涠洲岛两种石珊瑚在高温胁迫下共生细菌群落结构变化特征

石珊瑚中的块状珊瑚与枝状珊瑚对全球气候变暖胁迫的耐受能力明显不同,但其机制仍不清楚。本研究选择北部湾涠洲岛的一种属于块状珊瑚的海孔角蜂巢珊瑚(Favites halicora)和一种属于枝状珊瑚的浪花鹿角珊瑚(Acropora cytherea)为研究对象,通过室内模拟实验,分析高温胁迫下(26～34℃) 2种珊瑚共生细菌群落的响应特征。结果表明:共生细菌多样性具有差异性,A.cytherea共生细菌的多样性随着温度上升变化显著,Shannon指数由2.20变为4.05,而F.halicora变化幅度较小,在2.69～3.19波动;主导细菌存在差异,在门水平上,F.halicora占主导地位的共生细菌为Proteobacteria (29%～73%)、Cyanobacteria (7%～63%)和Bacteroidetes(3%～13%),而A. cytherea为Proteobacteria (49%～90%)、Cyanobacteria (1%～16%)、Bacteroidetes (3%～16%)、Firmicutes (1%～6%)和一个未分类的细菌门unclassified_k_norank(0.6%～21.0%);升温胁迫时,主导细菌的丰度变化存在差别,Bacteroidetes在F.halicora中显著降低,而在A.cytherea中显著升高,unclassified_k_norank在A.cytherea中也显著升高;随着温度升高,2种珊瑚共生细菌的变化趋势一致,但珊瑚中出现潜在致病菌Vibrio的温度不同,F.halicora在34℃胁迫时出现,A.cytherea在30℃和34℃胁迫时均出现。根据上述结果推测,珊瑚共生细菌的差异性可能是导致块状珊瑚比枝状珊瑚更耐受高温的重要原因。     

离散位错动力学算法及其在材料塑性行为模拟中的应用

晶体材料的塑性变形由位错的运动演化而引起.离散位错动力学(discrete dislocation dynamics, DDD)通过直接模拟大量位错的演化而研究材料的塑性变形,因此能够揭示材料微结构-位错微结构-塑性力学行为之间内在的物理关联,并能够自然而然地捕捉塑性变形微米/亚微米特征尺度下本征的尺度效应.它所能模拟的尺度介于微观分子动力学模拟和宏观有限元模拟之间,在多尺度算法中起到承上启下的作用.本文首先系统地发展、完善和丰富了离散位错动力学-有限元(finite element method, FEM)叠加算法、DDD-FEM直接耦合算法(discrete-continuous method, DCM)以及离散位错动力学-扩展有限元(extended finite element method, XFEM)耦合算法等框架体系.在此基础上,利用这些方法对单晶镍基高温合金的塑性变形机理、晶体材料的断裂和损伤变形行为以及塑性行为的微尺度和微结构效应3个方面开展了系统的研究.所得模拟结果指导了基于微结构和位错机制的单晶镍基高温合金晶体塑性本构模型的建立,丰富和加深了人们对材料强化、循环塑性、断裂、损伤、尺度效应和微结构效应的认识.此外,离散位错动力学可进一步应用于诸如高温、高压、高应变率、化学腐蚀环境、高辐照等极端条件下晶体材料塑性行为的研究,是材料力学行为多尺度模拟研究中的重要一环.     

橡胶沥青结合料性能正交试验

为了合理有效地选择橡胶沥青结合料制备过程中的胶粉掺量、外掺剂掺量及制备工艺参数,对其进行了多项性能的"4因素3水平"正交试验,分析了剪切时间、剪切温度、胶粉掺量及硫掺量对各项性能变化趋势及影响程度,并确定了各项制备工艺参数及外掺剂的优化组合方案。研究结果表明:胶粉掺量对橡胶沥青结合料各项性能均有显著影响,增加胶粉掺量能有效提高其高温性能,但同时降低其低温性能与弹性恢复能力,其最佳掺量应为20%~25%;剪切时间应在30min以上以保证胶粉充分溶胀,但剪切时间过长会导致橡胶沥青各项性能的显著降低,剪切时间应在30~60min之间;增大硫掺量能抑制橡胶沥青中的脱硫反应,在一定程度提高橡胶沥青高温性能,但过大的硫掺量会造成低温性能的显著下降,橡胶沥青中硫掺量宜小于胶粉掺量的0.6%;橡胶沥青室内制备参数及外掺剂含量存在优化组合方案。     

冷切削加工高温合金实践

高温合金属于机械加工中较难加工的材料,冷切削加工性能差。经过长期的实际切削加工,研究总结这种材料的车削、磨削、钻削、铰削四种冷切削加工过程,并给出安全高效切削状态下的刀具几何参数、切削要素参数和加工注意事项,以期为相关学者的研究提供借鉴。     

基于自蔓延热解焚烧技术处置城市生活污泥的流程

城市生活污泥是城市污水处理过程中产生的副产物,含有病原微生物、有机污染物、重金属等危害因子。但是,污水处理厂产生的生活污泥含水率较高,通常在80%左右,给污泥的处理带来了极大困难。本文介绍了一种新型高温无害化处理生活污泥的技术,即自蔓延热解焚烧技术。实践证明,该技术能有效解决高含水率生活污泥的减量化、无害化及资源化处置问题,同时能大大降低处理能耗及成本。     

亚音速气流中曲壁板的分岔研究

研究了具有初始曲率的二维曲壁板在亚音速气流中的分岔问题。考虑大变形和粘弹性的影响,通过模态展开法获得了曲壁板上的静、动态气动压力;采用Galerkin方法将振动控制方程离散为常微分方程组;采用牛顿迭代法求解方程组得到了静变形位置;在参数空间内分析了曲壁板的分岔特性;采用Runge-Kutta方法进行数值计算得到了曲壁板的时程响应相图。结果表明:曲壁板的初始变形会产生静态气动力,并会使得曲壁板产生新的静平衡点位置;当气流动压超过临界动压后,系统将会产生尖点分岔现象,使其平衡点的数目和稳定性发生变化;系统的稳定响应与气流动压及初值有关。     

亚临界电站锅炉高温过热器管屏机械性能研究

通过研究亚临界电站锅炉高温过热器管屏的劣化趋势,提出针对管屏超温的改造方案,进一步提高电站锅炉运行的安全性。     

石墨烯在磷酸亚铁锂高倍率电池中的应用

以导电剂碳纳米管(CNT)为对照,研究石墨烯作导电剂对电池性能的影响。测试数据表明:层状的石墨烯能与活性物质磷酸亚铁锂(LIFe PO4)形成点-面导电网络,显著提高电池的倍率性能,且容量保持率、容量恢复率均有提升,但高温循环性能受到影响。     

浑善达克沙地固定沙丘风蚀坑形态变化及其动力学机制

风蚀坑是固定沙丘活化的重要标志,也是半干旱沙质草原地区沙漠化的首要环节.因此,准确理解风蚀坑形态变化及其动力学过程对区域荒漠化的治理具有重要意义.浑善达克沙地东南缘固定沙丘不同部位上发育了多种形态的风蚀坑,对其形态和气流结构的野外观测结果表明, 2010～2021年,各类型风蚀坑长度、宽度和面积均持续增加,整体形态有向椭圆形或槽形发展的趋势;风蚀坑坑体的扩张方向与坑内蚀积格局具有高度一致性;气流在固定沙丘迎风坡坡脚几乎未发生偏转,而在沙丘中部和丘顶发生明显偏转,且偏转角度与区域风向相关;风蚀坑形态和区域气流方向共同决定了风蚀坑内部的气流分布模式.此外,本研究认为,固定沙丘地形对区域气流的再改造作用可能是导致风蚀坑形态差异的根本原因;风蚀坑形态决定了坑内气流分布模式,而气流方向和风速变化影响着坑内蚀积格局,最终改变了风蚀坑形态演变方向.     

畜禽舍纵向通风技术

畜禽舍纵向通风技术最先在蛋鸡、肉鸡养殖中得到广泛应用，目前在牛舍、猪舍的应用也逐步增多。与传统的横向通风技术相比，纵向通风具有舍内气体分布均匀、气流速度较大、空气新鲜、消除氨气滞留死角、减少对吹和对吸等优点，可有效改善夏季畜禽舍内环境。