大连理工大学学报杂志

大连理工大学学报杂志2024年第6期

• 钌配合物修饰UiO-66金属有机框架制备及光动力性能

  李惠阳,焦扬,段春迎

  用水热法制备合成UiO-66金属有机框架，通过回流搅拌法将Ru(bpy)2+3嵌入UiO-66中形成复合材料UiO-Ru．应用粉末X射线衍射(PXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、粒径与zeta电位分析确定其结构，采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、紫外吸收光谱和荧光发射光谱等对UiO-Ru进行表征．在钌配合物修饰后，UiO-Ru的结构保持不变．Ru(bpy)2+3的加入使UiO-Ru具有一定的光活性且光稳定性显著增强．在650nm光照下，UiO-Ru能够有效产生单线态氧，其细胞暗毒性低，在宫颈癌细胞(HeLa细胞)中表现出明显的光毒性和良好的光动力治疗效果，为金属有机框架材料应用于光动力治疗提供了新思路．

• 铝溶胶对VOCs催化氧化整体式催化剂力学性能及热稳定性影响

  梁浩源,曲振平

  采用浸渍法制备整体式催化剂时，活性组分在催化剂载体表面的力学性能和热稳定性是评价其能否实现商业化应用的关键因素．采用铝溶胶作为溶剂配制活性组分浸渍液，可提高挥发性有机物(VOCs)整体式催化剂的力学性能和热稳定性．铝溶胶通过在拟薄水铝石(AlOOH)中滴加硝酸形成．考察了AlOOH添加量、n(H+/AlOOH)、溶胶形成的温度和时间对催化剂稳定性的影响．结果表明，选用AlOOH添加量为6%、n(H+/AlOOH)=0.9、常温溶胶5min制备的铝溶胶配制浸渍液涂覆到堇青石表面制得的整体式催化剂具有最佳力学性能，在超声振荡4h后，涂层脱落率仅为0.0396%，远低于未添加铝溶胶制备的催化剂(2.7%)．此外，在600℃下热处理4h后，t90仅下降10℃，说明其具有良好的热稳定性．

• 基于体外生物活性的中国地表水中G蛋白偶联受体药物筛选

  郑有成,张晗

  低浓度(ng/L至μg/L)的药物在环境水体中被广泛检出，其对水生生物存在潜在的生态风险，进而受到人们的关注．G蛋白偶联受体(GPCR)是一类在人体与动物体内高度保守的跨膜蛋白，约40%市售药物作用于GPCR．然而，GPCR药物在中国水环境中赋存情况及生态风险还未知．基于药物行业生产报告构建GPCR药物环境浓度预测模型，使用体外测试检测22种高产量GPCR药物的生物活性，最后基于预测浓度和体外生物活性建立地表水中GPCR药物的环境活性预测模型，筛选出中国地表水中需要优先控制的13种GPCR药物．

• 电辅助聚苯撑/碳纳米管复合导电膜处理地表水性能研究

  谢慧娟,魏高亮,张海光,全燮

  通过在碳纳米管(CNTs)中空纤维膜上电化学聚合导电聚苯撑(PP)制备了聚苯撑/碳纳米管(PP/CNTs)复合导电膜，并研究了其在电辅助下处理地表水过程中的分离性能和抗污染性能．结果表明，所制备的PP/CNTs膜具有良好的导电性，其电导率(149S/m)是CNTs膜(45S/m)的3.3倍．在PP/CNTs膜上施加-2.0V电压时，过滤地表水10h后，膜通量损失为30.9%，远低于无电辅助时的通量损失(69.0%)；在-2.0V电压下进行膜清洗之后，通量恢复率为96.7%，高于无电辅助的膜(61.3%)；电辅助PP/CNTs膜出水总有机碳(TOC)和化学需氧量(COD)去除率分别从20.4%和14.3%提高到27.2%和21.5%．研究结果表明，电辅助PP/CNTs膜可以有效缓解膜污染，延长反洗周期并提升出水水质．

• 转速对制冷波转子射流损失影响定量分析

  付中猛,王海涛,于洋,胡大鹏,刘培启

  在制冷波转子的工程应用中，射流损失受转速的影响较大，是制约设备高效制冷的关键因素．为定量分析波转子转速对射流损失的影响规律，确定较优的设计转速，通过分析波转子通道与高压射流喷嘴之间的渐开渐闭过程，研究不同转速下射流阶段的气体掺混程度和涡流强度的变化规律．结果表明：随着转速增大，波转子通道与高压进气喷嘴之间接通时间缩短，导致在渐开过程中管内原有气体的掺混占比减小，在研究范围内，掺混占比由28.84%减小至9.31%；随着转速增大，波转子通道与高压进气喷嘴之间闭合以后的涡流强度逐渐降低，且降低趋势渐缓；波转子制冷效率随转速先增大后减小，在6000r/min附近达到效率高点，当转速超过6000r/min时，制冷效率下降明显．综合考虑波转子的设计转速在4000~7000r/min时制冷效率最佳，研究结果对制冷波转子的工程设计具有指导意义．

• 基于FEM的胎路摩擦行为分析

  余苗,陈庚,贤有汞,孔耀,李安祺

  通过试验得到3种沥青混合料试件用以模拟不同路面情况，用激光轮廓测量仪测量路面纹理，采用Matlab建立路面三维轮廓图和路面网格模型，选取Neo-Hookean模型及其相关材料参数建立轮胎有限元模型．依托该模型进行仿真，通过路面纹理、胎压和荷载，对自由滚动过程中胎路接触情况和摩擦行为进行研究．结果表明，胎路摩擦行为与路面纹理、胎压和荷载密切相关．路面粗糙度越低，摩擦力分布越均匀；路面粗糙度越高，摩擦力分布集中在路面突出的集料颗粒处，摩擦力越大．在自由滚动状态下，摩擦因数随着胎压的增大而减小；在制动状态下，摩擦因数随着胎压的增大而增大．无论是在自由滚动状态下还是在制动状态下，摩擦因数随着荷载的变化规律具有一致性，均随着荷载的增大而增大，在自由滚动状态下更显著．

• 基于流固耦合的救生筏海锚阻力性能分析

  王浙,李楷,董立佳,张璐琦,王运龙

  救生筏是提高航行安全的海上救生设备．作为救生筏附件，海锚能有效降低恶劣海况下救生筏的漂移速度，提高其稳定性．为对海锚进行阻力性能分析，基于Star-CCM+与LS-DYNA软件对其水中工作过程及阻力性能进行研究，建立了可透气柔性体海锚的流固耦合动力学模型与不考虑救生筏受风影响变形的刚性体模型．对救生筏在海上典型风速条件下的漂移速度及海锚的减速效果进行了数值模拟，对不同救生筏漂移速度下海锚的阻力性能和结构变形进行了综合分析．修正了救生筏筏体总阻力的前体尾流影响与刚-柔性体海锚转换影响．柔性体海锚的阻力拟合公式与文献中的相似性证明了数值模拟的可靠性．结果表明海锚可有效降低救生筏的漂移速度，提高救生筏被捕救的可能性．

• 船舶自动系泊装置真空吸盘流场分析及改进设计

  张璐琦,李楷,夏华波,吴昊,王运龙

  自动系泊装置是实现船舶系泊自动化和智能化的关键，真空吸盘是真空吸附式自动系泊装置的核心部件，对于能否提供稳定的系泊力有着至关重要的影响．以现有的一种真空吸附式自动系泊装置为基础，通过数值模拟对真空吸盘进行流场分析，考察了不同泄漏情况下真空吸盘的压力，并研究了风速对于吸盘真空度的影响．在此基础上，为了提高真空吸盘的可靠性，提出采用多种小吸盘的设计方案，研究了不同吸盘形状的吸附效果，并且对真空吸盘作业时船体外板产生的等效应力和变形进行分析．结果表明，采用直边椭圆形小吸盘的方案综合性能最优．研究成果可为真空吸附式自动系泊装置设计提供一定参考．

• 基于弹性波波速的降雨型滑坡早期预警阈值研究

  陈宇龙,邓凯仁,董昱纬

  降雨是诱发滑坡的最主要因素，降雨型滑坡早期预警系统成为减少滑坡造成的人员伤亡和财产损失的最好选择之一．弹性波波速监测可用于滑坡早期预警，为确定降雨型滑坡早期预警系统的弹性波波速阈值，开展了一系列降雨离心模型试验．首先确定了滑坡启动前的临界变形，再统计了临界变形对应的降雨型滑坡弹性波波速阈值，最后通过大型边坡模型试验和现场试验验证了定义的弹性波波速阈值的正确性．基于模型试验结果，建议归一化的弹性波波速0.9作为降雨型滑坡早期预警阈值，坡脚处为最佳监测位置．

• 近断层脉冲型随机地震动模拟方法及结构动力可靠度研究

  庞锐,陈柯好,宋佚博,徐斌

  以集集脉冲型地震动记录为数据集建立了一种改进的参数化近断层脉冲型随机地震动模型．首先，采用MP03模型和人工蜂群算法从实际地震动记录提取低频脉冲部分，建立随机低频脉冲模型；采用谱表示-随机函数法生成高频部分，二者叠加生成近断层脉冲型随机地震动．然后，采用蒙特卡罗模拟(MCS)法和直接概率积分法(DPIM)分别研究非线性单自由度体系和高层框架结构在不同类型地震动作用下的动力可靠度．结果表明：DPIM与MCS法计算结果相比基本吻合，但计算效率得到较大提升，可以很好地用于非线性结构的时变可靠度研究；脉冲型地震动与非脉冲型地震动相比能够对结构造成更大的变形，极大降低了结构的可靠度，且近断层距越小影响越显著，低频脉冲是使结构可靠度降低的主要因素，而高频部分对结构可靠度的影响较小．

• 型钢超高强混凝土柱抗震性能试验研究

  马英超,毛鸿飞,韩龙,吴光林,贾金青

  柱体是框架结构中主要的抗震耗能结构，基于试验系统讨论了不同剪跨比和含钢率三榀单层单跨型钢超高强混凝土柱抗震性能，试验研究内容包括滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数、割线刚度退化和耗能能力．研究结果表明，剪跨比越小，初始割线刚度越大，但当结构出现破坏后，割线刚度退化加速．在相同剪跨比下，柱体含钢率提高近100%，其耗能能力提高近20%．

• 海岛无人机多模式应急配送模型与算法研究

  胡志华,魏月荷,田曦丹

  灾害情况下物资海岛配送是应急物流的一种特殊应用场景．无人机配送作为解决应急物流问题的一种新型配送方式受到广泛关注，并涌现出了一系列配送模式．通过考虑无人机成本、无人机飞行距离、无人机起降平台和地面配送成本，构建无人机直接配送、点对点双阶段配送、回路双阶段配送和双层物流配送网络4种配送模式．针对回路双阶段配送的多指标耦合特征，提出一种迭代启发式算法进行优化．围绕普陀山海岛场景，构建20~100个需求点和2~4个无人机起降平台的算例进行数值实验，分析并验证模型正确性和算法性能．实验结果表明，4种配送模式模型具有有效性；算法一般经过2~5次迭代，能够有效减少回路双阶段配送约19.08%的无人机飞行距离，减少双层物流配送网络约28.63%的地面配送距离．