摘要：将当前能源生产和消费结构从过度依赖化石能源转变为高效利用可再生能源,是解决能源危机、实现碳中和的有效途径。生物质是最有前途的可再生能源之一,可以取代化石燃料以获得有价值的有机化合物。近年来,大力利用生物质能已成为一种必然趋势。用于生物质转化的传统热化学催化方法通常需要高温、高压等恶劣条件,甚至还需要外部氢或氧源。相比之下,在相对温和的条件下进行的生物质有机分子电催化转化为生产高价值化学品提供了一种绿色高效的策略。特别是,通过C―C键裂解将生物质衍生的分子转化为高价值的短链化学品至关重要。近年来,大量的研究证明过渡金属(TM)电催化剂由于其丰富的三维电子结构和独特的eg轨道增强了过渡金属-氧之间的共价键合,从而在有机物的C―C键断裂中起着至关重要的作用。此外,TM电催化剂的配位环境或电子结构会影响产物的选择性。毫无疑问,明确的反应活性位点和途径有助于深入理解催化剂结构与反应活性之间的构效关系。然而,TM电催化剂介导的生物质衍生有机分子的C―C键裂解反应用于生物质升级的研究目前尚处于起步阶段,其反应机理和催化反应过程尚不清楚。因此,有必要在原子水平上系统地了解电催化剂在C―C键裂解过程中的作用。在本综述中,我们首先依次介绍了广泛研究的TM电催化剂介导的生物质衍生有机分子(包括甘油、环己醇、木质素和糠醛)的C―C键裂解反应,并给出了一些典型的例子和相应的反应途径。然后,系统回顾了过渡金属化合物催化C―C键裂解的反应机理,揭示了界面行为,并构建了TM电催化剂的结构与裂解反应活性之间的构效关系。最后,我们简要总结了上述内容,并强调了在TM电催化剂上研究C―C键裂解的挑战和展望。我们期望这项工作可以为生物质的可控转化和合理设计C―C键裂解的TM电催化剂提供指导。

摘要：针对目前大多数上肢康复机器人在结构上存在的不足,首先,设计了一种兼具绳索驱动和并联机构优点的4自由度刚柔耦合串并联康复机械臂。其次,在基于此康复机械臂绳索空间和关节空间映射关系的条件下,运用D⁃H坐标法建立了康复机械臂的运动学模型。最后,在Matlab环境下,仿真分析了各关节角与绳长、速度随时间变化的关系曲线。分析结果表明,该刚柔耦合串并联康复机械臂结构设计的合理性,也为分析康复机械臂的轨迹规划问题提供理论基础。

摘要：以条件生成对抗网络(CGAN)为代表的半监督学习可计及风电波动并生成出力场景集合,生成的数据可输入氢气储能容量配置模型以支撑优化求解。为此,该文首先设计一种校正条件生成对抗网络(CCGAN),并基于风电预测误差构建条件校正器,对预测失准事件和风电爬坡事件下输入生成器的标签信息进行识别和校正;然后,以储能定容的综合成本和各风场弃风成本为目标函数,构建绿氢储能容量配置的多目标优化模型,并引入基于切比雪夫距离的膝区域数学概念,以指导多目标优化算法设计;最后,以新英格兰39节点系统为例进行算例分析,结果表明未经校正的条件信息将导致定容决策偏离实际,而CCGAN能生成计及风电不确定性的高置信出力场景,使得容量配置结果兼顾鲁棒性和经济性。

摘要：为拓展强迫振动法在桥梁断面颤振导数识别领域中的应用能力,采取让断面做2次同频异相的弯扭耦合简谐运动模式,理论推导出任意非零相位差条件下的桥梁断面颤振导数识别公式。以理想平板的Theodorsen解为气动力数据源,对该方法的识别能力进行数值验证,并在此基础上研究弯扭耦合运动相位差、高斯白噪声、整数倍频有色噪声对平板颤振导数识别结果的影响规律。基于Fluent软件,将该方法与计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术结合,识别得到丹麦大带东桥主梁断面的颤振导数。研究结果表明:当平板气动力不包含噪声时,在任意非零相位差取值条件下,按照该方法识别所得颤振导数结果与理论值完全吻合;当平板气动力含有高斯白噪声时,在考察的3个低水平噪声条件下(5%、10%、15%),颤振导数识别误差与高斯白噪声比例水平、折算风速均成正相关,但不同颤振导数对高斯白噪声敏感程度各异;当平板气动力包含整数倍频有色噪声时,3倍频、4倍频噪声对颤振导数的识别精度影响显著,其他低倍频噪声和超高倍频噪声的影响较小,在8个颤振导数的识别结果中,H_(2)^(*)、H_(4)^(*)、A_(2)^(*)、A_(4)^(*)对倍频有色噪声更敏感。应用该方法结合CFD数值模拟识别得到的大带东桥主梁颤振导数与既有文献结果吻合良好,经计算得到的颤振临界风速也较为接近。研究结果可满足同类桥梁颤振设计的工程计算需求。

摘要：近年来,由于各种细菌引起的疾病不断爆发,细菌核酸检测已成为常用的实验室诊断方法。细菌核酸提取是细菌分类和鉴定的关键步骤,也是医学诊断、药物筛选的重要技术之一。目前的细菌核酸提取以化学裂解方法为主,其存在明显的缺点,如样品量大、化学试剂污染等。因此,研究快速、简单、无化学污染的检测装置具有重要意义。该研究设计了一种微流控芯片在直流电场下裂解各种细菌并提取核酸。研究了电场强度、电极间距、裂解时间、氧化铟锡电极方阻及电极宽度对核酸提取的影响。结果表明,在3.0 kV/mm的电场强度下,该芯片可在3 s内裂解大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、肺炎克雷伯氏菌、鼠伤寒沙门氏菌和铜绿假单胞菌等多种细菌,并释放出核酸。提取的核酸无需纯化,可直接用于PCR检测。该芯片与实时荧光定量PCR联用检测细菌DNA的线性范围为10-18~10^(-10)mol/L,检出限低至4.2×10^(-18)mol/L。不同类型的细菌需根据其性质适当调整最佳裂解条件。该研究为病原体分析和细菌感染的医学诊断提供了一种简单、快速、高效且无化学试剂污染的核酸提取方法。

摘要：在激烈而快速的公路自行车比赛中,各种事故屡见不鲜,给运动员生命安全带来极大威胁。目前,对于公路自行车运动员的头盔性能和头部损伤缺乏深入的研究。所以在采集和归纳公路自行车比赛典型事故形态基础上,采用试验和仿真分析相结合的方法构建公路自行车、骑车人和头盔耦合模型,深入分析和评估典型事故场景中骑车人头部损伤响应和头盔的头部损伤防护性能。结果表明,头盔能对骑车人头部起到明显的损伤防护效果,但部分场景中骑车人仍可能发生严重的头部损伤;不同头盔对骑车人头部损伤防护性能差异明显,且与价格没有直接相关性。头盔对不同体型的骑车人头部损伤防护效果存在显著差异,其中50百分位男性的运动学响应峰值和损伤风险均为最低,5百分位女性的所有损伤准则预测值均为最高,且至少有55%的女性骑车人存在显著的颅骨骨折及严重颅脑损伤风险。本研究考察的事故边界参数(事故速度、摩擦因数和坡度)均对事故中骑车人头部损伤没有显著影响;国际自行车联盟规定在距离爬坡终点五公里处可以不佩戴头盔,本研究建议骑车人在公路自行车比赛中全程佩戴安全头盔。本研究将为公路自行车比赛安全头盔的设计提供参考,也为完善公路赛规则提供数据支撑。

摘要：为了满足电子设备轻量化和高度集成化发展的趋势和社会健康需求,轻量化、低成本、耐腐蚀的电磁屏蔽材料日益受到青睐。碳系导电填料,尤其是碳纳米管和石墨烯,在聚合物基电磁屏蔽复合材料中应用广泛。但碳系导电填料颗粒的应用通常因其在聚合物基中有限的分散性使得它们与聚合物基体的相互作用受到障碍,从而对电磁屏蔽效能产生不利影响。文中综述了碳纳米管和石墨烯及相关复合材料的典型改性方式及其电磁屏蔽性能,旨在为其在聚合物基电磁屏蔽复合材料中的应用提供良好的设计思路。

摘要：为了探究远场和近场地震动作用对核电隔震结构的不同影响,研究了核电隔震结构在远场和近场地震动作用下的摇摆响应和支座状态,主要讨论了地震特性对结构摇摆响应的影响,包括上部结构的摇摆角、隔震支座的拉压应力、隔震支座的剪切变形等.分析发现:上部结构的摇摆角随地震动加速度幅值线性增加,其中近场地震动作用下上部结构的摇摆角明显大于远场地震动作用,且具有更大的离散性;当地震动加速度幅值为1.2 g时,近场地震动作用下上部结构摇摆角均值和标准差可达远场地震动作用下的2.88倍和3.90倍;近场地震动作用下,支座更容易进入非安定变形状态,也更容易出现支座受拉现象.该成果可为核电厂结构的隔震设计提供工程参考价值.

摘要：针对高速列车制动系统在列车低运行速度、强制动盘/片摩擦作用时存在的制动尖叫噪声问题,设计了一种三明治阻尼结构以实现制动尖叫噪声的抑制以及摩擦自激振动能量的收集。在自主研制的高速列车制动性能模拟试验台上开展制动摩擦学试验,并基于该试验装置开展摩擦块磨损及瞬态动力学分析,研究三明治阻尼结构对摩擦块表面磨损、制动界面接触及制动系统动力学行为和输出电压特性的影响。结果表明,三明治阻尼结构能够有效抑制制动摩擦振动噪声并显著影响其产生和演变,且依托自身良好的变形能力将制动摩擦振动能量转换为电能;三明治阻尼结构能够显著减小摩擦块的偏磨角度,改善摩擦块表面摩擦磨损特性和制动界面接触行为,减少制动摩擦热的产生和聚集;三明治阻尼结构良好的弹性变形能力可实现制动盘与摩擦块接触状态的实时调整,进而建立稳定的界面接触关系,使得摩擦块表面均匀磨损且整体处于滑动摩擦状态,最终实现了制动系统摩擦自激振动的有效抑制。

摘要：地下水循环井(groundwater circulation well,GCW)是一种集可耦合抽提、生物强化和化学氧化还原于一体的原位修复技术,然而运行过程中井体堵塞严重影响其使用寿命、运行费用、修复效能。本文通过回顾国内外各类地下井体堵塞研究进展,结合GCW结构特点及场地水文地质条件,系统地梳理了堵塞成因。针对物理堵塞、化学堵塞和生物堵塞形成机理,总结了GCW堵塞数学预测模型及场地识别技术,同时系统综述了现有破阻技术及适用范围。最后针对GCW建井初期防堵设计-运行期间堵塞预测识别-堵塞发生后的破阻技术方法 3个方面,提出了未来研究及场地应用发展方向展望,以期为GCW优化设计、场地维护及解堵措施提供理论支撑及技术参考。