺义-良乡断层北段为例,模拟了该断裂上震级为7级的设定地震,并讨论了在断层动力学破裂模拟中参数的影响.首先,构建了北京地区顺义-良乡断层北段的断层几何,断层周边速度结构,断层应力状态和断层面上摩擦参数等模型,并使用曲线网格有限差分方法模拟了该断层上设定震级为7级的地震动力学破裂过程,获得了断层面上的破裂传播过程、滑动量分布、破裂速度和地震矩释放速率等结果.模拟结果显示,7级设定地震的断层面滑动量以走滑分量为主.在断层弯折部位的阻挡作用影响下,破裂范围主要分布在顺义-良乡断层北段的前20 km.此外,断层面上的破裂在从成核区启动后以亚剪切速度传播.基于该7级地震破裂模型,我们讨论了断层面上应力配置参数、摩擦参数、成核条件以及成核位置对破裂过程的定性影响.模拟结果显示:断层周边区域最大主压应力方位角θ、成核区沿走向方向的位置和成核区半径这些参数对破裂过程影响最大,主要由于不同应力方位角在断层面上投影后的应力状态发生显著变化,断层面走向变化导致投影在断层面上的应力状态的剧烈变化和成核区应力扰动造成.断层面上的流体压力与静岩压比值λ、侧压力系数k_(h)、应力因子R、静摩擦系数μ_(s)、动摩擦系数μd和临界滑动距离Dc等参数对破裂过程影响较大,这些参数相应的增大或减小将导致断层面上的初始应力、断层面强度和应力降等参数的变化,进而导致断层面上最终滑动量增加或减少,破裂速度的增大或减小以及地震矩释放的前移或延后等.以上模拟参数对破裂过程影响的规律对其他活动断层基于动力学破裂的设定地震震源设置和历史地震震源设置具有参考和指导意义.

关键词： 柱形装药   起爆方式   超压峰值   冲量   二次冲击波  

摘要： 战斗部通常呈“细长化”特征,装药形状接近圆柱形,柱形装药的起爆方式是影响战斗部对目标的毁伤效能的重要因素。为探究起爆方式对自由场空气中柱形装药爆炸荷载分布的影响,采用数值模拟的方法对比分析3种起爆方式(中心起爆、一端起爆和两端起爆)下柱形装药爆炸荷载的分布规律。通过定义超压峰值形状因子和冲量形状因子,建立不同起爆方式下柱形装药爆炸荷载(超压和冲量)与比例距离和方位角之间的关系,从而定量分析起爆方式对柱形装药爆炸荷载的影响规律。结果表明:一端起爆(尾部起爆)柱形装药相比球形装药和其他起爆方式的柱形装药,能够在远离起爆点一端的装药近区产生最大的爆炸超压;对于采用其他起爆方式的柱形装药,可利用中心起爆柱形装药临界比例距离计算公式,对可忽略装药形状影响的临界比例距离进行相对保守的预测。研究结果可为战斗部爆炸毁伤评估和结构抗爆设计提供依据。

关键词： 工业机器人   动力学参数   负载   参数辨识   最优数据样本  

摘要： 考虑到精确量化负载动力学参数在工业机器人运动控制精度保障中的重要性,提出了一种基于最优试验数据样本自适应选择的工业机器人负载动力学参数辨识方法。首先,基于牛顿―欧拉递推法建立机器人带载与空载状态下的动力学模型,两者相减后得到负载动力学模型;其次,分析负载对机器人各关节力矩的影响,确定负载动力学参数辨识所需关节的运动数据,基于傅里叶级数建立关节运动激励轨迹,并基于Hadamard不等式建立激励轨迹优化目标函数;接着,在空载和带载两种状态下运行相同的激励轨迹,采集关节角位移、角速度、角加速度和关节力矩信息,并对采集的信息进行低通滤波处理,滤波处理后的关节运动数据通过最优数据样本选择策略进行筛选,得到最优试验数据样本集,之后代入负载动力学参数辨识模型,采用加权最小二乘法进行参数估计,得到负载动力学参数;最后,通过试验测试并与传统辨识方法比较验证所提方法的有效性。结果表明,所提方法在不同负载情况下均能保证较高的辨识精度,同时通过优化选择样本数据,能减少数据量,为提高在线负载动力学参数辨识效率提供了思路。

关键词： 参数辨识   协作机器人   物理一致性约束   迭代加权最小二乘  

摘要： 为了准确辨识出六自由度协作机器人的动力学参数,提出了一种基于物理一致性的迭代加权最小二乘(IRLS-SDP)辨识算法。首先建立了六自由度协作机械臂的牛顿-欧拉动力学模型,采用了改进的库伦粘滞摩擦模型,并把动力学模型线性化。针对参数辨识过程中没有考虑辨识出的参数是否具备物理意义,对参数的物理一致性进行了约束。以条件数为优化目标,设计并优化了傅里叶级数和五次多项式混合的激励轨迹。最后开展了动力学参数辨识实验,驱动协作机器人运行激励轨迹,采集并处理实验数据后得到了回归矩阵和实际力矩。完成了IRLS-SDP和传统的最小二乘法(LS)对辨识结果对比工作。实验结果表明,IRLS-SDP算法整体辨识效果更好,预测的力矩比LS预测的精度更高,模型跟踪效果更好,辨识出的参数更符合物理意义。

关键词： 制冷剂   润滑油   R1234ze(Z)   相溶性   分子动力学  

摘要： 为应对气候变化,新型低GWP值的制冷剂的应用日益广泛,其与润滑油的相溶性是保障制冷系统高效稳定运行的关键。鉴于传统试验方法耗时且成本高,文章提出了一种基于溶解度参数理论和分子动力学模拟的制冷剂与润滑油相溶性理论预判方法。研究以HFOs制冷剂R1234ze(Z)为例,通过分子动力学模拟计算了其在不同温压下的密度和溶解度参数,并与REFPROP10.0的数据进行对比,结果高度吻合,在不同温压条件下的相对误差均控制在3%以内,证明了该模型的可靠性。在此基础上,文章进一步参照R1234ze(E)与POE的基础油(PEC系列润滑油)的相溶性试验数据,在283.15K、0.25 MPa的条件下,建立了R1234ze(E)和PEC润滑油的分子动力学模拟体系,利用提出的润滑油相溶性预判方法进行计算并与试验的溶解度参数进行对比,结果显示,模拟预测的相溶性趋势与试验结果具有良好的一致性。该研究在一定范围内验证了理论预判方法在制冷剂与润滑油相溶性研究中的可行性与准确性,为新型制冷剂的推广与应用提供了重要的理论参考。

关键词： 煤矸石   煤泥   燃烧特性   动力学参数  

摘要： 天地王坡煤矿生产无烟煤煤矸石,为将煤矸石焚烧处置,亟需研究基础燃烧特性。选取大块矸石和碎末矸石进行研究,无烟煤煤泥作为对比。研究结果表明:大块矸石和煤泥热值较高,超过10.3 MJ/kg,碎末矸石的热值极低;煤灰中SiO_(2)和Al_(2)O_(3)之和超过90%,软化温度大于1500℃;大块矸石和煤泥的着火指数(T_(d))、着火稳燃特性(R_(w))和燃尽特性(R_(j))相近,属于难以着火和燃尽的固体物料;对大块矸石和煤泥进行TG和DGT分析,大块矸石着火和燃尽温度分别为534℃和617℃,煤泥的着火温度和燃尽温度分别为430℃和500℃。采用Freeman Carroll法计算煤矸石的动力学参数,得到煤矸石挥发分热解反应级数为0.688,表观活化能为119 kJ/mol,指前因子为0.34×10^(11);煤矸石焦炭燃烧反应级数为1.87,表观活化能为189 kJ/mol,指前因子为1.56×10^(13)。