2023, 45(3):205-219,290. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20230311001
摘要:多孔介质的润湿性是CO2地质封存过程中的重要参数。基于润湿性测量方法和光学成像技术综述了CO2封存条件下不同尺度的多孔介质润湿性测量技术,并分析了相关润湿现象。目前,岩石润湿性的测量主要分为:实验室尺度的表面润湿性测定、孔隙尺度的内部壁面接触角测定,以及宏观尺度的岩心整体润湿性评价。孔隙结构、矿物组成成分和表面粗糙度是孔隙尺度接触角的关键影响因素,它们会影响多孔介质的混合润湿特性并造成润湿滞后现象。根据不同局部驱替事件(如排水、渗吸)的接触角分布建立了孔隙尺度与连续尺度的岩石润湿性关系。最新研究发现,随着驱替的发展,岩石润湿性在排水和渗吸过程中发生了显著改变,但不同尺度的岩石润湿性的关系及润湿转变机理仍需要进一步研究。
2023, 45(3):220-226. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20230301003
摘要:液滴的瞬态行为对强化水平管降膜吸收CO2装置的性能至关重要。基于VOF(volume of fluid)方法建立了滴状流降膜吸收CO2的二维模型,引入液滴下坠长度与无量纲时间来分析滴状流降膜吸收CO2过程中的液滴脉动与管间距和雷诺数Re的关系。结果表明:液体在换热管下侧堆积直至形成液滴的过程中,受到重力、表面张力与惯性的相互作用,液滴的移动方向出现了多次反转;液滴脉动过程中,由于摩擦阻力的存在,随着无量纲时间的增加,液滴脉动幅度逐渐减小;由于管间距的增加提高了液滴在换热管底部交汇时的动能,导致随着管间距的增加,液滴的脉动次数与脉动幅度逐渐增加;在Re不断增加的情况下,液滴滴落速度的减小导致液滴的脉动次数与幅度也逐渐减小。
2023, 45(3):227-234. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20230210001
摘要:利用生物柴油副产物甘油和CO2干重整制取高附加值合成气,关键是高性能催化剂的选择和研究。通过胶体溶液燃烧法制备了CoFe/CeO2催化剂,在固定床反应器中,温度范围650~800 ℃条件下,研究了CO2与甘油干重整过程中的催化活性和稳定性。结果表明,胶体溶液燃烧法制备的CoFe/CeO2催化剂具有典型的介孔结构,比表面积为33.4~40.8 m2/g,表现出了活性组分Co-Fe与载体CeO2较强的相互作用。 7CoFeCe显示出了较好的干重整催化性能,750 ℃下甘油转化率达84.8%,CO2转化率达19.9%。随着温度的升高,CO2转化率提高,在800 ℃下,CO2转化率达到了30.3%,表明高温有利于逆水汽变换反应。稳定性实验表明,介孔CoFe/CeO2催化剂具有较好的干重整稳定性。
2023, 45(3):235-243. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220307005
摘要:在不平衡数据分类问题中,为了更注重学习原始样本的概率密度分布,提出基于梯度惩罚生成对抗网络的过采样算法(OGPG)。该算法首先引入生成对抗网络(GAN),有效地学习原始数据的概率分布;其次,采用梯度惩罚对判别器输入项的梯度二范数进行约束,降低了GAN易出现的过拟合和梯度消失,合理地生成新样本。实验部分,在14个公开数据集上运用k近邻和决策树分类器对比其他过采样算法,在评价指标上均有显著提升,并利用Wilcoxon符号秩检验验证了该算法与对比算法在统计学上的差异。结果表明该算法具有良好的有效性和通用性。
2023, 45(3):244-252. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20211124002
摘要:当数据中存在异常值时,一些基于最小二乘估计的统计模型会产生较大的偏差,最小一乘估计对异常值具有比较强的抵抗能力。考虑到数据中可能存在异常值的情况,用绝对值损失代替平方损失,针对同时具有变量稀疏性和相邻系数差分稀疏性这种结构的线性模型,提出了最小一乘融合熔断自适应岭估计模型(LAD-Fused-BAR)。该模型将上一步估计的回归系数倒数的平方作为下一步惩罚权重,自适应地给予不同变量不同的惩罚, 通过不断迭代得到最终解。运用交替方向乘子法 (ADMM)求解LAD-Fused-BAR模型,并证明了ADMM算法的收敛性。数值模拟和实证分析也验证了该模型的有效性和稳健性。
2023, 45(3):253-259. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20211117004
摘要:利用变分方法研究了一类RN上带有非局部项的分数阶椭圆型偏微分方程基态解的存在性。首先证明了对应泛函在Nehari流形上强制且下有界,因而得到有界极小化序列的存在性,其次应用Ekeland变分原理证明该序列是(PS)c序列,并且结合假设条件证明泛函满足(PS)c条件,最终得到该类方程基态解的存在性。
2023, 45(3):260-270. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220423001
摘要:基于造雪机核心部件核子器,建立了核子器物理模型与内流域模型,利用数值模拟方法对核子器的内流场进行了计算,针对该核子器重要参数混合室长度、核子器出口直径的变化,首先采用VOF模型研究了核子器内部气液两相分布情况,并使用DPM模型研究了上述参数对核子器雾化粒径的影响,分析了雾化粒径大小及其出现频率的规律,研究核子器受关键几何参数的影响规律,为核子器结构优化提供科学依据。模拟结果表明:核子器混合室长度对其雾化效果有较大的影响,出口直径对其雾化效果有一定的影响,该核子器达到较好雾化效果的结构为混合室长度30 mm、出口直径1.1 mm。
2023, 45(3):271-280. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20211217001
摘要:对于个体健康体检数据而言,传统的以大样本为基础的数学模型无法满足体检数据的建模需求。基于个体体检数据特征分析,首先构建适用于个体体检指标健康预警的近似非齐次指数序列的改进离散灰色模型。其次,为降低单个模型预测精度的有限性,利用方差倒数法为离散灰色模型和差分自回归移动平均模型赋权重,在模型误差平方和达到最小时取得最佳的权重值。从而将两个模型的预测结果进行组合,实现对健康指标的建模与趋势分析,及时掌握个体健康指标的变化并发现潜在的疾病隐患。预测模型在实验数据集上的相对模拟误差与最优基准模型相比有所下降,表明灰色–时序组合模型具有更高的模拟精度,解决了传统的依据单次体检指标进行静态分析的弊端以及单个模型预测结果的局限性,更加关注个体差异,能有效提升健康预警的效果。
2023, 45(3):281-290. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220307002
摘要:工业共生链管理是提高不同链之间经济效益与环境可持续发展的有效手段。为研究不同主导模式下工业共生链中各企业的定价问题,建立一个由废弃物供应商和产品制造商组成的两级工业共生链模型,采用博弈论分析方法求得不同主导模式下废弃物供应商和产品制造商的最优定价和利润模型,在此基础上进一步分析了共生程度、废弃物利用率、单位利润值对工业共生链中各方收益的影响。研究发现:不同权利结构会导致各利益主体的最优价格和最大利润不同,当制造商处于主导地位时工业共生链总收益高于供应商主导;随着共生程度和废弃物利用率的增加,工业共生链中制造商和供应商均可获得更多的利润。最后,通过算例分析,验证了结论的有效性。
2023, 45(3):291-297. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220512001
摘要:考虑真空负压力随时间变化,推导出真空预压下钉形水泥土搅拌桩复合地基的固结控制方程和求解条件。将固结方程和求解条件进行函数变换,基于双层地基一维固结理论求解出桩间土和复合地基加固区中的平均超静孔隙水压力,然后获得了钉形搅拌桩复合地基的整体平均固结度。通过与数值模拟结果的比较,验证了固结解析解的合理性。利用提出的固结解析解,分析了桩置换率、扩大头尺寸、桩间土刚度及真空加载参数等因素对复合地基固结的影响。研究结果表明:真空下钉形搅拌桩复合地基的固结速率随桩置换率、扩大头高度和其下桩间土压缩模量的增加而增大,固结前期固结速率随扩大头半径的增加而增大,固结后期则影响很小。真空加载过程对复合地基的固结过程几乎没有影响。
2023, 45(3):298-306. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220226003
摘要:锌–空气电池凭借其高能量密度、电极材料资源丰富、生产成本低、储存寿命长、绿色环保无污染等优点而被广泛研究,但由于锌阳极在循环过程中存在锌枝晶生长、钝化等问题,导致锌–空气电池的实际能量密度低于理论容量密度,严重制约了其发展与应用。本文根据锌–空气电池的锌阳极工作原理和钝化机理,从电解液优化、锌阳极结构设计和表面改性等方面分析提出解决锌阳极钝化的措施,并提出了关于这些问题未来的研究方向,最后对锌–空气电池的未来发展做出展望。
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