东北大学学报（自然科学版）

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基于多目标优化的虚拟机部署策略

刘军，代福成，辛宁

2022, 43 (5): 609-617. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.001

摘要 ( 436 )

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PDF(1053KB) ( 443 )

为解决虚拟机部署过程中对虚拟机性能、资源利用率、负载均衡值等多个目标的优化问题，提出一种基于强化学习的改进部署算法.首先，用多个目标组成的多维奖励代替原来的单一奖励；然后将资源状态、优化目标及目标占比输入所提的预测器中来预测每个部署方案对应的多维奖励值，并通过反馈结果调节不同优化目标的占比以达到动态多目标优化的目的；最后，为了减少部署时间，用改进的均值聚类算法对服务器资源进行聚类加快部署.通过CloudsimPy平台对算法进行验证，结果表明本文算法可以在相同资源下完成更多的虚拟机请求且具有较高的部署成功率和较低的时延消耗.

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基于智能合约的易扩展高效去中心化跨链交易协议

焦梓，周福才，王强

2022, 43 (5): 618-624. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.002

摘要 ( 375 )

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PDF(738KB) ( 230 )

针对已有的去中心化跨链交易方案存在的交易效率低、手续费开销大和难以扩展的问题，提出了基于智能合约的跨链交易协议(CCE-SC).协议采用智能合约保证了跨链交易的去中心化和安全性，通过策略制定、策略同步和区块链共识验证三大算法实现低成本且高效的跨链交易.协议中的每条链只需部署一个包含资金池模块、记录管理模块、链转发模块和汇率管理模块的智能合约，就可实现多条链间的跨链交易，解决了以往方案难以扩展的问题.通过实验测试对协议的性能进行分析，实验结果表明该协议使跨链交易效率有了较大提升，同时减少了手续费开销.

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基于属性信息和结构特性的网络节点重要度研究

孔芝，孙琦，寇晓宇，王立夫

2022, 43 (5): 625-631. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.003

摘要 ( 465 )

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PDF(667KB) ( 334 )

现有的节点重要度排序方法大多只针对网络的拓扑结构进行研究，忽视了网络节点自身所包含的属性信息.然而这些属性信息至关重要，却广泛存在不完备性，这些不完备属性信息与节点的重要性密切相关.针对这一问题，提出一种基于优势粗糙集理论和TOPSIS方法的网络节点重要度分析方法，融合网络结构特性和节点属性信息，克服了单一从拓扑结构分析的局限.最后，将本文所提出的方法应用于微博社交网络中的用户重要度评价，并与其他方法进行比较，结果表明，该方法的排序结果对节点在属性信息和结构特性的重要性进行了较好的综合，能全面地体现出各节点的重要程度.

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犯罪与网络行为特征的映射研究

陆育卉，赵海，刘晓，施瀚

2022, 43 (5): 632-638. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.004

摘要 ( 415 )

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PDF(1688KB) ( 171 )

选取美国芝加哥2012—2017年的盗窃、抢劫、毒品案件进行研究.提出一种基于时空影响域的犯罪网络构造方法，并针对犯罪表现的行为特征与网络行为特征进行映射分析.实验结果表明，所提方法构造的犯罪网络在不同犯罪类型、不同网络规模下均表现出无标度性、小世界特征;局部呈现高聚集性，并体现不同的聚集特点;犯罪网络社团化的程度明显.因此，可以利用复杂网络手段，对犯罪网络建模与拓扑特征分析方面作进一步深入探讨，对不同犯罪模式的动力学研究以及预防和资源配置提供新思路.

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基于深度嵌入聚类的ICU患者生理数据缺失插补

李建华，朱泽阳，徐礼胜，孙国哲

2022, 43 (5): 639-645. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.005

摘要 ( 491 )

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PDF(1435KB) ( 171 )

电子病历数据经常存在缺失，严重影响分析结果.基于MIMIC数据库中的重症监护单元(intensive care unit，ICU)患者数据研究缺失值插补，数据集由23组临床常用生理变量以及不存在缺失的5260例样本构成.提出了一种基于深度嵌入聚类的K近邻插值方法.该方法以深度嵌入聚类为核心，通过多次聚类构造样本邻近度矩阵，再选择缺失样本的K个近邻样本，以这些近邻样本的平均值填补缺失.与均值插补、中值插补、后验分布估算插补和条件均值插补相比，该方法插补后的结果与原数据相似度更高，且更好地保留了样本间的差异性.

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时效对10Ni10Mn2CuAl钢组织及性能的影响

董艳伍，彭飞，田家龙，姜周华

2022, 43 (5): 646-651. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.006

摘要 ( 484 )

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PDF(1991KB) ( 150 )

基于富Cu相和NiAl(Mn)相复合沉淀析出强化的方式设计了一种新型高强度舰船用钢10Ni10Mn2CuAl，探究了时效处理工艺对10Ni10Mn2CuAl钢的组织及性能的影响.采用Thermo-Calc软件对析出相析出温度和含量进行理论计算，采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)对基体典型夹杂及对时效处理后组织进行了分析，并进行了性能测试.研究结果表明:钢中富Cu相析出温度区间为300~606℃，最高质量分数为1.41%.随时效时间增加，马氏体板条呈现粗化到细化演变，硬度增加到峰值后趋于稳定.随时效温度升高加速析出相析出过程，硬度达到峰值的时间缩短.在最佳热处理工艺下(500℃时效24h)，实验钢屈服强度为1435.51MPa，抗拉强度为1555.42MPa，延伸率为8%，综合性能达到最优.

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电渣重熔Inconel 625合金铝钛氧化的热力学分析

刘福斌，张海宝，高俊哲，耿鑫

2022, 43 (5): 652-659. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.007

摘要 ( 455 )

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PDF(932KB) ( 124 )

针对电渣重熔Inconel 625合金过程中Al和Ti含量的控制问题，通过渣-金平衡实验和基于离子-分子共存理论建立作用浓度热力学模型的研究，探索渣系组元对Al，Ti烧损的影响机制.研究了渣系各组元活度及活度比与渣系成分间的关系.研究结果表明:当TiO₂的质量分数为3%时，渣系能较好地控制Al和Ti氧化的效果.炉渣中的CaO会引起合金中Al和Ti不同程度的烧损，过量CaO会导致合金发生“烧Ti增Al”现象.升高温度可以抑制合金中Al的氧化，而降低温度可以抑制Ti的氧化.在1823K下，能够有效减少Inconel 625合金电渣重熔过程中Al和Ti烧损的渣系组成为w(CaF₂)=50%~60%，w(Al₂O₃)=15%~20%，w(CaO)=14%~20%，w(MgO)=3%，w(TiO₂)=2.5%~3.5%.

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考虑负载时变的线路巡检机器人动态性能分析

李小彭，樊星，李凯，张凌越

2022, 43 (5): 660-667. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.008

摘要 ( 403 )

HTML ( 3)

PDF(1722KB) ( 111 )

巡检机器人进行越障时，受负载时变影响，会出现控制超调、振动等现象.在考虑负载惯量时变特性的情况下，研究了一种用于分析巡检机器人越障状态下动态性能的方法.对双臂线路巡检机器人的回转机构建立了基于双惯量模型的动力学方程，使用改进D-H法与拉格朗日法对机器人建模，具体包括分配坐标系，求解拉格朗日方程，利用惯性矩阵计算负载转动惯量等.通过选择合适的阻尼系数设计了控制器参数，利用阻尼系数与固有角频率的变化分析了机器人的动态性能变化.研究成果有助于对双臂巡检机器人越障时的动态性能进行分析，并可用于机器人的伺服控制参数调试.

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弹性环式支承结构动刚度分析及其对转子系统的影响

罗忠，刘家希，刘凯宁，孙凯

2022, 43 (5): 667-673. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.009

摘要 ( 536 )

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PDF(1462KB) ( 367 )

针对用于航空发动机转子系统中的弹性环式支承结构刚度特性问题，开展其动刚度分析和实验测试以及其对转子系统固有特性影响分析研究.首先，建立弹性环式支承结构有限元模型，对其动刚度进行计算，并进行动刚度测试与验证，经实验所得测试结果与仿真计算的结果趋势一致，证明了对弹性环式支承结构的动刚度分析方法的有效性.然后，建立了带弹性环式支承结构的转子系统有限元模型，研究了转子系统在静刚度和动刚度条件下对临界转速的影响.结果表明，弹性环式支承结构动刚度对临界转速的影响较为明显，其中一阶临界转速降低了26%，且产生了新的共振频率，因此分析转子系统固有特性时应充分考虑支承结构的动刚度影响.

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光学自由曲面铣床静动态特性研究

李奇，于天彪，王宛山

2022, 43 (5): 674-680. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.010

摘要 ( 412 )

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PDF(3845KB) ( 158 )

根据光学元件的加工工艺特点对光学自由曲面铣床进行了设计，并对光学自由曲面铣床进行了有限元(FE)建模及静动态特性分析.结果表明:在重力载荷条件下铣床原点位置时，重力平衡装置未工作时导轨直线度为0.7μm，重力平衡装置工作时导轨直线度为0.035μm，重力平衡装置未工作时丝杠直线度为2.3μm，重力平衡装置工作时丝杠直线度为0.2μm.提取了不同结构方案及材料方案光学自由曲面铣床的固有频率，振型显示影响加工精度的铣床首阶振型为第三阶，最优的动态特性设计方案为铣床Z轴电机安装在顶板上及铣床结构材料采用天然花岗岩，铣床结构材料采用天然花岗岩相比于铸铁可以显著提升铣床动态特性.

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涂层微磨具的制备及磨削表面质量实验研究

温雪龙，王承宝，巩亚东，孙付强

2022, 43 (5): 681-688. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.011

摘要 ( 421 )

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PDF(2576KB) ( 101 )

采用真空射频溅射的方法制备涂层微磨具，探讨了微磨具表面涂层制备机理，针对黄铜材料进行涂层微磨具的磨削表面质量实验研究，分析不同加工工艺参数和因素对涂层微磨具磨削表面性能的影响规律.实验结果表明，随着不同涂层微磨具磨削速度的增大，磨削深度和进给速度的减小，黄铜表面粗糙度呈现减小的趋势，表面形貌更加光滑，表面质量更好;在相同的磨削工艺参数下，与未涂层微磨具相比，涂层微磨具的磨削力值更低;相同粒度的涂层微磨具和未涂层微磨具比较，涂层微磨具表面粘结磨屑现象得到改善，在一定程度上增加了涂层微磨具的使用寿命.

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多状态多阶段任务系统的可靠度理论计算方法

孙尧，孙志礼，周杰，王健

2022, 43 (5): 689-695. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.012

摘要 ( 732 )

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PDF(1585KB) ( 247 )

多状态多阶段任务系统常见于关键性系统，其可靠性要求较高而其可靠度计算又相对困难.为实现该类系统可靠度的精准预测，研究了部件劣化符合马尔科夫过程的多状态多阶段任务系统的可靠度理论计算方法.首先，基于工作效率与需求的关系对该类系统可靠度进行了界定.其次，依据条件概率理论，建立了多阶段任务系统任务成功完成的概率公式.基于此，根据部件劣化的马尔科夫性及部件状态的跨阶段依赖性，推导了多状态多阶段任务系统的可靠度理论计算方法，并提出一种快速穷举部件状态组合的方法用于提高该计算方法的计算效率.最后，通过与蒙特卡罗模拟方法对比，验证了推导的可靠度理论计算方法的准确性与计算的有效性.

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基于可靠性的GH4169车削参数优化

黄贤振，孙良仕，丁鹏飞，朱会彬

2022, 43 (5): 696-702. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.013

摘要 ( 443 )

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PDF(565KB) ( 172 )

为了保证刀具寿命的同时尽可能地提高加工效率，对切削参数进行优化至关重要.因此，建立了车削过程中的刀具磨损模型，可用于预测多种切削条件下任意时刻的刀具磨损量，从而推导出刀具寿命模型.考虑不确定性参数对车削加工的影响，建立了基于可靠性的车削优化模型，并采用序列优化与可靠性评估方法对优化模型进行求解以获得最优切削参数.最后，通过实例验证了该方法在高温镍基合金GH4169车削参数优化中的优势和可行性.

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东鞍山浮选尾矿预富集精矿悬浮磁化焙烧试验研究

邵安林，苏兴国，韩跃新，李艳军

2022, 43 (5): 703-708. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.014

摘要 ( 509 )

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PDF(824KB) ( 182 )

为实现东鞍山铁矿石浮选尾矿的资源化利用，对浮选尾矿预富集精矿开展了悬浮磁化焙烧试验研究.结果表明，浮选尾矿预富集精矿主要矿物组成为赤褐铁矿、磁铁矿、菱铁矿和石英，TFe品位为31.13%.浮选尾矿预富集精矿适宜的悬浮磁化焙烧工艺参数为:气体流量600mL/min，氢气体积分数20%，焙烧温度520℃，焙烧时间20min.焙烧产品经弱磁选可得铁精矿的TFe品位为64.23%，回收率为79.53%.焙烧产品的铁物相，XRD，VSM分析表明，经过悬浮磁化焙烧后，原矿中赤褐铁矿和碳酸铁转变为磁铁矿，矿石的饱和磁化强度和磁化率增强.

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细粒滑石对孔雀石硫化浮选的影响

刘宇彤，印万忠，盛秋月，姚金

2022, 43 (5): 709-717. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.015

摘要 ( 424 )

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PDF(1218KB) ( 117 )

通过浮选试验发现细粒滑石的加入降低了孔雀石的硫化浮选可浮性，细粒滑石含量越多，对孔雀石的可浮性影响越大;通过Zeta电位测试、吸附量测试、SEM-EDS分析和EDLVO理论计算研究分析了细粒滑石影响孔雀石硫化浮选的原因.结果表明:适量的Na₂S在孔雀石矿物表面的吸附是其硫化-黄药浮选成功的关键，而细粒滑石会吸附罩盖在孔雀石矿物表面，且滑石矿物表面不会发生Na₂S的吸附，因此，细粒滑石减弱了孔雀石矿物表面的硫化效果，使其可浮性降低.

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进料体积分数对旋流分离柱分离性能的影响

侯端旭，魏德洲，崔宝玉，赵强

2022, 43 (5): 718-723. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.016

摘要 ( 408 )

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PDF(2126KB) ( 135 )

基于数值试验系统考察了进料体积分数对旋流分离柱分离性能及颗粒运动行为的影响.结果表明，随着进料体积分数的增加，各粒级在底流中的分配率降低，分离粒度增加，底流夹细现象减弱，但过高的进料体积分数则导致溢流跑粗现象.高的进料体积分数意味着旋流分离柱内颗粒聚集程度增加，随内旋流运动的颗粒量增加.在Z=-400mm平面，颗粒轴向速度随着进料体积分数的增加而增大，向底流口运动的颗粒所需要穿过的内旋流区域增大，粗颗粒被内旋流裹挟的可能性增加.随着进料体积分数的增加颗粒切向速度降低，导致颗粒受到的离心力减小，向内迁移的可能性增大，进一步增加了颗粒在内旋流区域的聚集.

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多放矿口间的矿岩颗粒均匀流与应力演化规律

孙浩，苏楠，金爱兵，陈帅军

2022, 43 (5): 724-732. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.017

摘要 ( 430 )

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PDF(3697KB) ( 89 )

针对当前多口放矿研究中存在的放矿口间距阈值和应力分布等问题，基于刚性块体模型开展不同放矿口间距和放矿方式条件下的放矿数值试验，对多放矿口间的矿岩颗粒均匀流与应力演化规律进行量化研究.研究结果表明:多口放矿条件下能够产生矿岩颗粒均匀流的放矿口间距阈值介于1.0~1.25倍的松动体最大宽度.矿岩颗粒流动体系内存在明显的应力拱效应，放矿过程中松动体上方的垂直应力会逐渐向两侧非松动区域转移.在所研究的取值范围内，采场底部最大垂直应力已接近初始垂直应力的1.8倍.放矿过程中采场内非松动区域的配位数约为8~9，且空间高度越低其配位数越大;在松动区域内越接近放矿口的位置，其矿岩颗粒越松散且运移与接触变化的无序程度越高.

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基于模糊综合评价的深部巷道破坏定量风险评估

刘建坡，武峰，王人，张俊杰

2022, 43 (5): 733-739. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.018

摘要 ( 375 )

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PDF(1108KB) ( 161 )

深部金属矿地质条件和开采过程的复杂性导致巷道破坏时空分布复杂.以阿舍勒铜矿深部采区为研究对象，综合考虑地质赋存条件、开采影响和微震监测数据三方面的评价指标开展巷道围岩破坏风险定量评估研究.采用熵权法确定了不同评价指标的权重分配，权重占比前五的评价指标均为微震参数，其权重占比和超过80%，表明微震参数在巷道破坏风险评估中占主导作用.基于模糊综合评价方法的巷道破坏样本数据的评估准确率接近90%，能够实现大范围区域性巷道破坏风险定量评估，满足深部金属矿山区域性地压灾害防控与系统性开采过程优化调控的需要.

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鞍本地区晚太古宙高镁安山岩的成因解释

郭荣荣，李宗辉，黄萧

2022, 43 (5): 740-747. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.019

摘要 ( 511 )

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PDF(1781KB) ( 129 )

首次于鞍本地区发现晚太古宙晚期变质高镁安山岩，其主要矿物组合为角闪石+斜长石+云母+石英+少量辉石，并与~2.55~2.52Ga BIF和变质表壳岩互层产出.全岩主微量元素地球化学结果显示，鞍本地区高镁安山岩发育钙碱性，高MgO， Cr和Ni含量，以及低FeO_T/MgO比值等原始岩浆特征，并呈现强分异REE模式和明显Nb， Ta， Ti亏损等典型岛弧岩浆特征，与~2.7Ga Wawa绿岩带高镁安山岩和显生宙Setouchi地区赞岐质高镁安山岩具有相近的地球化学特征，将鞍本地区晚太古宙高镁安山岩解释为受到俯冲板片熔体交代的地幔橄榄岩部分熔融形成，为鞍本地区晚太古宙晚期存在俯冲机制提供了佐证.

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铝合金污泥中可燃气体的产生机理

李钰欣，许开立，王犇，耿丽艳

2022, 43 (5): 748-754. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.020

摘要 ( 494 )

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PDF(1138KB) ( 105 )

基于污泥量、静置时间、除菌前后的产气实验，结合扫描电镜、粒度分析、元素分析、微生物群落分析等手段测试产生气组分、分析产气规律，并研究产气机理.实验结果表明:污泥产生气的成分为H₂，CO₂及少量CH₄.污泥产气量与污泥中细菌含量成正比.产气机理为污泥中的细菌在代谢过程中产生H₂和CO₂的同时，形成的酸性环境腐蚀了污泥颗粒表面氧化层并形成孔洞，污泥中水分沿孔洞进入颗粒内部与合金发生产氢反应，提高了产生气中H₂的比例.H₂和CO₂为污泥中的甲烷杆菌目细菌提供代谢原料，促进CH₄产生.

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热风在高炉热风围管中流动特性的模拟研究

史本慧，刘炳南，罗志国，邹宗树

2022, 43 (5): 755-760. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.05.021

摘要 ( 457 )

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PDF(2702KB) ( 240 )

对鞍钢2580m³高炉热风围管内热风流动特性开展数值模拟研究，探究各风口风量不均匀分配的内在机理.结果表明，在各风口尺寸相同的条件下，围管内的主体流动并非单纯的单向流动，而是存在返流.热风进入热风围管后，直接冲击热风围管0°处热风支管，导致此处风口风量较大;进入围管后的热风形成两股气流在热风围管入口正对面(即180°处)发生碰撞，导致对应风口风量较大;气流碰撞后部分产生返流，沿着热风围管下部和内侧逆向运动，在热风围管90°和270°位置处与正常运动的气流再次碰撞并汇聚进入此处支管，导致对应风口风量较大.通过对比分析鞍钢高炉风口参数调节措施发现，现场调节措施与本研究结果基本一致.

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