机载惰化用中空纤维膜组件具有分离效率高、安全稳定、结构紧凑等优点，是目前较为经济高效的飞机燃油箱惰化设备。采用计算流体力学(CFD)方法对某中空纤维膜组件壳程气体流动进行数值模拟，通过更改膜丝束间距、膜丝束入口速度、膜丝束流量、膜丝束排布方式及飞行高度，得到了不同工况下的组件轴向各截面的气体流动分布，并提出无量纲参数截面平均速度比来描述气体流动分布规律。仿真结果表明：在保持入口气体流动速度一定时，平均速度比值随着膜丝束间距的减小先减小后增大，在膜丝束间距为1.5倍膜丝半径时达到最小值, 在保持入口流量一定时，壳程气体流动有着相同的规律；在保持膜丝束填充数量不变时，均匀排布比不均匀排布的平均速度比值更小；保持膜丝束间距不变时，入口速度对平均速度比值影响不大；飞行高度对组件壳程气体分布的影响作用主要体现在膜组件内壁处。

目的 评价沥青与矿粉的交互作用能力，探究沥青与矿粉交互作用的影响机理。方法 在基质沥青中分别掺入石灰岩粉（LS）、花岗岩粉（GN）、粉煤灰（FA）和煤矸石粉（CG）制备沥青胶浆，借助动态剪切流变仪（DSR）测试了沥青胶浆的流变性能，基于Palierne模型提出沥青与矿粉交互作用能力的评价指标，通过微观及物理化学试验对交互作用能力的影响机理进行分析。结果 4种矿粉与沥青的交互作用能力从大到小依次为CG、LS、FA、GN，矿粉的孔外比表面积与C值具有较好的相关性，可将其作为矿粉选用的考虑指标。结论 矿粉与沥青混合后并未产生新的产物，两者之间主要发生物理化学吸附作用，4种矿粉中煤矸石粉对沥青的吸附作用最强，因此煤矸石粉与沥青具有较强的交互作用能力。

摘要： 为解决综掘面掘进过程中硫化氢涌出影响矿井安全生产的问题,现场测试分析晋牛矿8116综掘面硫化氢的分布特征,提出利用风幕风机封闭综掘断面,防止硫化氢外溢的治理方案;依据势流叠加原理和流体力学理论,建立空间受限条件下风幕风机流场的数学模型;为验证该模型的正确性,在模拟巷道进行风幕射流速度衰减试验。结果表明:风幕风速随着射流距离的增加不断衰减,且呈现先急后缓的变化趋势,数学模型所计算出的理论风速与实测风速基本一致;径向射流风幕需要封闭的空间断面内,实测风速都在2.7 m/s以上,能有效抑制硫化氢向外逸散。通过井下工程应用,该装置可使掘进机司机处的硫化氢体积分数由43.5×10-6降至3.2×10-6,治理效果显著。

为研究静态酸−岩反应体系中，面容比对砂岩溶蚀及劣化特性的影响，选择pH=2、5的盐酸与硫酸溶液为腐蚀环境，通过改变砂岩表面积以设置不同面容比，研究其对砂岩物理化学及力学性质的影响规律，并通过酸岩反应理论，分析面容比对砂岩腐蚀过程中扩散−溶解机制的影响。研究结果表明：在不同面容比条件下，砂岩质量损失率、总阳离子析出量与腐蚀时间均呈幂函数关系，且面容比与溶解速率常数呈正相关，对反应级数影响较小。不同环境下反应级数均小于1，砂岩腐蚀速率随时间逐渐减小。在pH=2、5的盐酸和pH=2硫酸溶液中，不同阳离子析出量N呈现N(Ca2+) > N(Na+) > N(Mg2+) > N(K+)，在pH=5硫酸溶液中，则N(Na+) > N(Ca2+) > N(Mg2+) ≈ N(K+)。酸岩反应可概括为扩散控制和化学反应控制2种机制，控制参数均与面容比呈负相关，与溶液pH呈正相关，硫酸溶液中各参数稍大于盐酸溶液中相对应的数值。不同环境下酸岩作用过程均由化学反应主导，且面容比对扩散作用的影响强于化学反应。酸蚀砂岩的力学性能发生劣化，单轴压缩下其破坏过程分为压密、弹性变形、塑性屈服、峰后4个阶段，砂岩峰值强度、弹性模量降低，峰值应变增加，脆性减弱，延性增强，面容比越大，其劣化越严重。整体上，溶液pH越小，面容比对砂岩溶解特性与力学性能的影响越显著，且盐酸溶液对面容比的敏感程度稍强于硫酸溶液。研究结果可为酸化学环境下岩体工程的安全性评估与灾害防治提供理论参考。

针对170多年来按照物理相似性、以显微组分为基础的传统煤化学研究方法普适性差和近70 a来借助现代分析仪器和量子化学计算得到的煤大分子结构模型无法解析煤结构和反应性的关联性的核心问题，提出表征可溶化程度的相对抽提率概念，构建了基于环己酮和CS2-NMP复合溶剂分步抽提煤的普适性可溶化体系，按照化学相似性将煤中有机物分为饱和分、芳香分，胶质、沥青质、碳青质和焦质6个化学族组分，开展不同变质程度煤化学族组分的物理化学结构、组成及其不同热解条件下的热解行为、热解特性、反应机理与动力学研究;提出煤热解反应主体由热离解的自由基主导的新观点，构建了普适性的煤热解自由基调控机理及其强化机制，并按照煤化学族组分的基元反应产生初始自由基、自由基调控和自由基复合3个阶段的反应机理合理有效地解析了煤等离子热解制乙炔过程反应历程与机理以及产物中乙炔选择性高达80%以上的现象、低阶煤快速热解提质实现焦油收率最大化的适宜条件等工业现象，从而形成了基于化学族组成的现代煤化学研究方法，实现了从分子水平识别、表征和描述煤的组成和物理与化学结构参数、煤中各种化学键和有害组分的存在形态，进而利用煤的化学族组成从分子水平研究煤转化过程的反应历程、反应机理和反应动力学，揭示各种煤在反应性方面的相似之处，提高煤转化过程效率、降低污染排放，为煤炭资源的高效清洁转化与利用提供借鉴。

为提高巷道掘进效率，提出了掘锚一体化高效掘进的概念，指出高预应力锚固理论、空顶区顶板稳定控制理论、软岩流变理论、松动圈理论和锚杆支护动态信息设计方法等是掘锚一体机高效掘进的理论基础，进一步采用数值模拟和试验，发现了高效掘进围岩破坏变形规律和低比能耗高效截割的有关规律。 针对综掘工艺平行作业率低的难题，攻克了高效掘进系统集成配套技术，创新研制掘锚一体机、锚杆转载机、跨骑式锚杆钻车和柔性连续运输系统等装备，构建掘进、支护、运输、除尘等工序的同步作业线，掘支运平行作业时间由 25% ~ 35% 增至 50% ~70% 。 攻克了掘锚一体化技术和全宽截割技术，研制了国产掘锚一体机，优化了截割功率、空顶距、接地比压，行走采用千伏级交流变频调速技术，解决了国外设备截割能力不足、适应性差等难题，研制了双驱动高速合流重型截割减速器，实现截割功率达 340 kW，研制前探式临时支护，将临时支护空顶距由1 m 减至0.4m，研制宽型履带底盘，整机接地比压由0.28MPa 降至0.2MPa;针对锚杆支护与转载运输平行作业的难题，攻克了空间多维度同步支护技术，研制了锚杆转载机和跨骑式锚杆钻车等设备，通过多组钻机实现多排多臂分段平行支护，掘进工作面采用低密度强力锚杆支护控制顶板，后部同步实施增强永久支护，形成“前疏后密，快速推进”协同支护体系;攻克了多钎杆钻孔自动接续技术，钎杆由机械手自动续装、由钎杆仓存储，解决了锚索钻装不连续的技术难题;针对胶带长距离搭接的难题，研制出柔性连续运输系统，设计了位姿锁定的蛇形关节架体、偏置摆动式油气悬挂、具有减摩降阻机构的迈步式自移机尾、穿梭动力站等核心部件，实现小半径 90°转弯和 150 m 往复搭接、连续转载;针对高效掘进粉尘防治的难题，提出了固液气三幕组合控尘方法，将粉尘控制在掘进工作面并形成粉尘池，防止粉尘扩散;研制了可随主机设备移动的除尘装置，实现除尘装置与掘进设备同步移动;攻克了小体积无龙骨自承式菱形滤袋过滤技术，研制了矿用全自动紧凑型袋式除尘器，总尘除尘率达99．7% ;攻克了滤网表面超疏水改性、双面两级流线形气液分离等技术，研制了矿用机载湿式负压除尘器。 应用表明，与原有掘进方法相比，掘锚一体化高效掘进技术在稳定围岩和中等稳定围岩条件下提高掘进速度1 ~ 2倍。

为了解某双外涵变循环发动机压缩系统的风扇、核心机驱动风扇级(CDFS)和高压压气机三者之间的流动匹配机理，利用流体力学软件Numeca，在三个典型内涵道背压下，获得了单涵道模式下的外涵道节流特性。结果表明：对外涵道的节流可以实现涵道比的大幅度调节，可以通过影响风扇和CDFS的工作状态来实现外涵道增压比和内外涵道绝热效率的大幅度调节。

将Mg（OH）₂作为煅烧MgO的前驱体，同时以在MgO中掺入H₃BO₃的方式引入杂质硼，采用水化热、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和压汞仪（MIP）等测试技术，研究矿物掺合料对含H₃BO₃的碱式硫酸镁水泥（BMSC）凝结硬化过程的影响机理.结果表明：未掺加矿物掺合料时，含H₃BO₃的BMSC水化放热速率较控制组慢、凝结硬化时间延长，且对BMSC的早期强度影响较大；掺加矿物掺合料后，含H₃BO₃的BMSC后期强度提高，其中外掺H₃BO₃的BMSC 强度提高更加显著，且进一步延缓了水化放热速率；掺加矿物掺合料后，含H₃BO₃的BMSC水化结晶相未发生改变，仍为5·1·7相和Mg（OH）₂，孔隙率较低，原因是矿物掺合料发挥了微集料效应，填充了BMSC内部孔隙，使得内部结构更加致密.

传统车辆经济性对比分析方法受车辆配置、大小、质量等因素影响，容易得出普通车辆经济性远高于豪华车辆的结论。为了对新能源汽车和传统燃油汽车的综合经济性进行深入客观的对比分析研究，本文中建立了一套搭载不同动力系统车辆的综合经济性预测模型，并基于该模型进行了新能源汽车（纯电动和燃料电池商用车）与传统燃油汽车的综合经济性对比分析及预测研究，从车辆的不同续驶里程和质量两个维度要求考虑，建立了搭载不同动力系统车辆的成本预测模型，并对纯电动汽车、燃料电池汽车、传统燃油汽车在当下、2025年、2030年、2035年的动力系统成本和全生命周期使用成本进行数据计算和经济性预测。预测结果表明：未来纯电动汽车和燃料电池汽车动力系统成本和全生命周期成本将会进一步下降，甚至会逐步优于传统燃油汽车；燃料电池汽车成本下降速度更快，在长续驶里程和高重载条件要求下，燃料电池商用车的全生命周期成本将逐步低于同类型传统燃油汽车和纯电动汽车，建议我国优先发展对续驶里程要求较长的重型商用车。

二维过渡金属碳/氮化物（MXene）是一种新型二维材料，可通过从MAX相前体中选择性刻蚀 A 原子层获得。在传统制备MXene的方法中，常用的刻蚀剂是氢氟酸。然而高浓度氢氟酸的使用，不可避免会带来安全问题，甚至破坏MXene的晶体结构，从而限制本征物理化学性能。从典型的碳化物前体Ti3AlC2出发，使用 NH4BF4作为刻蚀剂，有效降低体系中酸的使用量；在反应过程中，刻蚀 A 层的同时，NH4+进入堆垛层间，扩大层间距，弱化层间作用力。因此，仅通过简单手摇就可以实现高效剥离，得到具有完整晶体结构的二维Ti3C2。进一步测试了Ti3C2的电化学性能，结果显示，所得的Ti3C2具有优异的性能（扫描速率为5 mV?s-1时为503 F?g-1）和循环稳定性（在5 A?g-1下循环104次后电容保持率为95.8%）。本文为Ti3C2纳米片的合成及应用提供了新的思路。

目的 对壁纸包装机烘箱进行建模与分析，优化烘箱结构。方法 基于流体力学，建立热收缩烘箱的能量方程和运动学方程。通过数值计算得到烘箱流场分布及仿真云图，进而研究烘箱喷口、底面、回风口的流场分布及对热缩性能的影响。基于计算结果，进行回风口尺寸和结构的改进与优化，对多种拟定的改进结构进行分析计算，提取计算数据并对比确定相对最优模型。结果 将确定的最优改进模型加入烘箱中进行整体模拟计算，提取优化后的计算数据，完成结构优化设计。结论 优化后的壁纸包装机烘箱结构在一定程度上改进了原结构中存在的不足，能够较好地满足壁纸包装工程中的工艺需要。

水力压裂是对低渗透油气田进行储层改造的重要技术,现已在国内外得到广泛应用.但井壁上原有的裂缝会造成水力裂缝在近井筒区域发生转向,诱发提前脱砂、砂堵等现象,甚至导致压裂作业失败.本文以边界元方法、流体力学为理论依据,考虑了近井筒处裂缝的转向行为,建立了含裂缝的井壁起裂及水力裂缝扩展的流固耦合模型.研究发现:当压裂液黏度较小时,裂缝迅速转向至垂直于最小水平主应力的方向;随着黏度的逐渐增大,井底注入压力不断升高,裂缝转向半径亦逐渐增大;压裂液排量对井壁裂缝延伸的影响和黏度对其的影响相似;井壁上原有裂缝的长度对井壁破裂压力有着显著的影响,其长度越长,井壁破裂压力越小;随着水平主应力差值的增大,裂缝的延伸路径会发生明显的转变,所需的延伸压力不断增大;井壁原有裂缝与最大水平主应力方向间的夹角越小,所需的破裂压力及延伸压力也越小.

摘要： “要有创造性”指导语效应（effects of explicit instructions to“be creative”），是指在创造力测验或实验任务中，明确要求“要有创造性”（be creative）的指导语，能够促进被试的创造性表现的现象。该效应的理论解释主要有最大化表现理论、目标设置理论和注意控制理论。在指导语中对“创造性”作出解释、创造性任务的类型以及被试特征，都会影响“要有创造性”指导语效应的产生。在创造性教学过程中，可以根据“要有创造性”指导语效应发生的机制，从设置创造性目标、根据任务特征施加精细指导、结合学生特征实施个性化教学三个方面，设计创造性活动，以促进学生创新能力的发展。

超空泡射弹通过超空泡减阻技术在水下高速长距离航行, 是对抗水下近距离威胁的有效手段. 为了扩大防御范围、增加杀伤力, 超空泡射弹具有很高的发射速度. 高速超空泡射弹在入水时中受到极大的冲击载荷, 发生显著的结构变形, 结构变形与流场之间存在相互影响和作用, 常规的基于刚体假设的仿真研究方法不再适用. 为了研究高速超空泡射弹入水过程中的结构变形及其对流体动力特性的影响, 通过耦合流体力学求解器和结构动力学求解器, 建立了射弹高速入水双向流固耦合仿真模型, 并通过与文献中的试验结果进行对比验证了该模型空泡形态计算方法和耦合方法的准确性. 使用双向流固耦合的方法对高速射弹在不同初始攻角入水过程中的超空泡流动特性及结构变形特性进行了数值模拟研究, 通过对比流固耦合模型与刚体模型的计算结果, 得到了超空泡射弹的结构弯曲变形对流体动力载荷的影响. 研究结果表明: 高速射弹入水过程中流固耦合效应对超空泡流型及流体动力载荷的计算结果有显著影响; 本文所研究的射弹在考虑流固耦合效应, 带攻角垂直入水两倍弹长的范围内, 超空泡射弹的流体动力载荷与弯曲变形之间形成正反馈; 高速超空泡射弹在入水过程中受到的流体动力载荷及弹体应力应变随入水初始攻角的增加显著增大, 研究对象在初速1400m/s的条件下入水时, 当初始攻角不超过2°时不存在结构安全性问题.

在采用计算流体力学-离散元耦合方法(computational fluiddynamics-discrete element method, CFD-DEM)进行固液两相耦合分析时, 颗粒计算时间步的选取直接影响到耦合计算精度和计算效率. 为此, 本文选取每个目标颗粒为研究对象, 引入插值函数计算时间步的运动位移, 构建可变空间搜索网格; 通过筛选可能碰撞颗粒建立搜索列表, 采用逆向搜索方式判断碰撞颗粒, 从而提出一种改进的DEM方法(modified discreteelement method, MDEM). 该算法在颗粒群与流体耦合计算中, 颗粒计算初始时间步选取不受颗粒碰撞时间限制, 通过自动调整和修正实现大步长, 由颗粒和流体耦合条件实时更新流体计算时间步, 使颗粒计算时间步选取过小导致计算效率低、选取过大导致颗粒碰撞漏判的问题得以解决, 为颗粒与流体耦合的数值模拟提供了行之有效的计算方法. 通过两个颗粒和多个颗粒的数值模拟, 得到的颗粒间碰撞力、碰撞位置及次数, 与理论计算结果的相对误差均低于2%, 与传统的DEM碰撞搜索算法相比, 在选取的3种计算时间步均不会影响计算精度, 且有较高的计算效率. 通过多个颗粒与流体的耦合数值模拟, 采用传统的CFD-DEM方法, 只有颗粒计算时间步选取10$^{-6}$ s或更小才能得到精确解, 而采用本文方法取10$^{-4}$ s也能够得到精确解, 避免了颗粒碰撞随时间步增大而出现的漏判问题, 且计算耗时降低了16.7%.