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高压高当量比环境下掺氢天然气管道泄漏的火焰特性与爆炸风险机制研究
在全球能源低碳转型背景下,氢能作为21世纪最具潜力的清洁能源载体,其规模化应用面临储存运输和安全利用的双重挑战。掺氢天然气(HBNG)管道技术凭借可复用现有基础设施的优势成为重要过渡方案,但高压管道泄漏时形成的近场高压、高当量比环境会显著改变燃烧动力学特性,目前对真实多组分天然气/H2/空气混合气在此极端条件下的火焰传播机制和爆炸风险演化规律仍缺乏系统认知。传统研究普遍采用纯甲烷替代真实天然气,忽略了乙烷(C2H6)、丙烷(C3H81.2)的耦合作用机制研究不足,这严重制约了HBNG管道的安全设计标准制定。中国石油大学的研究团队在《Fuel》发表的研究中,创新性地采用真实多组分天然气(85-9
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综述:从机制到设计:光催化和电催化CO2
转化为高值化学品的批判性比较研究
Abstract化石燃料燃烧导致的CO2排放激增亟需高效转化技术。电催化和光催化CO2还原(CO2RR)通过多电子转移路径将CO2转化为燃料和高值化学品,其核心挑战在于克服热力学壁垒并提升C2+产物选择性。铜基催化剂因其独特的多碳产物生成能力成为研究焦点,而活性位点配位环境与表面缺陷的精准调控可显著影响*CO中间体二聚效率。Introduction全球变暖与能源危机双重压力下,CO2催化转化被视为“碳闭环”战略的关键环节。相比自然碳汇的局限性,人工催化系统通过光/电驱动实现CO2到CH4、C2H4等产物的定向转化,其中C2+产物因更高经济价值成为商业化突破点。铜催化剂表面晶面取向(如Cu(10
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低功率双区多孔惰性介质燃烧器中亚临界区几何结构对燃烧性能的影响研究
在能源利用和工业加热领域,传统自由火焰燃烧技术长期面临效率低下、排放控制困难等挑战。多孔惰性介质(Porous Inert Media, PIM)燃烧技术因其独特的三相传热机制(导热、对流、辐射)展现出显著优势,其中双区结构(亚临界区与超临界区组合)更因卓越的稳定性成为研究热点。然而现有研究多聚焦于超临界区,对亚临界区几何特性的影响认知严重不足,特别是低功率工况下的开孔形状与孔隙率优化亟待探索。中国研究人员团队通过精心设计的实验系统,采用三种槽式开孔(孔隙率20.5%、22.3%、25.0%)与圆形开孔(14.9%)亚临界区结构,结合温度场测量与排放分析,系统研究了低功率(1-3 kW)LPG
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电场调控油页岩原位热解中孔隙堵塞乳状液的多尺度解堵机制研究
油页岩作为非常规能源的重要组成,其储量巨大且可通过原位热解技术转化为页岩油。然而,这一过程中生成的页岩油易与地层水形成高粘度水包油(W/O)乳状液,堵塞储层迁移通道,导致采收率不足20%。传统方法如循环热采或表面活性剂注入虽能缓解问题,却伴随高能耗和化学残留。电场作为一种非接触式调控手段,虽在降低乳状液粘度方面展现出潜力,但其在动态热解环境中的多尺度作用机制尚不明确。吉林大学团队在《Fuel》发表的这项研究,首次通过跨尺度方法揭示了电场对孔隙堵塞乳状液的靶向解堵机制。研究采用有限元法(FEM)模拟宏观电场分布,结合分子动力学(MD)模拟微观分子行为,并辅以重力场转化实验。FEM模拟发现,孔隙堵
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褐煤分子关键活性基团抽提对低温自燃特性影响机制研究
煤炭作为中国工业发展的关键能源基础,其主导地位在可预见的未来仍将持续。然而,随着煤矿开采深度和强度的增加,地质条件日益复杂,煤自燃灾害风险显著上升。煤分子中的活性结构与氧气反应积累热量是自燃的内因,尤其在低温氧化阶段,关键活性基团如何影响自燃特性尚不明确,这制约了早期高效防控技术的开发。为解决这一问题,来自双鸭山矿区的研究团队选取典型褐煤,采用四种溶剂(环己烷、纤维素酶、茶多酚、四氢呋喃)进行抽提实验,结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)定量分析基团含量变化,通过热重/差示扫描量热(TG/DSC)和程序升温实验测定宏观氧化参数,并采用相关性分析探究溶剂抽提效率与关键基团含量对自燃特征参数的影响机
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高压高温条件下异辛烷/空气混合物层流燃烧速度的实验研究与动力学分析
在全球交通运输领域仍高度依赖化石燃料的背景下,如何实现高效清洁燃烧成为关键科学难题。传统燃油燃烧产生的NOx、CO2等污染物持续挑战环境承载极限,而作为汽油替代组分的异辛烷(iso-octane),其高压高温燃烧特性数据匮乏制约着发动机优化设计。尽管Metghalchi等学者早期测得异辛烷层流燃烧速度(LBV),但实验未考虑火焰拉伸效应,且现有研究多局限于常压或窄温区(如Galmiche仅覆盖323-473 K),难以满足实际发动机在1-4 atm、400-700 K工况下的设计需求。针对这一瓶颈,印度科学与工程研究委员会资助的研究团队创新性地采用外部加热发散通道法(EHDC),首次系统测量了
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基于气体吸附与多重分形理论的低中高煤阶纳米孔隙非均质性表征及其对煤层气开发与CO2
封存的意义
论文解读研究背景煤层气(CBM)作为清洁能源,其高效开采与CO2地质封存是实现“双碳”目标的关键。然而,深部煤层的低渗透性与复杂纳米孔隙结构严重制约了CBM的抽采效率。纳米孔隙(0.5∼100 nm)作为气体存储与传输的核心载体,其非均质性(结构多样性、空间分布不均)直接影响CH4吸附与CO2扩散行为。传统单重分形理论难以全面刻画孔隙的跨尺度复杂性,亟需引入多重分形理论揭示其演化规律。研究机构与方法中国矿业大学(北京)的Chao Xu团队联合多位学者,通过低气压CO2(LP-CO2)和N2(LP-N2)吸附实验,结合密度泛函理论(DFT),将纳米孔隙划分为两个互补域:超微孔域(0.5∼1.1
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基于CT扫描的构造煤组合体断面裂隙分形演化特征及其对煤与瓦斯突出的影响机制
煤与瓦斯突出是煤矿开采中的重大灾害,其发生与构造煤内部裂隙网络的演化密切相关。构造煤因强度低、瓦斯含量高,在应力作用下更易发生结构破坏。尽管前人通过CT扫描等技术对煤岩裂隙开展了研究,但对构造煤-原生煤组合体的断面裂隙分形特征仍缺乏系统认知。针对这一科学问题,来自新疆绿色开采教育部重点实验室等机构的研究团队在《Fuel》发表论文,通过制备构造煤复合试样,结合CT扫描和Avizo图像分析,揭示了载荷作用下断面裂隙的分形演化规律。研究发现:横向分形维数(Dt)、纵向分形维数(Dl)和裂隙像素比(FPR)均随载荷呈线性增长;裂隙扩展优先发生在构造煤区域,纵向裂隙呈现"上升-下降-再上升"的阶段性特征
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基于TPOT-SHAP-Monte Carlo集成机器学习框架的煤气流化过程模拟与优化研究
煤气化技术作为清洁能源转换的重要手段,其过程涉及高温高压下复杂的多相反应,传统机理模型面临反应动力学参数获取困难、计算成本高等挑战。尽管计算流体力学(CFD)等方法在实验室规模取得进展,但工业级煤气化装置受原料波动、测量误差等影响,亟需能适应实际生产的数据驱动解决方案。现有机器学习研究多依赖人工经验选择算法,且缺乏模型可解释性和优化应用的结合,严重制约了其在工业控制中的落地。针对上述问题,研究人员构建了基于Tree-based Pipeline Optimization Tool(TPOT,基于遗传算法的自动化机器学习工具)的集成框架。通过分析工业煤气化装置的运行数据,采用随机森林回归(RFR
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钴锇钽硼金属玻璃的超高动态强度微弹道冲击性能研究
在航天器防护、军用装甲等极端工况领域,材料如何抵御超高速微粒子冲击一直是重大技术挑战。传统金属材料因晶体结构缺陷,其Hugoniot弹性极限(HEL)普遍低于12 GPa,导致防护效能受限。金属玻璃(MG)虽具有非晶结构优势,但现有Zr基、Fe基MG的HEL最高仅达12 GPa,难以满足日益提升的防护需求。针对这一瓶颈,中国科学院团队选择具有原子级均匀结构的Co33Os20Ta10B37金属玻璃开展研究。通过平板冲击实验与激光诱导微粒冲击测试(LIPIT)相结合的策略,首次系统评估了该材料在动态载荷下的力学响应。研究发现其HEL突破至19 GPa,较传统金属提高58%,动态强度达6.9±0.3
来源:Extreme Mechanics Letters
时间:2025-06-11
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基于鲸鱼优化算法与双BiLSTM注意力Q网络的建筑能耗与碳排放智能预测模型研究
全球气候变化背景下,建筑能耗占全球能源消耗的40%以上,其碳排放直接关联极端天气频发等环境问题。传统预测方法难以应对能耗数据的多因素干扰和动态波动特性,而现有AI模型在特征提取和时序建模方面存在梯度消失、空间划分粗糙等缺陷。针对这一挑战,研究人员开发了融合WOA-XGBoost特征工程与DBAQN深度强化学习的混合预测框架。研究团队采用三阶段技术路线:首先通过平滑技术处理原始能耗数据异常值和周期波动,利用碳排放系数转换数据格式;接着采用鲸鱼优化算法(WOA)优化XGBoost超参数,实现多类别概率特征提取和数据子空间划分;最终构建双双向长短期记忆网络(BiLSTM)注意力Q网络(DBAQN),
来源:Expert Systems with Applications
时间:2025-06-11
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结构感知扩散模型SADiff:提升前列腺多光子显微成像质量的新范式
在生物医学成像领域,多光子显微镜(MPM)技术因其独特的深层组织穿透能力和最小化光损伤特性,已成为研究活体组织和肿瘤病理的重要工具。然而这项技术始终面临着一个"不可能三角"困境——在成像质量、采集速度和样本健康之间难以兼顾。特别是对于前列腺癌诊断至关重要的腺体形态学特征,常规MPM图像往往因低分辨率(128×128像素)和噪声干扰而呈现模糊的絮状或丝状结构,与需要16次重复扫描才能获得的高清图像(512×512像素)存在显著差距。这种质量缺陷严重制约了临床诊断的准确性,也使得基于格利森评分(Gleason score)的前列腺癌分级面临挑战。针对这一技术瓶颈,中国的研究团队在《Expert S
来源:Expert Systems with Applications
时间:2025-06-11
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基于人机协同深度强化学习的动态翱翔轨迹规划与控制系统研究
在无人机技术飞速发展的今天,如何延长固定翼无人机的续航时间一直是研究者们追逐的梦想。受信天翁等海鸟动态翱翔行为的启发,科学家们发现利用剪切风场可实现无动力飞行。然而,传统方法存在动力学模型简化、轨迹优化与控制器设计割裂等问题,导致实际应用困难。针对这些挑战,国内某研究团队在《Engineering Applications of Artificial Intelligence》发表了一项突破性研究。研究采用伪谱法生成最优轨迹作为学习起点,构建包含风场、动力学和控制系统的全尺度高保真环境。通过深度强化学习(DRL)算法与环境的交互,结合人机协同(HITL)机制,将专家知识融入奖励函数设计,最终实
来源:Engineering Applications of Artificial Intelligence
时间:2025-06-11
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海洋蛋白源饲料与氨基酸补充对东方扁虾(Thenus orientalis)摄食行为的影响机制研究
在海洋水产养殖领域,东方扁虾(Thenus orientalis)作为重要的经济物种,其人工养殖面临严峻挑战。这种属于蝉虾科(Scyllaridae)的甲壳动物,因肉质鲜美而备受市场青睐,但过度捕捞导致野生资源锐减。尽管水产养殖被视为缓解渔业压力的有效途径,但东方扁虾的规模化养殖却长期受限于饲料开发瓶颈——现有配方饲料普遍存在适口性差的问题,养殖者不得不依赖价格昂贵且不可持续的新鲜鱿鱼投喂。更棘手的是,学界对这种虾类的营养需求和摄食偏好认知严重不足,这使得开发高效环保饲料的进程举步维艰。针对这一产业痛点,马来西亚沙巴大学婆罗洲海洋研究所的研究团队开展了一项开创性研究。他们系统探究了不同海洋蛋白
来源:Egyptian Journal of Aquatic Research
时间:2025-06-11
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巯基功能化氧化石墨烯复合材料(SFGO)的合成及其对Ag(I)离子的高效选择性吸附机制研究
背景与挑战银(Ag)作为重要的贵金属,在电子、医疗等领域需求激增,但传统采矿难以满足需求,而工业废水中银的浓度甚至高于原生矿。现有吸附材料如氧化石墨烯(GO)虽能捕获金属离子,但其选择性差且酸性环境适应性不足。更棘手的是,废水中多金属共存时,如何精准回收银同时避免二次污染成为关键难题。研究设计与方法研究人员通过Hummers法制备GO后,用(3-巯丙基)三甲氧基硅烷(MPTMS)进行一锅法修饰,合成巯基功能化氧化石墨烯(SFGO)。采用SEM-EDS、FT-IR和XRD表征材料结构,通过批量吸附实验优化条件(吸附剂剂量0.005-0.035 g、浓度100-250 mg·L-1、时间0-120
来源:Desalination and Water Treatment
时间:2025-06-11
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认知评估游戏对非频繁游戏玩家的影响:游戏体验与数据质量的比较研究
认知评估领域长期面临传统认知任务(Cognitive Tasks)枯燥、测量可靠性低的问题。随着游戏化设计兴起,认知评估游戏(Cognitive Games)通过增加玩家自主性和复杂性提升参与度,但可能因过度依赖频繁游戏玩家(Frequent Gamers)样本而忽视非频繁玩家需求。全球仅40%人群属于频繁玩家,若认知游戏无法适配所有用户,将限制其临床应用价值。为探究这一盲区,研究人员使用隧道奔跑者(Tunnel Runner)游戏开展大规模在线研究。该游戏通过3D无限跑酷机制,同步测量基线反应时(Baseline RT)、干扰控制(Flanker Effect)、反应抑制(Time-to-S
来源:Computers in Human Behavior
时间:2025-06-11
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基于菲咯啉衍生的N,O/S配位不对称亲水配体的镧系/锕系元素键合与分离性能理论研究
随着全球能源需求激增,核能作为化石燃料替代品的重要性日益凸显。然而,核燃料后处理产生的高放废液(HLLW)中含有镧系元素(Ln(III))和次锕系元素(如Am(III)、Cm(III)),它们的化学性质相似但放射性危害差异显著。传统PUREX(钚铀萃取)工艺无法有效分离这些元素,而分离-嬗变(P&T)策略的实施亟需开发高选择性配体。尤其Am(III)/Cm(III)/Eu(III)因离子半径和氧化态相近,在酸性溶液中分离难度极大,成为核废料处理领域的"圣杯"挑战。为解决这一难题,研究人员设计了一类新型菲咯啉骨架不对称亲水配体(L1-L8),其创新性在于:一侧连接吡唑/三唑基团,另一侧引
来源:Computational and Theoretical Chemistry
时间:2025-06-11
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瞬态阴离子激发态在嘧啶DNA亚基捕获过量电子中的作用机制研究
高能辐射与生物体的相互作用会引发细胞DNA损伤,这一过程被公认为癌症放疗副作用和辐射暴露危害的核心机制。当辐射能量作用于生物介质时,会产生大量次级电子(SEs),其中0-20 eV的低能电子(LEEs)可通过附着DNA形成瞬态阴离子(transient anions, TAs)。这些不稳定的中间体通过解离电子附着(dissociative electron attachment, DEA)引发单链断裂(SSBs)甚至双链断裂(DSBs),但关于激发态TAs的具体作用机制仍存在认知空白。尤其值得注意的是,实验观察到DNA损伤可能源自更高能级的激发态TAs,而传统研究多聚焦于基态TAs,这使得理论
来源:Computational and Theoretical Chemistry
时间:2025-06-11
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兼具拉伸性、抗冻性与自修复功能的两性离子聚丙烯酸酯水凝胶在柔性可穿戴传感器中的应用研究
在当今柔性电子技术飞速发展的时代,水凝胶因其独特的"湿软"特性被视为理想的可穿戴传感器材料。然而,传统水凝胶面临机械强度低、易损伤且缺乏自修复能力的瓶颈,严重制约其实际应用。针对这一挑战,中国某高校的研究团队创新性地将两性离子、纳米二氧化硅和铝离子引入聚丙烯酸酯(PA)水凝胶体系,开发出兼具优异力学性能与环境稳定性的新型智能材料,相关成果发表于《Chinese Journal of Chemical Engineering》。研究团队采用溶液聚合法构建水凝胶网络,通过核磁共振(1H NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征化学结构,结合扫描电镜(SEM)观察微观形貌,并系统测试了材料的机
来源:Chinese Journal of Chemical Engineering
时间:2025-06-11
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冠状动脉周围脂肪组织炎症水平与慢性冠状动脉综合征患者冠状动脉粥样硬化的独立关联研究
心血管疾病一直是全球范围内的主要健康威胁,其中慢性冠状动脉综合征(CCS)作为冠状动脉疾病的重要表现形式,其病理机制和风险预测备受关注。近年来,随着影像学技术的发展,心外膜脂肪组织(EAT)和冠状动脉周围脂肪组织(PCAT)在动脉粥样硬化中的作用逐渐成为研究热点。然而,关于EAT体积(EAV)与PCAT炎症如何共同影响冠状动脉粥样硬化进程,目前仍缺乏系统研究。特别是在亚洲人群中,这一领域的研究数据更为有限。来自大阪都立大学医学研究院心血管内科的Hiroki Yamaura、Kenichiro Otsuka等研究人员开展了一项回顾性观察研究,旨在评估CCS患者中PCAT组成和EAV与冠状动脉粥样
来源:European Heart Journal - Imaging Methods and Practice
时间:2025-06-11