南昌大学学报（工科版）
 
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南昌大学学报(工科版)
 
2022年 44卷 2期
刊出日期：2022-06-28
论文
   
论文
103 魏林生 郭园园 章亚芳 赵晓阳 陆向东 陈金城 吴仁芽
石墨烯量子点的抑菌特性
石墨烯量子点（GQDs）由于其独特的物理结构，使其在抗菌领域得到广泛的关注。以石墨粉为原料，采用震荡冲击法制备GQDs,探究在808 nm激光的照射下，GQDs对大肠杆菌的抑制效果。结果表明：1.0 mg·mL-1的GQDs在光照20 min的情况下，可将大肠杆菌完全杀灭，而将光照时间提高至25 min时，0.6 mg·mL-1的GQDs即可将大肠杆菌完全杀灭。若提高GQDs质量浓度或光照时间，GQDs可短时、高效地杀灭抑菌。GQDs在抑菌过程中，不仅能产生活性氧，其自身结构也能对大肠杆菌的细胞膜造成破坏，在抗菌方面具有广阔的发展前景。
2022 Vol. 44 (2): 103- [摘要] ( 110 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 153 )
110 刘帅陈慧洁李文婷李中天卢言辉彭海龙
磁性甲壳素多孔碳球的制备及对姜黄素的吸附
以天然产物甲壳素为材料，利用溶胶-凝胶法制备磁性甲壳素多孔碳球，通过物理吸附方法负载姜黄素。利用扫描电镜和红外光谱等技术对磁性甲壳素多孔碳球理化性能进行详细研究，考察磁性甲壳素多孔碳球对姜黄素吸附性能和吸附机制。结果表明：磁性甲壳素多孔碳球由碳纳米纤维束组成，具有多孔结构，比表面积大和磁响应等优点。在35℃时磁性甲壳素多孔碳球（10 mg）对姜黄素(50 mg·L-1)最大吸附量达到132.77 mg·g-1,吸附过程符合准二级动力学和Langmuir模型。
2022 Vol. 44 (2): 110- [摘要] ( 73 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 163 )
118 黄从波高意范杰平
大孔吸附树脂分离纯化巴豆中佛波醇
开发了一种从巴豆粗提液中分离佛波醇的绿色、快捷的工艺，利用大孔吸附树脂柱层析法，对粗提液进行纯化，考察了7种大孔吸附树脂的性能。结果表明：D101型大孔吸附树脂具有最好的分离效果，该方法以乙醇-水作为溶剂系统进行梯度洗脱，佛波醇的回收率高达62.16%,高效液相色谱(HPLC)测得产品佛波醇质量分数为91.08%。
2022 Vol. 44 (2): 118- [摘要] ( 53 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 112 )
125 李曼宁胡小武
矿浆电解法回收废旧CPU插槽中的Cu
随着电子产品的更新换代，电子废弃物的回收需要更深入、更精细的研究。实验通过矿浆电解法实现阴极回收废弃CPU插槽中的Cu。通过改变矿浆质量浓度、电流密度、反应时间和温度，研究分析矿浆电解中金属回收率的变化，探究回收Cu的最佳条件。利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES）检测电解液和阴极粉末中的金属含量。结果显示，回收的金属元素主要存在于阴极粉末中，而不是电解液中。此外，阴极粉末中的金属元素主要由Cu和少量的Sn和Ni组成。在矿浆质量浓度为40 g·L-1,反应时间为7 h,电流密度为80 mA·cm-2,温度为15℃的条件下，Cu的阴极回收率可以达到70%。所以通过矿浆电解法能有效地将Cu从废弃CPU插槽中分离出来，实现废弃CPU插槽中Cu的回收。
2022 Vol. 44 (2): 125- [摘要] ( 54 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 92 )
132 夏寿敏 谭志洪 刘振峰 陈思敏 熊桂龙
轴流旋风除尘器内气固分离特性的数值模拟
为提高轴流旋风除尘器除尘效率，基于CFD-DEM耦合计算方法，分析了进气速度、筒体直径、抽气率等参数对粉尘颗粒在轴流旋风除尘器旋流分离区的运动特性与收集效率的影响。结果表明：进气速度增大或旋流分离区的筒体直径减小，轴流旋风除尘器对细颗粒物分离效率明显增大，在进气速度为20 m·s-1、旋流分离区筒体直径为50 mm的条件下，粒径为2.5μm的粉尘颗粒的分离效率可达到85.6%;采用抽气方式可强化旋流区中已分离粉尘颗粒的沉降，提高轴流旋风除尘器的整体除尘效率，与抽气率为0%相比，在抽气率为5%时，粒径为2.5μm粉尘细颗粒的分离效率可从28.8%增大到63.0%;旋流分离区筒体近壁面0.075D的区域为粉尘颗粒的浓相区，与轴线附近区域的气流发生了明显分离。
2022 Vol. 44 (2): 132- [摘要] ( 45 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 158 )
140 黄宇玫 郭建业 袁钰锋 李梦含 蒋柏泉
半仿生酶法提取艾叶挥发油及微囊化制备工艺
采用半仿生酶法从艾叶中提取挥发油并考察其微囊化的可行性。以挥发油提取率为目标，选择提取温度、提取时间和料液比为考察因素进行单因素实验，在此基础上进行正交实验以确定最佳工艺参数。应用复合凝聚法，以明胶与阿拉伯胶为壁材，制备艾叶挥发油微胶囊。结果表明：半仿生酶法提取艾叶挥发油的最佳工艺参数为提取温度60℃,提取时间2 h,料液比1:12,在此条件下挥发油提取率可达2.23%。制备微胶囊的最优壁材质量配比为阿拉伯胶与明胶1:1,加入少量吐温，乳化效果更好。在甲醛交联用量为壁材量的20%、搅拌转速2 500 r·min-1条件下，包埋率可高达83.5%。经过模拟胃液测试验证，制备的微胶囊可稳定释放，宜常温保存，极大地提高了艾叶挥发油的保存率和热稳定性。
2022 Vol. 44 (2): 140- [摘要] ( 102 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 164 )
146 蔡晓锋李春博路祥胡小荣
正常固结饱和黏性土的三剪次加载面模型
以三剪统一强度准则为破坏准则，采用坐标平移法推导出能够反映中间主应力效应、土体拉压差效应和区间效应的三剪破坏应力比，来替换修正剑桥模型的原本破坏应力比从而得到三剪统一屈服函数。基于该屈服函数，并结合次加载面理论，提出适用于循环荷载条件下的正常固结饱和黏性土的三剪次加载面本构模型。对模型参数u,C和χ做了敏感性分析，发现参数u,C和χ大小都会影响对循环荷载条件下饱和黏性土的棘轮效应和曼辛效应；为验证所提模型的正确性，将该模型的计算结果、文献中两种饱和黏土动三轴试验结果以及饱和Kaolin黏土的双面模型预测结果做了比较，结果表明所提模型能够较好地反映正常固结饱和黏土的应力应变关系，随着循环次数的不断增加，所建模型的模拟结果能不断产生累计塑性应变和累积孔隙水压力，且能够形成滞回圈。通过真三轴数值模拟分析可知，饱和黏性土的塑性偏应变在加载前期发展较快，之后相对减小；单一变量下，分别增大最小主应力和中间主应力，均会增大土体的抗剪强度。
2022 Vol. 44 (2): 146- [摘要] ( 36 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 136 )
155 田钦 胡振秋 霍振坤 黄发明
地震作用下三层钢框架结构的弹塑性响应分析
为验证结构抗震公式的合理性，基于有限元软件ABAQUS,分别采用板壳模型和多尺度模型模拟三层钢框架结构，当地震波以垂直于钢框架截面强轴方向作用在框架底部两个参考点上时，进行钢框架模型的弹塑性响应分析。结果表明：采用多尺度模型分析出的位移-时间曲线与板壳模型所得曲线接近，证实了兼顾计算精度和计算效率的多尺度模型能被用于钢框架模型的弹塑性响应分析。轴压比分别取0和0.2,长细比取50时，通过理论公式计算损伤域长度分别为83.5,110.84 mm。经有限元分析，钢框架各层损伤域长度分别为85,80,83 mm和104,108,115 mm,从而验证了地震波作用下板壳节段取值公式的合理性。
2022 Vol. 44 (2): 155- [摘要] ( 69 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 158 )
160 杨益伦 陈康明 吴庆雄 郑樵风 王渠
基于频率法的PC桥梁锚下有效预应力检测技术影响因素
针对采用频率法检测预应力混凝土(PC)桥梁锚下有效预应力时锚具振动频率易受外界测试因素影响的问题，以实际工程中预制PC梁片为试验对象，进行了激振锤锤头材料、激振锤敲击点位、加速度传感器加固方式与安装位置的影响程度研究，进而总结归纳形成了锚具振动频率测试的合理、规范操作流程。结果表明：采用频率法检测PC桥梁锚下有效预应力时，建议采用易于操作且测试信号稳定的尼龙锤头，将加速度传感器安装在锚板正下方且采用不锈钢卡箍进行加固，使激振锤的敲击位置与加速度传感器的安装位置保持正对方向。研究成果可提高频率法检测PC桥梁锚下有效预应力检测精度，为后续该方法的推广应用打下基础。
2022 Vol. 44 (2): 160- [摘要] ( 46 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 114 )
168 胡中全 李竞伦 徐猛 马自强 李培生
双液滴撞击液膜的界面追踪法数值模拟
使用界面追踪法(FTM)模拟了双液滴-液膜撞击系统中液膜卷吸气体生成气泡以及中心射流破碎发展成二次液滴的过程，分析了气泡生成以及射流破碎的机制。研究了不同We数与无量纲液滴间距的影响，得出双液滴撞击液膜系统中能发生气泡卷吸的We数范围是30～276,并且随着We数和无量纲液滴间距的增大，卷吸气泡的成型时刻越早，其体积也越大。对于中心射流的破碎，研究发现，We数越大，中心射流就会越早发生破碎，无量纲液滴间距越大，中心射流发生破碎时的We数阈值就越小，并且形成的二次液滴与碰撞轴线的距离越远，但是体积会越小。
2022 Vol. 44 (2): 168- [摘要] ( 55 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 149 )
176 李峥彬钱宁伟肖奉英沈逸舟黄模佳
弹簧丝横截面上各内力对锥形弹簧刚度的影响
横截面上的内力包括扭矩、弯矩、轴力和剪力。锥形螺旋弹簧刚度的经典表达式由外力所做功等于弹簧丝的扭转变形能获得，但经典表达式未考虑弹簧丝倾斜度与弹簧丝弯曲变形的关系及其对弹簧刚度的影响，也未考虑弹簧径径比（弹簧丝直径d和锥形弹簧圈最大半径R1之比d/R1）与弹簧丝剪切变形的关系及其对弹簧刚度的影响。求解弹簧丝在扭转、弯曲、剪切以及轴力作用下的组合变形能，利用外力功等于弹簧丝的组合变形能，推导出包含弹簧丝倾斜度及弹簧径径比影响的弹簧刚度表达式，该锥形弹簧刚度表达式可退化为圆柱弹簧刚度计算式、可退化为锥形螺旋弹簧的经典表达式。当弹簧丝倾斜度和弹簧径径比较大时，由锥形弹簧刚度经典表达式得到的计算值与有限元仿真结果的误差达7%,而新给出的锥形弹簧刚度表达式计算值与有限元结果的误差在1%之内，新给出的锥形螺旋弹簧刚度表达式对锥形螺旋弹簧的工程设计和应用具有指导意义。
2022 Vol. 44 (2): 176- [摘要] ( 58 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 149 )
183 占志文刘君
基于随机游走的密度峰值聚类算法
密度峰值聚类算法(DPC)是近年来提出的一种新的密度聚类算法，其核心基于局部密度和相对距离。该算法在定义局部密度以及相对距离时直接用欧式距离，导致在一些稀疏差异大及长弧形的类簇聚类效果差，且一步分配策略的鲁棒性不佳。提出基于随机游走的密度峰值聚类算法(RW-DPC),即引入随机游走首次到达模型来刻画数据点之间的相似性，重新定义数据点的局部密度，且给出一种新的样本分配策略。对比在人工数据集和UCI真实数据集上与其他聚类算法的实验结果，说明对于密度不均匀及弧形类的数据集，本文算法的聚类效果优于密度峰值聚类算法以及其他算法。
2022 Vol. 44 (2): 183- [摘要] ( 117 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 150 )
192 叶建盈 李睿 汪晶慧 杨万宇 严东
在线温度跟踪的量热法测量装置
在磁芯损耗测量中量热法通常用于验证电气测量方法的精度。在比对量热法的基础上，提出了具有损耗预测和温度跟踪功能的量热测量法，并详细分析了测量原理、误差来源和影响因素，采用隔热容器、搅拌器、温度采集卡、功率采集卡和继电器开发了小损耗元件自动测量装置，同时通过LabVIEW对温度、电压和电流参数进行处理，构建人机互动界面，最后通过测量高精度电阻的直流功率验证了测量装置的误差在3%以内。实验表明，开发的测量装置可以根据损耗的大小自动调整跟踪过程，提高了测量效率和准确度。
2022 Vol. 44 (2): 192- [摘要] ( 41 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 108 )
200 余泳涛 张扬
基于改进logistic模型法的配电网负荷预测
为了达到“双碳”目标，新开发地区的配电网需要进行目标网架结构规划，目标网架的搭建又离不开准确的负荷预测。常规配电网规划通常以自然增长法和点负荷法求取过渡年负荷增长速度，误差往往较大。本文考虑新开发地区负荷增长规律，先使用空间负荷预测进行饱和负荷预测，然后以空间负荷预测的值作为饱和值，利用logistic法进行近期负荷预测，并运用粒子群算法对logistic的参数进行寻优。最后通过以华东某地区2001年至2020年历史负荷数据与该地区发展规划为分析案例，印证了该预测模型相比于传统模型以及未改进模型的优越性。
2022 Vol. 44 (2): 200- [摘要] ( 65 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 102 )
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