5G网络技术可以满足赛博空间（Cyberspace）发展对通信平台性能提出的高要求，大规模MIMO（Multiple-input multiple-output）天线阵列是5G核心技术之一。实际中大规模MIMO天线阵列的互耦效应会大大降低香农容量，在未来5G天线系统中，面临的最大挑战是如何有效消除阵列中单元天线间的互耦。针对大规模阵列天线互耦问题，应进行天线单元的散射特性研究。本文在开路状态下“不可见”的最小散射天线基础上，推导了最小散射天线串联四分之一波长透明网络的散射矩阵，证明该状态即为短路状态下的最小散射天线。对一种X波段波纹喇叭天线分别进行短路、开路、匹配三种负载状态下的散射测量，根据最小散射天线理论分离出了天线的额外散射、伴随散射和失配散射。用分离获得的散射分量，推算了波纹喇叭天线的散射最大值和最小值，其中推算出的最小值远低于天线匹配时的散射。用滑动短路器作为可变负载，进行预设负载状态下波纹喇叭天线的散射测量，实测获得了推算出的散射最大值和最小值，验证了单元天线散射特性研究的正确性。结果说明，在进行大规模阵列的单元天线设计时，除了考虑单元天线的辐射特性之外，也要考虑天线的散射特性，以降低天线的互耦效应

为研究不同含水状态岩石的动态损伤特性，制备干燥、半饱和、饱和3种不同含水状态的砂岩试样.采用分离式霍普金森压杆（SHPB），以4种不同的低入射能对岩石进行损伤冲击试验.通过核磁共振测试实验对岩石试样进行孔隙扫描，获取岩石孔隙的T2谱曲线、孔隙度以及孔隙成像等数据.通过试验发现：（1）冲击能量的增加导致岩石的平均应变率和强度的增大；（2）不同含水状态的岩石受到冲击后，孔隙度与孔隙度变化率均有不同程度的增加；（3）与冲击前相比，岩石的T2谱曲线有明显右移趋势，同时出现谱峰增加的现象，而且冲击能量越大，孔隙谱峰增加越明显；（4）核磁共振成像显示岩石孔隙数量和尺寸有明显的增加，展现出岩石内部孔隙扩展和演化的过程

为研究纳米隔热材料孔隙结构内部的气体热传输特性, 采用溶胶-凝胶工艺结合超临界干燥技术, 制备了一系列具有不同孔隙结构特征的样品, 通过热导率、氮气吸-脱附和真密度测试, 全面、准确获取了其孔隙结构信息, 并专门、系统研究了孔隙结构特征与气体热传输特性之间的关系.研究结果表明: 与气相贡献热导率相对应, 材料具有双尺度孔隙结构特征, 并且当大孔隙尺度不及小孔隙的10倍时, 可进一步等效为单尺度孔隙.考虑气固耦合传热的本征气相贡献热导率随孔隙尺度的增大而升高, 与气相热导率变化类似且成一定的比例关系, 孔隙尺度小于200 nm和大于500 nm时的比例系数分别为2.0和1.5, 200~500 nm时则为2.0~1.5.当大、小孔隙尺度的比值不超过10时, 或者这一比值为100~1000且大孔隙含量低于10%时, 气相贡献热导率随环境气压的降低依次呈现快速下降、缓慢下降和无变化三个阶段; 当这一比值超过3000时, 即使大孔隙含量很低(不超过10%), 气相贡献热导率也会依次呈现快速下降、缓慢下降、快速下降和无变化四个阶段

认识气体在页岩孔隙中的运移机理对页岩气开采具有重要的科学意义.页岩作为一种致密岩石，孔隙尺寸分布主要集中在几纳米到百纳米之间，小孔隙尺寸与气体的平均分子自由程在同一个数量级，气体与孔隙边壁的碰撞对流动起到控制作用.本文针对页岩气开采过程中孔隙中气体流动过程，建立了考虑气体滑移、Knudsen扩散、Langmuir等温吸附、孔隙压缩等过程的多场耦合控制方程.分析了流态变化对滑移效应的影响，得到了考虑滑移效应的临界孔径，并针对实际中不同页岩储层有机质含量的差异，分析了解吸机制对页岩气产气率、产气量的贡献.研究还表明孔隙压缩性对产气率影响显著，通过考虑开采过程中孔隙压缩，可以更真实地反映页岩气运移过程

氮化碳作为一种具有高催化性能的光催化剂，具有无毒无害，自然环境下稳定的性质，在水解制氢气氧气以及降解有机污染物领域得到了广泛的关注. 其中类石墨相氮化碳(g-C3N4)因其特殊的片层结构而具有较高比表面积，常配合孔结构的构造，提供光生载流子及反应物质的运输通道以及大量活性位点用于氧化还原反应，是具有高光电性能的一种光催化剂.制备该种催化剂孔结构的方法有硬模板法，软模板法与非模板法，其中硬模板法需要在实验后除去模板，软模板法的模板会随着高温除去，非模板法的制备过程没有模板的参与。本文根据近年文献的整理，着重阐述和比较各制备方法的优劣，结合常用的修饰手段总结各制备方法的变化趋势和发展方向，并对后续研究中制备方法的使用前景做出判断

高含泥尾矿由于其屈服应力大的特点，流动性能差，不利于管道输送.为改善流动性能，设计流变特性试验，对泵送剂影响高含泥膏体流变特性的机理进行分析.研究结果表明，膏体在不同泵送剂添加量情况下，浆体质量分数与屈服应力之间存在显著的线性关系.对该线性函数作进一步分析，发现泵送剂添加量与该函数的截距和斜率之间存在显著的指数关系.最终得出不同泵送剂添加量和浆体质量分数情况下的屈服应力预测函数，能够有效表征泵送剂对高含泥膏体流变特性的影响，有利于泵送剂添加量的预测与膏体流动性能的控制.基于上述预测模型，提出泵送剂对高含泥膏体流变特性的影响机理.通过环境扫描电镜（ESEM）发现泵送剂破坏了絮团结构，添加量在1%左右时破坏最明显.泵送剂使得絮团尺寸变小，进而造成屈服应力的降低；后期由于絮团间距增加，絮团间的作用力削弱，絮团结构破坏速度放缓，与理论分析一致

南华北盆地中牟区块页岩气是海陆过渡相页岩气的典型代表，以地质模型为基础，结合理论分析和数值模拟手段，研究了不同储层参数对水平井开采页岩气的采收率、日产气量以及累计产气量的影响规律，通过正交设计与多指标分析方法确定了影响页岩气产能的主控因素，考虑各主控因素与页岩气产能的关系，建立了水平井压裂条件下的累计产气量和页岩气采收率方程。针对目标压裂层段，对比分析了不同压裂参数条件下的页岩气产能变化，指出水平井段长度和动用程度是决定产能大小的主要参数。在一定的压裂级数条件下，裂缝长度的增加可以有效沟通裂缝，从而提高产能。以净现值大于0和收益率达到8%～12%作为经济评价指标，优选了3类海陆过渡相页岩气压裂参数

传统湿法炼锌工艺采用纯铝板作为阴极,但随着锌精矿品位的降低,电解液中杂质离子含量增大,造成阴极腐蚀消耗增加.本文以铝锰合金为研究对象,研究锰作为添加元素,与铝形成良好铝锰合金阴极材料的电化学行为,进一步提高铝阴极的耐蚀性和电催化活性.采用交流阻抗、阴极极化曲线、恒电流极化曲线、塔菲尔曲线等分析方法,探讨不同Mn元素含量对铝锰合金在40℃恒温条件,Zn2+ 65 g·L-1和H2SO4 150 g·L-1溶液中电化学行为的影响.研究结果表明:相比纯铝电极,添加Mn元素的铝锰合金电极的耐蚀性普遍提高,腐蚀电流均减小;随着Mn含量的增加,腐蚀电流逐步降低,腐蚀电位与Mn含量增加无明显变化规律;当Mn质量分数为1.5%时腐蚀电流达最低(1.11 mA·cm-2),腐蚀电位最小(-1.0954 V);零电势下,表观电流密度i0受Mn元素的添加影响显著,i0随Mn含量增加呈现出先增大后减小的趋势,在Mn质量分数1.5%时达到最大值3.7462×10-16 mA·cm-2,远大于纯铝电极4.8027×10-33 mA·cm-2,整体变化幅度明显,电极的电催化活性得到提高;不同电流密度下的析氢过电位和纯铝电极的整体接近,电化学过程均为电化学传质步骤控制.综合考虑电极材料的耐蚀性和电催化活性,含Mn质量分数1.5%的铝锰合金可作为理想的电积锌阴极使用

ZSM-5是一种常用来吸附甲苯的微孔吸附剂，选择三种碱金属Li、Na和K对ZSM-5进行改性，结合表征手段和数学模型的方式研究引入ZSM-5中的碱金属对微孔结构和吸附甲苯的影响。在此实验中，分别从吸附容量、放热能量、扩散阻力和脱附活化能四方面深入探讨碱金属对吸附甲苯的影响规律。基于实验结果得知：碱金属的引入改变了ZSM-5分子筛的微孔结构并呈现出一定的规律。随着离子半径(Li+<Na+<K+)的升高，ZSM-5的孔径、比表面积和孔体积随之降低，影响规律为Li?ZSM-5 > Na?ZSM-5 > K?ZSM-5。静态饱和吸附量呈Li?ZSM-5（0.363 mmol·g?1）>Na?ZSM-5（0.360 mmol·g?1）>K?ZSM-5（0.325 mmol·g?1）排序。恒定浓度波模型很好的描述甲苯在ZSM-5上的吸附扩散行为，空间位阻和静电束缚力分别在高低进气浓度条件下对甲苯在ZSM-5孔道中的扩散占据主导作用，较高进气质量浓度(155 mg·m?3)条件下，碱金属改性对扩散阻力影响规律为Li?ZSM-5<Na?ZSM-5<K?ZSM-5；较低进气质量浓度（25 mg·m?3）条件下，影响规律为Li?ZSM-5>Na?ZSM-5>K?ZSM-5。结合脱附动力学分析，Na?ZSM-5因具有较大的孔径和适中的吸附强度，表现出更好的再生潜能。本研究从空间位阻和吸附强度两方面系统阐述了碱金属改性对甲苯吸附行为的影响机理，为在复杂的实际环境应用中选择合适的吸附剂提供了一定的参考意义

为探明超细全尾砂的浓密特性，开展量筒沉降实验，小型和半工业深锥动态浓密试验。结果表明，分子量1200万的非离子型絮凝剂最利于尾砂沉降，随絮凝剂单耗增加，溢流浊度降低，底流浓度基本不变。随固体通量增加，溢流浊度增加，底流浓度降低。固体通量0.4 t·m?2·h?1，给料固体质量分数12%，絮凝剂单耗50 g·t?1的最佳参数条件下，小型和半工业动态浓密试验的底流平均固体质量分数分别为62.8%和74.4%，泥层高度对底流浓度影响显著。深锥浓密机底流固体质量分数随泥层高度增加呈DoseResp函数增长，分为缓慢增长（泥层1～4 m）、快速增长（泥层4～7 m）和基本稳定（泥层超过7～8 m）3个阶段，这跟尾砂絮团在不同泥层高度下的压缩性能有关。可根据底流浓度与泥层高度的函数关系，调节泥层高度来满足井下充填所需底流浓度