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2026年01期
生态环境

塑料围挡老化及其产生的土壤微塑料污染

刘盛昊;高品;马旻茵;马淑雨;蒋晓龙;蔡荔;

塑料草皮围挡作为一种新型围挡材料,已被广泛应用于建筑施工现场和市政宣传领域。该材料由表面绿色草丝和底部黑色草丝组成,主要成分为聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。在光照、高温等环境因素作用下,草丝纤维结构易发生破坏,产生微塑料(MPs)并进入土壤环境,造成潜在污染风险。本研究选取上海地区6个使用中的围挡作为研究对象,并新购聚乙烯和聚丙烯围挡作为参照。采用扫描电子显微镜(SEM)观察不同颜色草丝的表面破损情况,通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)进行成分测定,并基于含氧基团含量定性分析老化程度,最后通过羰基老化指数(ICI)定量评估老化程度。进一步选取破损最严重的围挡样品,对其下方土壤进行微塑料分离和计数分析。研究结果显示,老化最严重围挡下方的土壤微塑料丰度高达13 800个/kg干土壤,表明建筑材料是土壤微塑料污染的重要来源之一。

2026 年 01 期 v.52 ; 上海市基础研究计划“自然科学基金”项目(25ZR1402000); 东华大学学科创新领域培育项目(xkcx-202520)
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底泥洗脱抑制上覆水蓝藻水华模拟研究

李淑迪;冯慧云;蔡冬清;李少秋;余芳;蒋锦刚;

底泥沉积层是水体营养盐的蓄积地,也是藻类种源库。依据覆盖主要藻类类群、包含典型水华藻种等原则,选定绿藻门的四尾栅藻、裸藻门的纤细裸藻、硅藻门的直链藻,以及蓝藻门的鱼腥藻和铜绿微囊藻,构建模拟藻种库,研究底泥洗脱对不同藻种细胞的移除率。结果显示:鱼腥藻的移除率最高达87%;铜绿微囊藻的移除率为83%;纤细裸藻移除率为21%;四尾栅藻的移除率为16%;直链藻移除率为5%。在培养过程中,连续检测了洗脱组与未洗脱对照组的藻密度、酸碱度(pH)、溶解氧(dissolved oxygen, DO)和氧化还原电位(oxidation-reduction potential, ORP)等指标。结果表明,底泥洗脱对藻种库的移除能有效延缓或抑制藻华的发生。其中,蓝藻门的鱼腥藻和铜绿微囊藻细胞增殖缓慢、最高密度仅为对照组的1/3左右;对照组的这两种藻在进入平台期前就已发生了藻华。研究结果为底泥洗脱作用机制提供了新的见解,也为亚深型湖库饮用水源地的水华防控提供了新思路。

2026 年 01 期 v.52 ; 国家重点研发计划(2023YFD1702103,2023YFC3207503); 院地合作项目(2022340107000030)
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小球藻固态发酵饲料的理化指标、挥发性成分和非靶向代谢组学分析

韩佳捷;郭腾飞;冯启鑫;姚瑾珑;刘亚男;赵志军;

为提高自养小球藻(Chlorella sp.)在饲料应用领域的利用价值,使用酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)进行固态发酵,并评估发酵后小球藻饲料在营养价值、风味及代谢产物组成方面的变化。以小球藻和辅料(3∶2)为原料,接种10%酿酒酵母菌液后在35℃下厌氧发酵2 d制得小球藻发酵饲料(FF),并对其进行理化指标、挥发性成分、非靶向代谢组学等分析。结果表明,与未发酵原料(unFF)相比,FF组的酸溶蛋白质量分数(14.36%)和多酚质量分数(7.28 mg/g)分别显著提高49.74%和62.86%(p<0.05)。脂肪酸谱在发酵过程中发生有益变化,FF组总脂肪酸质量分数和多不饱和脂肪酸(PUFA)占比分别较unFF组显著提高36.92%和2.98%,饱和脂肪酸(SFA)占比则显著下降4.06%。发酵后,FF组的风味和适口性得到改善,表现为乙酸异戊酯等具有芳香气味的挥发性物质在FF组中富集,而正己醛等具有不悦气味的挥发性物质相对质量分数下降。非靶向代谢组学分析表明,N-花生四烯酸-L-丝氨酸、高乌甲素等功能性小分子代谢物的相对质量分数在发酵后上升。综上所述,固态发酵可显著提高自养小球藻的营养价值和适口性。该技术可为小球藻作为饲料组分的应用提供技术支撑,并推动微藻固碳技术的可持续发展。

2026 年 01 期 v.52 ; 烟台开发区科技领军项目(2021RC011)
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黄铁矿混养系统对硝酸盐和Cr(Ⅵ)的去除机制研究

郭靖;周盼盼;王宇晖;许中硕;宋新山;赵晓祥;

当NO~-3—N和Cr(Ⅵ)共存时,电子供体是影响其处理效果的关键因素。本研究以黄铁矿、葡萄糖以及黄铁矿+葡萄糖为电子供体构建自养、异养以及混养颗粒污泥系统,探究黄铁矿混养系统处理NO~-3—N和Cr(Ⅵ)的优势及内在机制。结果表明,随着Cr(Ⅵ)质量浓度增加至6 mg/L,异养和混养体系呈现更好的脱氮除铬能力;然而,在COD质量浓度与N元素质量浓度的比值(C/N)比较低的条件下,混养体系比异养系统呈现更好的处理能力。微生物分析表明EPS中微生物副产物和酪氨酸类物质减少,色氨酸显著增加,Zeta电位降低,增强了污泥对Cr(Ⅵ)的抗冲击性;而自养菌Thiobacillus(1.65%~2.81%)与异养菌Denitratisoma(2.57%~8.70%)/Aegiribacteria(3.65%~8.43%)等菌属的富集与共存,解释了黄铁矿混养体系良好效果的原因。研究结果对NO~-3—N和Cr(Ⅵ)复合污染的高效低碳处理提供新策略。

2026 年 01 期 v.52 ; 中央高校基本科研业务费(24D111311); 国家自然科学基金(52170152)
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Cu2+促进Pd/SBA-15液相加氢还原双酚A

向婷;郭彬钰;施丽瑜;周娟;陈泉源;

双酚A(BPA)是一种典型的环境内分泌干扰物(EDC),Cu2+与BPA共存可能对BPA的去除产生促进或抑制作用。采用浸渍法制备不同载体SBA-15、SiO2和中性Al_2O3的负载型钯(Pd)基催化剂用于BPA的还原去除,同时研究共存Cu2+对BPA加氢还原的影响。Zeta电位、透射电子显微镜和X射线衍射仪等表征表明成功合成Pd/SBA-15催化剂。不同催化剂对BPA的加氢还原研究结果表明,仅Pd/SBA-15具有单独还原BPA的能力,引入Cu2+后,240 min时Pd/SBA-15对BPA的还原去除率显著提高约70%,这归因于Cu2+材料表面聚集-还原生成的Cu0/Cu+能够吸附含有苯环的BPA,Pd0活化H2生成的活性氢溢流经Cu0/Cu+表面,选择性加氢还原苯环,最终显著提高BPA的还原效率。此外,该体系中Pd/SBA-15催化剂最适投加量为0.20 g/L,反应最适pH为5.3,Pd/SBA-15催化剂中Pd负载量为2.0%时催化效果最佳。

2026 年 01 期 v.52 ; 上海市自然科学基金(23ZR1402800)
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污水有机物中化石碳含量的14C测定法研究进展

绳俊;于鑫;赵诗怡;陈红;

污水处理中产生的CO2长期被视为生源性碳排放,未计入碳排放清单,但近年研究揭示污水有机物中化石碳含量显著,其化石源CO2应纳入温室气体排放核算。本文通过系统文献分析与技术比较,综述了14C法测定污水有机物化石碳含量的研究进展,明确了技术优劣与应用场景。采用文献计量与案例分析方法,比较了气体正比计数器、液体闪烁计数器和加速质谱仪(AMS)的性能,证实AMS因高精度(>99.9%)、低样品需求(0.005 g)及短测时(<5 min)等优势成为首选方法。针对AMS制样,优化了酸-碱-酸预处理、静态燃烧CO2萃取及Zn-TiH2/Fe体系石墨化流程,提出标准化操作建议,降低了非放射性碳干扰。未来,AMS技术需进一步降低成本、提升自动化水平,以适应大规模污水处理碳排放监测需求,为精准核算化石源CO2排放提供可靠方法,助力碳中和目标实现。

2026 年 01 期 v.52 ; 国家自然科学基金面上项目(22476019)
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磁性生物质炭对厌氧氨氧化菌颗粒化的强化机制

仓立坤;徐辉;刘方剑;杨波;

实现厌氧氨氧化菌(AnAOB)的快速颗粒化,有利于厌氧氨氧化(Anammox)工艺的更广泛应用。本研究旨在评估磁性生物质炭(MBC)在促进厌氧氨氧化菌颗粒化过程和提升厌氧氨氧化脱氮效能中的作用。试验通过比较投加MBC和未投加MBC的两只升流式厌氧氨氧化污泥床反应器的运行效果,研究MBC对厌氧氨氧化菌颗粒化过程和反应器运行状况的影响。结果表明,MBC的投加提升了厌氧氨氧化系统脱氮性能,总氮去除效率较空白组提高11.4%;同时MBC促进了AnAOB的颗粒化进程和浮霉菌门(Planctomycetes)的迅速富集,投加组反应器大于0.5 mm的颗粒污泥占比86.4%,而对照组为57.6%。研究结果为快速培养AnAOB颗粒污泥和提升Anammox反应器的脱氮性能提供了可行技术路径。

2026 年 01 期 v.52 ; 上海市科技发展基金(24PJA003)
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高性能纤维及复合材料

编缠拉挤复合材料管件轴向压缩性能的温度效应

竺铝涛;吴靖雄;刘溪;吴济琼;沈伟;陈立峰;

为研究编缠拉挤复合材料(braiding-winding-pultruded composite, BWPC)管件的轴向压缩破坏及吸能特性,采用新型的编缠拉挤一体成型工艺制备了相同铺层结构和不同直径的碳纤维/环氧树脂复合材料薄壁圆管,并测试不同温度下圆管的轴向准静态压缩力学特性,分析圆管压溃过程中载荷-位移曲线、试样外貌破坏特征和吸收能量特征。结果表明:圆管的压缩峰值载荷值在常温下最大,并随着温度的升高而降低;此外,在相同温度下,直径为50 mm的圆管比直径40 mm的圆管具有更好的压缩特性。当温度由25℃升至180℃时,圆管的外貌破坏特征主要是由纤维脆性断裂、碎裂转变为塑性弯曲、剪切变形破坏,并都呈现花瓣开花(层束弯曲)破坏模式,相比塑性破坏模式,圆管的脆性破坏模式可以吸收更大的压缩能量。

2026 年 01 期 v.52 ; 浙江省“尖兵”研发攻关计划项目(2023C01097)
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非溶剂致相分离法制备聚对苯二甲酰对苯二胺隔膜及其性能研究

徐辉;王芳;杨胜林;金俊弘;李光;张晶晶;

隔膜失效是锂离子电池面临的关键问题之一。传统聚烯烃隔膜存在热稳定性差、电解液兼容性不足及孔结构不均匀等缺陷,易导致电池性能与安全性下降。本研究提出采用兼具耐热性与电解液亲和性的聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)制备新型隔膜。通过将PPTA溶解于硫酸(H_2SO4)形成PPTA-H_2SO4溶液,采用非溶剂致相分离法(NIPS)成功制备了多孔PPTA薄膜。系统研究了以硫酸为溶剂、去离子水为非溶剂的凝固浴工艺参数对薄膜微观结构、物理特性和电化学性能的影响机制。试验结果表明,当凝固浴采用浓度梯度法时,所得PPTA多孔膜呈现最优综合性能。将其应用于镍钴锰三元(NCM523)及磷酸铁锂(LiFePO4)正极、锂金属负极纽扣电池时,均表现出优异的循环稳定性和倍率特性。

2026 年 01 期 v.52 ; 中国工程院院地合作项目(2024-DFZD-10); 中国石油化工股份有限公司技术开发项目(224171)
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磷酸盐玻璃/聚乙烯醇/聚丙烯酸钠复合导电水凝胶的制备及性能研究

温静;李雪荣;耿超;刘胜涛;江德梅;王海风;

导电水凝胶复合材料因其在智能可穿戴设备、生物医学设备及生物传感器等领域的广泛应用而备受关注。然而,开发兼具多功能性、抗菌性能及优异力学性能的导电水凝胶仍面临巨大挑战。本文通过冻融循环法制备了磷酸盐玻璃/聚乙烯醇/聚丙烯酸钠(PBG-PVA-PAANa)复合水凝胶,并探究了不同质量分数的聚丙烯酸钠(PAANa)对水凝胶形貌、力学性能、传感性能、抑菌性能及凝血性能的影响。结果表明,PAANa的添加提升了水凝胶的力学性能,与PBG-PVA水凝胶相比,PBG-PVA-PAANa水凝胶的拉伸强度从0.68 MPa提高到1.45 MPa,断裂伸长率从183.51%提高到415.98%。传感性能测试表明,水凝胶的相对电阻变化率(ΔR/R0)随拉伸应变和PAANa质量分数增加而增大,表现出稳定的响应性。此外,该复合水凝胶对大肠埃希菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)的抗菌率均超97%。同时,其凝血性能表现优异,凝血指数(BCI)随PAANa质量分数增加而显著降低。本研究为多功能导电水凝胶的开发提供了新思路,在柔性传感器及生物医学领域具有广阔的应用前景。

2026 年 01 期 v.52 ;
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工艺参数对聚酰胺6熔体黏弹性作用的试验表征

万艳琴;王会;伍瀚;刘启蒙;赵珂宇;刁永发;

采用高精度RH2000型毛细管流变仪,系统研究聚酰胺6(PA6)熔体在剪切速率、温度及口模收敛角协同作用下的黏弹性响应特性,揭示其流变行为的阈值效应并提出工艺优化方案。试验结果表明:PA6熔体属于假塑性流体,其剪切黏度随温度升高而显著降低;在后半段剪切速率范围内,黏温系数的降幅是前半段的三倍以上。180°收敛角对应的黏温系数平均值较90°收敛角的降低34.5%,更适用于低剪切速率场景,以提升工艺稳定性。非牛顿指数的增长率在高温区锐减至2.8%,这表明高温区流动性增强存在温度饱和特性。此外,入口压力降与剪切速率呈正相关,与温度呈负相关,且在高剪切速率下,PA6熔体的入口压力降对剪切速率的敏感性降低,对温度变化的敏感性增强。当剪切速率高于2 420 s-1时,入口压力降对温度的敏感性在低温区间内快速增大,因此需规避温控波动引发的弹性失稳。通过分析剪切黏度与应力松弛时间的协同变化趋势,确定250~260℃为PA6最优纺丝温度窗口,该区间可同步实现熔体稳定拉伸与快速弹性回复。

2026 年 01 期 v.52 ; 国家自然科学基金(52306190)
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PA6/PET偏皮芯复合纤维的制备及性能研究

娄威;王学利;马博谋;

为研发具备湿度响应功能的复合纤维,以双组分吸湿膨胀的不对称特性为机制,以聚酰胺6(PA6)和聚酯(PET)为原料,采用熔融纺丝工艺制备具有吸湿形变性能的偏皮芯复合纤维。偏皮芯结构能够依据湿度变化,高度可逆地形成卷曲。系统探究PA6/PET偏皮芯复合纤维的制备工艺,深入分析偏皮芯比(5/5、6/4、7/3)及牵伸倍数(1.2、1.3、1.5)对纤维热性能、力学性能和吸湿形变性能的影响。结果显示,随着PA6/PET偏皮芯复合纤维皮芯比的增大,提高牵伸倍数可有效提升纤维的吸湿形变能力与强度。当牵伸倍数为1.5时,复合纤维的综合性能最佳,断裂强度达4.0 cN/dtex,吸湿后的形变卷曲率最高达26.8%。制备的PA6/PET偏皮芯复合纤维,可为湿度响应织物的开发提供更多原料选择。

2026 年 01 期 v.52 ;
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C掺Sb_2Te3相变薄膜在柔性衬底PI上的性能研究

潘晨杰;高士伟;吴良才;

相变存储器(PCM)是一种极具发展前景的柔性电子存储技术,但传统PCM的研究大多基于刚性衬底,无法满足柔性化的需求。选择在柔性衬底聚酰亚胺(PI)上制备了碳(C)掺杂Sb_2Te3(C-Sb_2Te3/PI)相变薄膜及器件单元,并研究了弯曲对薄膜相变性能的影响。结果表明,C-Sb_2Te3/PI薄膜在未弯曲及弯曲1 000、5 000和10 000次后仍能完成相变过程且高低阻值稳定,具有良好的抗弯曲性能。多次弯曲未对薄膜的晶体结构和微观形貌产生影响。使用光刻工艺制备的C-Sb_2Te3器件单元具有较快的相变速度(10 ns)和良好的循环特性(103次左右)。因此,C-Sb_2Te3/PI在柔性存储器领域表现出应用潜力。

2026 年 01 期 v.52 ; 上海市自然科学基金(22ZR1402200); 集成电路材料全国重点实验室开放基金(NKLJC-K2023-08)
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微胶囊改性防蚊纤维的制备及性能

肖辉;王想军;徐静;柯福佑;陈烨;

为改善后整理得到的防蚊织物耐洗性差、持久性差的问题,采用密胺树脂(MF)对氯菊酯进行微胶囊化包覆处理,制备防蚊微胶囊。通过熔融双螺杆共混挤出造粒将微胶囊与低熔点聚酯(LMPET)基体复合制得防蚊聚酯切片,进一步经高温熔融纺丝及在线牵伸制得微胶囊改性防蚊聚酯纤维。对微胶囊和防蚊纤维的表面形貌和热稳定性,纤维中氯菊酯的缓释性能,以及防蚊织物的防蚊性能和耐洗性能进行系统研究。结果表明:微胶囊的中位粒径是0.81μm,当微胶囊以较低添加量分散于低熔点聚酯时,纤维可纺性良好,微胶囊添加量为4%时,防蚊纤维的断裂强度达2.0 cN/dtex,伸长率为50%,洗涤30次后防蚊织物中氯菊酯的保留率为90%,耐洗涤性能良好,且防蚊等级达到B级。

2026 年 01 期 v.52 ; 上海市“科技创新行动计划”自然科学基金(24ZR1400200)
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环境工程

pH和共存金属离子对膜蒸馏中的硅垢行为和形态转变的影响

费嘉雯;胡媛;陈刚;

膜蒸馏(MD)作为热驱动的膜分离工艺,在高盐废水的分离和净化方面具有较强的优势。然而,在膜蒸馏过程中,不可避免地会发生硅结垢,这严重影响了系统性能。针对这一问题,本研究探讨了pH和共存金属离子(Ca2+、Mg2+)对膜蒸馏过程中二氧化硅结垢和形态转变的影响。结果表明:当pH<6时,归一化渗透通量的下降幅度小于10%;随着pH的增加,渗透通量发生了显著下降,尤其在pH为9和10时,归一化渗透通量分别下降46.9%和36.6%;水样中二氧化硅迅速聚合成线性低聚物阻塞膜孔。此外,Ca2+和Mg2+的存在会促使二氧化硅聚合,形成更为致密的硅垢。这导致在膜蒸馏处理含硅溶液11 h后,归一化渗透通量下降约90%。

2026 年 01 期 v.52 ; 上海自然科学基金(No.20ZR1400100); 中央高校基本科研业务费专项基金(CUSF-DH-T-2023060)
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废旧聚酯织物的溶胀脱色及染料回用

杨潇;陈烨;徐静;柯福佑;王华平;

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纺织品在化学法回收过程中,染料的存在会大幅降低再生产品的品质。为解决这一问题,本文采用绿色环保溶剂四甲基脲(TMU)充分溶胀废旧聚酯织物,并开发了一种有效的脱色工艺。试验结果表明,在反应温度为100℃,反应时间为30 min时,聚酯织物的脱色率可达98.5%以上,同时,该脱色工艺对聚酯织物的强度几乎无影响。此外,溶剂和染料均可实现回收再利用,其中溶剂回收率超过90%。在循环利用5次后,脱色率仍能保持在95.1%以上。

2026 年 01 期 v.52 ; 上海市自然科学基金面上项目(24ZR1400200); 东华-台华纤维研究院资助项目
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非连续正弦型凹凸板的传热特性及多目标优化

王溢钊;刁永发;戴家傲;石印涛;茅文焯;

空气-空气板式换热器作为高温空气热能回收的关键设备,其换热性能对板片结构的几何参数具有显著依赖性。通过COMSOL Multiphysics 6.2软件模拟,结合试验验证模型的可靠性,研究非连续正弦型凹凸板片的几何参数(如振幅、波长、非连续段长度和相位差等)对换热器性能的影响,分析其对努塞尔数、摩擦因子及综合传热因子的作用规律。研究结果表明:非连续段的引入通过增强流体混合和周期性热边界层破坏,使综合传热因子提高10%~20%,且流阻降低20%;单因素分析表明,几何参数对传热-流阻性能的影响依次为振幅、非连续段长度、波长、相位差,其中波长与相位差的影响程度相近;基于多参数协同优化,确定了两组最优结构参数:组合1(波长70 mm,振幅10 mm,波形数量10,相位差50 mm,非连续段长度30 mm)与组合2(波长50 mm,振幅6 mm,波形数量10,相位差50 mm,非连续段长度50 mm),为工业应用中高效低阻换热器设计提供理论依据。

2026 年 01 期 v.52 ; 国家先进印染中心基金(2022GCJJ18)
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间隔式双风道地下电站进风温度的预测与影响因素

姚青青;缪智昕;袁赟;尤嘉希;陈禹竹;杨自力;

为揭示进、排风间隔式双风道地下电站进风温度的动态变化,构建双风道内气流与围岩及隔墙的非稳态传热数学模型,并基于长龙山抽水蓄能电站进行实测验证,计算结果与实测结果最大误差仅为0.85℃。在夏、冬季工况下研究风道长度(500~2 000 m)、进风风速(进风量)、排风风速(排风量)等因素对进风温度及其预冷、预热效果的影响。结果表明,双风道对进风气流具有显著的夏季预冷、冬季预热影响,且随风道长度的增加而增强,但风道过长(1 500 m)时,进风气流的温变幅度显著降低。进风风速对进风道气流温度和厂房内空调负荷有较大影响,进风风速降至1 m/s时能有效降低夏季气流温度,并使其不超过设计温度(30℃),实现“天然空调”效果;进风风速增大时,温变效果减弱,但大幅节约夏季制冷量(6.0 m/s时,448.5 kW)与冬季制热量(6.0 m/s时,740.0 kW)。排风风速对进风道的预冷/预热效果影响较小,未出现进风道“过热”的情形。

2026 年 01 期 v.52 ; 国家自然科学基金(52008078); 上海勘测设计研究院有限公司技术开发项目(2022QT(83)-043)
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基于水力模型的供水管网应急处置及盲肠管识别

孙良志;杨坤;张飞;袁展;徐佳雨;戚雷强;舒诗湖;

针对多水源超大型供水管网在各种事故工况下出现节点服务压力无法满足要求,以及管网内潜在盲肠管导致水质恶化等问题,以某市供水管网的B、F及H区为例,采用水力模型识别各区的盲肠管位置,并制定火灾、爆管及中途加压泵站停运等事故情况下的应急预案。采用随机森林模型及熵权法构建边界管道与中途加压泵站重要性得分指数,作为边界管道爆管及泵站停运的选择依据。研究结果表明,各事故情况下的应急预案均能满足制定的控制目标。该供水管网的失效指数由0.042 3降至0,弹性力指数由0.235 6提升至0.292 1,表明供水可靠性得到提升。通过分析各区内管道的流速,识别B、F及H区内的盲肠管数量,分别为724、220及404。研究可为管网运维人员提供维护范围。

2026 年 01 期 v.52 ; 中国科技部项目(2021YFC3201303); 上海市科委项目(22dz1201804); 上海城投水务(集团)有限公司科研项目(KY.WB.23.008)
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信息与智能科学及纺织智能制造

大气环境中航空发动机垂直射流流动机制研究

江召兵;王丙;王美丽;

以航空发动机射流改善小区域大气流动条件为切入点,借助开源计算流体力学软件OpenFOAM,对航空发动机垂直射流作用下大气的扰动情况进行数值模拟。数值模拟结合了可压缩射流和不可压缩射流的模拟手段,并考虑了大气温度垂直变化对射流的影响。结果显示:单航空发动机射流在空间上的影响区域呈倒锥形。随着高度的增加,射流速度逐渐递减,而影响区域则逐渐拓展;双航空发动机射流在不可压缩区域的影响呈驼峰形。两射流中心线速度起初沿各自轴线快速降低,达到一定高度后,两射流相互作用,导致两者中心线速度达到最大。本研究成果对航空发动机垂直射流在改善局域大气环境方面具备潜在的应用价值。

2026 年 01 期 v.52 ; 国家自然科学基金项目(11572351,51879058)
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离心纺丝技术:生产设备创新与CFD仿真模拟的进展研究

郭永康;赵帆;饶秉钧;王富军;

离心纺丝技术作为一种兼具低成本与高效率优势的纤维制备方法,在生物医疗和高分子材料等领域具有重要应用价值。本文综述了自1924年Hooper研制首台离心纺丝装置以来,离心纺丝生产设备及技术与计算流体力学(CFD)仿真两方面的研究进展。在设备层面,纺丝系统从单一纺丝盘逐步发展为多室组合与气流辅助等复杂结构,显著提升了纤维的细度与均匀性;收集系统也实现了从固定式向连续输送式的演进,有效促进了纤维的高效可控沉积。在仿真层面,CFD技术通过气流场模拟与聚合物射流动力学分析,揭示了溶液浓度、转速等关键参数对纺丝过程的影响机制,为工艺优化提供了理论依据。然而,目前该技术仍面临设备定制化程度高、纳米纤维均匀性不足等问题。未来研究应着力于设备集成化以提升对射流动力的微观调控,并发展气流与聚合物直接耦合的多物理场CFD模型,以推动离心纺丝技术向工业化、高性能化方向持续发展。

2026 年 01 期 v.52 ;
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基于ARDL和LSTM模型的棉花期货价格影响因素分析及预测

张央;刘蕴莹;叶诗雨;薛文良;

在中国棉花目标价格改革的背景下,采用理论分析和自回归分布滞后模型(ARDL)模型研究棉花期货价格的影响因素,并用优化的长短期记忆网络(LSTM)模型对其进行预测,达到较优的预测效果,为揭示棉花期货价格波动特征和主要影响因素提供了理论支持,同时为棉纺织企业把握棉花市场动态、降低棉花成本风险提供了可靠依据。理论分析和ARDL模型结果表明:中国棉花期货价格具有涨跌特征明显、波动幅度大、季节性特征不显著和较强金融属性的特征;中国棉花期货价格主要受自身滞后1期、美棉期货价格、大宗商品价格指数、涤纶短纤价格、黏胶短纤价格、棉花期货成交量等因素的影响;大宗商品价格指数对棉花期货价格影响最大,两者具有显著的联动效应,美棉期货价格影响次之,随后是涤纶短纤和黏胶短纤价格的影响,而自身滞后1期的棉花期货价格和棉花期货成交量的影响较为有限。进一步对棉花期货价格进行预测,结果显示该优化的LSTM模型平均预测误差仅为1.89%,具有良好的预测性能。最后提出了相关政策建议。

2026 年 01 期 v.52 ;
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考虑学习效应的灾情下应急救援点选址与建设任务调度研究

黄基诞;戴韬;窦玉浩;

设立应急救援点是地震等灾情下救援受伤灾民的最有效途径之一。如何合理地选择应急救援点位置,并安排工程队快速完成建设,是灾情救治的重点与难点。在模型建立方面:首先,将选址区域抽象为无向图,其中乡村作为节点,道路作为边;其次,将节点分为三种类型,即轻灾区(低风险区)、灾区(中风险区)、重灾区(高风险区),并根据相关文献提炼了应急救援点设置的基本规则。考虑到工程队建设应急救援点存在学习效应、各点之间的路程时间以及不同类型节点的优先级约束,构建了以最大完成时间为目标的选址与建设任务联合调度优化模型。在算法设计中,设计了采用三角形扰动机制的改进鲸鱼优化算法(WOA)。数值仿真结果表明,改进算法相较于经典的鲸鱼优化算法、遗传算法有一定的优势,验证了模型与算法的有效性。

2026 年 01 期 v.52 ; 教育部人文社会科学研究规划基金(23YJA630017)
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混杂中立型随机泛函微分方程的依分布稳定控制

张日月;尤苏蓉;

针对方程的漂移项和扩散项满足全局Lipschitz条件的混杂中立型随机泛函微分方程(HNSFDEs),研究了依分布稳定化的时滞反馈控制器的设计问题。在合理的假设条件下,研究了控制器的设计,讨论了线性控制器中系数矩阵所满足的条件,同时给出了控制器时滞量的确定规则。

2026 年 01 期 v.52 ;
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3D打印机运动系统频域模型及其在成型精度改进中应用

商海;陶良松;陈家新;杨向萍;

针对时域模型在3D打印机运动系统成型精度影响分析时存在使用不便捷、运算效率低的问题,提出基于频域模型的3D打印成型精度分析方法。以永磁同步电机矢量系统频域模型的理论建模为基础,通过分析比较步进电机伺服控制系统与其异同,应用内模控制理论给出了统一的通用频域模型。对比分析典型加减速信号激励下两种模型的输出响应,在频域模型获得验证的基础上,结合3D打印机机电伺服系统结构,构建了3D打印机运动系统的通用频域模型。为提高3D打印机的成型精度,通过频域模型定量预测目标实体的打印形状失真情况,为模型文件或G代码指令的定制化补偿提供指导,进而提出了基于频域模型的反馈补偿技术,消除了多轴协同运动中因伺服系统特性差异引起的固有系统误差。经过打印试验验证,样品成型精度由±0.2 mm提高至±0.02 mm,充分发挥了系统硬件的精度潜力。

2026 年 01 期 v.52 ;
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基于眼动追踪技术的丝绸织物视触感一致性研究

梁飞扬;沈华;温润;

现代社会的电子商务日益成熟,越来越多的消费者选择通过线上购买丝绸织物。丝绸织物的线上展示多以静态图片的形式呈现,消费者在线上只能通过视觉获取丝绸织物的手感,而通过视觉获取的手感与实际触摸的手感之间存在差异。文章选取了16块不同种类的丝绸织物,使用了悬垂俯视、悬垂平视、抓后释放以及三种不同的细节展示方式,基于眼动追踪技术进行匹配试验,探究从视觉感知到的丝绸手感与实际触摸的丝绸手感之间的一致性,以及受试者的感知规律。研究发现,方格缎、欧根纱、泡泡绸、网纱等刚韧度较大的织物匹配准确率较高。分析受试者的注视时间、注视点个数、平均首次进入时间和平均进入次数发现:悬垂平视对受试者的吸引程度最大,且最容易引起观察者的注意;刚韧度较大的丝绸织物产生的形变较少,通过视觉传递出的手感信息更明显,因此匹配准确率较高。

2026 年 01 期 v.52 ; 上海市哲学社会科学规划课题一般项目(2020EWY005); 中国博士后科学基金资助(2023M742678)
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角轮式编织机底盘的参数化结构设计

卢晨雨;丁彩红;顾馨;

为提高角轮式编织机底盘结构的设计效率,提出了编织机底盘的参数化结构设计方法。首先,对编织机底盘结构进行参数化表达,并建立底盘坐标系,推导底盘结构布局中单元的结构参数与位置坐标之间的数学关系,建立正多边形底盘布局位置计算的通用数学模型;然后,通过分析底盘单元的结构设计原理与运动原理,提出基于无结构干涉的底盘单元结构设计方法,并计算得到无结构干涉条件下单元结构参数的取值范围,以形成底盘结构的合理布局。最后以三角形与四角形编织机底盘为例进行参数化结构设计,证实了该设计方法有助于实现角轮式编织机底盘结构设计流程的规范化、标准化以及底盘结构的快速设计。

2026 年 01 期 v.52 ;
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一种无伴随运动的2PRU-PRUPc并联机构的运动学分析

许添旗;马慧欣;叶培涛;叶凡;曹毅;

针对一种由固定移动副驱动且不具备伴随运动的新型2PRU-PRUPc并联机构,进行了详尽的运动学及工作空间探讨。通过螺旋理论,深入剖析了该机构的自由度、转轴性质及无伴随运动的特性。本文推导了该机构的逆运动学解析解,并借助ADAMS软件进行了仿真验证,以确保理论推导的准确性;基于机构的雅可比矩阵,分析了其可能存在的奇异位型,为机构的安全稳定运行提供了理论依据。此外,利用蒙特卡洛法计算了机构的可达工作空间范围。结果表明,2PRU-PRUPc并联机构凭借其无伴随运动的特性及可能存在的广泛的工作空间,能基本满足众多应用场景的需求,如下肢康复,从而为后续实际应用奠定了理论基础。

2026 年 01 期 v.52 ; 国家自然科学基金(51375209); 江苏省“六大人才高峰”计划项目(ZBZZ-012)
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一款生活化的化学教育产品设计

王轩;吴春茂;

<正>设计说明:Chemix是一款专为化学教育设计的创新产品,旨在从认识生活中的物品出发,结合游戏化的化学元素周期表排列组合方式,帮助学生在趣味互动中轻松掌握抽象的化学概念。它包含一组NFC磁吸化学元素模块和配套学习平台,学生可以根据提示自由拼接模块,形成与生活物品相应的化学化合物。

2026 年 01 期 v.52 ; 上海市哲学社会科学规划专项课题(2025VJD008)
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