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2018, 38 (05): 0-.
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本期推荐

电渣重熔宏微观多尺度数值研究进展
王晓花,康晓雪,马 骏
2018, 38 (05): 1-08. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.001
摘要 ( ) PDF ( 5864KB ) ( ) 　　
电渣重熔过程伴随着电磁、流动、传质和传热等一系列复杂的宏观传输现象，同时伴随金属熔体形核和生长等一系列微观现象，宏微观现象之间彼此相互影响、相互制约，决定着最终重熔铸锭质量。在过去几十年里，研究者已经建立了电磁场、流场、温度场和溶质场宏观传输数学模型，揭示了电渣重熔体系内电流强度、磁感强度、焦耳热、电磁力、温度和溶质元素分布，以及渣金两相流动。最近，研究者建立了电渣重熔铸锭凝固微观组织数学模型，揭示了电渣重熔过程铸锭凝固组织演变规律和金属熔池形貌，以及重熔工艺对铸锭凝固组织的影响规律。然而，要全面揭示电渣重熔过程复杂的宏微观传输现象，还需要在电渣重熔过程熔渣内带电离子迁徙行为、电化学反应、枝晶间溶质扩散与流动、铸锭凝固收缩等方面进一步深入研究。
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化学与化学工程

干凝胶法合成多级孔SAPO-11分子筛及其异构化性能
李浩，王海彦，孙娜，王钰佳
2018, 38 (05): 9-13. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.002
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分别以拟薄水铝石、硅溶胶和磷酸为铝源、硅源和磷源，二正丙胺和二异丙胺为模板剂，在单独或同步添加十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）与聚乙二醇（PEG）的条件下，利用干凝胶法制备了多级孔道SAPO-11分子筛。采用XRD、氮气物理吸脱附、SEM、NH₃-TPD和Py-IR等手段对合成的SAPO-11分子筛进行表征，并于固定床上考察制备的Pt/SAPO-11分子筛在正十二烷异构化反应中的催化性能。结果表明，在干凝胶合成SAPO-11的体系中添加CTAB与PEG，促使分子筛中生成介孔结构，并使其形貌及酸强度发生变化，合成的多级孔SAPO-11催化剂对正十二烷加氢异构选择性和收率显著优于微孔SAPO-11分子筛，其中Hier-Sapo-11-cp分子筛在340 ℃时的异构烷烃选择性与收率分别达到71.2%和62.1%。
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可见光条件下光敏剂引发的Aza-Henry反应
李世杰，闫飞，王景芸，周明东
2018, 38 (05): 14-18. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.003
摘要 ( ) PDF ( 3250KB ) ( ) 　　
合成了3-甲氧基噻吨酮，并通过核磁共振、红外光谱、高分辨质谱对其结构进行表征。3-甲氧基噻吨酮紫外-可见光谱表明，其在可见光范围内的紫色光(380 nm)附近有吸收，是一种可见光光敏剂。将该光敏剂应用于2-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉和硝基甲烷的Aza-Henry反应中，在紫色LED光照射的条件下，摩尔分数为5%的光敏剂使反应在6 h内产物的分离产率为84%。根据实验结果，提出了光催化的Aza-Henry反应机理，光敏剂在光照条件下进行能量转移产生单线态氧，单线态氧促进Aza-Henry反应的进行。
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油田结垢预测及防垢技术的研究进展
赵梓涵
2018, 38 (05): 19-23. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.004
摘要 ( ) PDF ( 1593KB ) ( ) 　　
近年来，在国家安全环保标准的要求下，油田污水问题通常以处理后回用锅炉方式解决。一方面解决了油田污水排放问题，另一方面节约了水资源。然而，污水回用锅炉过程由于各种原因造成污水处理系统及管线、锅炉、油泵等设施结垢严重。针对油田结垢问题，在了解结垢形成原因的基础上，首先介绍了结垢预测模型的发展状况，包括结合网络神经原理、层次分析、模糊分析等数值分析方法，利用MATLAB等工具拟合出的预测模型，在实际应用中，这些预测模型均达到了较高精度；其次介绍了油田结垢防治与控制方法的最新研究成果，包括加防垢剂以及防垢剂发展状况和对注入水本身进行改性解决其与地层水不配伍的问题，从而达到对油田结垢防治与控制的目的。
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复配菌对含蜡原油微观结构影响分析
王卫强，丁影影，孙翊赫，姜卫山，王国付
2018, 38 (05): 24-29. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.005
摘要 ( ) PDF ( 3458KB ) ( ) 　　
含蜡原油中的蜡是原油流动性差的主要原因之一，为解决含蜡原油的流动性给原油开采和集输带来的巨大困难，需对原油进行降蜡处理。微生物降蜡利用微生物的代谢作用直接降解原油中的蜡组分，将长链烃类降解为中短链烃类，从而降低原油中的蜡含量。通过检测复配菌处理前后原油中的蜡含量及蜡晶形态，研究复配菌对原油中蜡组分的降解及原油中蜡晶形态、大小的影响，从宏观上分析复配菌的降蜡特性；通过检测降蜡处理后油样的粒径分布，从微观角度对复配菌的降蜡效果进行了验证。
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材料科学与新能源

Pt负载Li₂Co₂O₄的合成及其析氧性能研究
关扬，闫飞，黄亮亮，林逍，王建强
2018, 38 (05): 30-34. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.006
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氢气作为清洁燃料在未来的能源版图中将发挥重要作用。电解水制氢反应只生成氢气和氧气，具有成本低、效率高、环境友好、安全性好等优点，而析氧反应是电解水制氢中的一个关键控速反应步骤。介绍了一种简单的Pt负载Li₂Co₂O₄合成方法，并对其析氧性能进行了表征。调控不同的Pt负载量（质量分数），比较对电催化性能的影响，最后得到Pt负载量5%为最优负载量。通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）对材料的结构进行表征，结果表明，得到了一种在保持催化剂的活性与耐久性的同时能够减少Pt消耗的高效催化剂。
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稀土改性负载型催化剂研究进展
杜墨池，贺新，向刚伟，赵德智，王德慧
2018, 38 (05): 35-42. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.007
摘要 ( ) PDF ( 3312KB ) ( ) 　　
稀土元素具有丰富的外层价电子结构，赋予其诸多特性，已在许多重要的领域得到广泛应用。随着稀土分离工艺的日渐成熟，稀土价格持续走低，为稀土元素在负载型固相催化剂领域的大规模应用提供了保证。主要针对经过稀土改性的非均相负载型催化剂在石油加工、化学化工以及光化学等催化领域中的国内外应用和发展现状进行评述，详细介绍了稀土元素在非均相负载型催化剂领域的改性过程及其应用性质，并就稀土改性催化剂研究中存在的问题、相应的解决方法以及发展趋势进行了思考和展望。
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石油与天然气工程

甘谷驿油田唐80井区致密油储层敏感性实验分析
张新春，杨理龙，杨海龙, 曾凡华
2018, 38 (05): 43-49. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.008
摘要 ( ) PDF ( 3559KB ) ( ) 　　
在油气田勘探开发过程中，外来流体侵入油层而造成油气层伤害无法避免。为了了解甘谷驿油田唐80井区特低渗透油层生产期间可能产生油气层危害的潜在因素，依据长6 油层的储层特征，对唐80井区延长组6储层进行了储层敏感性实验分析。结果表明，该地区的油藏具有一定的酸敏性。这主要因为长6油层中含有较多的酸敏性矿物绿泥石，遇酸能够生成有害的Fe ³⁺ 、Fe ²⁺等物质，在一定的条件下将产生沉淀而堵塞孔隙喉道，降低油层的渗透率。另外，唐80井区延长组6储层还含有弱速敏、弱水敏、弱碱敏和较弱的盐敏性特征。同时，该研究区在开发过程中应结合油田储层的敏感性，采取一定的保护措施减缓酸敏性等现象的发生：严格控制外来流体的流速和矿化度；实施压裂过程应尽量避免酸化处理，或者制定合理的酸化工艺且限制酸化规模。
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T型管处成品油混油下载过程数值研究
王志强，王岳
2018, 38 (05): 50-53. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.009
摘要 ( ) PDF ( 3555KB ) ( ) 　　
为研究顺序输送成品油管道混油在T型管处的分输问题，应用多相流模型，将90^#汽油与0^#柴油作为交替输送对象，建立了顺序输送混油控制方程。对汽柴油在不同输送顺序下形成的混油通过支管下载的过程进行数值计算，得到了混油量分布情况，分析了输送顺序不同时分输部分干线中混油对混油段的影响。结果表明，对干线管道中的混油通过沿线所设站场进行适量下载等混油处理，可显著缩短混油管段长度，减小管道末站对混油段下载的压力。
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弯管处液液两相流空化腐蚀研究
姚景，孙海军
2018, 38 (05): 54-60. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.010
摘要 ( ) PDF ( 3561KB ) ( ) 　　
在集输管线中，油水两相流经弯管时其速度和压力会发生变化，使弯管处的腐蚀程度增加，导致弯管因腐蚀而引起的事故频发。以水为离散相，通过RNG k-ε湍流模型和DPM模型相结合的方法，对管道中的流动状态进行数值模拟研究，得出了管道腐蚀随影响因数的变化规律，并采用Origin软件对模拟数据进行处理，运用正交试验法对数据进行了分析。结果表明，不同的管道参数对空化腐蚀速率的影响是不同的，其中管径的影响最大，水滴颗粒的质量流量、流体的入口速度、管道的弯曲角度次之，弯径比对空化腐蚀速率的影响最小。研究结果可对集输管道的设计和运行管理提供技术支持。
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机械工程

DEMATEL算法在复杂安全系统关键因素识别中的应用
张园园，陈祥彬，王萌，张巨伟，赵斌
2018, 38 (05): 61-66. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.011
摘要 ( ) PDF ( 1295KB ) ( ) 　　
DEMATEL算法是一种分析复杂系统影响因素相互关系的算法，对识别复杂安全系统关键因素具有重要的应用价值。首先，在简述DEMATEL算法的基础上，依据认知心理学的知识和某加油站安全管理现状，把复杂的加油站安全系统划分为4个子系统，并进一步细化为31个具体因素；然后，依据DEMATEL算法编制MATLAB程序，划分出原因因素、结果因素，并计算各因素的影响度、原因度、中心度；最后，通过绘制的原因结果图找出关键因素的位置。结果表明，信息通道中断、认知缺乏、信息不确定性、事故应急预案及响应缺陷是影响加油站安全的关键因素，加油站安全管理的长久之计是控制好这4个因素。
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低合金高强钢换热管开裂原因分析
钱瀚，高磊，张莹莹
2018, 38 (05): 67-71. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.012
摘要 ( ) PDF ( 4212KB ) ( ) 　　
某公司生产的一种换热器，其管程介质为调温水，壳程介质为低压蒸汽。换热设备在运行不到半年突然发生泄漏事故，导致设备停车。维修检查时发现多处换热管的管头处存在裂纹，且裂纹为环向裂纹，有的管头甚至出现断裂现象。为此，对换热管的化学成分、硬度、力学性能、金相组织进行了检测和分析，用SEM扫描电镜对裂纹的微观形貌进行观察和分析，同时用EDS能谱仪对换热管断口处的产物进行分析。结果表明，夹杂物是引起换热管开裂的部分原因，换热管中的腐蚀介质是导致换热管失效的重要原因，换热管中内应力过大是引起换热管失效的根本原因。
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折流板结构对换热器壳程流动和传热性能的影响
卜英南，陈祥彬，张莹莹，高磊
2018, 38 (05): 72-76. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.013
摘要 ( ) PDF ( 7097KB ) ( ) 　　
以弓形折流板为基础，设定相同的工况条件，用FLUENT软件对曲面、球面和弓形三种折流板型的换热器壳程流体的流动和传热性能进行模拟，并对三种板型的管壳式换热器壳程压降及换热系数进行比较分析。通过对比三种板型换热器的传热性能及压力、温度和流速云图，分析了产生传热性能差异的原因。研究结果可为管壳式换热器折流板设计及强化传热性能提供参考，具有一定的工程实际意义。
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信息与控制工程

多相机条件下的行人再识别方法研究
郭英强，曹江涛
2018, 38 (05): 77-81. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.014
摘要 ( ) PDF ( 2204KB ) ( ) 　　
由于最近几年卷积神经网络的快速发展，行人再识别也成为继人脸识别后又一个非常值得研究的计算机视觉领域。行人再识别涉及到验证两个人的相似性或是否为同一个人，度量两个特征的相似性。由多个相机拍摄条件下形成的行人图片，其外部条件如光线、拍摄角度、距离等因素会增加验证两个特征相似性的难度。提出了一种基于多相机拍摄结合联合贝叶斯矩阵的行人再识别方法，有效解决了不同相机拍摄条件变化带来的问题。由于联合贝叶斯良好的特征度量能力，在不同的相机拍摄条件下学习一组联合贝叶斯矩阵，并且与全局的联合贝叶斯矩阵进行结合，得到了很高的识别率。在Market-1501和DukeMTMC-reID数据集上，使用提出的方法进行了测试，其识别准确率达到了88.09%和80.07%，平均识别率达到了78.24%和70.91%，验证了所提出方法的有效性。
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基于Arnold和离散分数随机变换的彩色图像加密算法
杨翠玲，张威，葛琳琳，赵家慧
2018, 38 (05): 82-88. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.015
摘要 ( ) PDF ( 10300KB ) ( ) 　　
提出一种彩色图像加密方法，该方法在亮度色调饱和度彩色空间使用离散分数随机变换（DFRNT）和Arnold变换进行加密，彩色图像从标准红、绿、蓝空间转化为亮度色调饱和度空间。其中亮度分量通过一种将像素值和像素位置同时进行加密的DFRNT进行加密；色调和饱和度分量使用一种将像素置乱的加密方法Arnold变换进行加密。与传统的双随机相位编码相比，DFRNT加密方法可以节省密钥的存储空间，同时，与传统的双随机相位编码一样安全。将DFRNT的分数阶、随机矩阵和Arnold变换的迭代次数作为该算法的加密密钥，分别使用分数阶的变化、Arnold变换迭代次数的变化、已知的明文攻击、加噪声和加密图像遮挡等攻击手段，对该加密算法进行性能测试，测试结果表明该方案的可行性和有效性。
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管理与数理科学

新常态下环境污染与经济发展关系分析
张欢，李庆东
2018, 38 (05): 89-94. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.016
摘要 ( ) PDF ( 2412KB ) ( ) 　　
基于库兹涅茨曲线（EKC曲线）模型，构造带有三次项的环境收入对数模型，利用2000—2014年我国水污染、大气污染与固体废弃物污染在内的四类区域污染指标数据及辽宁省环境监测相关数据，对库兹涅茨曲线模型进行多次回归分析，得到拟合度最好的回归曲线，并验证2015年全国及辽宁省的各项数据，对比分析辽宁省与全国各项环境污染指标与经济增长（人均GDP）的关系曲线，分析并预测了环境污染情况。结果表明，无论是辽宁省还是全国，随着人均GDP的上升，人均废水排放量与烟粉尘排放量上升，人均化学需氧量排放量与二氧化硫排放量下降。
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基于DEA-Tobit分析的企业社会责任投入与企业绩效研究
白楠楠，方丹
2018, 38 (05): 95-100. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2018.05.017
摘要 ( ) PDF ( 1558KB ) ( ) 　　
从投入产出的角度出发，基于DEATobit方法对企业社会责任投入与企业绩效逐层回归改进，同时按照DEA截尾数据进行极大似然估计最优解的验证。对我国沪深两市制造业上市公司社会责任的绩效实证分析表明，企业社会责任优化结构投入总体上要比企业社会责任数量投入具有更明显的波动特征，同时企业慈善责任投入比企业伦理责任对企业绩效的提升具有更明显的波动。
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