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己基苯甲酸酯取代基对CoII和MnIII(OAc)酞菁合成、聚集及电化学特性的调控机制:光谱电化学新视角
Highlight本研究揭示了己基苯甲酸酯取代基对酞菁分子工程的深远影响——通过精准调控外围基团,不仅显著提升CoII和MnIII(OAc)酞菁在常见有机溶剂(如CHCl3、THF)中的溶解性,更赋予其独特的电化学响应特性。Materials实验采用文献方法合成4-[(乙基苯甲酸酯)邻苯二甲腈]作为前体,所有试剂均为Fluka和Merck分析纯级别。Equipment借助Bruker Microflex LT MALDI-TOF质谱仪完成分子量确认,Perkin Elmer傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和Agilent 8453紫外-可见分光光度计分别用于结构表征和光学性能分析。Elect
来源:Optical Materials
时间:2025-08-14
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自旋涂覆法制备Co3O4/CeO2二极管的钴氧化物薄膜成像椭偏表征与器件性能研究
Highlight实验部分钴氧化物前驱体溶液采用氯化钴(II)六水合物与柠檬酸(0.2M)在甲醇中混合,经50°C超声处理1小时后静置24小时,为后续自旋涂覆制备薄膜奠定基础。结果与讨论X射线衍射(XRD)分析显示:500°C退火5小时的Co3O4薄膜在TCO/CeO2:Gd基底上(黑色曲线)比玻璃基底(红色曲线)结晶度更高,立方对称性(311)和(220)晶面特征显著。结论自旋涂覆法制备的Co3O4薄膜在500°C退火后光学跃迁更明显,但1.79 eV的带隙(高于Shockley-Queisser理论最优值)限制了其太阳能吸收应用。与CeO2:Gd形成的n-p结二极管特性表明该异质结构在电子
来源:Optical Materials
时间:2025-08-14
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港口水道环境下融合历史轨迹特征与环境约束的船舶路径优化规划
亮点本研究突破性地将历史轨迹特征与动态环境约束耦合,开发了适用于港口复杂水道的智能路径规划系统,其创新性体现在:1.首创OD-Hausdorff-DBSCAN算法,通过改进Hausdorff距离度量实现高精度轨迹聚类2.构建融合航行时间、水深偏差、轨迹偏移量的多目标优化函数3.数值解法有效解决潮汐变化下的非线性规划问题方法采用两阶段研究框架:首先基于改进的OD-Hausdorff距离度量(Origin-Destination Hausdorff)和密度聚类算法(DBSCAN)提取典型航行模式;随后建立包含船舶动力学约束的最优控制模型,通过Pontryagin极大值原理转化为边界值问题求解。结果
来源:Ocean Engineering
时间:2025-08-14
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天然气水合物分解对沉积物力学特性的多尺度影响机制及其海底边坡稳定性研究
Highlight亮点• 开发了考虑温度效应的新型水合物接触模型,建立了精确表征水合物沉积物(HBSs)力学行为的代表性体积单元(RVE)• 通过离散元(DEM)模拟验证了RVE在预测水合物沉积物有效力学特性方面的可靠性Section snippets研究片段FEM模型构建针对准静态问题,区域Ω的平衡方程可表述为:∇·σ + ρg = 0。根据虚功原理,其弱变分形式为∫Ω δu:σ dV = ∫∂Ωt δu·t dA + ∫Ω ρδu·g dV,其中σ为内应力,g是重力加速度,ρ表示密度。3D水合物沉积物RVE构建开发的RVE能精确反映HBSs力学行为。首先建立温度依赖性粘结接触模型RVE,通
来源:Ocean Engineering
时间:2025-08-14
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基于OpenFAST-UnityDyn耦合框架的海上风电导管架基础时域极限承载力分析与结构完整性评估
亮点本研究成功开发的UnityDyn模块与OpenFAST无缝集成,实现了导管架基础在时域下的全耦合(fully coupled)结构完整性评估。关键发现包括:• 与传统单向耦合方法相比,该方案能精准捕捉气动-水动力(aero-hydrodynamic)非线性交互作用• 基于API RP-2A的13项应力比(stress ratio)实时计算模块,运算效率提升5,220倍结论• 气动载荷(aerodynamic loads)显著影响支腿构件应力比,而波浪力(hydrodynamic forces)主导斜撑响应• 中部导管架支腿出现最高应力比,证实风致载荷(wind-induced loads)
来源:Ocean Engineering
时间:2025-08-14
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不同几何形状振荡器的流致振动行为与能量收集性能的数值研究
Highlight本研究采用计算流体动力学(CFD)对具有不同厚度和前板几何形状的振荡器在雷诺数(Re)5×104至1.4×105范围内的流致振动(FIV)特性和能量收集潜力进行了数值研究。Computational model我们对FIV模型进行了系统简化。鉴于实际振动条件下横向(y方向)振荡幅度显著大于流向(x方向),研究主要关注横向振动效应。同时,由于材料特性存在不确定性,我们采用刚性体假设来简化结构变形模拟。Influence of oscillator thickness前期研究表明传统钝体振荡器与薄板振荡器在FIV能量收集中具有显著差异。本研究重点探讨了振荡器厚度变化过程中FIV特
来源:Ocean Engineering
时间:2025-08-14
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基于间断伽辽金法的三维波浪-海流双向实时耦合模型DGCEMS-SWAN的开发与验证
亮点本研究开发了基于间断伽辽金法(DG)的三维波浪-海流双向实时耦合系统DGCEMS-SWAN,通过无求积节点DG离散三维辐射应力项,为不同数值维度的模型耦合提供了创新方案。测试与结果通过5组实验室及野外案例(见表4)验证了波高模拟精度,并成功捕捉波浪增减水(wave setup)、沿岸流、离岸流等动力学特征,证实了波浪与海流动态反馈过程的双向耦合优势。讨论重点探讨了耦合时间步长的影响、耦合类型(双向/单向)的差异,并与基于有限体积法(FV)的FVCOM-SWAN模型对比,显示DG框架在模拟垂直流速结构(如表层向岸流与底层离岸流)方面具有显著精度提升。结论DGCEMS-SWAN通过三维辐射应力
来源:Ocean Engineering
时间:2025-08-14
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基于模糊逻辑与规定时间一致性的船舶综合能源系统碳强度分级与分布式优化管理策略
Highlight亮点1)首创基于模糊逻辑理论的船舶碳强度分级机制,通过综合评估AER(年效能比)、EEPI(能效性能指标)和EEOI(能效运营指标),有效杜绝船东操纵评级、虚假申报补贴或逃避碳罚等机会主义行为。2)构建了融合经济-环境双目标的S-IES能源管理模型,结合规定时间一致性理论开发的分布式算法,可精准响应船舶航行特性引发的负载波动。结构及运行机制本节揭示了S-IES以能量转换枢纽为核心的基本架构,构建了包含电力网络、供热网络和推进系统的多能耦合模型,为后续碳强度评估与能源优化奠定技术基础。碳强度评估突破单一CII评级的局限性,运用模糊逻辑理论将排放强度划分为5个等级。该机制如同给船
来源:Ocean Engineering
时间:2025-08-14
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两栖车辆行进机构挡泥板与喷水推进器流道耦合作用的水动力性能研究
Highlight本研究通过实验与数值模拟揭示了行进机构挡泥板与喷水推进器流道对两栖车辆水动力性能的差异化影响:底部挡泥板优化可减少42.97%总阻力,侧挡泥板通过约束纵向流实现17.54%阻力降低,而流道几何阻力效应使整体阻力增加33.9%。Conclusions1.基于STAR-CCM+建立的两栖车辆数值模型具有高预测精度2.行进机构挡泥板通过改变湍流边界层发展路径影响吸入流均匀性3.喷水推进器流道与车体相互作用会显著改变涡流结构和压力分布CRediT authorship contribution statement张国庆:负责论文撰写、可视化与数值验证;王建城:参与数据分析和模型验证;
来源:Ocean Engineering
时间:2025-08-14
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仿生水母机器人设计与优化:提升水下推进效率的仿生结构与流体动力学研究
Highlight水母的喷射推进机制使其在水中具备高效机动性。通过调整伞盖方向,水母能灵活改变运动轨迹,而触须形态(如伸展增加阻力或弯曲引导水流)进一步优化了运动性能。Structure of the jellyfish robot该仿生机器人采用对称式连杆-杆件结构,伞盖扩张直径728 mm,收缩直径558 mm。其核心模块包括驱动系统(含重心调节装置)和柔性触须阵列,通过铰链简化触须刚性模型,保留关键形变特征。Theoretical calculation基于单触须简化模型,建立流体阻力方程:推进力Fp=ρV2AeCd,其中ρ为流体密度,Ae为有效作用面积。通过ADAMS仿真验证触须摆动相
来源:Ocean Engineering
时间:2025-08-14
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基于观测器的无人水面艇高海况下执行器饱和自适应跟踪控制研究
Highlight本研究的主要贡献如下:1.所提跟踪算法通过实时观测器同时估计USV模型未知动态和外部扰动,适用于系统模型完全未知的场景;2.突破现有研究对模型不确定性必须有界的假设,通过联合李雅普诺夫函数解决观测器与控制输入耦合导致的分离原理失效问题。KVLCC2模型采用经典KVLCC2大型船舶原型作为仿真对象,其基于MMG模型(Mathematical Modeling Group)能精确模拟高海况下波浪、风力和洋流引起的非线性阻力与动态响应,为验证算法在真实海洋环境中的鲁棒性提供基准。Conclusion本文提出的自适应轨迹跟踪算法通过ALOS制导律与STSMC控制器的协同设计,结合实时
来源:Ocean Engineering
时间:2025-08-14
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不排水黏土中循环荷载下桩-土相对刚度对桩基性能的影响机制及工程预测模型
Highlight本研究通过开发能考虑路径依赖的全应变范围非线性土体模型,结合离心机试验和现场测试数据,系统揭示了不排水黏土中桩-土相对刚度KR对循环荷载下桩基性能的影响规律。边界表面建模与数值实现本节提出基于总应力的边界表面模型,采用自适应显式应力积分算法,相比前人研究(Shi, 2016)以更简洁的公式捕捉了土体在全应变范围(10-5~10-1)内的非线性特性。离心机试验与双向循环响应模拟通过T-bar贯入试验标定参数,重点研究相对刚度KR(=EpIp/EsL4)对桩基在单调和双向循环荷载下行为的调控作用,揭示了从柔性桩到刚性桩的连续响应谱。现场试验与单向循环响应验证基于PISA项目现场数
来源:Ocean Engineering
时间:2025-08-14
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多模块浮式系统系泊等待阶段动态响应的实验研究:构型差异与稳定性优化
Highlight并列构型系统在典型波浪周期(T=7s)下表现出显著的纵荡(surge)响应,振幅高达单模块系统的3.2倍,而串联构型在极端海况中始终保持相对稳定的动力学性能。Discussion从频域和时频分析视角发现:多模块系统的屏蔽效应(shielding effect)随波长增加而减弱,长周期高波高条件下,模块间相对位移(relative displacement)急剧放大,可能导致连接器(connector)失效。Conclusion实验表明:波长模块比λ/Lmodule<2.5时,多模块系统因无显著波浪共振(wave-induced resonance)而运动更小;λ/Lmodul
来源:Ocean Engineering
时间:2025-08-14
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聚乙烯亚胺改性介孔硅泡沫的CO2吸附性能研究:甘油基添加剂的影响及其在碳捕集中的应用
Highlight本研究探讨了甘油和甘油碳酸酯作为辅助剂对聚乙烯亚胺(PEI)功能化介孔硅泡沫(MCF)CO2吸附性能的影响,重点关注后燃烧碳捕集应用。材料表征显示PEI-辅助剂混合物成功负载到MCF中,氮气吸附分析证实了显著的孔道填充,红外光谱揭示了化学相互作用迹象。Material characterisations红外光谱显示,MCF/x样品在3450 cm-1处出现宽峰,归因于分子间氢键和胺基-硅羟基相互作用。PEI/甘油复合物(如MCF/x.1200g)在1650 cm-1附近出现氨基甲酸酯特征峰,表明CO2与胺基的化学吸附。甘油碳酸酯修饰的样品则显示出环状碳酸酯基团(1800 cm
来源:Microporous and Mesoporous Materials
时间:2025-08-14
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3D打印晶格梁的振动与阻尼特性研究:多尺度实验-模型-模拟集成分析
亮点本研究首次通过实验-理论-模拟三位一体方法,揭示了3D打印PLA晶格梁的振动能量耗散机制。高帧率成像技术捕捉悬臂梁近共振响应,创新开发的相位敏感算法显著提升了阻尼参数识别精度。数学建模基于Rayleigh梁理论构建动力学模型,引入Kelvin-Voigt黏弹性本构描述PLA材料的应变率依赖性。通过双参数优化策略,从实验数据反演获得弯曲刚度(EI)和阻尼系数(β),其数值与FE仿真结果高度吻合(误差<5%)。有限元仿真在ABAQUS中采用8节点二次壳单元建立简化模型,输入实验标定的(EI,β)参数组。仿真成功复现了蜂窝结构特有的"负泊松比效应"对振动模态的影响,验证了理论模型的普适性。结果讨
来源:Mechanics of Materials
时间:2025-08-14
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热塑性聚合物力学行为的耦合粘塑性-损伤模型构建及其温度效应研究
亮点成果本构模型本节将多模式弹粘塑性本构方程拓展至连续损伤力学(CDM)框架,建立温度依赖的力学预测模型。基于不可逆热力学定律,该模型通过应力相关粘度的流体力学表征(参考[32]),创新性地将温度效应融入EGP模型的能量守恒体系。数值实现通过ABAQUS的UMAT子程序,模型在时间步长tn+1内完成应力状态迭代计算。其中,等效偏应力的求解需通过应力偏移因子的动态校准,这种"套娃式"迭代算法显著提升了复杂载荷下的收敛效率。结果与讨论通过Abaqus仿真验证了模型预测能力:单元素测试成功复现了热塑性聚合物在压缩-循环-蠕变复合载荷下的"记忆效应";穿孔板拉伸模拟(图13)精准捕获了孔洞周边的应力集
来源:Mechanics of Materials
时间:2025-08-14
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正交向列相双层离散图案驱动三维形变机理与调控研究
Highlight理论模型图1展示了由两个厚度相同的LCN单层完美键合组成的自由站立向列相双层结构。通过建立笛卡尔坐标系(x1,x2,x3),其中x3轴垂直于界面,上下层材料相同但指向矢(director)始终保持正交排列。这种布局天然形成反双曲形状,在均匀加热时产生面内各向同性自发收缩,无需引入应变失配即可实现形变导向。数值算法针对双层结构特有的拉弯耦合效应,本研究改进了单层LCN的动力学算法。首先将有限双层嵌入无限大各向同性弹性基板(厚度h,杨氏模量E,泊松比ν),通过等效本征应变实现异质材料的均匀化建模,为非线性变形分析提供高效计算框架。案例与讨论研究重点分析了两种指向矢图案的矩形LCN
来源:Mechanics of Materials
时间:2025-08-14
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布鲁氏菌感染诱导巨噬细胞凋亡抑制的建模与动力学机制研究
Highlight本研究构建了一个三维动力学模型,阐明了布鲁氏菌(Brucella)通过调控巨噬细胞凋亡实现免疫逃逸的机制。数学模型分析表明:Bifurcations系统(1)展现出丰富的分岔动力学行为:1.Hopf分岔:当感染率(β)超过临界值时,系统从稳定态转为周期性振荡,模拟了临床波状热(undulating fever)症状;2.后向分岔(Backward bifurcation):在基本再生数R0<1时仍存在感染稳态,解释了抗生素治疗中布鲁氏菌的顽固性;3.Bogdanov-Takens分岔(codimension 2):通过中心流形定理和规范型理论,证实系统在参数空间存在双稳态区域
来源:Mathematics and Computers in Simulation
时间:2025-08-14
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综述:二维材料中氢溢流与反向氢溢流现象的最新研究进展
二维材料在电催化析氢反应中的突破性进展氢能作为清洁能源载体,其高效制备依赖于析氢反应(HER)催化剂的性能。二维材料因其独特的物理化学性质成为研究热点,但本征活性位点不足和电子传输效率低下等问题限制了其应用。氢溢流与反向氢溢流的协同机制氢溢流现象涉及氢原子(H)从强吸附位点(如贵金属)向弱吸附载体(如MoS2)的迁移,而反向过程则通过动态反转氢结合能(HBE)景观实现。研究发现,1T/2H MoS2异质结构中,1T相(ΔGH=5.86 eV)与2H相(ΔGH=2.02 eV)形成的界面梯度使整体ΔGH优化至-0.06 eV,显著提升HER活性。界面工程策略的创新应用通过构建异质界面可诱导内建电
来源:Materials Today Sustainability
时间:2025-08-14
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不锈钢基底上层状组装氧化石墨烯增强聚乙烯醇/聚氨酯复合涂层作为高效氢阻隔材料
Highlight通过层层组装技术制备的GO-PVA/PU复合涂层,各组分发挥协同效应:PVA作为主阻隔基质,GO片层构筑曲折氢扩散路径,PU层则三重功能——阻隔腐蚀物、减少GO团聚、增强基底附着力。材料与方法采用分析纯单层GO(苏州碳丰科技)与PVA(≥93.5%,北京英诺克)溶液共混,与PU乳液(深圳吉田化工)交替涂覆于316L不锈钢基板。通过FT-IR验证了组分间氢键交联网络的形成。结论1.当GO含量为2.0 wt%时,涂层氢渗透率仅0.72 cm3/(m2·d·0.1 MPa),较纯PVA涂层降低33.7%2.PU的引入使涂层韧性提升近1倍,接触角增至42.8°,显著改善湿热环境稳定性
来源:Materials Characterization
时间:2025-08-14