摘要：在低碳经济背景下,开发以氢能为代表的清洁可再生能源至关重要.利用太阳能驱动半导体进行光催化分解水,是未来可持续制取氢气的有效方法之一.然而,光催化制氢技术产业化受限于半导体表面光生载流子复合效率高和量子效率低.解决上述问题的办法是在半导体中引入双元助催化剂,这不仅可以促使三相界面的形成,促进界面电荷的有效转移,而且不同种类的双助催化剂可以为半导体提供各自的积极作用,协同提高光催化产氢效率和稳定性.因此,需要密切关注双助催化剂的开发,以建立一个集优异的光活性和光稳定性于一体的光催化产氢体系.本文系统地介绍了光催化产氢双助催化剂的类别、优势、合成方法和设计策略.首先,双助催化剂被分为双还原型(Red-Red)和还原-氧化型(Red-Ox)两类,详细概述了在光催化产氢领域中还原型和氧化型助催化剂相互匹配后形成的双助催化剂的实例及其协同效应.总结了在制氢体系中双助催化剂相对于单一助催化剂的五大优势:促进载流子快速迁移、实现电子-空穴空间分离、提高产氢吸附/脱附动力学、提高催化剂光稳定性和阻断可逆反应.随后,概括了双助催化剂-半导体光催化剂的合成策略,基于通常报道的水/溶剂热处理、煅烧、光沉积、自组装和化学沉积等助催化剂的合成方法,可以采用一步法和两步法将两种助催化剂加载到半导体上,获得三元复合材料.探讨了双助催化剂-半导体光催化体系的设计策略,详细总结了如何设计具有优化电子传递路径的Red-Red助催化剂体系和具有空间分离电荷的Red-Ox助催化剂体系.其中,为了优化电子传递路径,两种还原型助催化剂的位置关系可分为三类:核壳包裹结构、分散分布结构和相邻结构;为了实现氧化/还原位点空间分离,氧化-还原型双助催化剂在半导体表面可设计为三种结构:内外结构、晶面相关结构和端侧结构.最后,提出了双助催化剂在光催化制氢领域中的现状、挑战及未来发展方向.在未来,可以继续开发新型无贵金属助催化剂来降低催化剂体系总成本,真正达到经济实用目标;需要继续发展利于规模化生产的双助催化剂三元复合材料的合成策略;需要通过实验表征,结合同位素标记法、分子模拟和密度泛函理论计算,深入研究助催化剂的性质和作用机理.希望本文能够为构建高效实用的双助催化剂三元析氢光催化体系提供借鉴.

摘要：随着科技的不断发展,人工智能技术让地质这一古老行业以全新的姿态展现在世人面前。本文从矿山地质各个应用场景出发,系统地归纳了人工智能在矿山地质中的应用现状,并对未来的发展趋势进行了展望。首先介绍了人工智能在地质数据的处理、岩石及矿物的识别、地质灾害预警等方面的应用现状,然后重点讨论了人工智能在生产勘探中的应用现状,包括找矿靶区的选取、生产勘探设计、勘探成果评估等方面。针对当前存在的问题和挑战,提出了建立完善的人才培训机制、加强算法创新、建立高质量的地质大数据库、发展多模态地质数据融合、提高地质模型的多解性等建议。最后,展望了未来人工智能在地质行业中的发展趋势,包括进一步推进智能化勘查、加强地质数据安全保护、增强协同作业能力等方面。

摘要：本文对急流弯道上的斜槛设计进行了研究。首先阐述了弯道上斜槛控制超高的原理,并根据此原理给出了斜槛的设计公式,提出斜槛的的设计方法。工程实例表明,本文给出的方法是合理的。同时对斜槛的高度、长度、形状、斜槛的间距、斜槛与水流方向的夹角等影响设计因素进行了探讨,这有利于斜槛在实际工程中的运用。

摘要：宽尾墩与阶梯溢流坝联合消能是一种新型坝面泄流形式的消能工。由于宽尾墩和阶梯的共同作用,其水流表现为很强的三维特性,水气二相混掺剧烈,目前对其流场的三维数值模拟还未见报道,本文采用双方程紊流模型对X型宽尾墩-阶梯溢流坝联合消能的三维流场进行了全场数值模拟,给出了压力特性、流速分布、阶梯及宽尾墩墩后水气两相流的部分特性,计算结果与模型试验数据对比,两者吻合良好,计算发现,在第一级阶梯脱体处存在负压,随后在试验中得到了验证。研究结果表明,采用X型宽尾墩-阶梯溢流坝联合消能,阶梯坝面上能形成明显的纵、横向旋滚,提高了消能效果。

摘要：通过自制模型对侧向水平孔口的立轴旋涡进行基础试验研究。使用有色颜料追踪旋涡表面的质点运动,观测到其轨迹线为多圈螺旋流,并根据这一特性采用摄像法和图形处理技术对时均速度进行测量,与理论结果对比证明这种简单经济的方法是可行的。通过改变试验装置分析来流方向对旋涡的影响,表明进口轴线与来流方向之间的夹角过大是形成立轴旋涡的诱因之一。根据试验结果得出不同来流方向的临界淹没水深计算公式,并对公式进行推广,可作为设计时的参考依据。

摘要：将宽尾墩安置在阶梯溢流坝上游形成一种新的水工设施,它兼有宽尾墩和阶梯溢流坝面的特点,比纯阶梯坝单宽流量可增大数倍。由于在阶梯面与挑射水流之间形成气体空腔,可实现充分掺气。本文对其进行了数值模拟,采用了双孔方案。虽然网格数增加了一倍,但比单孔而言流场更加完整。通过数值模拟得到的墩后水翅、阶梯面挑射水舌和掺气腔体等,与实验观测到的现象吻合。介绍了复杂水工建筑物的网格生成方法。本文的研究成果可以为设计提供参考依据。

摘要：为了探求X型宽尾墩与常规Y型宽尾墩水力特性的差别,采用RNGk-ε双方程紊流模型对两种型式的宽尾墩的三维流场特性进行数值计算,模拟结果与试验数据吻合良好,说明模型选用及网格划分合理。比较分析两种墩型水流流动特征、宽尾墩体和下游溢流坝面的压力分布以及闸室出口流速分布发现X型宽尾墩不但具有常规Y型宽尾墩分散水流、增加掺气量和提高消能效率等优点,而且在小流量时可增大泄流能力,特别是在与台阶式坝面联合运行时,还可改善坝面压力分布;其缺点是X型宽尾墩出口处局部出现负压,设计时应给予注意。

摘要：涡核半径是旋涡流场中切向速度最大位置对应的半径。由于旋涡运动的复杂性,通过测量全流场的切向速度来确定涡核半径的难度较大,而其它的确定方法也存在一定差异。通过一个易于确定的特征参数———旋涡水面线最大曲率点到中轴线的距离,来间接计算涡核半径的方法。论证了该参数与涡核半径之间存在着一个十次隐式方程的关系,讨论了关系式解的唯一性,并根据计算结果绘制了两者之间的无量纲关系曲线。对不同试验测量的旋涡水面线,采用本方法计算了涡核半径。

摘要：目前,我国高校的传统专业教育仍占据主导地位,跨学科教育的广度和深度还须进一步拓展,以跨学科为依托的人才培养体系尚未真正形成。这既是受到社会文化与教育体制的影响,也受到理论逻辑与实务运作的牵扯。改变这种现状,有必要立足本质论、价值论与方法论层面,从学理上澄清跨学科教育的内涵与目标,凸显其对于国家建设、社会进步和个人发展的时代价值,在政策设计、专业设置、课程规划、教学形式、科教同构等方面体现跨学科特性,以促进学生形成跨界思维、知识结构以及解决复杂问题的综合能力。

摘要：采用模型试验和数值模拟相结合的方法对导流洞挑射水舌的水力特性进行了研究。原设计连续挑坎存在水舌落砸本岸基岩的问题,改为斜切挑坎予以解决;采用RNG k-ε紊流模型计算了三维流场,再现了水舌的空中形态,对比沿程水面线、出口流速和水舌挑距,计算结果与测量数据吻合较好。研究结果表明:对于中低流速的斜切挑坎,挑角以15～25°为宜,高坎出口的表面流速明显小于低坎出口的临底流速,会导致高坎出口挑距明显缩短,理论分析时应考虑挑坎高差对流速的影响。