郑州-新乡冬季PM2.5中元素浓度特征及其源分析

为了探究郑州-新乡地区PM_(2. 5)中各化学组成的污染特征和可能来源,用中流量大气采样器于2016年冬季分别在郑州、新乡市区进行连续1个月大气PM_(2. 5)膜采集,利用重量法、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和离子色谱法分别进行了PM_(2. 5)浓度、17种金属元素的含量和7种水溶性离子含量的测定,并采用富集因子法和主成分分析法分析元素污染特征及其来源.结果表明,新乡地区2016年冬季PM_(2. 5)的质量浓度日均值为223. 87μg·m~(-3),郑州2016年冬季PM_(2. 5)质量浓度日均值为226. 67μg·m~(-3),两地污染水平相对较高.两地PM_(2. 5)中主要常量元素均为Al、Ca和Fe,约占17种元素总量的50%,而主要重金属含量差异明显,新乡PM_(2. 5)中重金属的含量均高于郑州地区,其中Cd、Ag和Pb富集因子超过1 000,新乡Cd元素富集突出.两地水溶性盐离子均以SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+这3种离子为主,占水溶性离子总量超过94%,(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3是两地PM_(2. 5)中主要存在形式.源解析结果显示,新乡2016年冬季的主要来源是生物质燃烧及二次气溶胶混合源,贡献率为34. 94%.郑州2016年冬季PM_(2. 5)的主要来源是燃煤及交通混合源,贡献率为33. 99%.     

一种新型电磁抛投器仿真设计分析

抛投器广泛应用于多种救援场合,目前抛投器的动力主要有气动式和火药式两种。本文首先介绍了目前抛投器发展现状,根据现有抛投器的技术参数,提出了一种采用电磁力给抛投器提供动力的新方式。接着综合分析三种电磁发射方法,选取线圈型电磁发射方式,根据异步感应式直线电机基本原理和有限元电磁场数值计算理论,利用COMSOL Multiphysics软件建立电磁抛投器结构图和有限元仿真模型,对这种新型电磁抛投器不同抛体金属套材料和不同初、次级空气长度这两个重要结构参数进行仿真分析对比,给电磁抛投器选择了一组优化的结构参数。     

基于QMEC分析的青藏高原不同类型冰川前缘地土壤微生物功能潜力

微生物通过多种功能代谢过程主导着因气候变暖裸露的冰川前缘地土壤元素的地球化学循环.以青藏高原的海洋型冰川、亚大陆型冰川和极大陆型冰川的前缘地土壤为研究对象,分析不同类型冰川前缘地土壤的微生物功能特征.依次选择玉龙冰川、天山乌鲁木齐1号冰川和老虎沟12号冰川作为三类冰川的典型代表,采用高通量功能基因芯片(QMEC)检测土壤微生物的功能基因特征.结果表明,在三类冰川前缘地土壤中,半纤维素降解基因和还原型乙酰辅酶A途径相关的碳固定基因丰度最高,三者主要的氮功能基因和氨化作用有关,磷、硫功能基因则主要与有机磷矿化过程和硫氧化过程相关.其中,水热条件较好的海洋型冰川的微生物功能基因的种类与丰度最高,其次为环境较为干燥的极大陆型冰川.三类冰川前缘地土壤的微生物功能基因结构的显著差异,证实了地理环境差异对微生物功能特征的影响,也为不同类型冰川前缘地土壤微生物的功能及其介导的元素地球化学循环研究提供了基础.     

海原地震区不同地貌单元的黄土斜坡动力响应

近年来,许多学者利用现场地震监测或数值试验来研究斜坡的地震响应,然而不同斜坡往往存在不同类型的地貌单元,其动力响应机制往往也存在很大差异。本文依托海原大地震区域,基于室内试验、现场波速测试等方法,运用有限元数值模拟技术对海原大地震影响范围内不同地貌单元的斜坡的动力响应进行了研究。结果表明：黄土塬具有高程放大效应,在同一高程水平面上,且距坡面一定范围内时越趋近坡面斜坡动力放大系数（peak ground acceleration amplification coefficient,PGA放大系数）越大;对比不同类型的地貌单元,地层结构相同的斜坡其响应规律一致,但在古土壤层其PGA放大效应会减弱。模型分析较好地揭示了人工合成地震波作用下黄土高原斜坡的动力放大效应,可为不同地貌单元地震诱发的地质灾害的风险评价和防灾减灾提供有益的借鉴与参考。     

埋地PE燃气管道弯头挖掘破坏有限元分析

为分析挖掘载荷对PE燃气管道弯头的失效特征及影响因素，利用Abaqus建立了挖掘斗齿 管道弯头 土体多体动力学模型，将管道破坏过程分为接触、屈服、挖裂和挖穿4个阶段，分析了不同挖掘条件下，弯头破坏的力学响应。研究结果表明:管道被挖裂之前，外侧应力、应变大于内侧，此后弯头形变量明显增加，内测应力、应变大于外侧；挖掘速度越慢，管道椭圆度越大；斗齿沿轴向挖掘时，变形从齿 管接触面两端产生，沿径向挖掘时，危险点出现在齿 管接触中心位置，后者变形更大；同样径厚比的弯头，管径越小，挖穿时形变越大。     

力磁效应下螺栓拉伸过程中磁信号检测试验

为探究高压设备在承压过程中法兰连接处螺栓受应力情况，基于力磁耦合效应，结合对螺栓拉伸过程中应力分布的有限元仿真，对螺栓进行了轴向拉伸过程中的应力检测，探究了螺纹连接不同位置的磁信号在拉伸过程的变化。试验结果表明:螺母前几扣处应力较大，后几扣处几乎没有应力集中；对螺栓六角头进行磁信号检测，发现六角头处应力集中不明显；对比42CrMo及35CrMo材料试样在相同拉伸及卸载载荷情况下的磁信号，反映了不同材料应力增大均可促进其磁信号发生变化；通过检测螺母有无铁磁性时螺栓拉伸过程中的磁信号，发现螺母所受压应力对磁信号变化影响较大。结果对工程应用磁信号检测金属法兰密封性具有指导性作用。     

基于AHP-熵物元的地震安全社区应急管理评价

为提高建设地震安全社区减灾综合效益，解决我国地震频发造成的严重经济损失和人员伤亡，在发展尚未成熟的地震安全社区建设理念基础上探究其应急管理影响因素，从应急三阶段管理以及社会环境影响方面选取指标建立评价体系；引入AHP-熵权法和可拓物元数学理论，构建地震安全社区应急管理综合评价模型；应用该模型对大连地震安全社区进行实例验证，得出该社区应急管理等级以及应急全过程中不足之处，得到的评价结果与实际情况相符，表明多级可拓物元模型的定量计算结果准确可靠，对完善地震安全社区应急管理具有指导和实用价值。     

Analysis of rider and child pillion passenger kinematics along with injury mechanisms during motorcycle crash

Abstract

Objective: Traffic fatalities among motorcycle users are intolerably high in Thailand. They account for 73% of the total number of road fatalities. Children are also among these victims. To improve countermeasures and design of protection equipment, understanding the biomechanics of motorcycle users under impact conditions is necessary. The objective of this work is to analyze the overall kinematics and injuries sustained by riders and child pillion passengers in various accident configurations.

Methods: Motorcycle accident data were analyzed. Common accident scenarios and impact parameters were identified. Two numerical approaches were employed. The multibody model was validated with a motorcycle crash test and used to generate possible accident cases for various impact conditions specified to cover all common accident scenarios. Specific impact conditions were selected for detailed finite element analysis. The finite element simulations of motorcycle-to-car collisions were conducted to provide insight into kinematics and injury mechanisms.

Results: Global kinematics found when the motorcycle’s front wheel impacts a car (config-MC) highlighted the translation motion of both the rider and passenger toward the impact position. The rider’s trunk impacted the handlebar and the head either impacted the car or missed. The hood constituted the highest head impact occurrence for this configuration. The child mostly impacted the rider’s back. Different kinematics were found when car impacted the lateral side of the motorcycle (config-CM). Upper bodies of both rider and child were laterally projected toward the car front. The windshield constituted the highest proportion of head impacts. The hood and A-pillar recorded a moderate proportion. The rider in finite element simulations with config-MC experienced high rib stress, lung strain, and pressure beyond the injury limit. A high head injury criterion was observed when the head hit the car. However, the simulation with config-CM exhibited high lower extremities stress and lung pressure in both occupants. Hyperextension of the rider’s neck was observed. The cumulative strain damage measure of the child’s brain was higher than the threshold for diffuse axonal injury (DAI).

Conclusions: This study revealed 2 kinematics patterns and injury mechanisms. Simulations with config-MC manifested a high risk of head and thorax injury to the rider but a low risk of severe injury to the child. Thorax injury to the rider due to handlebar impact was only found in simulations with config-MC. However, a high risk of skull, lower extremity, brain, and neck injuries were more pronounced for cases with config-CM. A high risk of DAI was also noticed for the child. In simulations with config-CM the child exhibited a higher risk of severe injury.     

隧道大气细颗粒物及其元素的粒径分布特征

对比研究了隧道和大气环境中不同粒径细颗粒物 (切割粒径分别为0.03,0.06,0.108,0.17,0.26,0.40,0.65,1.0,1.6和2.5 μm) 中S,K,Ca,Ti,Mn,Fe,Zn,Pb,Al,Si,Cu和V等12种痕量元素的浓度. 结果表明:隧道中不同粒径细颗粒物的数浓度和质量浓度在上下班高峰时段出现明显峰值,且隧道细颗粒物在0.108 μm粒径处的数浓度和在2.5 μm粒径处的质量浓度分别是大气环境对照值的15.2和40.0倍;在隧道传输过程中质量浓度增加的痕量元素有 Si,Ca,Fe,Al,Ti,Zn,Mn,Cu和V,减小的有S,Pb,Zn和K;地壳元素(Si,Ca,Fe,Al和Ti)的质量浓度总和占隧道细颗粒物中痕量元素质量浓度总和的87%,表明土壤扬尘仍是隧道大气细颗粒物的主要来源.      

壳聚糖吸附剂脱除燃煤模拟烟气中汞的试验研究

采用在线检测法检测了纯氮气气氛下及模拟烟气气氛下高分子化合物壳聚糖吸附剂对单质汞的吸附特性,结果表明,温度升高有利于脱汞反应的进行,纯氮气氛下脱除汞单质效率不高,60℃时为28.85%, 120℃时升为38.46%;氮氧化物、硫氧化物对汞的脱除有一定的促进作用,在模拟烟气气氛下120℃时吸附剂出口平衡吸附率为48.05%,平均吸附率约68%.红外光谱分析揭示了壳聚糖吸附剂吸附烟气中汞的机理为2个游离氨基与2个羟基鳌合1个汞原子或汞离子.