南昌大学学报（工科版）
 
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南昌大学学报(工科版)
 
2023年 45卷 1期
刊出日期：2023-03-28
论文
   
论文
1 张国文张丹吴健妹
3-吲哚丁酸与HSA的相互作用及其对HSA结构的影响
采用紫外光谱、荧光光谱和圆二色光谱方法联合分子对接和分子动力学模拟技术研究了3-吲哚丁酸(IBA)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用，探究了两者相互作用对HSA结构的影响。结果表明，IBA能够与HSA结合形成复合物，增加反应体系的荧光强度，氢键和范德华力为IBA与HSA结合的主要驱动力，其结合常数在103数量级。位点竞争实验和分子对接表明，IBA结合在HSA亚域ⅡA的SiteⅠ位点，并通过范德华力与氨基酸残基Ser192、Tyr150、Glu196、Ala291、His288和Glu292发生相互作用，且与Arg257和Glu153形成氢键。IBA的结合使得HSA的多肽链收缩，巯基含量减少，α-螺旋含量增加和β-折叠含量降低。分子动力学模拟进一步表明，IBA与HSA结合使得HSA的表面疏水性下降，极性增加，分子结构刚性程度减弱。这些发现为从分子水平上认识IBA与HSA的作用机制及IBA的潜在毒性提供理论基础。
2023 Vol. 45 (1): 1- [摘要] ( 61 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 265 )
9 李建龙赵艺孙泽文吴庆钟乙琪吴泉泉马志飞吴代赦
环形缝隙喷嘴改进导流内锥式除尘滤筒脉冲喷吹性能的数值模拟
为提高除尘滤筒脉冲喷吹性能，研究了环形缝隙喷嘴对导流内锥式除尘滤筒清灰性能的改进作用，采用CFD数值模型对喷吹性能进行模拟，考察了除尘滤筒内部流场特征，研究了喷吹距离、文丘里管增设对喷吹效果的影响。结果表明：相比于普通喷嘴，使用环缝喷嘴后滤筒上部的负压几乎消失，滤筒内压力增大，喷吹强度提升；喷吹强度随着喷吹距离的增大呈先增后降的趋势，且喷吹均匀性逐渐改善，环缝喷嘴在喷吹距离为400 mm时，滤筒的清灰性能最佳，喷吹强度提升了44%;在滤筒上方开口处增设文丘里管可以使滤筒内压力峰值得到较大的提升，随着文丘里管安装高度升高，滤筒内的喷吹强度先升高再缓慢降低，变异系数呈先增后降的趋势，文丘里管安装高度为-30 mm时对喷吹强度提升最大(29%)。
2023 Vol. 45 (1): 9- [摘要] ( 57 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 236 )
16 苏景振 周金琨 刘早红 徐晨 詹健
改良填料和厌氧区对生物滞留池脱氮除磷方法的优化设计
传统生物滞留设施对氮、磷的去除效果不佳，为探究不同改良基质、不同基质组合、不同生物滞留设施结构类型和内外部因素对生物滞留设施脱氮除磷效果的影响，加入海绵铁、沸石等改良填料，同时在生物滞留设施装置底层设置生物厌氧区来去除氮、磷等污染物，考察对总磷(TP)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、硝态氮(NO-3-N)、固体悬浮物(SS)的去除能力。结果表明：单一基质海绵铁对TP的吸附效果最好达到0.181 mg·g-1;沸石对NH+4-N吸附效果最好为0.429 mg·g-1,且3:7配比的海绵铁-沸石组合基质填料在7种混合填料中对NH+4-N和TP的吸附性能最好，分别为0.501 mg·g-1和0.259 mg·g-1。生物滞留设施内部结构改变会引起TN、TP、NH+4-N、NO-3-N以及COD的去除效果变化且去除率易受到外界降雨强度变化的影响，装置淹没区设置在重现期5 a时更有利于NO-3-N和TN的去除，上述因素对固体悬浮物的去除干扰则较小。改良填料和厌氧区对生物滞留设施氮磷的平均去除率增加近10%,为填料的选择和配比优化以及结构设计提供参考。
2023 Vol. 45 (1): 16- [摘要] ( 77 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 266 )
22 余聪 刘航 彭盛峰
胭脂树橙蛋白纳米粒子在酸凝乳中的应用评估
胭脂树橙通常作为奶酪生产加工中的着色剂被使用，然而其在奶酪凝乳过程中的易泄漏性导致了生产工艺的复杂性及更高的生产成本。设计了一种新的抗胭脂树橙泄漏的思路，并考察了3种不同蛋白纳米粒子对胭脂树橙在酸凝乳条件下泄漏性的影响。以空白胭脂树橙为对照组，采用pH驱动法制备胭脂树橙-酪蛋白酸钠纳米粒子、胭脂树橙-乳清分离蛋白纳米粒子和胭脂树橙-大豆分离蛋白纳米粒子，并考察了样品的粒径电位、微观形态、泄漏率、再分散性，评估其在酸凝乳中可行性。结果表明，3种蛋白纳米粒子对胭脂树橙抗泄漏性的能力排序为大豆分离蛋白>酪蛋白酸钠>乳清分离蛋白，其中，使用大豆分离蛋白纳米粒子包埋胭脂树橙后，乳清的颜色明显降低，相较于空白组色素含量减少了(43.0%±3.7%)。此外，牛奶中油脂含量对色素的泄漏也有影响，油脂含量越低，泄漏率越高。
2023 Vol. 45 (1): 22- [摘要] ( 101 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 138 )
30 刘伟平刘子彰李邵峰
颗粒级配对花岗岩残积土入渗及干缩开裂的影响
通过室内土箱试验，研究不同颗粒级配下花岗岩残积土的水平入渗和干缩开裂特征。结果表明：初始入渗速率和稳定入渗速率均随粗颗粒的增加而减小，且初始入渗速率变化更大，粗细颗粒比从1:9增加到5:5时，初始入渗速率和稳定入渗速率分别降低了41.0%和33.3%。随着土壤内部粗颗粒含量的增加，土壤的裂隙长度和土块个数都呈现增加的趋势，土壤裂隙的平均宽度呈现减小的趋势，土壤被裂隙分割得更加破碎。裂隙土壤入渗过程主要受入渗端裂隙闭合的时间、裂隙的宽度、裂隙贯通率、裂隙方向和土壤自身性质影响。
2023 Vol. 45 (1): 30- [摘要] ( 57 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 200 )
38 王文东刘小文
基于3个不等粒径非接触颗粒模型的土-水特征曲线
颗粒级配及孔隙结构对非饱和土的土-水特征曲线影响较大，传统的土-水特征曲线模型多采用试验数据建立，难以揭示颗粒级配及颗粒间接触情况等因素的影响。将黏土团颗粒视为规则圆颗粒，基于热力学原理及二维液桥计算模型，以3个不同直径的非接触黏土团颗粒为研究对象，建立反映非饱和土的微观结构的3个不同直径的非接触式颗粒模型，从微观角度探究土-水特征曲线，讨论了颗粒间间距、颗粒级配以及颗粒粒径等因素对土-水特征曲线的影响。结果表明：与颗粒接触组对比发现，土-水特征曲线的特征值均随着粒间距的增大而增大，等间距的情况下相应的增长趋势却存在一个峰值；在饱和度一定的情况下，不均匀系数与基质吸力呈反相关关系；在基质吸力相同的情况下，最大粒径越小则饱和度就越高。
2023 Vol. 45 (1): 38- [摘要] ( 59 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 147 )
44 马永超 祁皑 郑莲琼 薛潘荣
采用钢套筒约束装配式混凝土节点的滞回性能
提出一种节点核心区采用钢套筒约束的装配式混凝土节点，实现梁柱节点的完全预制，提高结构的装配效率。约束钢套筒内沿梁上下部纵筋位置各设置一块可使柱钢筋穿过的内隔板，约束钢套筒外侧与梁纵筋连接。设计了3个采用钢套筒约束的装配式混凝土节点试件、1个现浇钢筋混凝土节点试件进行低周往复荷载试验，研究钢套筒厚度、轴压比等不同参数下装配式混凝土节点的滞回性能。结果表明：钢套筒约束装配式混凝土节点滞回性能优于现浇钢筋混凝土节点；钢套筒约束核心区屈服后预制梁端发生塑性铰破坏，钢套筒约束装配式混凝土节点性能可达到预期效果；钢套筒约束装配式混凝土节点在相同轴压比0.6作用下，钢套筒厚度对滞回性能影响不大；试件钢套筒厚度相同情况下，试件SPJ-3在轴压比0.3作用下，前期刚度下降。
2023 Vol. 45 (1): 44- [摘要] ( 62 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 224 )
51 王场
工业废渣复合胶凝材料泡沫轻质土疲劳性能
为研究工业废渣复合胶凝材料(RCM)泡沫轻质土耐疲劳性能，通过四点弯曲疲劳试验测试不同应力比和湿密度下RCM泡沫轻质土和水泥泡沫轻质土疲劳寿命，利用Weibull分布理论分析试验结果并建立疲劳方程，通过XRD分析RCM泡沫轻质土强度形成机理。结果表明：2种泡沫轻质土疲劳寿命测试结果均存在较大离散性，但均服从三参数Weibull分布。2种泡沫轻质土疲劳寿命随应力比增加逐渐减小，随湿密度增加逐渐增大。应力比为0.5、0.6、0.7、0.8时，不同湿密度下RCM泡沫轻质土疲劳寿命分别为水泥泡沫土的1.42、1.29、1.18、1.35倍。与水泥泡沫轻质土相比，RCM泡沫轻质土疲劳寿命更优，高应力比下疲劳寿命变化幅度较小，且湿密度增加时疲劳寿命增长较快；XRD分析表明RCM水化产物中新增的钙矾石和较高的水化硅酸钙含量有助于提高RCM泡沫轻质土强度和疲劳寿命。
2023 Vol. 45 (1): 51- [摘要] ( 42 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 210 )
59 王建华 赖益梁 郭成 薛道耐 李慧峰 杨枫 袁燕 王俊杰
成型温度对OGFC-5干法高黏复合沥青混合料路用性能的影响
一些高黏改性沥青混合料采用干法施工，而其施工温度是采用湿法改性得到的高黏改性沥青来确定，二者存在匹配性问题。对SBS改性沥青运用湿法工艺添加高黏改性剂制得复合改性沥青，按等流动性通过黏温曲线与流动性-温度曲线分析复合改性沥青的可施工温度范围；通过试验对比不同成型温度下，干法高黏复合改性沥青混合料的高温性能、水稳定性以及体积指标，确定最佳的成型温度。试验结果表明，通过加高黏剂，改善了沥青的高温性能、黏韧性和低温抗裂性能，对干法添加的混合料，随着成型温度的提高，沥青混合料的高温性能持续增强，水稳定性先上升后下降，OGFC-5干法高黏复合改性沥青混凝土的最佳成型温度区间为165～175℃;湿法改性沥青的黏温曲线能在一定程度上反映干法改性沥青混合料的施工温度性能。
2023 Vol. 45 (1): 59- [摘要] ( 46 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 199 )
65 李华 贾浩 袁海涛 马国红
基于超声辅助的Q235镀锌钢板MIG焊熔滴过渡行为数值模拟
基于流体力学软件FLUENT的VOF模型，建立超声辅助MIG焊熔滴过渡数值模型。模拟了多组不同电流条件下，超声辅助MIG焊接过程中熔滴过渡的过程，分析了超声振动对普通MIG焊熔滴过渡频率的影响。结果表明，超声振动使得熔滴过渡频率增加，熔滴缩颈半径减小，促进了熔滴过渡。为了验证模拟结果的准确性，进行同等参数下的焊接实验，利用高速摄像机对熔滴过渡过程进行图像捕捉。实验结果表明与模拟结果相符，证明了文中熔滴过渡数学模型的准确性。
2023 Vol. 45 (1): 65- [摘要] ( 49 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 374 )
71 曹开伟 徐升才 梁海安 孙旭辉 吴赞 吕阳
长螺旋扩底压灌桩臂式扩底钻头开发研究
臂式扩底钻头是长螺旋臂式钻扩底压灌桩施工装备中的核心设备，对成桩质量和施工效率起到关键作用。根据长螺旋扩底桩的工艺原理、适用场地和承载要求等因素，对扩底钻头结构进行整体设计，并对长螺旋扩底桩扩底钻头的扩孔爪头施工中受自重、扭转、土压等工况下的局部静强度进行分析，推导出扩孔直径液压推杆伸长量与扩孔直径的关系和扩孔直径计算公式。可为扩底桩设备的设计和施工提供借鉴。
2023 Vol. 45 (1): 71- [摘要] ( 91 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 212 )
77 刘小林 魏博文 罗育华 熊家归 华伟 李玥康 李志伟
基于无人机载LiDAR与BIM技术的巨大发电装备运输线路通障模拟评估
针对复杂地形下巨大发电装备运输易受山体、树木、房屋及路灯电线等多种障碍物阻挡且难以对障碍物提前精准识别造成的运输中止、工期延长及工程造价过高等工程客观难题，提出了一种基于无人机载激光雷达(LiDAR)与建筑信息模型(BIM)技术的巨大发电装备运输线路通障模拟评估方法。文中以某山区风电装备运输线路为研究对象，在分析巨大发电装备运输线路障碍特点的基础上，设计了复杂地形下巨大发电装备运输线路通障模拟评估方法整体架构，利用无人机载LiDAR对运输线路中潜在障碍节点实施现场低空扫描勘测，对获取的场景点云数据进行解算、分类、配准矢量化处理，融合BIM技术创建各潜在障碍节点虚拟数字场景和巨大发电装备模型，进而实施巨大发电装备在虚拟数字场景中的可视化通行测试，该运输线路的测试结果与工程现场反馈结果高度一致，表明本文所建测试方法能有效解决复杂地形下潜在障碍节点数字化困难的问题且可有效预判复杂地形下巨大发电装备运输线路能否顺利通行，还可为提前改造其潜在障碍路段提供技术支持，亦可开展工程量与工程造价估算从而比选出最合理的改造方案。
2023 Vol. 45 (1): 77- [摘要] ( 112 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 215 )
85 李建兴 刘振宇 马莹 张艳璇 宋江 纪茂源 旷树森
改进YOLOv5在胡瓜钝绥螨品质管控系统中的设计与应用
当前工业化养殖胡瓜钝绥螨的产量巨大，导致现有人工品质管控方式无法及时准确地对螨虫养殖品质进行监测。设计研发一款螨虫监控系统，包含螨虫麦麸分离装置、显微视觉装置、改进的YOLOv5螨虫检测模型。通过对YOLOv5模型的网络结构进行分析，在原YOLOv5模型上将嵌入ECANet注意力机制的MobileNetv3-Large网络作为主干特征提取网络，加强网络提取特征能力，进一步通过裁剪模型预测头的冗余部分，提升模型对中小目标检测性能。实验结果表明：改进后的M3ECA-YOLOv5-2H模型对比原YOLOv5模型，在平均检测精度mAP50和mAP75上提高了0.68和4.62个百分点；在模型大小上降低18.9 MB,占用更低内存；在单张图片推理速度上提升4 ms。此外对比其他5种通用目标检测模型，M3ECA-YOLOv5-2H模型在检测精度和检测速度等指标上整体表现更佳，具有很好的应用价值。
2023 Vol. 45 (1): 85- [摘要] ( 70 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 220 )
96 李玎 杨伟恒 陈辉
液晶波片在超大尺寸显示器上的仿真
超大尺寸显示器被广泛应用于商业显示及高端会议显示，由于偏光片(POL)工艺加工宽幅的限制，业内无法生产出130英寸液晶显示器。为了打破偏光片工艺限制，提出一种130英寸液晶显示器的可行性结构方案，并分别把液晶波片和1/2波片运用在这种结构上进行对比分析，发现液晶波片的应用效果优于1/2波片。首先简要介绍了庞加莱球并基于偏振光学原理说明该结构方案的发光机理；然后通过Techwiz LCD 1D仿真软件进行模拟比较分析，发现在正视视角的情况下，液晶波片在130英寸液晶显示器的应用效果会比传统波片更好，其穿透性能基本满足应用需求。相比于目前市面上生产的130英寸LED显示器，该结构方案成本更低，价格优势更明显，是一种可行的技术方案。
2023 Vol. 45 (1): 96- [摘要] ( 62 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 249 )
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