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科学技术与工程 2017年第06期杂志 文档列表

科学技术与工程杂志论文

氧化石墨烯修饰硅胶液相色谱填料的制备及色谱性能研究1-6

摘要：通过层层自组装技术将石墨烯（GO）修饰到硅胶（SiO2）表面组装10次后,制备了氧化石墨烯修饰硅胶色谱填料（GO/SiO2—10）。表面分析、元素分析和接触角分析均证实了氧化石墨烯被成功修饰到了硅胶表面。采用多环芳烃（PAHs）、不同取代基芳香化合物、有机酸和有机胺考察了填料的反相色谱分离性能。结果表明,PAHs和填料之间表现出π-π相互作用fAHs的保留时间和色谱峰宽随着PAHs共轭结构的增大而增加;在仅用水做流动相条件下,不同取代基芳香化合物就可以在该填料上得到很好地分离;流动相的pH值对有机酸的分离有很大影响,调节流动相pH值,可以实现对有机酸的良好分离;有机胺和填料之间存在着电荷及π-π相互作用在流动相中加入洗脱盐可以实现有机胺的良好分离。采用中性化合物和酚类化合物考察了该填料的正相色谱分离性能,中性化合物能在该填料上分离性能好并且出峰顺序和中性化合物的π-电子体系的大小一致;由于GO/SiO2—10表面的羟基和羧基,该填料对酚类化合物也具有非常好的分离性能。该研究对于表面活性剂的分离和检査具有一定的实际应用价值。

东北冷涡持续影响下郑州地区多日对流性天气特征分析7-16

摘要：利用常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料、加密自动站资料、FY2E红外云图及大气电场仪数据对2015年8月22-30日期间东北冷涡持续影响下郑州地区多日对流性天气特征进行分析结果表明：①东北冷涡长时间维持一方面与上游阻塞高压前部冷平流补充有关,另一方面与北上台风变性并入有关;②对流天气发生时,低层有一定的比湿,比湿锋区在一定程度上能触发对流。θse的密集带是高能高湿区,与对流性天气的落区有对应关系;③雷暴大风、冰雹天气不要求湿层深厚,但需要较高的CAPE,短时强降水需要一定厚度的湿层,CAPE并不一定很大;④中尺度福合线是5次対流性天气的触发机制,对流性天气起源于冷涡涡旋云系尾部因为该区域大气不稳定层结强。强降水与对流云边缘TBB梯度大值区对应;⑤大气电场强度的变化和対流性天气的发生、维持及结束关系密切。

不饱和脂肪酸对大麦虫生长性状、蛋白和脂肪的影响17-21

摘要：通过在基础饲料中添加不同浓度的油酸、亚油酸、亚麻酸3种不饱和脂肪酸为主要脂肪源,进行2周饲喂实验,研究不同脂肪源对大麦虫体重、体长、蛋白和脂肪的影响。结果显示不同浓度的油酸对大麦虫的体重和体长均有显著差异（P〈0.05）;而不同浓度的亚油酸对大麦虫体重和体长均无显著差异（P〉0.05）。亚麻酸浓度为1%时,大麦虫的生长性能最好,昆著高于其他浓度组（P〈0.05）;取食不同浓度的油酸,各处理组粗蛋白之间无显著差异（P〉0.05）,亚油酸和亚麻酸2%处理组的粗蛋白显著高于其他处理组（P〈0.05）;取食不同浓度的油酸,各处理组粗脂肪存在显著差异（P〈0.05）,其中1%处理组的粗脂肪显著高于其他处理组（P〈0.05）。取食不同浓度的亚油酸0.5%和1%处理组的粗脂肪无显著差异（P〉0.05）;但高于2%处理组。取食不同浓度的亚麻酸,各组之间无显著差异（P〉0.05）。

基于砂岩三维数字岩心图像的图像处理与相划分研究22-30

摘要：CT成像设备的发展和普及在石油工程、地球科学、地质学等领域和学科内发挥着越来越重要的作用。CT扫描成像可以在样本无损的条件下岩心等进行扫描重构获得的三维数字岩心图像,可以较为清楚的反映岩心内部结构;同时,基于CT扫描的岩心三维图像的分析,为油藏驱替原理分析和油田生产等方面有着重要的意义和作用。主要基于某砂岩岩心CT扫描后的重构灰度图,开发了一套应用于石油工程领域砂岩三维数字岩心图像的处理方法。首先,对图像处理过程中所应用的滤波和蒙版处理方法进行了简单的介绍;其次,详细介绍各图像滤波和蒙版处理方法的原理与其在三维数字岩心图像上的应用;最后在处理优化的图像之上,运用区域限定和活动收敛轮廓的方法,从而获得适用于油藏工程数值模拟分析的分相图像,将原始的数字岩心灰度图像划分成为了含孔隙、颗粒骨架和泥质三相的相划分图像。

超临界CO2萃取稠油影响因素及规律研究31-36

摘要：CO2驱是强化稠油开采的有效方法;但将CO2注入储层达到其超临界条件会萃取稠油中的轻质组分,破坏稠油的胶体结构导致沥青质析出、堵塞孔喉。目前关于CO2萃取原油的研究,主要存在被萃取物为模拟油（如柴油）、含油泥砂和油渣等和对萃取过程影响因素的研究集中在萃取压力和温度上这两个问题,对于真实稠油的研究较少,以及对萃取时间的影响规律研究不足。为此别用真实稠油对CO2萃取前稠油的物性和萃取后萃取物组分进行分析,研究在CO2萃取过程中压力、温度和萃取时间等因素的作用规律。结果表明：CO2主要从稠油中萃取出轻质组分（烷烃）,萃取量达到大约70%;随着轻质组分被萃取重质的沥青质发生聚沉、析出。CO2萃取作用随着压力（10-20 MPa）的增大而增强,最终萃取率从8%增大到24%;但温度（60-90℃）对于最终萃取率的影响不大;压力和温度的升高都导致萃取过程中萃取增长率的升高,最高可达7.72%/h;且压力越大、温度越高萃取率也就最快达到平稳状态,此时萃取增长率在0.22%/h-0.35%/h之间;萃取时间为1-2h,萃取作用基本结束。

水力振荡器流道口形状对阀前后脉冲压力幅值影响规律研究37-43

摘要：水力振荡器流道口过流面积的周期性改变可以产生周期性压力脉冲周期性压力脉冲传到振荡短节,在蝶形弹簧的作用下,使振荡短节外壳产生周期性的轴向振动,从而使钻柱与井壁的静摩擦变为动摩擦,有效降低了摩阻,提高了钻压传递效率和钻进速度。水力振荡器的振荡效果很大程度上取决于轴向冲击力的大小和变化频率,即取决于流道口过流面积的变化规律。而在相同条件下不同形状的流道口过流面积的变化规律不同。为了获得更高效的水力振荡器,在一种涡轮式水力振荡器的研究基础上,分别采用矩形流道口、菱形流道口和圆形流道口进行流道口形状优化设计。通过对数值仿真得到的数据进行対比分析,发现菱形流道口的降摩减阻的效果优于另外两种流道口。

基于数值压电电路传感器的参数可变的冲击波存储测试系统设计44-49

摘要：针对现有冲击波超压存储测试系统带宽不足的现状,分析了压阻式与压电式传感器的优缺点。采用两级放大电路设计了基于数值压电电路（ICP）传感器的参数可变的冲击波存储测试系统。主要设计了ICP传感器的电源电路参数可变电路及滤波电路,可根据不同的测试要求设置参数,提高了系统的灵活性。采用FPGA进行数字逻辑控制设计,提高了测试系统的稳定性和可靠性并减小了系统体积。最后在自然环境和现场环境下分别进行了试验,结果验证了其可靠性、生存性、灵活性。

动力猫道推块液压缸杆稳定性的研究50-54

摘要：针对动力猫道推块液压缸杆使用过程中容易产生失稳的现象,分析了缸杆的受力特点及其失稳原因。在失稳临界力理论计算公式推导过程中,针对欧拉公式存在的不足,应用了修改后的边界条件,并综合考虑了液压缸杆安装及导向系数的影响,得出了推块液压缸杠临界力的计算公式。同时针对现场使用的某型号推块液压缸杆在简化其试验试件的基础上进行了稳定性试验研究。通过对比试验研究得出的试件临界力与理论计算的临界力,说明了计算公式的正确性。最后,采用有限元软件Workbench对液压缸杆进行了稳定性数值模拟,其结果显示理论计算的临界力与有限元分析的结果基本一致,进一步说明了计算公式的正确性。

两相水驱油低阶模型计算方法研究55-60

摘要：将最佳正交分解技术运用到两相水驱油低阶模型中,建立油水两相的水驱油低阶模型。用IMPES的数值算法得到一维水驱油的油水两相压力和油、水饱和度数值场。通过对压力及饱和度样本数据实施最佳正交分解,得到该问题的POD基函数。POD基函数具有能量最优的特性,即在重构公式中使用较小的截断自由度可将原问题的主要特征解准确地表示出来。通过结果的対比基于POD的低阶模型可以快速、准确地计算出ー维两相油藏模型的压力及油、水饱和度场,计算时间较之直接求解方法提高将近60倍。

地沟油生物柴油碳烟微粒排放及肺沉积表面积研究61-66

摘要：在柴油机上分别燃烧纯地沟油生物柴油和纯石化柴油在每一负荷工况下运用颗粒物测试系统NanoMet3研究碳烟微粒的排放及肺沉积表面积。结果表明：各工况下,地沟油生物柴油碳烟微粒数量浓度及质量浓度均小于石化柴油。小负荷时两种燃料的差距不大;大负荷时,地沟油生物柴油碳烟微粒数量浓度及质量浓度远小于石化柴油;但增幅高于石化柴油。地沟油生物柴油碳烟微粒的平均粒径比石化柴油小,其肺沉积表面积小于石化柴油,对人体的危害值低于石化柴油。碳烟微粒肺沉积表面积受到平均粒径和数量浓度的共同作用,其增幅与数量浓度的增幅呈现出相同的变化趋势。

28 GHz射频解调器设计与实现67-70

摘要：针对Ka频段的宽带信号解调给出了基于射频直接解调的高速解调器设计方案。通过六端口直接变频,以及FPGA的并行载波恢复、时钟同步、信道均衡实现Ka频段高速信号解调。测试结果表明,该方案在28 GHz实现了2 400 Mb/s高速信号解调,解调损失小于2 dB。

基于环境一号HSI高光谱数据提取叶绿素a浓度的混合光谱分解模型研究71-76

摘要：随着遥感技术的应用推广以及对研究精度的要求提高,越来越多的研究注意到混合像元的问题。在水质遥感监测中传感器探测的水体辐射亮度值是纯水和各种水质参数辐射亮度值的叠加,混合像元问题严重影响了水质定量遥感反演的准确性。基于环境一号HSI高光谱数据,首先分析了混合光谱分解模型的物理基础,然后基于采样点浓度大小和PPI（纯净像元指数）方法在遥感影像上提取纯水和叶绿素a的端元波谱,并利用线性光谱分解方法得到叶绿素a的丰度值找丰度值与叶绿素a浓度值之间的统计关系,建立了叶绿素a浓度反演的混合光谱分解模型,且反演精度较高。本文为水质定量遥感提供了一种新的思路。

抗时滞LADRC的六旋翼飞行器姿态控制77-82

摘要：以X形六旋翼飞行器为研究対象,依据牛顿第二定律和牛顿-欧拉方程建立了六旋翼飞行器数学模型,提出了基于抗时滞线性自抗扰的六旋翼飞行器姿态控制策略实现了飞行器的姿态稳定跟踪控制,解决了姿态控制延迟和执行机构动态特性可能引起的LADRC响应振荡。在MATLAB/Simulink下搭建仿真模型,对飞行器在理想情况和有外界扰动条件下分別在PID控制器和抗时滞线性自抗扰控制器作用进行仿真,仿真结果表明：抗时滞线性自抗扰控制的六旋翼飞行器姿态控制系统具有较高的动态品质、稳态精度以及较强的鲁棒性且该控制器待整定参数较少,计算简单。

6R机器人的几何求逆算法83-87

摘要：为了提高机器人逆解运算的精度与速度,提出了一种几何求逆算法。该几何求逆算法首先是将机器人简化为具有刚性特征的连杆机构,并将机器人的工作范围划分为四个象限区且通过几何运算求得机器人位姿与各个关节角度之间的关系,然后利用机构的刚性特征以及机器人的作业要求确定各个象限区中的逆解函数,最后通过已确定的逆解函数求得机器人关节角度的时间函数。文章以ER10L—C10机器人为例,验证了算法的正确性与实用性,证实了算法在计算精度和运算速度方面所体现的优越性。

基于多个伪随机序列调制的视觉脑机接口研究88-91

摘要：传统的基于编码调制的视觉脑机接口（BCI）使用一种编码及其移位来调制不同的视觉目标,限制了目标数的增加,因而限制了系统的信息传输率。基于两种不同类型的三个伪随机序列调制实现了一个48个刺激目标的BCI系统。采用两个不同的Golay码和一个近完美序列对目标进行调制,使得每个码的自相关特性和每个码之间的互相关特性都很好,大大提高了刺激目标数。通过模板匹配法对训练数据进行分类识别获得了很高的识别准确率,并和一类支持向量机方法进行了比较。选取了8个受试者进行了实验膜板匹配法的平均识别准确率达到93.49%,证明了这是一种提高刺激目标数的好方法。

黏土固结过程中结合水对黏滞系数影响研究92-96

摘要：渗透系数作为土的基本力学指标参数是孔隙比和黏滞系数的函数。为了研究黏土中结合水对黏滞系数的影响,开展固结试验得到各级压力下的渗透系数与黏滞系数;并由高速离心机分离试验定量测得结合水量。结果表明固结压力增大,孔隙比减小,滲透系数随之减小,由渗透系数计算公式反算出动力黏滞系数腿固结压力增大而线性增大。压力较小时,结合水量变化较小;自由水減少到一定程度变为结合水排出为主。结合水排出会导致结合水膜厚度变薄,黏滞系数随结合水膜厚度减小而线性增大。所以对于结合水含量较高的黏土,固结压缩过程中存在结合水排出现象,计算渗透系数时需考虑结合水膜变薄导致黏滞系数增大进而对渗透系数产生的影响。

斜削型筋条复合材料加筋壁板轴压屈曲分析97-103

摘要：复合材料加筋壁板大量应用在飞机结构中而斜削型筋条加筋壁板由于其特殊的偏心结构使得其与常规的贯通型筋条加筋壁板有着不一样的屈曲载荷。以斜削型筋条复材加筋壁板为例,通过试验、工程算法、有限元法三种方法对其屈曲模式进行分析对比分析三种方法所得结果,得出斜削型筋条对加筋壁板屈曲载荷的削弱作用在30%左右,工程算法保守量为11%左右。

科学技术与工程杂志综述

近失速工况跨声速压气机静叶端壁附面层流向槽抽吸数值研究104-110

摘要：通过CFD数值模拟方法,对近失速工况下跨声速压气机静叶端壁附面层抽吸进行研究,分别讨论了压气机静叶端壁前缘开槽吸气、靠近端壁尾缘开槽吸气和组合抽吸这三种方案对静叶气动性能的影响。结果表明：静叶端壁前缘抽吸有效减薄了附面层抑制了端壁角区分离,明显降低了损失,有效拓展了喘振裕度。而靠近端壁尾缘抽吸方案中,只是抽走了分离区内的低能流体,效果不明显。组合抽吸方案的抽吸效果则介于前两者之间。