存在反应的电解质溶液相平衡研究

从应用的角度出发,对电解质溶液模型、相平衡计算的现状与发展进行了简要的回顾,并系统地介绍和讨论了作者在这方面的工作。指出对Pitzer模型和作者提出的电解质溶液水化平衡模型建立各自相应的普遍化温度关系,结合所提出的固液平衡级计算方法,可以预测工业过程所涉度的高温、高压、高浓度范围内复杂体系的热力学性质,解决此类过程集成模拟优化的瓶颈问题。此外。还介绍了离子选择性电极测定弱电解质体系热力学的方法。     

温度对CaO2强化剩余污泥厌氧水解，酸化的影响

本文探究了温度对CaO_2强化剩余污泥厌氧水解,酸化的影响。实验结果表明在15~35℃,随着温度的升高,污泥厌氧反应体系中水解和酸化得到加强,且VFA和甲烷的最大积累量分别为3 120 mg/L和196 m L。当温度进一步提高至55℃时,水解反应得到强化,但是过高的温度限制了厌氧微生物对溶解性蛋白质和多糖的利用,进而导致VFA的积累量较少。因此35℃是CaO_2强化剩余污泥水解和酸化的最佳温度。     

基于响应面法的复合改良膨胀土无侧限抗压强度研究

为提高膨胀土的无侧限抗压强度,降低工程危害。本文在木质素改良膨胀土的研究基础上,通过单因素试验研究纤维长度、纤维掺量及木质素掺量对膨胀土抗压强度的影响规律,基于单因素试验结果,通过BBD响应面设计法进行响应面试验,建立二次回归模型,研究了双因素作用下对膨胀土无侧限抗压强度的影响。结果表明:单因素作用时,膨胀土无侧限抗压强度在各因素下均呈现先增大后减小的趋势;双因素交互作用时,木质素掺量和聚丙烯掺量二者交互作用显著性最好。由BBD响应面法得到的最优组合为:聚丙烯纤维长度为9 mm、纤维掺量为0.3%、木质素掺量为3%,该变量下平行试验组的平均抗压强度为552.48 kPa,相比于素膨胀的抗压强度提升了76.97%。可见此方案下对素膨胀的抗压强度提升效果最好。     

超深圆形基坑地下连续墙支护结构体系力学性能分析

为了定量研究超深圆形基坑地下连续墙支护结构体系的受力和变形机理,本文通过Midas GTS建立超深圆形基坑施作过程的精细化有限元模型,通过改变地下连续墙局部弱化程度、地下连续墙先行幅和后续幅数量和嵌固深度等参数,对围护结构受力、变形和基坑周边地表沉降等规律进行了分析,分析结果显示:1）本工程的围护结构设计具有一定的优化空间;2）围护结构的水平最大变形和最大应力集中于第8~10道环梁处;3）围护结构的变形随幅间弱化程度和幅数的增加而增加,围护结构应力随幅间弱化程度和幅数增加而减小;基坑周边地表沉降随幅间弱化程度和幅数的增加而增加。分析结果对类似超深圆形基坑的设计和施工具有一定的借鉴意义。     

磨料水射流切削皮质骨断面形貌特征研究

为探索磨料水射流切削过程中对皮质骨材料的切削机理,提高切削断面质量,分别以石榴石、氯化钠为磨料对皮质骨进行切削,对比不同切削方向下断面粗糙度变化规律以及微观划痕特征. 实验结果表明,断面粗糙度数值均呈现先减小后增大的特点,依据表面粗糙度数值将断面分为初始区、光滑区、粗糙区3部分. 当使用磨料为氯化钠,切削方向垂直于骨单元时,断面粗糙度平均值分别是切削方向平行和横向于骨单元时断面粗糙度平均值的1.74倍和1.70倍.当使用磨料为石榴石,切削方向垂直于骨单元时,断面粗糙度平均值分别是切削方向平行和横向于骨单元时断面粗糙度平均值的1.41倍和1.55倍. 切削过程中断面形成大量微米级划痕,对比氯化钠、石榴石2种磨料对断面划痕特征的影响,与石榴石相比,当使用磨料为氯化钠时,皮质骨切削断面划痕尺寸偏大,长度、宽度值跨度相近,划痕深度值跨度较大.     

响应面结合模糊数学感官评价法优化槐花蜜饯配方及品质测定

以新鲜槐花为原料,辅以麦芽糖醇、柠檬酸、鸡蛋清和黄果槲寄生果实多糖等食品添加剂开发低糖槐花蜜饯。通过单因素试验,对鸡蛋清、麦芽糖醇、蜂蜜和黄果槲寄生果实多糖添加量进行筛选,采用响应面结合模糊数学感官评价法优化配方,对其重金属和微生物指标和抗氧化性进行了检验。结果表明,蜜饯最优化参数为鸡蛋清添加量为15%,麦芽糖醇添加量为30%,蜂蜜添加量为10%,黄果槲寄生果实多糖添加量为0.35%,柠檬酸量添加为0.18%、氯化钙添加量和D-异抗坏血酸钠添加量分别为0.01%为0.05%,得到了质地良好的槐花蜜饯产品,颜色均一微黄色,组织状态良好,薄厚均匀、口感细腻、咀嚼性好,槐花风味突出,气味协调。重金属含量低于国家标准限量（＜ 0.05 mg/kg）,未检出沙门氏菌和金黄色葡萄球菌,大肠杆菌和霉菌数量等卫生指标符合国家标准。蜜饯具有较强的总抗氧化能力（FRAP）和较好的清除 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）的作用。研究结果表明,研制的低糖槐花蜜饯感官指标好,其质量符合国家标准,具有很好的营养价值和抗氧化功能。     

水温波动对泰来草、圆叶丝粉草生理及生长特性的影响

为探究海草对水温波动的适应性和适应机制,本研究以27 ℃为波动中心,设计波动幅度(简称“波幅”)分别为0、2、4、6、8、10 ℃的水温波动环境,将泰来草(Thalassia hemprichii)和圆叶丝粉草(Cymodocea rotundata)种植于上述环境中,并在实验结束后测定其生长状况、氧化与抗氧化产物、渗透调节物质、光合色素和光合荧光特征4类14项指标,从而评价其生理和生长特性的变化规律。结果表明,相对于水温恒定时,水温波幅为2-4 ℃时2种海草的地上部生产力较高,抗氧化酶活性与细胞渗透调节物质含量较低,营养物质与叶绿素含量、光反应的电子传递速率较高,总体表现为生长状况更好。但随着水温波幅超过此范围,上述指标均出现相反的变化趋势,海草受到的过氧化胁迫逐渐增大。虽然海草仍可通过提高抗氧化酶活性与细胞渗透势调节物质的含量等机制来抵抗这种胁迫,但抵御能力有限。波幅超过8 ℃的环境不利于2种海草的生长。此外,由于随着水温波动加剧,圆叶丝粉草各项生理指标值的变化幅度均大于泰来草,因此,本研究认为圆叶丝粉草对水温波动的敏感性高于泰来草。     

TPMS点阵结构的密度梯度杂交优化设计

三周期极小曲面（triply periodic minimal surface,TPMS）点阵结构因其优异的综合性能受到中外学者的广泛关注。在点阵结构实际应用过程中,常常需要对其进行优化设计以兼顾轻量化与承载性能两方面的要求。目前,对TPMS点阵结构的优化设计主要集中于密度梯度层面,未综合考虑载荷方向对其力学性能的影响。为此,首先研究了TPMS点阵结构的各向异性特征。基于平均场均匀化方法求解了不同类型TPMS点阵结构的等效弹性矩阵,通过Matlab插值计算,绘制了其在三维空间范围内的杨氏模量图。发现不同类型的TPMS点阵结构呈现出不同的各向异性特征,其中W点阵结构在[100]等轴线方向上性能较强,在[111]等斜向对角方向上性能较弱,而P点阵结构则刚好相反。根据TPMS点阵结构的各向异性,同时考虑主应力方向以及相对密度分布对其性能的影响,提出了TPMS点阵结构的密度梯度杂交优化设计方法。以悬臂梁模型为基础,基于载荷边界条件对其进行拓扑优化设计,并将拓扑优化密度云映射为点阵结构的相对密度分布,从而实现密度梯度设计。根据TPMS点阵结构的各向异性特征以及单元主应力方向分别选择W和P点阵单胞填充悬臂梁,使主应力方向位于点阵结构性能较强的方向,避免点阵结构在性能薄弱的方向承受较大的应力。将不同类型的TPMS点阵单元合理分布后,利用激活函数将它们进行杂交连接,实现结构梯度设计。综合相对密度分布和单元结构分布,生成密度梯度杂交点阵结构。采用有限元仿真方法对比分析优化设计前后点阵结构的承载性能,结果表明密度梯度W和P点阵结构的刚度与对应的均质点阵结构相比都有明显提高,而由W和P两种点阵单胞组成的密度梯度杂交点阵结构刚度最大,比密度梯度W和P点阵结构分别提高4.63%和33.63%。该结果表明在密度优化的基础上,根据承载时单元主应力方向将不同类型的点阵结构进行合理分布以及混合杂交设计能够进一步提高结构的整体刚度。建立的TPMS点阵结构密度梯度杂交优化方法为其在轻量化设计等方面的应用提供了一定的指导。     

基于向量残差SVD的混凝土超声测试温度效应研究

为研究温度对混凝土超声测试尾波信号的影响规律;将信号向量间的归一化夹角作为波动指标,反映温度效应引起的信号变化;通过向量残差矩阵SVD获得表征温度效应大小的特征向量,建立向量空间映射和温度差的数学关系。在实验室采集混凝土梁尾波信号进行验证,结果表明,随温度升高尾波信号的波形发生后移,文中方法可分段线性量化温度效应;基于量化结果,得到常温下超声尾波信号最敏感的温度区间;任意4.5 ℃范围内,可去除74%~90%的温度效应。     

相变材料在装配式复合墙体日光温室中的应用研究

为进一步提高日光温室墙体的蓄热能力,改善室内热环境,对石蜡-膨胀珍珠岩复合相变材料（paraffin-expanded perlite composite phase change material,PCM-PE）在温室中的应用进行研究。利用TRNSYS（transient system simulation program）建立装配式复合墙体日光温室的模型,用晴天和阴天的实测数据验证模型准确性,利用该模型分析温室的北屋顶、侧墙、北墙等结构内表面分别添加PCM-PE后室内温度的变化和单位成本,及温室北屋顶、侧墙和北墙均添加PCM-PE时的最佳厚度。结果表明：温室不同结构内表面添加PCM-PE均对室内平均温度有明显提升作用,侧墙内表面添加PCM-PE使晴天时室内平均温度提高1.32 ℃,单位成本最低,为2 094元/℃;北屋顶、侧墙、北墙均添加PCM-PE时,其最佳厚度为50 mm,晴天室内平均温度和北墙平均温度分别提升3.9和3.7 ℃,阴天分别提升2.2和2.3 ℃;添加50 mm PCM-PE后,温室墙体传热系数较试验温室降低了15%,热阻提高了9.9%,对维持室内温度、降低温室能耗具有积极作用。分析温室不同结构应用PCM-PE的效果,同时考虑单位成本,可为建造经济性好、蓄热性能强的温室提供参考。