半导体掺杂是构建杂质能级、减小带隙，进而促进半导体材料光电催化性能的有效方法。设计了一种金属掺杂半导体材料的制备方法，将过渡金属Co与金属有机框架(MOF)MIL?125的阴离子配体通过配位作用相结合，采用热解工艺制备Co掺杂TiO₂材料，并对其光催化性能进行了研究。结果表明，Co掺杂后的TiO₂展现出更高的光电流密度(9.87 μA/cm²)，是未掺杂TiO₂的3.8倍；降解反应速率常数从掺杂前的0.041 min?1提升至掺杂后的0.063 min?1；引入的Co物种不仅拓宽了TiO₂的可见光吸收范围，而且在其晶格中诱导形成新的杂质能级，进而促进了光生电子的有效迁移，并有效抑制了光生电子?空穴对的复合。

针对液化天然气冷能利用、燃气轮机烟气余热回收问题及烟气中二氧化碳液化的需求，提出了一种新型冷热电联供系统；分析了分流比（x）、压缩机入口压力（p₂₅）以及混合工质中四氟化碳的质量分数（w）对系统的热效率、?效率、净输出功及平均单位成本的影响，并基于遗传算法进行了多目标优化。结果表明，减小x、增大w有利于提高系统的热效率、?效率、净输出功，降低平均单位成本；最佳p₂₅范围为8.0～9.0 MPa；在最优工况下，系统的热效率、?效率、平均单位成本分别为67.62%、56.98%、22.11 $/GJ。

在全球能源结构转型的背景下，电脉冲压裂技术已成为非常规油气储层绿色开发的重要手段。该技术通过高压脉冲放电产生可控冲击波，实现储层多尺度裂缝网络的构建与高效破岩。聚焦电脉冲压裂破岩机理与数值模拟研究，系统分析了电脉冲放电的原理及其能量转换过程；建立放电冲击波与TNT爆炸冲击波的等效模型，揭示了电脉冲冲击波在砂岩与页岩储层中通过剪切、空化及拉伸作用的致裂机制，并量化了冲击波随传播距离衰减的致裂效果差异；基于Autodyn平台构建TNT爆炸模型，并对砂岩与页岩的损伤进行了监测。结果表明，岩性参数对冲击波能量衰减路径与损伤模式具有显著控制作用；砂岩储层需优先优化脉冲能量以激发多向裂缝网络，而页岩储层则需要通过作用距离的调控实现主裂缝的定向扩展。

以乙酰乙酸甲酯（MAA）和新戊二醇二丙烯酸酯（NPGDA）为原料，通过碱催化的迈克尔加成反应增长分子链，制备了线型聚合物聚（乙酰乙酸甲酯?新戊二醇二丙烯酸酯）（P(MAA?NPGDA)）；采用FTIR、¹H NMR、DSC、HPLC、GPC等技术对样品进行了表征和测试，考察了不同催化剂在不同温度下对反应过程中线型聚合物相对分子质量增长速率、放热速率和反应单体双键转化率的影响；以1,8?二氮杂双环[5.4.0]十一碳?7?烯（DBU）为催化剂，考察了反应温度、催化剂质量分数和n（MAA）/n（NPGDA）对线型聚合物相对分子质量增长速率的影响。结果表明，当反应温度为30~40 ℃、DBU质量分数为2%、n（MAA）/n（NPGDA）为1.00∶1.00时，P(MAA?NPGDA)的相对分子质量增长速率较为平稳，且最终能达到较高的相对分子质量水平。

助催化剂能在氮化碳（g?C₃N₄）表面形成异质结，促进光生电子迁移，从而提升g?C₃N₄的光催化性能，因此引入助催化剂对提升g?C₃N₄光催化活性具有重要作用。常见的助催化剂主要分为三类：过渡金属基助催化剂（非贵金属助催化剂）、贵金属基助催化剂和非金属助催化剂。其中，过渡金属基助催化剂因其成本低廉、电子捕获能力强而受到广泛关注。重点讨论了各类过渡金属基助催化剂（如金属氧化物、硫化物、磷化物等）与g?C₃N₄的复合方式、作用机制及其对光催化性能的影响，旨在为设计和开发高效的g?C₃N₄基光催化剂提供全面的理论与实践指导。

针对旋转机械轴承故障诊断中振动信号噪声干扰强、特征提取依赖人工设计等导致的故障诊断不准确问题，提出了一种融合轴承动力学机理与Kolmogorov⁃Arnold网络（KAN）的物理注意力Transformer模型。首先，基于Hertz接触理论推导轴承内圈、外圈及滚动体故障特征频率方程，构建频域掩码引导注意力机制聚焦故障敏感频带；其次，设计KAN⁃Transformer架构，通过KAN的多尺度分解能力自适应解析振动信号的时频特征，结合Transformer的全局注意力实现长程依赖建模；最后，在凯斯西储大学（CWRU）轴承数据集上验证了模型的性能。结果表明，该模型的准确率达99.75%，显著优于传统模型。研究结果为旋转机械轴承故障诊断提供了一种高精度、高鲁棒性且物理可解释的解决方案。

埋地输油管道保温层破损会显著改变管周土壤温度场的分布，进而影响管道的热力性能和运行安全。基于多物理场耦合传热理论，构建了埋地输油管道三维稳态传热模型，定量分析了不同土壤介质（黏土、壤土、砂等）条件下管道的温降特性和管周土壤温度场的演化规律；采用ANSYS Fluent 2022软件对模型进行求解，求解过程中考虑了水分侵入效应。结果表明，在砂土地段，埋地输油管道保温层全部破损的临界段数为15段（单段长度100 m），对应的临界破损距离为1.5 km；依据此临界距离设置初始段监测点，80 km管道共需设置56个温度监测点；各监测点温度沿管道轴向呈非线性下降趋势，其中第28个监测点（管道42.0 km处）的出口温度首次降至析蜡临界温度（45 ℃）。研究提出的“临界距离分段监测法”可实现砂土地段埋地管道保温层破损状态的精准监测，为埋地管道的安全运行提供技术支撑。

PtSn/Al₂O₃催化剂的活性相对丙烷脱氢催化剂的活性和稳定性有较大的影响。针对催化剂活性组分Pt易迁移、团聚，难以保持高度分散等问题，通过改变活性组分Pt的前驱体来调控催化剂的活性相，考察了其对丙烷脱氢性能的影响；采用TEM、H₂?TPR、TG和Raman等手段，对催化剂活性相和抗积炭性能进行了表征分析。结果表明，在丙烷转化率相近的条件下，丙烯的选择性从86.96%提升至93.92%，同时副产物甲烷的生成量显著降低；以八乙基卟啉铂为前驱体制备的催化剂，其活性相尺寸较小且分散性较佳；以八乙基卟啉铂作为前驱体，可增强Pt与载体之间的相互作用力，显著提高活性相的稳定性，有效改善催化剂的抗结焦性能，使积碳量明显降低。

以3，3′，5，5′⁃四甲基联苯二酚（TMBP）、2⁃(氯甲基)⁃1，2⁃环氧丙烷（MECH）、氢氧化钠为原料，采用两步法合成联苯型环氧树脂（3，3′，5，5′⁃四甲基联苯双酚二甲基缩水甘油醚）；通过阴离子交换树脂对产物中残余的无机氯进行后处理，得到氯质量分数相对较低的联苯型环氧树脂；采用FTIR、1H NMR、DSC、HPLC及旋转流变仪，对样品的结构与性能进行了表征与测试，并通过正交实验考察了原料配比、反应温度、反应时间等因素对产物收率的影响。结果表明，在筛选的实验范围内，较优的工艺条件为：原料配比为n(TMBP)/n(MECH）=1.0∶10.0，第一阶段反应温度为90 ℃，第二阶段反应温度为80 ℃，n(NaOH)/n(TMBP)=2.1∶1.0，两个阶段的反应时间均为4 h；在较优的工艺条件下，所得样品中有效物质量分数达85%以上，实测环氧值为0.5 eq/(100 g)，与理论值较为接近；纯化后的联苯型环氧树脂在150 ℃温度下的熔融黏度仅为0.12 Pa·s，有望在环氧封装等应用领域得到实际应用。

为解决CO2加氢制甲醇催化剂开发效率低的问题，构建并验证一种基于大语言模型 (Large Language Model,LLM)与深度学习的性能智能预测模型。首先，利用LLM设计结构化指令，实现了从大量文献中半自动化、高效率地提取多维催化剂数据；采用带梯度惩罚的Wasserstein生成对抗网络（WGAN⁃GP）对稀疏的原始数据集进行高质量增强，有效克服了数据量不足的瓶颈；在此基础上，经数据清洗、特征工程与降维处理后，采用超参数优化的多层感知机（Multi⁃layer Perceptron，MLP）构建了预测模型。结果表明，优化后的MLP模型在独立测试集上对CO2转化率与甲醇选择性的预测决定系数（R2）分别高达0.972 3和0.969 3。基于SHAP(SHapley Additive exPlanations)的特征分析结果表明，BET(Brunauer⁃Emmett⁃Teller)比表面积和铜基催化剂是影响催化性能的主导因素，且铟（In）基催化剂对金属质量分数具有独特依赖性。整合LLM与WGAN⁃GP的数据驱动模型可为新型催化剂的快速筛选与理性设计提供有力工具，展现了人工智能(Artificial Intelligence,AI)在催化研究中的巨大应用潜力。

缝洞型油藏非均质性强、流体流态复杂，高含沥青质稠油流动特征及水驱规律不明确，给油田注水开发造成极大的困难。基于可视化缝洞模型，开展不同黏度稠油流动及水驱效果实验，建立了含沥青质稠油流动阻力系数与黏度及流量的关系；结合图像识别实现不同孔洞含油饱和度动态量化，明确了高含沥青质稠油在缝洞中的水驱特征及稠油黏度、裂缝参数和注水速度对驱油效果的影响。结果表明，当稠油黏度从59 mPa·s（中黏）增加到1 090 mPa·s（特黏）时，缝洞中稠油拟启动压力梯度增大了1个数量级，流动阻力系数增加了3倍；水驱采收率降低了9.6个百分点；当稠油黏度增大时，水驱波及孔洞数量减少，剩余阁楼油、局部高部位油和壁面油增加；裂缝宽度、长度及空间位置分布对水驱稠油液流走向的影响较大，且该作用强于油水重力分异作用；注水初期适当增大注水速度，水驱在小尺度裂缝宽度中的波及、突破能力增加。

内烯烃磺酸盐作为一种新型驱油用表面活性剂，近年来备受油田现场关注，随着三次采油技术在高温高盐油藏的应用，表面活性剂的耐温抗盐性问题也伴随而来。采用旋转滴法考察了Na⁺、Ca²⁺的离子强度对支链化程度不同的两种内烯烃磺酸盐（A?18、I?20）降低油水界面张力的影响。结果表明，内烯烃磺酸盐表面活性剂普遍具有较好的抗盐性，疏水烷基支链化可以增加表面活性剂的界面活性，原油中的活性组分可以与表面活性剂分子在界面上混合吸附，是主导界面性能的重要因素；离子强度的升高可以削弱分子间静电斥力，增加界面上表面活性剂的吸附量；相较于Na⁺，Ca²⁺具备更好的分子集合能力，高质量分数下会进一步降低油水界面张力。

起重机制动下滑量检测在实际工程应用中面临诸多挑战，主要受限于现有检测设备的测量精度、现场操作的复杂程度以及高昂的设备成本等因素。提出了利用惯性传感器采集起重机制动过程的加速度和角速度信息并进行姿态解算，结合二次积分算法获得制动下滑量的方法。首先，建立起重机的拉格朗日动力学模型，分析制动下滑量与设备环境之间的耦合关系；其次，设计数据采集装置，阐述检测步骤，并通过数据同步传输提高信号可靠性；最后，对数据处理方法展开研究，设计完整的数据处理流程，对复杂积分算法进行比对分析，并验证方法的实践可行性。结果表明，通过该检测方法可避免因制动性能不足导致重物坠落等严重事故的发生，具有综合性能优越、可行性强的优点，且具备较好的市场前景。

硼酸是重要的化工原料，其片状化技术的开发对提升产品性能与拓展应用领域具有关键意义。基于树脂（LSI⁃020/010）纯化的硼酸溶液体系，创新性地引入硫酸钠（Na2SO4）和硫酸镁（MgSO4），成功诱导硼酸晶体定向生长为片状结构；采用SEM表征添加助剂后硼酸的形貌特征，联用COSMO⁃RS模型与XRD分析了弱酸性条件下MgSO4/Na2SO4的引入对硼酸溶液溶解度及晶体晶面生长的影响，借助原位拉曼光谱探究了MgSO4/Na2SO4与硼酸晶体间的相互作用及其对B-O键能的影响。结果表明，添加助剂后的硼酸呈现典型片状形貌，弱酸性条件下MgSO4/Na2SO4的引入可显著降低硼酸在溶液中的溶解度、驱动晶体沿（002）、（004）晶面择优生长，且MgSO4/Na2SO4与硼酸晶体间的弱相互作用使B-O键能降低，推动硼酸晶体向片状化方向生长。该研究不仅建立了新型的高纯硼酸晶体片状化制备技术，更从分子层面阐释了其晶体生长调控机制，为功能化晶体工程的研究与应用提供了理论支撑。

金属膜片作为一种关键功能材料，广泛应用于航空航天、微电子、化工等领域。在膜片式减压阀中，膜片作为核心敏感元件，其力学性能直接影响阀门的压力调节精度、稳定性和使用寿命。系统研究了膜片的关键几何参数及材料属性对其在典型工况下力学性能的影响规律。建立膜片的数学模型，分析了膜片在平衡位置的受力情况，施加载荷和约束条件，利用波纹膜片大挠度变形理论验证了载荷与挠度的关系；采用SolidWorks软件建立膜片的精确三维参数化模型，并通过有限元分析法对膜片的性能进行了研究；利用ANSYS软件，对膜片的几何结构、参数（宽度、高度、厚度）和材料属性进行了静态结构仿真分析。结果表明，圆弧大波纹的几何结构优于正弦波纹；增大外圈波纹宽度，膜片的变形量和应力应变随之增加，灵敏度更优；增大波纹高度，膜片的弹性特性呈先减后增的趋势；膜片的厚度越小，其弹性特性越好；高弹性模量的材料会使膜片的变形减小，应力增大。研究结果可为膜片式减压阀金属膜片的结构优化设计和高性能材料选型提供重要的理论依据和设计指导。

通过乙二醇（EG）与八水合氧氯化锆（ZOC）的简单加热混合，成功制备了ZOC基低共熔溶剂(DES)；采用FT?IR和1H NMR对DES的结构进行了系统表征，证实其成功合成；利用旋转式黏度计测定了该溶剂的黏度；构建以双氧水为氧化剂、DES为萃取剂和催化剂的萃取?氧化耦合脱硫体系，系统考察了DES组成、反应温度、氧硫物质的量比、剂油质量比及硫化物类型对脱硫率的影响。结果表明，在最优条件下(ZOC与EG物质的量比为1∶24，反应温度为50 ℃，剂油质量比为1∶5，氧硫物质的量比为8)，该体系对二苯并噻吩（DBT）、4,6?二甲基二苯并噻吩（4,6?DMDBT）和苯并噻吩（BT）模拟油的脱硫率分别达到99.8%、94.0%和69.8%。值得注意的是，该DES经5次循环使用后，脱硫率仍保持94.9%，展现出优异的重复使用性能。通过实验数据分析，进一步探讨了该体系的反应机理，揭示了DES在硫化物氧化及萃取过程中的协同作用机制。

导航与避障是无人机顺利完成任务的关键环节。然而，传统自主飞行系统在复杂环境中存在局限性，促使研究人员不断探索深度强化学习（DRL）等替代框架。因此，提出了一种基于深度强化学习的新型无人机自主控制算法；为验证所提算法在复杂环境下的性能提升效果，在加泽博（Gazebo）仿真平台的三维（3D）环境中进行了仿真实验。结果表明，该算法不仅融合了深度确定性策略梯度（DDPG）算法的优势，而且实现了对最优比例⁃积分⁃微分（PID）控制器的自学习；该算法在动态环境中的表现优于多种现有算法，具体体现在稳定性提升、响应速度加快及任务成功率提高等方面。

以醋酸铜、硝酸锌为金属中心，以对苯二甲酸（BDC）为有机配体，采用溶剂热法成功合成了新型MOFs材料ZnCu?BDC；通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线多晶粉末衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT?IR）、氮气吸附仪（BET）及热重?差热分析仪（TG?DTA），对材料的结构、形貌、比表面积及热稳定性进行了系统表征；以萘为模拟油中芳烃的模型化合物，考察了ZnCu?BDC在含萘模拟油中的催化脱除性能。结果表明，ZnCu?BDC颗粒尺寸均一、表面光滑，热稳定性优异，450 ℃时才完全分解；材料微孔丰富，氮气吸脱附曲线呈现H3类曲线特征；在n（Cu）/n（Zn）=1.0∶2.0、反应时间为6 h、反应温度为70 ℃、pH=5的最佳反应条件下，ZnCu?BDC对模拟油中萘的脱除率可达91%。

以减黏渣油（RVR）、催化裂化油浆（FCCS）为原料，通过乙烯焦油（ET）对其进行改性并优化制备工艺，得到了优质包覆沥青产品；采用FT?IR、XRD、TG/DTG对原料与产品进行分析，结合¹H?NMR、元素分析和相对分子质量的信息，对反应机理进行了推测。结果表明，油料共混改性难度与原料中沥青质、芳香分占比显著相关，二者占比越大，改性越容易；从反应机理层面，乙二醇在酸性条件下脱水生成的⁺CH₂CH {}_{\mathrm{2}}^{+} 起桥联作用，使RVR、FCCS和ET发生缩聚反应生成稠环芳烃结构的包覆沥青E?FCCS和E?RVR。改性原料油中脂肪链烷基结构含量越高，则反应活性越强，在催化交联聚合过程中易裂解生成小分子，该小分子会阻碍多环芳烃间的缩聚反应，抑制体系芳香性增长，进而干扰石墨晶体结构的生长，不利于以稠环芳烃为基本单元的理想石墨晶体生成，包覆沥青E?FCCS、E?RVR的表征分析支持这一结论。通过明确原料结构、反应机理与产品性能的内在关联，为重质油共混改性催化聚合制备包覆沥青提供一定的理论支撑与工艺参考。

运用量子化学计算和波函数分析方法，从理论上研究了三角形大环金（I）?联苯配合物异构体（MPP）的电子结构和光化学性质，探究了其线性与非线性光谱的物理机制；通过最高已占轨道（HOMO）?最低未占轨道（LUMO）分子轨道分析，以及态密度（DOS）、单光子吸收光谱（OPA）、静态及280 nm的共振拉曼光谱等线性光谱进行表征，揭示了MPP的电子激发特性与分子振动对线性光谱的调控规律；基于电荷差分密度图（CDD）和跃迁密度矩阵（TDM）的可视化方法研究了MPP的电子激发特性，明确了电荷转移和局域激发现象对光学响应的影响；通过计算分子（超）极化率表征MPP的非线性光谱核心物理特征，研究了其非线性光学响应规律。结果表明，MPP 线性光谱在280 nm 处存在强吸收峰，且分子振动模式对拉曼光谱特征具有显著的调控作用；在非线性光学方面则具有显著的非线性各向异性特征，并且（超）极化率随波长的增加而减小。

医学图像分割是计算机视觉领域的关键技术，尤其是在处理计算机断层扫描（CT）和心脏磁共振成像（MRI）多模态医学影像时能提供关键诊断信息，但现有技术在模态协同建模、结构边界精准表达以及多尺度语义信息的有效整合上仍存在明显不足。为应对这些挑战，提出了改进传统MicFormer架构的MicFormer?HMD。设计了混合门控模块，通过参数化卷积与门控函数实现跨模态交互前的动态特征选择，具备自适应抑制噪声的优势并能增强判别性特征表达；设计了多分支特征融合模块，采用多分支的空洞卷积结构和双重注意力校准机制，提升了模型对多尺度上下文信息的捕捉和融合能力；采用了动态蛇形卷积，其可变形卷积核能自适应贴合心脏解剖结构的复杂形态，增强了几何感知能力。该MicFormer?HMD架构在心脏图像分割任务中展现出显著优势，特别是在保持薄壁组织连续性和复杂血管连通性方面表现突出。

以实现隔声、减震在工程中的应用为目标，结合简单、美观的结构要求，设计了一款基于螺旋散射体分支振子的新型四振子手性声子晶体，通过打破传统声子晶体的对称性实现了手性特性。通过有限元仿真，对原胞进行了带隙分析；采用有限周期的排列，对无限周期的带隙范围进行了验证；改变散射体的材料参数与振子数量，研究了其对带隙范围的影响。结果表明，该手性声子晶体结构在1 000 Hz以下具有高达642.12 Hz的综合带隙宽度，表现出了出色的低频隔声性能。

针对传统神经网络在变压器故障诊断中存在可解释性不足、时序特征提取能力弱等问题，提出了一种融合长短期记忆网络（LSTM）与柯尔莫戈洛夫-阿诺德网络（Kolmogorov?Arnold Network，KAN）的新型诊断模型——LKAN。该模型首先利用LSTM对变压器运行时序数据进行建模，并从隐藏状态中提取关键时序特征；随后将特征输入KAN层，通过B?spline基函数实现非线性映射与函数分解，提升模型的表达能力与可解释性。在真实电力变压器数据集上的实验结果表明，LKAN模型的故障诊断准确率达到98.80%，优于LSTM、卷积神经网络（CNN）、门控循环单元（GRU）及单一KAN模型，同时展现出较强的泛化能力与稳定性。LKAN模型有效融合了LSTM的时序建模能力与KAN的可解释性优势，为变压器智能故障诊断提供了一种高精度、可解释性强的技术路径，具有良好的工程推广价值。

为了减少计算资源消耗并缩短计算时间，获得压缩机转子叶片在周期性非定常气动干涉作用下的叶片表面动应力，创新性地采用剖面边界条件，结合参数设计语言的方法，基于叶片气动载荷的完整映射分布进行了谐响应快速分析，并研究了不同压比、转速下的转子叶片表面动应力。结果表明，通过谐响应快速分析法能准确获取转子叶片表面动应力，叶片表面动应力波动峰值的主导频率为动静干涉频率的倍频，其中以1、2、3倍频为主要频率；随着压比的增加，叶片表面动应力逐渐减小，但主导频率基本不变；随着转速的升高，叶片表面动应力逐渐增大，其主导频率也相应提高。研究结果可为轴流式压缩机在受到周期性动静干涉作用下的转子叶片表面动应力分析提供支持与参考。

采用甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）对聚己二酸⁃对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）进行接枝改性制备PBAT⁃GMA，将其与PBAT和聚乳酸（PLA）共混挤出并吹塑成膜；系统研究了PBAT⁃GMA质量分数对PBAT/PBAT⁃GMA/PLA薄膜的力学性能、微观形态、阻隔性能及降解性能的影响。结果表明，随着PBAT⁃GMA质量分数的增加，PBAT/PBAT⁃GMA/PLA薄膜的力学性能得到明显的提升；当PBAT⁃GMA质量分数为15%时，与未添加PBAT⁃GMA的共混物相比，PBAT/PBAT⁃GMA/PLA薄膜的拉伸强度由15.28 MPa（纵向）和12.51 MPa（横向）分别提高至25.61 MPa（纵向）和19.59 MPa（横向），断裂伸长率由109.23%（纵向）和141.32%（横向）提高至217.63%（纵向）和311.22%（横向），表明PBAT⁃GMA的加入有效改善了PBAT与PLA的相容性，提高了薄膜的力学性能；随着PBAT⁃GMA质量分数的增加，PBAT/PBAT⁃GMA/PLA薄膜的阻隔性能也得到了明显提升，而其降解速率随着PBAT⁃GMA质量分数的增加略有降低，说明材料的耐久性有所改善。

为了探讨油包水（W/O）型乳状液的微观特性及其对稳定性及积液形成规律的影响，采用搅拌乳化实验和显微观察实验，系统研究了含水率、剪切速率及CO₂过饱和处理等因素对乳状液粒径分布和稳定性的影响，并基于实验数据建立了符合MH油样的积液形成速率模型。结果表明，剪切速率显著影响乳状液的粒径分布及稳定性：中等剪切速率(6 000~9 600 s^-1)可有效增强乳状液的稳定性，并实现液滴的均匀分布；当含水率低于30%时，随着含水率的增加，液滴粒径减小，但过高的含水率可能导致分层速率下降；经CO₂饱和处理后，油水界面张力降低，乳状液的稳定性增强，但过量CO₂溢散会破坏油水界面平衡，加剧液滴聚并；合理控制剪切速率、含水率及CO₂浓度，可有效提高管道输送性能，减少底部积液，提升油田集输系统的运行稳定性。该研究成果为含CO₂驱替工艺下的集输管道积液控制提供了理论依据，对油田生产管理具有重要的工程应用价值。

氢渗透是诱发管线钢发生氢脆的关键因素，而引入合金元素则是提升管线钢力学性能和抗氢脆性能的有效手段。基于纯净体系中氢渗透行为的微观机理，系统总结了合金元素对管线钢氢渗透各关键环节的微观调控机理，包括氢分子的吸附与解离、氢原子在表面的吸附与渗透、体相内的溶解与迁移，以及缺陷处的偏聚行为。结果表明，单一合金元素掺杂可通过引发局部晶格畸变、重构电荷分布、改变成键特征、调控扩散势垒等微观机理，有效抑制氢渗透行为；多元素协同掺杂及多主元合金体系表现出更为复杂的调控机理，利用不同元素的协同效应可进一步增强对氢渗透行为的抑制作用。后续研究可围绕多元素协同掺杂的作用机理解析、高熵合金的成分优化设计、合金元素对复杂缺陷环境下氢捕获及氢偏析的调控机理，以及多尺度模拟方法开展进一步研究，以期为新型抗氢脆材料的合金化设计提供理论依据。

提出一种基于ADMM的多微网系统分布式协调优化方法，构建了综合考虑发电成本、储能运行及微网间交互的优化模型，并采用二阶锥松弛技术处理了潮流非线性约束。通过优化ADMM迭代流程和参数选择，该方法显著提高了计算效率，同时通过分布式架构保护了数据隐私。算例分析结果表明，该方法仅需5次迭代即可收敛，计算效率比集中式优化提高了76.7%，优化结果相差仅0.34%；与线性规划方法相比，ADMM提升了40.0%的电压控制效果，减少了15.5%的线路损耗。该方法具有良好的可扩展性，计算复杂度随微网数量呈线性增长，适用于多种网络拓扑结构，仅需共享边界交互信息，为多微网协调优化提供了有效的技术支撑。

采用离子交换法调控分子筛中的金属阳离子，可优化其对CO₂的吸附性能，为实现分子筛在工业领域高效捕集CO₂提供巨大的潜力。为研究金属阳离子交换时长与分子筛吸附CO₂性能的关联性，以交换时长为变量，制备了Ca?LTA?30等四种吸附剂样品，并通过织构特征分析和热稳定性测试、CO₂程序升温脱附（CO₂?TPD）及CO₂吸附性能表征，对比了其对不同CO₂/N₂混合气（体积比分别为20∶80、50∶50、80∶20）的理想吸附溶液理论（IAST）选择性。结果表明，选择合适的金属阳离子交换时长，可在增加LTA样品表面弱碱性位点数量的同时，将其对CO₂的吸附容量由5.02 mmol/g提高至6.05 mmol/g，对CO₂吸附选择性由59.7提高至118.5。此外，通过对比四种吸附模型对LTA及Ca?LTA系列样品的CO₂和N₂吸附等温线的拟合效果发现，Langmuir?Freundlich吸附模型的拟合曲线与实验数据一致性最佳，能更精准地描述Ca?LTA系列样品对CO₂的吸附行为。

针对超临界工况下氢气在U形微小通道内的非均匀换热问题，采用数值模拟的方法，分析热流密度和压力对传热特性的影响，揭示了非均匀热流通道的换热异常机理，并拟合了换热预测关联式。结果表明，受流体热物性参数的影响，压力和热流密度对加热通道和冷却通道的强化换热作用呈现相反规律；在非均匀冷却通道中，离心力与浮升力产生协同效应，显著促进换热过程；在仅受离心力作用的加热通道内，非均匀加热对换热起抑制作用。研究结果为涉氢领域超临界流体传热系统的设计优化与理论研究提供了重要的参考依据。

管式加热炉是炼油化工装置的关键供热单元和能耗大户。改善燃料的燃烧效果，提高加热炉的热效率，对炼油化工装置的节能减排具有一定的现实意义。以航空煤油加氢精制装置的管式加热炉为研究对象，采用计算流体动力学（CFD）模拟方法，基于标准k?ε湍流模型、组分输运燃烧模型以及P?1辐射模型，通过改变助燃空气中氧体积分数，分析了氧体积分数对现有加热炉的辐射室温度、炉管表面平均温度以及燃烧器炉嘴温度分布的影响。结果表明，当氧体积分数在18.55%～26.00%的范围内变化时，氧体积分数对炉内温度场和燃烧效率有显著影响，现有的加热炉辐射室、炉管和火嘴能完全满足富氧燃烧的需要。

氯丁橡胶(CR)主链结构中因含氯原子，增强了分子链间的相互作用，限制了分子链的运动，故该类橡胶具有较强的极性。在低温条件下，分子运动速率减慢，CR分子链有序排列并发生结晶，进而使其硬度增大和弹性降低。为提升CR的耐低温性能，通过引入绿色低温增塑剂柠檬酸三丁酯(TBC)对其进行改性，并考察了TBC质量分数对CR复合材料的硫化特性、门尼黏度、机械性能、玻璃化转变温度(T_g)以及脆性温度(T_b)等的影响。结果表明，随着TBC质量分数的增加，CR胶料的门尼黏度显著下降，焦烧时间延长，硫化胶的加工性能与耐低温性能得到显著改善；当TBC质量分数为5%时，CR的拉伸强度达到最大值12.16 MPa，回弹性达到最大值50.65%，永久压缩变形率降至最小值9.64%，断裂伸长率增加至497.59%，T_g降低至-34.5 ℃。由此可见，改性后CR的耐低温性能与机械性能得到同步显著改善，拓展了其在低温工况下的应用可行性。

水平井分段压裂技术是实现低孔低渗致密砂岩气藏有效开发的关键，其中压裂施工参数的合理优化是基础。目前，普遍采用“一井一策”的压裂设计思路，实践表明该思路下施工参数与压裂效果的相关性不高，参数对改造效果的影响规律不清楚，无法适应强非均质性致密砂岩气藏多类型储层共存的局面。基于此，以金秋气田JH区块为研究背景，提出了考虑储层品质和砂体分布特点的“一段一策，分段优化”新思路；采用地质工程一体化思路，建立了“储层类型优化-改造段分类-目的井参数优化”的致密砂岩气藏水平井压裂施工参数优化高效设计方法，构建了一套可快速复用、针对分储层类型的致密砂岩气藏压裂标准化设计流程。结果表明，相比传统方法，该优化方法可使单井压裂设计周期缩短50%~60%，单井压裂成本降低10.6%，压后单井稳产时间延长58.3%，最终可采储量（EUR）提高15.6%。该优化方法可有效提升强非均质性致密砂岩气藏压裂施工参数优化的科学性和高效性，对以JH区块为代表的同类致密砂岩气藏压裂改造及开发效益提升具有一定的指导作用和工程借鉴价值。

为解决(B₄C+C_f)/Al复合材料制备过程中增强相和铝基体之间润湿性较差、易生成Al₄C₃脆性相的问题，以高熔点且与铝不互熔的Ti颗粒为诱发浸渗剂，在碳纤维表面通过化学镀涂覆Cu镀层，并采用金属诱发原位反应浸渗技术，实现了该复合材料的高效率、低成本的近终成形制备。分别在850、900、950 ℃的制备温度下保温90 min，成功制备(B₄C+C_f)/Al复合材料，并利用SEM、XRD及万能试验机，对复合材料的微观组织、生成物相、压缩性能和抗弯性能进行了表征。结果表明，铝熔体可成功浸渗陶瓷预制块，制得轻质铝基复合材料，其密度为2.80~2.85 g/cm³；XRD检测出Al、B₄C、AlB₂、Al₃BC、TiB₂、TiC相，未出现Al₄C₃脆性相；随着制备温度从850 ℃升高至950 ℃，复合材料的抗压强度从290 MPa降至172 MPa，抗弯强度从233.69 MPa提升至375.44 MPa；制备温度越高，所制备复合材料的撕裂棱越多，裂纹萌生位置由增强相与基体的界面逐渐转向基体或增强相内部。

为提高锌涂层的力学性能和耐腐蚀性，采用直流电沉积法制备了锌?氧化石墨烯（Zn-GO）复合涂层；通过扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射（XRD）、单向拉伸实验（SSRT）及电化学测试等手段，系统地研究了Zn?GO复合涂层的微观结构、力学性能以及耐腐蚀性能，并与传统纯锌涂层进行了对比分析。结果表明，氧化石墨烯的添加显著优化了涂层的晶体结构，镀层的抗拉强度提高了约6.3%，屈服强度提高了约3.2%；Zn-GO复合涂层的腐蚀电流密度较纯锌涂层降低了80%，表现出优异的耐腐蚀性；Zn-GO复合涂层具有较长的耐腐蚀寿命；Zn-GO复合涂层在海洋防腐方面具有较高的应用潜力。

我国稠油资源储量丰富，但其开采难度大，实际采收率较低，因此提高开采效率对保障石油产量具有重要意义。目前，国内外广泛采用热力采油方式，其中蒸汽干度对稠油热采效果影响显著，然而无法直接实时测量。国内现有方法为人工化学滴定法，存在明显的滞后性，难以满足实时在线监测需求。为此，提出了一种基于矩阵电导法的湿饱和蒸汽干度测量新方法。在压力为17 MPa、温度为310 ℃的工况下，针对内径为64 mm、外径为89 mm的注汽管道，设计了一次测量元件，并完成了材料选择、系统的密封及固定，实现了数据的稳定采集与精准测量；在此基础上，建立矩阵电导法的算法模型，分析了影响干度的参数，并分别采用权重离散法和离散法进行了结果对比与误差分析。结果表明，离散法的最大相对误差达11.5%，而权重离散法的最大相对误差仅为3.9%，权重离散法的测量精度高于离散法。

以Ce(NO3)3·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O和SnCl4·5H2O为原料、NaOH为沉淀剂，分别采用共沉淀法、沉淀⁃浸渍法和共沉淀⁃水热法制备了CuSnCe⁃C、CuSnCe⁃PI和CuSnCe⁃CH催化剂；运用XRD、BET、H2⁃TPR和XPS等表征技术对催化剂进行表征，并在富氢气氛下进行了CO优先氧化性能评价。结果表明，制备方法对催化剂的物理性质、化学性质及催化性能均有显著影响，其中采用沉淀⁃水热法制备的CuSnCe⁃CH催化剂表现出最佳的催化性能；在常压、反应温度为140 ℃、氧过量系数为2.6和质量空速为20 244 mL/（g·h）的条件下，该催化剂的CO转化率最高（94.9%），CO氧化选择性为43.2%；CuSnCe⁃CH催化剂具有平均晶粒粒径小、比表面积较大、高分散的CuO较多、还原温度较低及氧空位数量较多的特点，展现出最佳的CO优先氧化性能。

以电石渣为原料、异辛酸钠为钙提取剂，采用气-液碳化法制备纳米碳酸钙，并对其进行了X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）表征分析。结果表明，在皂化率为80%、皂化反应温度为80 ℃、皂化反应时间为40 min、复分解反应温度为80 ℃、复分解反应时间为60 min、氯化钙浓度为0.5 mol/L、油相与水相的体积比为2.0∶1.0的条件下，电石渣中钙提取率可达96.40%；在反应温度为6 ℃、搅拌速率为400 r/min、液体滴加速率为35 mL/min、CO₂流速为100 mL/min的条件下，碳化效率效果最佳；所得纳米碳酸钙为方解石型，粒径为78.8 nm，钙质量分数为94.10%，粒度均匀。本研究以电石渣为原料，通过优化工艺制备纳米碳酸钙，实现了电石渣固废的高价值资源化利用及CO₂减排，为纳米碳酸钙的制备提供了新思路。

电磁波吸收材料可通过将电磁能转化为热能实现能量的耗散，因此广泛应用于通信和军事等领域。由于化学合成复合材料存在环境污染和成本高等问题，生物质碳材料的研究成为热点。碳具有天然吸附功能，因此以生物质椰子壳为原料，通过原位生长⁃高温还原法，掺杂不同质量分数的氧化镍，成功合成了碳/镍复合吸波材料（CE/Ni⁃x，其中x表示浸泡时间为x h）；采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、矢量网络分析仪，对复合吸波材料进行了表征及测试。结果表明，CE/Ni⁃7在双频带（高频/低频）均表现出吸收特性，最小反射损耗（RLmin）可达－30.05 dB；通过调控浸渍时间，可在2.7～18.0 GHz频段实现有效吸收（反射损耗低于－10 dB）。本研究可为双频段（低频/高频）电磁波吸收材料的低成本可控合成提供参考。

在全球能源转型与“双碳”目标驱动下，含碳能源清洁高效利用已成为能源领域的研究核心，其中碳捕集成本低、能源转化效率高、污染物排放少的化学链气化技术，为含碳能源向高值合成气转化提供了重要路径。本文聚焦化学链气化工艺在含碳能源制合成气领域的应用，综述了其相关研究进展并与常规气化工艺进行对比，同时总结了化学链气化与载氧体反应机理。结果表明，与常规气化工艺相比，化学链气化制合成气工艺具有独特优势，煤化学链气化碳转化率高达83.79%，石油焦化学链气化产物中的H₂与CO体积比约为常规气化工艺的5倍，且可实现CO₂的捕集；生物质化学链气化可在较低温度下进行，无需气体分离即可制备高纯度H₂。

以省级行政单元为基础，综合区域消费强度、储备容量、管网连通性等关键参数，构建了覆盖“储备⁃管网⁃炼化”全链条的区域原油供应模型。在进口渠道完全中断的背景下，依据国内原油储备，对“抗扰⁃暴露⁃恢复⁃崩溃”全过程的供需满足率进行了模拟；基于模拟结果，绘制“供需满足率⁃时间”性能曲线，并从中提取了暴露期长度、恢复速度、最低性能水平等韧性指标；通过性能曲线对比分析，解析了全国各省原油供应系统韧性的区域差异特征。结果表明，全国各省原油供应系统韧性差异显著，主要呈现稳定运行型、脉冲恢复型、暴露恢复型、前期稳定⁃后期崩溃型、短期恢复⁃后期崩溃型等5种响应模式；系统韧性主要受原油消费总量与储备能力的协同影响，管网在原油再分配中发挥关键调节作用。区域原油供应模型能够有效反映系统在进口中断下的动态演化特征，突破传统静态指标体系的局限性，揭示我国原油供应系统的显著区域差异，为构建差异化应急响应机制、优化储备布局与管网结构提供指导性建议，对提升原油安全保障能力具有重要意义。

针对混凝土机器人在复杂施工环境下路径规划存在收敛速度慢、易陷入局部最优和路径冗余的问题，提出了一种基于改进蚁群算法的混凝土机器人路径规划优化方法。首先，构建新的信息素更新规则，并引入事后经验回放算法设置伪目标点，用于解决传统蚁群算法收敛速度慢和易陷入局部最优的问题；其次，引入了新的障碍物启发因子，以提高传统蚁群算法的避障能力；最后，针对传统蚁群算法路径冗余的问题，引入曲线平滑函数去除冗余节点以提高路径质量。仿真实验结果表明，改进的蚁群算法在最短路径长度、拐点数量和最佳迭代次数方面具有较好的有效性和稳定性。

为提高含蜡原油的流动性能，以石蜡为唯一碳源筛选7株石蜡降解菌，测定其除蜡性能、乳化性能、疏水性能，从中筛选了高效降解菌；通过生长曲线筛选具有最佳生长特性的菌株，优化组合构建菌群，并利用单因素实验和多因素响应面分析法优化了培养条件。正交实验结果表明，按菌株H1、H3、H4的接种量（体积分数）分别为1.0%、2.0%、0.5%构建复配菌群时，复配菌群除蜡率为58.7%；优化的培养温度为41.8 ℃，接种量为3.0%，摇床转速为181 r/min；各因素的影响权重从大到小的顺序为培养温度＞接种量＞摇床转速；优化后，菌群除蜡率高达62.1%。用菌群处理含蜡原油，降黏率高达51.5%，可有效提高含蜡原油的流动性，进而提高管道的输送效率。

通过分子动力学模拟，在1 000 K的高温下系统研究了铜原子分数对FeNiCrCoCuₓ高熵合金的力学性能与微观变形机制的影响。结果表明，随着铜原子分数的升高，FeNiCrCoCuₓ高熵合金的屈服应力由5.61 GPa降至4.99 GPa，杨氏模量由70.85 GPa降至53.86 GPa，但面心立方结构（FCC结构）转化为密排六方结构（HCP结构）的比例下降，动态再结晶（DRX）频率显著增加；FeNiCrCoCuₓ高熵合金的位错密度降低，晶格畸变松弛，应力分布趋于均匀。进一步分析证实，铜的引入降低了堆垛层错能，加速了DRX的形成，从而在不牺牲高温稳定性的前提下显著提升了材料的延展性。研究结果为设计兼具高强韧与耐热性的新型高熵合金提供了原子尺度的理论依据。

UNet凭借其编码器⁃解码器结构及跳跃连接机制，被广泛应用于图像分割任务。然而，传统的下采样操作（如最大池化或平均池化）在特征压缩过程中易导致空间细节信息丢失，而上采样阶段的简单重建方式亦难以充分建模全局上下文语义，限制了网络的表达能力和分割精度。为此，提出了一种改进的UNet架构，分别在下采样与上采样阶段引入交互式池化模块（IPM）和全局⁃局部特征交互模块（GLFIM），以增强特征建模能力。结果表明，在编码器部分，IPM同时融合最大池化与平均池化分支，通过通道交互与特征融合，有效提升了特征表示能力并保留了更多结构与统计信息；在解码器部分，提出的局部特征模块通过残差卷积提取细节信息，而全局模块则结合基于自适应池化的注意力机制与多层感知机（MLP）网络，以建模长距离依赖与全局语义上下文；在多个图像分割基准数据集上，本文所提模型在保留关键细节、增强全局语义理解方面具有显著优势，相较于标准UNet模型取得了更优的分割性能；在WHU数据集上，交并比和F1分数分别达到了90.73%和95.14%。

无人机航拍图像中小目标存在像素占比低、易受复杂背景干扰且尺度变化大等问题，导致现有检测易出现漏检与精度不足的情况。为此，在YOLOv11算法的基础上提出了面向无人机航拍场景的YOLO11⁃RHO改进算法。首先，在骨干网络中引入带有频率先验初始化的重参数化卷积（Online Convolutional Re⁃parameterization，OREPA），利用空间频率选择性增强模型对高频边缘和纹理信息的表征能力；其次，采用RepNCSPELAN4_high模块优化梯度传递路径，构建梯度直达通路以减轻小目标特征在深层网络中的衰减；再次，在特征融合网络中集成HFFB分层特征融合块，结合空间与通道解耦的自适应注意力机制，强化小目标表征，实现多尺度信息对齐；最后，面向轻量与实时部署进行整体设计。在VisDrone2019数据集上的对比实验与消融实验结果表明，改进模型性能优异，mAP@0.5=0.401，mAP@0.50∶0.95=0.245；同时，保持了轻量化架构（参数量为6.22 M，计算量为15.1 GFLOPs），有效兼顾了高检测精度与边缘端实时运行的需求，满足了端侧实际部署的要求。

应用慢应变速率拉伸实验、原位电化学测试、扫描电镜观察、XRD测试等实验方法，探究了南海海洋干湿交替环境下弹性应变和塑性应变对X90管线钢腐蚀行为的影响及其机理。结果表明，在弹性应变区，随着应变的增大，X90管线钢的腐蚀敏感性增大，但影响并不显著；在塑性应变区，随着应变的增大，X90管线钢腐蚀敏感性显著增大；当塑性应变达到5.5%时，X90管线钢表面的腐蚀情况最为严重；应变对X90管线钢腐蚀行为的影响归因于X90管线钢受到外加应力后产生的机械?电化学效应，在海洋干湿交替环境下X90管线钢的腐蚀表现为以阳极溶解为主，以析氢为辅。腐蚀产物分析结果表明，应变对腐蚀产物类型无明显影响。

为解决天然气掺氢管道输送过程中的浓度分层问题，提升短距离内的掺混效率，采用计算流体力学方法构建多组分湍流流动模型，对比研究了右旋叶片、交叉叶片及交叉孔隙叶片三种螺旋型静态混合结构的掺混特性、流场演化及压力损失，并以变异系数和掺混均匀度为量化指标进行了综合评价。结果表明，交叉孔隙叶片结构通过旋流+射流+二次流的协同作用，在2 m内能达到工业掺混要求（均匀度≥95%），5 m处的均匀度达到99.66%，浓度混合影响因子为9.14，压力损失为189.3 Pa；旋流+射流+二次流的协同作用是实现短距离高效掺混的核心机制，交叉孔隙叶片结构能够在保证低损输送的同时显著提升掺混效率。研究成果可为静态混合结构的选型提供参考。

揭示高强管线钢微细观尺度氢致裂纹扩展机理，对保障氢能运输安全具有重要的工程价值。针对铁素体-珠光体型管线钢中铁素体（α-Fe）与渗碳体（Fe₃C）共析形成的珠光体组织，建立具有Bagaryatskii晶相关系的铁素体-渗碳体界面模型，结合Voronoi多边形多晶模型与内聚力模型，系统分析了氢原子数分数、晶粒尺度、渗碳体终止面对管线钢临氢力学性能的影响。结果表明，在微观尺度下，随着氢原子数分数的增加，管线钢的临界界面张力明显降低，相较于无氢模型，氢原子数分数为2.5%和5.0%的模型的临界界面张力分别降低了约3.10%和7.50%，断裂能同样表现出下降趋势，渗碳体终止面按抗裂性能排序为C-Fe＞C-C＞Fe-Fe＞Fe-C；在细观尺度下，与无氢模型相比，当氢原子数分数增加到5.0%时，临界应力强度因子（K_IC）下降8.39%，裂纹长度增加12.06%，当平均晶粒面积从16 μm²细化至4 μm²时，K_IC上升31.38%，裂纹长度缩短17.30%，且终止面影响规律与微观结果一致。研究结果可为临氢环境下铁素体?珠光体型管线钢的本质安全评价及其适应性分析提供理论参考。

工业副产尾气中低浓度氢气的高效回收，对能源利用与低碳转型具有重要意义。采用填充ReNi_4.35Co_0.4Mn_0.05Al_0.2合金的流通式反应器，以体积分数25% H₂+体积分数75% N₂的混合气为模拟原料，系统探究了循环介质温度、进气流量及进气压力对氢气分离提纯效果的影响，且以累积流量达500 L时的氢气利用率为核心评价指标。结果表明，在相同的循环介质温度和进气压力下，氢气利用率随进气流量的增大呈递减趋势，且低进气流量至中进气流量区间的降幅更为显著；循环介质温度对氢气利用率的影响呈单峰分布，其中5 ℃工况时效果最优（兼顾热力学与动力学性能）；进气压力升高可提升氢气利用率，且在低进气流量工况下，进气压力对氢气利用率的增益效果更显著。最佳工艺条件：循环介质温度为5 ℃，进气压力为5 MPa，进气流量为5 L/min。在最佳工艺条件下，氢气利用率可达97.1%。研究内容可为金属氢化物法回收低浓度工业副产氢提供理论指导与参数依据。