大连理工大学学报杂志

大连理工大学学报杂志2023年第5期

• 模板法合成平面大环四齿膦配体17-aneP4钼氧配合物

  司梦月,廖骞

  大环四齿膦配体通常以Ni(Ⅱ)、Pd(Ⅱ)、Pt(Ⅱ)或者Cu(Ⅰ)为模板合成，并且在合成大环四齿膦配体时很难避免异构体的产生，而第六副族过渡金属只报道过用于大环三齿膦配体的合成．以Mo(Ⅳ)为模板，在其上构筑了一种平面大环四齿膦配体．首先设计并合成了一种具有两个含磷小环的开链四齿膦配体．经过随后的配位和烷基化，得到含有大环四齿膦配体17-aneP4的钼氧配合物，没有立体异构体的产生．

• 基于DNA桥连氧化石墨烯的Fpg荧光检测

  杜佳原,邢逸飞,赵慧敏

  甲酰胺嘧啶DNA糖基化酶(Fpg)可特异性识别并切除由鸟嘌呤损伤产生的8-oxoG碱基以修复DNA序列，因此对Fpg进行定量检测可以反映鸟嘌呤受损程度，为污染物毒性效应评价提供技术手段．基于不同长度的DNA桥连氧化石墨烯(GO)强度不同的原理，以及GO优异的荧光淬灭能力，构建了DNA桥连GO基荧光传感器．该传感器在不同浓度Fpg下，特异性识别和切除8-oxoG碱基，产生短链DNA，其上修饰的荧光基团不能被GO有效淬灭，因而产生荧光信号．该荧光信号与Fpg浓度在一定范围内呈线性关系，可实现Fpg的定量检测，检测的线性范围为0~0.4U/mL，检出限为0.014U/mL，并表现出良好的特异性识别能力．采用加标回收法对稀释后胎牛血清中的Fpg进行了检测，回收率为93.5%~111%．其为Fpg快速检测提供了可行的方法，为DNA鸟嘌呤损伤评价提供了一种有效的技术?手段?．

• 强化型硫铁矿自养反硝化工艺深度处理城市二沉尾水研究

  李明礼,高彦宁,黄丹,徐晓晨,陈捷,杨凤林

  为实现硫铁矿自养反硝化工艺快速启动，提高出水稳定性，将以硫铁矿为填料的硫自养反硝化生物滤池反应器(1号反应器)作为对照组，分别构建了以硫铁矿/石灰石和硫铁矿/硫黄为填料的强化型硫铁矿生物滤池反应器(2号、3号反应器)处理城市污水处理厂二沉尾水，从去除效果、出水水质的角度来评价强化工艺的可行性，并通过微生物群落分析来探究强化工艺的强化机理．结果表明：当反应温度为31~33℃，水力停留时间(HRT)为2.2h时，3个生物滤池反应器总氮(TN)去除率分别为91.3%(1号反应器)、84.5%(2号反应器)、100%(3号反应器)，出水TN浓度均小于5mg/L；总磷(TP)去除率分别为91.4%(1号反应器)、85.0%(2号反应器)和100%(3号反应器)，TP去除效果随TN去除效果的提升而提升；出水pH基本均能维持在6.8~7.6，体系内硫酸根生成量较低，维持在4.99~5.91mg(每mgNO-3-N)．Thiobacillus作为硫铁矿自养反硝化工艺的核心功能菌属在3号反应器内占据优势地位．以硫铁矿/硫黄为填料的生物滤池反应器不仅可以实现快速启动，也能够取得良好的氮磷去除效果，出水水质稳定，为城市二沉尾水强化处理的硫自养反硝化技术的实际应用提供了理论支持．

• 镧钴钙钛矿催化剂制备及其催化氧化甲苯性能与机理

  赵安莲,任业为,曲振平

  开发高效、稳定、经济的催化剂是催化氧化技术在消除气态VOCs中的核心问题．探究了溶胶凝胶形成温度和煅烧温度对最终制得的镧钴钙钛矿(LaCoO3)催化剂的结构及催化氧化甲苯性能的影响，并研究其作用机理．结果表明，在以80℃为最佳溶胶凝胶形成温度、700℃为最佳煅烧温度的条件下，稳定制得的LaCoO3催化剂在225℃下达到90%的甲苯转化率(甲苯浓度：436mg/L，空速：22500mL/(g·h))，在98%甲苯转化率稳定运行24h后，催化剂依然能保持完整结构．机理研究表明，在LaCoO3催化氧化甲苯的过程中，催化剂上的氧物种能够直接参与到反应中，同时气相氧的加入可以促进甲苯在催化剂上的转化．

• CO2对Fe2O3催化剂NH3-SCR脱硝性能影响

  乔玉洁,龚蕾,董世城,王辉

  考虑到CO2是固定源和移动源废气中的主要组分，Fe2O3是铁基催化剂中的重要活性物质，研究了CO2对Fe2O3催化剂NH3-SCR脱硝性能的影响．结果表明，CO2的加入在300℃以下明显抑制了催化剂的NH3-SCR性能．这主要是因为CO2的存在改变了催化剂表面NH3/NOx的吸附行为，从而影响了NH3-SCR反应．原位漫反射傅里叶变换红外光谱和程序升温脱附实验结果表明，CO2可以被吸附活化成碳酸盐物种；这些碳酸盐物种可以作为新的酸性位点吸附NH3物种，促进催化剂对NH?3的吸附；但同时CO2和NOx之间存在竞争吸附，这会导致催化剂表面生成的关键NO2物种和硝酸盐物种的减少，从而抑制NH3-SCR反应．

• 斜流式气波制冷机制冷性能数值模拟研究

  胡大鹏,白宇,刘凤霞

  提出一种波转子为锥形结构的斜流式气波制冷机，能够提供一定的离心效果．建立了从0°(轴流式)至90°(径流式)不同锥角的波转子数值模型，通过AnsysFluent模拟其增压和制冷性能．在同样的工况和结构参数下，斜流式气波制冷机具有比轴流式更高的循环压差，比径流式更低的轴功消耗，其制冷效果高于二者且随锥角增大先增大后减小，在锥角为12°时达到最优，制冷温降和等熵效率相较轴流式分别高9.59℃和13.8%，相较径流式分别高20.48℃和30.9%．然后固定锥角12°，探究一定范围内转速和压比对性能的影响．结果表明，增压效果随转速增大而提升，制冷效果在转速2500r/min时最优；压比增大会使循环压差降低，但制冷温降和等熵效率均有所提升．

• 基于非线性模型预测的欠驱动船舶轨迹跟踪控制研究

  杜朋柱,张砚北,隆武强,朱晶宇

  针对欠驱动船舶轨迹跟踪控制系统具有非线性、大惯性、时滞、局部线性不可控等特点，结合扩展卡尔曼滤波器和序列二次规划算法，设计了基于非线性模型预测的船舶轨迹跟踪控制策略．首先，设计了具有一定复杂度的参考轨迹，用于测试船舶的各种工况及工况切换情况．其次，应用船舶欠驱动三自由度运动控制模型与所设计的参考轨迹建立了非线性约束优化问题的目标函数，采用序列二次规划算法进行优化求解，并在扩展卡尔曼滤波器中对测量函数的雅可比矩阵进行了预求解以减少算法计算量．最后，通过对一艘运输船进行仿真试验，验证了所设计轨迹跟踪控制器的有效性和实时性．

• 一种基于GO法的多态反馈系统选择性维修模型

  温轶群,段富海

  为了提高飞机的可用性，使飞机在现代战争中能够在最短时间实现再次出动，需要在有限维修资源的约束下，对飞机进行选择性维修，为此提出一种基于GO法的多态反馈系统选择性维修模型．首先，假设多态反馈系统各元件的失效概率均服从韦布尔分布，推导出元件处于各性能状态的可靠度，运用GO法计算系统成功运行的概率；其次，以不修、更换、不完美维修等为维修方案，计算对应的维修费用和时间；再次，以维修时间最小化为目标函数，以系统可靠度和维修费用为约束条件，建立系统选择性维修模型；最后，通过粒子群优化算法对模型求解，并用案例进行验证．结果表明，所建立的选择性维修模型有效可行．

• 浮式柔性网阻拦系统对冲击小艇拦截性能分析

  张鹏,李楷,高翔,王运龙,苑志江,蒋晓刚

  浮式柔性网阻拦系统作为一种物理防护设施，对舰船、港口设施和岛礁建设的安全保障发挥着至关重要的作用．阻拦网系统对冲击小艇的拦截过程是一种较为复杂的非线性瞬态响应过程，在小艇高速冲击防护单元时，构件局部会出现撕裂、变形等破坏和失效形式．为对浮式柔性网阻拦系统的拦截性能和结构完整性进行研究，基于任意拉格朗日-欧拉(arbitraryLagrange-Eule，ALE)算法和对称罚函数接触算法，使用LS-DYNA软件对阻拦网系统拦截高速小艇的动态过程进行数值模拟．计算得到了阻拦网在冲击过程中结构变形破坏、能量转化、网体受力以及防护单元撞击深度等特征．同时考虑了小艇不同碰撞角度和碰撞高度对防护单元拦截效果的影响，分析总结出相应的变化规律．研究工作可为浮式柔性网阻拦系统优化设计和安装部署提供一定参考．

• 基于神经网络的船舶稳性预报研究

  蒋柴丞,李楷,马坤

  为省略船舶稳性计算中横摇阻尼以及船舶阻力等参数的复杂计算过程，提出一种采用径向基函数(RBF)神经网络对第二代完整稳性失效概率预报的方法．研究包括过度加速度、瘫船稳性以及骑浪/横甩3种失效模式．通过研究船舶相关参数对各失效模式失效概率的影响，确定采用RBF神经网络对每种失效模式进行预报时输入特征的选取，从而降低训练时长．使用训练后的网络对样本船稳性进行预报，采用均方误差和平均绝对百分比误差对预报结果进行评估．对3种失效模式预报结果的平均绝对百分比误差分别为6.49%、7.09%、5.70%，均小于10%，表明采用RBF神经网络可较为精准地对船舶稳性进行预报．

• 位移模式对重力式加筋土挡墙受力特性影响模型试验

  杜浩源,刘杰,高斌,艾钰皓,杨皓源

  为研究重力式加筋土挡墙在挡墙位移至极限主动状态下的土体受力与变形形态，通过改变埋设筋材层数、筋材强度和间距、筋材与挡墙连接方式、筋材长度及挡墙位移模式，对挡墙做了6种工况的模型试验，进行了挡墙进入极限主动状态所需最大位移量、墙内竖向土压力、靠近墙面板处水平土压力、墙顶竖向位移及筋材拉伸应变等分布规律的研究．试验结果表明：加筋可以提高挡墙达到极限主动状态所需最大位移量，减小静止状态及主动状态下靠近墙面板处土压力；挡墙进入极限主动状态时，靠近墙面板处填土表面相对沉降较大；挡墙位移对筋材应变影响很小；靠近墙面板处竖向土压力衰减量与埋深正相关，平动模式衰减量最大．加载点下竖向土压力增大量与埋深负相关．在重力式加筋土挡墙上部与底部提高筋材强度及埋设筋材层数，靠近墙面板处提高埋设筋材层数或筋材强度并将筋材与挡墙连接，结构中下部适当减少筋材长度，相比普通重力式挡墙可提高挡墙抗倾覆滑移能力，增强挡墙结构稳定性．

• 基于BIM的三维机场净空可视化研究

  李静,赵晨阳,李顺,白东玉

  机场净空条件是机场选址、机场地势优化设计以及机场建成后净空障碍物管理等过程中需要考虑的重要指标之一．但由于机场净空建模难度较大，建模过程较为复杂，当前关于机场净空的三维模型研究暂时不能满足精确动态管理及考虑机场净空的机场地势优化设计需求．针对该问题，提出了一种适合计算机求解的机场净空模型建立方法，并依托Civil3D平台，采用C#编程语言进行二次开发，实现了三维机场净空模型的可视化；将其应用于机场地势优化设计过程中，实现了考虑净空要求的设计模型调整，为在机场地势优化设计过程中考虑净空条件进行整体优化提供了可行性思路及参考．

• 全局3-彩虹控制数与3-彩虹控制数之差为2和3的树的刻画

  郝国亮,曾淑婷,庄蔚,谢智红

  对于任意正整数k，图G的k-彩虹控制函数f定义为从图G的顶点集V到集合{1，2，…，k}的幂集的映射，使得任意满足f(u)=?的顶点u，都有∪x∈N(u)f(x)={1，2，…，k}，其中N(u)是u的开邻域．图G的k-彩虹控制函数f的权为∑x∈V(G)|f(x)|．如果f是图G及其补图的k-彩虹控制函数，则称f是图G的全局k-彩虹控制函数．图G的k-彩虹控制数γrk(G)和全局k-彩虹控制数γgrk(G)分别指图G的所有k-彩虹控制函数和所有全局k-彩虹控制函数的最小权．2016年，Amjadi等刻画了γgr2(T)－γr2(T)=1和γgr2(T)－γr2(T)=2成立的所有树T．在此基础上，通过对图的结构分析，利用分类讨论法完全刻画了γgr3(T)－γr3(T)=2和γgr3(T)－γr3(T)=3成立的所有树T，推广了Amjadi等的结果．