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期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    微藻介导金属及金属氧化物纳米颗粒绿色合成及应用

    佘跃惠王晨月刘宇龙黄培秀...
    14901-14910页
    查看更多>>摘要：金属/金属氧化物纳米材料因其独特的理化性质已成为众多领域的研究热点,微藻合成金属/金属氧化物纳米符合绿色化学的宗旨,展现出卓越的应用潜力.综述了微藻介导合成金属/金属氧化物纳米颗粒的机理:主要包括胞内、胞外两种合成途径.微藻活细胞利用光合传递链产生的电子将捕获的金属离子还原,或产生的植物螯合素、金属硫蛋白等生物活性物质与金属离子结合形成低毒复合纳米颗粒;另一方面,利用微藻提取物中的蛋白质、黄酮、多酚、单宁等生物活性物质将金属离子还原、封端,形成稳定的纳米颗粒.讨论了微藻类型、培养条件(光照、温度)及合成条件(pH、反应时间、反应温度等)对纳米粒径、形貌和性质的影响,总结了近年来微藻基纳米材料在抑菌技术、环境修复、生物医药等领域的应用,最后基于当前微藻基纳米材料的发展趋势和技术瓶颈,提出了未来的研究思路及方向,旨在为微藻基纳米材料的进一步发展提供理论和实践指导.

    微藻生物纳米颗粒合成影响因素绿色应用

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    海洋井架腐蚀后力学强度及疲劳性能

    曾浪蔡灿廖飞龙谭政博...
    14911-14920页
    查看更多>>摘要：海洋石油井架长期处于高盐、多负载环境,易发生腐蚀疲劳破坏,严重影响使用寿命.目前关于海洋井架腐蚀疲劳研究尚未有明确定论,据此对井架常用钢材Q345B钢开展加速腐蚀、拉伸及高周疲劳试验,分析探讨不同腐蚀周期试件形貌变化、力学强度和断裂规律,并拟合不同腐蚀周期试件的应力-循环次数(S-N)曲线.结果表明:随着腐蚀时间增加,试件表面腐蚀坑数量增多、体积增大、粗糙度增加;对比真实海洋环境和实验的腐蚀动力学模型,二者具有较好相似性,且实验腐蚀的平均速度为海洋腐蚀的15.98倍;21 d腐蚀时间内,腐蚀对试件的屈服强度和抗拉强度影响小;考虑了材料疲劳性能随腐蚀时间的变化,建立的Q345B钢腐蚀后疲劳S-N模型较传统模型更适合海洋井架的工作环境,对于海洋井架腐蚀疲劳寿命评价具有参考意义.

    Q345B钢加速腐蚀力学强度疲劳性能S-N模型

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    爆炸冲击波作用下铝合金加筋壁板动态响应

    周佳煜王彬文张宇李达诚...
    14921-14929页
    查看更多>>摘要：为研究爆炸冲击作用下加筋壁板上筋条数量与排列方式对平板抗毁伤能力的影响,在筋条形式相同的前提下,建立了 8种不同筋条数量和排布形式的加筋壁板模型.利用有限元分析软件LS-DYNA,通过基于试验验证的仿真分析模型,对爆炸冲击下加筋壁板的结构响应进行了仿真分析研究.结果表明:附加筋条对结构在爆炸冲击波作用下的变形挠度峰值影响不显著,但通过合理的设计可使结构残余挠度较普通平板降低30％以上;结构的变形挠度不仅与结构设计有关,也与冲击波正入射的位置有关;总结并拟合了结构中心处,位移随板格上筋条的间距改变而变化的公式,为防护结构的工程设计提供参考.

    加筋壁板爆炸冲击波动态响应数值模拟

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    基于建成环境的超大城市职住人口空间分布模拟:以重庆市中心城区为例

    牟凤云朱智贤汪孝之张羽佳...
    14930-14939页
    查看更多>>摘要：精细尺度下的城市人口空间分布研究可为城市人口疏导制定科学合理的方案,对于解决快速人口城镇化带来的人口空间聚集、区域发展失衡、资源分配失调等问题具有重要意义.以重庆市中心城区为例,提出了一种基于建成环境的城市人口职住分布空间化方法:首先基于多源地理数据获取建成环境变量;然后通过计算建成环境变量与职住人口的灰色关联度,实现强相关建成环境变量的筛选;最后采用随机森林模型对所筛选变量进行训练,构建职住人口空间化模型.结果表明,本方法对于职住人口空间化拟合精度较高,可以有效地运用于模拟城市职住人口空间分布,从而精准地掌握职住人口空间分布情况.

    建成环境人口空间化职住人口灰色关联模型随机森林

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    基于CRITIC赋权法与PSO-SVR模型的滑坡地表位移预测

    曾子健肖慧徐哈宁胡佳超...
    14940-14946页
    查看更多>>摘要：针对支持向量机在滑坡位移预测中输入项权值无差异,从而影响模型预测精度的问题,提出一种基于CRITIC(crite-ria importance though intercrieria correlation)赋权法与粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)支持向量回归机(sup-port vector regression,SVR)的滑坡位移预测模型.该模型首先采用皮尔逊相关性分析法,选取与模型输出项相关性较强的三项影响因素,然后由CRITIC赋权法求得对应权值,将加权后的训练集输入基于CRITIC赋权法与PSO-SVR的预测模型,以实现对滑坡地表位移的预测.结果表明:相比SVR、PSO-SVR以及基于熵权法与PSO-SVR的预测模型,本模型具有良好的泛化能力,均方根误差和判定系数分别比未赋权模型降低38.24％和提高6.64％,能有效提高预测精度,预测效果优于其他对比模型.

    滑坡位移预测CRITIC赋权法粒子群优化算法支持向量回归机

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    近红外光谱技术监控不同水平运动员递增负荷肌群肌氧变化特征

    毕学翠郑晓鸿张英平
    14947-14957页
    查看更多>>摘要：为了分析不同水平赛艇运动员在递增负荷测试中三个关键环节不同肌肉SMO2变化特征,找出不同水平运动员SMO2变化与常用指标变化的关系,提高递增负荷测试在赛艇训练监控中的针对性和实效性.通过实验将45名男子赛艇运动员,依据赛艇测功仪2 000 m成绩分为A、B、C三个组.三组分别完成递增负荷测试,全程记录左右侧肱二头肌、竖脊肌和股内侧肌肌氧变化,同时记录心率、血乳酸等指标.实验数据使用Shapiro-Wilk法检验数据的正态性,相同运动员不同肌肉SMO2变化测试结果对比使用非参数检验分析.不同水平运动员递增负荷测试结果的对比使用双尾独立T检验.相同运动员不同部位SMO2与其他指标之间变化相关关系采用Pearson相关分析.结果表明:A、B、C三组不同部位ΔSMO2在每级负荷中均与ΔHR有相关关系.A组股内侧肌ΔSMO2与ΔHR全程高度相关(r=0.74-0.82,P＜0.01),肱二头肌ΔSMO2与ΔHR全程高度相关(r=0.32-0.88,P＜0.01),竖脊肌ΔSMO2与ΔHR全程高度相关(r=0.49-0.81,P＜0.01);BLA变化幅度为-4.36 mmol/L时,对应B组ΔSMO2变化幅度为-18.64％,C组ΔSMO2变化幅度为-9.31％.可见不同水平运动员在赛艇递增负荷测试中均呈现出随着负荷增加SMO2逐级下降的趋势.但是,不同水平运动员三个关键环节主要肌肉SMO2变化特征呈现出一定程度的差异;赛艇递增负荷测试时,水平高的运动员综合ΔSMO2变化率、ΔHR变化率和ΔBLA变化率相对较小;运动员SMO2"拐点"与"乳酸阈拐点"相一致.相同BLA下,水平高的运动员SMO2变化幅度较大,水平低的运动员SMO2变化幅度较小.SMO2变化只代表局部氧化代谢和运动能力,无法反应整体运动表现.

    近红外光谱技术递增负荷测试肌氧饱和度有氧能力

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    基于承灾体空间化的湖南省高温灾害风险评估

    王金虎王钰尧王宇豪
    14958-14967页
    查看更多>>摘要：基于多源遥感数据、统计年鉴数据、NPP-VIIRS(NPOESS preparatory project-visible infrared imaging radiometer)夜光数据以及土地利用等数据,对湖南省的高温灾害进行空间分析,从而更准确地揭示其对人口、社会经济、农业等方面的影响.以湖南省2015-2020年的历史气象、地理信息等数据为基础,综合运用致灾因子、孕灾环境、承灾体、抗灾减灾能力等要素,构建高温灾害风险评估模型.结果表明:①利用多元线性回归模型对GDP进行空间分配,并完成线性校正后的结果与统计值的偏差为2.73％;②孕灾环境因素中,在远离河流以及人口稠密的平原区,更易出现高温灾害;③湖南省从南到北的高温危险度呈"高-低-高"的趋势,其中高危险度区集中在湖南省东北部以及岳阳市的北部,次高危险度区集中在湖南北部以及长沙部分地区.

    高温灾害承灾体空间化风险评估湖南省

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    底板岩层冲击倾向性分类及指数测定方法

    蒋军军邓志刚张广辉赵善坤...
    14968-14975页
    查看更多>>摘要：底板型冲击是冲击地压灾害的显现方式之一,明确底板内在冲击属性可以更好地评估底板型冲击危险性,指导底板型冲击地压灾害防治.在参照顶板岩层冲击倾向性分类及指数测定方法基础上,通过简化简支梁受力模型,借助小变形位移相等、岩梁长度相等方法,将底板岩层受力作用等效为均布载荷,基于薄板理论推导临界应力表达式,确定底板主控岩层位置和弯曲变形岩层层数,计算底板岩层弯曲能量指数,判断底板岩冲击倾向性,基于此建立底板岩层冲击倾向性分类和鉴定流程;以义马矿区跃进煤矿为例对该方法进行了验证,应用结果表明跃进煤矿2-1煤底板岩层的冲击倾向性由弱变强,更符合结合现场实际情况,证明了该方法的合理性和可行性.

    底板岩层冲击倾向性载荷等效主控岩层弯曲能量指数

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    残余应力作用下的焊接接头疲劳裂纹扩展与寿命预测

    张锦洲刘文家姬世青易先中...
    14976-14983页
    查看更多>>摘要：为了探究焊接残余应力对不同初始角度疲劳裂纹扩展的影响,采用热弹塑性有限元方法计算焊接残余应力,结合线弹性力学和Paris公式计算应力强度因子和裂纹深度达到1 mm时的疲劳寿命和裂纹扩展速率.研究结果表明:随着裂纹初始角度增加初始应力强度因子不断减小,裂纹扩展过程中应力强度因子逐渐增大,然后保持稳定;初始角度为90°的裂纹的疲劳寿命最短,同时由于其表面长度较短,难以发现,需要特别警惕;裂纹深度达到临界尺寸时,初始角度为0°的裂纹扩展形态为椭圆形,随着初始角度的增加扩展形态向圆形过度;随着裂纹的扩展,焊接残余应力的影响不断减弱,不同初始角度裂纹的扩展速率的差别不断减小,最终趋于稳定;残余应力与外载荷共同作用会使裂纹扩展速率显著提高;结合计算结果给出了减少焊接残余应力提高疲劳寿命的工程建议,可以对压力容器等焊接结构件的设计提供有益的参考.

    焊接接头数值模拟应力强度因子疲劳裂纹扩展

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    基于拓扑分形方法的裂缝网络体系

    孟宪武王莹李南颖张毫生...
    14984-14991页
    查看更多>>摘要：川南地区经历了多期多阶段的构造变形事件,形成了多期构造复合-联合的叠加构造变形带,并伴生着较为发育的裂缝网络体系.为了定量化表征永川地区的构造变形强度,通过提取永川地区裂缝数据,基于拓扑结构分析的方法,运用了裂缝线密度、裂缝连通率两项拓扑指标对永川地区的构造变形强度进行了量化.并对量化评价结果与页岩气井产量进行相关性分析,相关性分析结果显示裂缝线密度的数值在0～0.986 × 10-3的区间范围内,裂缝线密度与页岩气井产量强正相关,即裂缝网络体系越发育,页岩气产量越高,超过0.986 ×10-3并在0.986 ×10-3～1.342 × 10-3区间内某一点开始,过于发育的裂缝网络体系反而致使页岩气产量降低.而裂缝连通率数值与页岩气井产量呈弱的负相关,即裂缝连通率数值越高,页岩气产量越低.

    川南复杂构造带裂缝线密度裂缝连通率相关性分析

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