碱激发粉煤灰和矿粉改性疏浚淤泥力学特性及显微结构研究

采用水玻璃作为碱激发剂激发粉煤灰和矿粉的活性来固化疏浚淤泥,对固化淤泥进行无侧限抗压强度试验、扫描电镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)测试,研究了固化材料配比、龄期、水玻璃掺量及水玻璃模数对固化疏浚淤泥强度的影响,确定了各组分之间的最佳配比,观测了固化淤泥的物相组成及显微结构特征.力学试验结果表明:水玻璃掺量7%、模数1.0~1.5时对粉煤灰和矿粉的激发效果最优,相比于粉煤灰,水玻璃对矿粉的激发效果更佳;水玻璃模数相同的情况下,矿粉掺量越大强度越高;各组分最优配比(疏浚淤泥、矿粉、水玻璃质量比为60∶40∶7)时,28d无侧限抗压强度可达到12 140kPa.SEM和XRD试验结果显示:在水玻璃的激发下,固化淤泥水化生成长石类和沸石类等晶相,这些晶相连接紧密,形成致密的微观结构,这是固化后疏浚淤泥强度的最重要来源.     

CFRC复合梁力学性能试验研究

碳纤维混凝土(CFRC)复合梁是在普通混凝土梁中掺入短切碳纤维,以此改善混凝土的性能.碳纤维弹性模量高,将其掺入混凝土中能改善混凝土的韧性并起到增强阻裂的效果.通过四点加载试验,研究普通混凝土梁与不同纤维层厚度、不同纤维长度的复合梁的弯曲破坏机理、荷载挠度行为、裂缝形态等.试验结果表明,在混凝土梁的受拉区掺入短切碳纤维可以有效改善其变形能力;碳纤维对混凝土裂缝扩展的抑制、裂缝形态的改善效果较好;纤维层厚75mm、纤维长度10mm的复合梁性能最优.最后提出了CFRC弯曲构件极限承载力的计算公式.     

适用于复杂地形海域的溢油模拟系统

建立了三维耦合模型用于预报海上溢油的轨迹和最终归宿.模型包括水流与输移–归宿两个模块.水流模块采用非结构有限体积、波流耦合数值模型.采用非结构网格,模型可以灵活地模拟包含众多岛屿、曲折岸线等复杂地形区域发生的溢油事故.在输移–归宿模块中采用粒子追踪法模拟油膜的输运.水平扩散采用随机走动方法模拟,而垂向扩散过程则通过Langeven方程进行求解.油的迁移过程包括对流、扩展、紊动扩散、附着在岸边、沉降到海底等;转化过程包括挥发、溶解、乳化等.此外,光化学反应、水解、生物降解能够改变油的特征,减轻油的污染,模型中亦作了考虑.该模型可以用于瞬时和连续溢油的情况,不仅可以用于模拟油,也可以模拟其它与油的密度相近的有害物质的泄漏.应用建立的溢油模拟系统对渤海海峡发生的突发性溢油事故进行了模拟.     

近岸滩涂石油设施溢油风险控制

大港油田在开发滩海油气田过程中修建了包括人工岛、输油（气）管线、平台等设施，这些近岸滩涂油气生产设施实现了大港油田实现海油陆采，同时也是海洋环境污染的重要危险源。本文叙述了防止溢油事故发生、降低溢油危害可采取的技术和管理措施，包括提高近岸滩涂石油设施的安全技术水平；建立安全管理体系，加强管理和维护；完善溢油应急计划和组织系统；溢油轨迹监控和溢油处理等。     

Fe3O4@ZIF-8/CA电极制备及其对罗丹明B废水降解研究

采用水热法制备出Fe_3O_4@ZIF-8核壳催化剂及碳气凝胶(CA)载体,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N_2吸附-脱附曲线等方法对催化剂及载体的性能进行表征,测出材料的形貌、内部结构及比表面积.采用Fe_3O_4@ZIF-8/CA作为电芬顿体系阴极,碳棒作为阳极,探究不同条件下罗丹明B的降解效果.结果表明,降解罗丹明B废水的最适条件是pH为7、电流密度为6 mA·cm~(-2)、催化剂负载量为200 mg、催化剂焙烧温度为750℃,在最适条件下,罗丹明B的降解率在60 min内即可达到95.6%.电极的稳定性测试实验表明,Fe_3O_4@ZIF-8/CA电极具有很好的稳定性,循环使用3次后,罗丹明B的降解率仍可达到91%.采用6 mA·cm~(-2)的最佳降解电流密度对碳气凝胶的H_2O_2产量进行测定,发现最高产量可达到84.14 mg/L,同时在降解过程的溶液中检测到·OH,由此对罗丹明B的降解机理进行了初步探讨.     

基于k密集近邻算法的局部Fisher向量编码方法

在基于视觉词包模型的图像分类方法中,Fisher向量编码是常用的图像表示方法之一.该方法利用每一个特征关于所有高斯子模型似然函数的梯度信息来构建图像表达.而在编码过程中,每一个特征都会被投影到所有的高斯子模型上并进行编码,同时子模型之间的内在差异也未被考虑,这些不足削弱了Fisher向量的表达能力.为此,提出一种基于k密集近邻算法的局部Fisher向量编码方法.在编码过程中该方法引入局部性约束原则,并利用图像特征空间中高斯子模型间的拓扑结构差异.在多个数据集上进行测试,结果表明改进方法能够有效提升分类的准确率.     

基于代理模型的直流道质子交换膜燃料电池优化设计

质子交换膜燃料电池是一种可以将储存在燃料中的化学能转化为电能的装置.应用Kriging代理模型结合遗传算法对流道宽、流道高和岸宽3个几何参数进行了优化设计,以质子交换膜燃料电池的净功率作为优化的目标函数来评价质子交换膜燃料电池的性能.数值模拟应用了商业软件ANSYS FLUENT.优化后的质子交换膜燃料电池流道内具有更高的压力,使更多的反应气体参加电化学反应,因此优化后的质子交换膜燃料电池的性能得到了提高.     

基于灰色关联度的铁路道砟表面形态指标研究

道砟作为直接承受铁路轨道荷载的材料,需要有较好的表面形态和抗磨耗能力.以新建铁路用一级碎石道砟为研究对象,通过洛杉矶磨耗试验改变道砟的表面形态,利用图像处理软件确定出面积、等效椭圆长轴长度、等效椭圆短轴长度、费雷特最大直径、费雷特最小直径、轴向系数、圆度和Angularity (P)8个表面形态指标;对不同磨耗次数下各评价指标的变化趋势和不同粒径的损失百分比进行分析,进一步结合灰色关联分析理论提出最优评价指标和具体要求.结果表明:各评价指标值都随着磨耗次数的增加逐渐减小,最终趋于稳定状态;16～25 mm与56～63 mm粒径的道砟在洛杉矶磨耗试验中最易被磨耗.结合灰色关联度计算结果,最后确定出Angularity (P)、轴向系数和圆度为道砟表面形态的最优评价指标.     

基于改进离散粒子群算法的危化品仓库垛位布局优化研究

堆垛是危化品仓储的重要方式之一,其布局优化是带有特殊约束的非确定性多项式难题(NP-hard).为此建立了以仓储利用率为目标函数,危化品仓储安全距离为约束条件的仓储堆垛布局优化数学模型.针对此问题的非二进制离散特性,提出了符合危化品垛位布局优化问题的离散粒子群算法,该算法重新定义了速度与位置更新公式,设计了最高水平线分层排放策略,实现了危化品仓库安全约束条件下适应度函数的计算,优化了垛位与通道位置的布局.实验表明:该算法在满足危化品仓储安全的条件下,可有效提高货物堆垛仓储的利用率.     

高阻尼高雷诺数下串列双圆柱尾流激振数值研究

流激振动水流动能转换装置多柱体阵列涉及复杂的尾流激振问题,其运行时柱体振动具有高阻尼、高雷诺数特征.基于雷诺平均Navier-Stokes方程,结合SST k-ω湍流模型和任意拉格朗日-欧拉流固耦合动网格控制方法建立串列双圆柱尾流激振数值模型,重点考察小间距比(两圆柱中心距离与圆柱外径之比)、高阻尼、高雷诺数条件下串列双圆柱的尾流激振特性.计算时间距比分别为1.5、2、3、4、20,振动圆柱阻尼比为0.12,雷诺数范围为17 000～98 000.结果表明,不同间距条件下下游圆柱振动表现为驰振、分离的涡激振动-驰振、涡激振动等不同的振动特性,振动特性的不同与上游圆柱后面的尾流形态及其剪切层重附于下游圆柱的方式密切相关,间距比为1.5、2时上游圆柱分离出来的剪切层交互式地重附于下游圆柱,使下游圆柱振动表现为驰振;间距比为3、4时下游圆柱振动表现为分离的涡激振动-驰振振动形式,此振动形式的出现与恒定式的剪切层重附方式或剪切层未发生卷曲有关.