正癸烷/正丁醇同轴层流扩散燃烧火焰中碳烟生成特性研究

李 煜，徐义书，覃龙江，刘 洋，姚俊杰，成晓北

正癸烷/正丁醇同轴层流扩散燃烧火焰中碳烟生成特性研究

李 煜，徐义书，覃龙江，刘 洋，姚俊杰，成晓北

(华中科技大学能源与动力工程学院，武汉 430074)

采用双色激光诱导炽光法及平面激光诱导荧光法，测量了碳烟体积分数、PAHs和OH的分布特性，探究了添加正丁醇对正癸烷层流扩散火焰中碳烟生成的影响规律．结果表明，火焰中碳烟体积分数随轴向高度和径向位置变化均呈现先增大后减小的趋势；随正丁醇增加，碳烟体积分数降低、分布范围减小．火焰中小分子、大分子PAHs和碳烟沿轴向依次分布，表明PAHs是碳烟生成的重要前驱物；OH集中分布于碳烟分布区外侧低浓度区域，对碳烟氧化具有关键作用．掺混正丁醇后，正癸烷火焰中PAHs生成降低，抑制了碳烟的生成；OH浓度升高，促进了碳烟氧化，最终导致碳烟生成量降低．

正癸烷；正丁醇；碳烟；双色激光诱导炽光法；平面激光诱导荧光法

发动机燃烧产生的碳烟颗粒物已成为城市空气的主要污染物，探究燃料燃烧中碳烟生成规律具有重要的理论意义和实用价值．丁醇作为一种新兴的含氧生物燃料，因其能量密度高、易储运、制取原料广泛等方面的优点[1-4]，近年来逐渐成为研究热点．研究表明，在化石燃料中添加丁醇无需改造原有发动机燃油供给系统的结构，且具有良好的污染物减排效益[5]．Yao等[6]在重载直喷柴油机上研究了正丁醇添加及不同喷射策略对柴油机性能与排放的影响，指出使用混合燃料有利于简化喷射策略，同时发现正丁醇的氧化作用可以显著地降低碳烟及CO排放. Doğan[7]在四冲程自然吸气直喷柴油单缸机上的研究中发现，将正丁醇在柴油中掺混比例增大后，有效地降低了尾气中碳烟、NO及CO的含量．刘海峰等[8]在光学机上探究了柴油掺混正丁醇后对缸内燃烧的影响，结果表明，随着正丁醇掺混比例增加，着火时刻推迟，火焰亮度降低，燃料的高温和低温反应都相对纯柴油燃料推迟，碳烟黑体辐射谱特征的出现时间延后．Siwale等[9]借助轻型增压柴油机发现随着丁醇含量的升高，排放特性得到改善，尾气中颗粒物排放随之下降，且缸内的燃烧稳定性相比于纯柴油有所提升．综上，从发动机应用角度来看，在燃料中掺混丁醇可以有效改善燃料的燃烧特性并减少排放．

然而，实际燃料组成复杂，发动机燃烧过程瞬态变化、各种物理化学影响相互耦合(涉及喷雾、油气混合、湍流燃烧等众多过程)，难以实现对燃料燃烧过程及碳烟生成机理的深入分析．为探寻丁醇掺混的燃烧化学作用及其对碳烟生成的影响机理，已有学者基于不同形式燃烧器、不同表征燃料对掺混丁醇的基础火焰进行了研究．Liu等[10]研究了正丁醇/汽油(辛烷值：92)同轴层流扩散火焰中碳烟生成特性，结果表明掺混正丁醇能显著减少碳烟生成，且随正丁醇掺混比的增大，碳烟体积分数的峰值和平均值均呈线性下降；其反应路径分析指出，加入正丁醇降低碳烟排放的主要原因是其对汽油中芳烃的含量具有稀释作用，且随正丁醇掺混比的增加，OH和HO2自由基含量增加，对碳烟前驱物的形成有重要的间接影响．此外，Russo等[11]、Jin等[12]学者也对丁醇添加入不同烯烃或烷烃后其火焰中碳烟生成的影响进行了研究. Russo等[11]对乙烯预混火焰中掺混丁醇同分异构体的研究表明，丁醇的4种同分异构体(叔丁醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇)均会使火焰中碳烟的数量和大小显著减小．Jin等[12]使用同步VUV光电离质谱技术研究了甲烷同轴层流扩散火焰中正丁醇的添加对其PAHs形成的影响，结果发现丁醇的添加会增加PAHs和苯的形成，并将这种变化归因于C2物种形成的增加促使了炔丙基和丙炔的形成．可见，目前研究大多采用小分子气体燃料的基础火焰，然而由于其与柴油、汽油等实际燃料在理化性质和燃烧行为间的巨大差异，采用不同小分子表征燃料的研究结果有所差异，并不能准确反映真实液体燃料在添加丁醇后的燃烧行为．可见，有必要采用更能反映真实燃料行为的表征燃料揭示丁醇对柴油、汽油燃料燃烧及碳烟生成过程的影响机制．

柴油由数千种化合物组成[13]，其燃烧过程及碳烟生成机理十分复杂，选取合适的柴油表征燃料对模拟柴油燃烧特性、预测燃烧装置中柴油的燃烧行为至关重要．近年来，许多学者尝试采用了不同大分子液体表征燃料作为基础燃料，探究了掺混正丁醇对碳烟生成特性的影响机制．Chen等[14]选用正庚烷/甲苯作为柴油表征燃料，探究了正庚烷/甲苯层流部分预混火焰中掺混4种丁醇异构体对PAHs和碳烟生成特性的影响，发现由于不同的反应路径，不同丁醇生成PAHs浓度有显著的差异，其中掺混正丁醇的碳烟生成趋势最小．Ghiassi等[15]采用正十二烷为表征燃料，通过两级燃烧器探究了添加正丁醇对正十二烷火焰中碳烟形成和氧化的影响，结果表明正丁醇的添加有效降低了生成碳烟的数量和质量，但同时也降低了碳烟的氧化速度．正癸烷是一种重要的柴油表征燃料，You等[16]开发了一种正十二烷和正癸烷的机理，通过与射流反应器的热解实验结果、激波管点火延迟时间、层流火焰速度进行比较，验证了该机理的可用性．Barths等[17]发现由70%的正癸烷和30%甲基萘组成的IDEA柴油表征燃料与欧洲2#柴油物理特性相似，经验证其着火滞燃期和热释放率以及排放特性都与实用燃料吻合较好．正癸烷等大分子液体表征燃料能较好地表征真实油料的燃烧行为，然而目前尚无正癸烷掺混丁醇燃烧中碳烟生成特性的相关研究，对正癸烷掺混正丁醇燃烧中碳烟生成过程的影响机制仍不清楚．同时，碳烟的生成过程涉及燃料热解、PAHs生长、碳烟成核、生长聚集等多个复杂的物理化学过程[18]，而目前已有研究中采用的测量手段相对单一，结合火焰中PAHs以及OH特性分析丁醇对碳烟生成影响机制的研究较少，相关信息仍十分缺乏.

扩散燃烧是碳烟生成的典型燃烧模式，包含了碳烟生成的所有物理和化学因素[19]．本研究基于同轴层流扩散火焰，选取正癸烷(D)作为柴油表征燃料，与不同比例的正丁醇(B)掺混(D100、D80B20、D60B40、D40B60、D20B80、B100，其中D20B80表示单位体积含有20%的正癸烷和80%的正丁醇)燃烧，运用双色激光诱导炽光法(TC-LII)定量测量火焰中碳烟体积分数分布，运用平面激光诱导荧光法(PLIF)定性测量火焰中A1、A2、A3、A4类PAHs分布，运用OH-PLIF定性测量OH分布，探讨了添加正丁醇对碳烟体积分数分布的影响．进一步分析了添加正丁醇对PAHs和OH生成的影响，综合探讨了正丁醇掺混对正癸烷燃烧碳烟生成特性的影响机制.所得实验数据也将有助于开发正癸烷/正丁醇的详细化学机理，用于发动机清洁燃烧设计．

1 实验装置及方法

1.1 实验装置

同轴层流扩散火焰燃烧系统如图1所示．整个系统主要由空气供应系统、燃料供应系统、燃烧器以及激光诊断系统4部分组成．针对不同实验目的搭建了3种激光诊断平台：采用TC-LII定量测量火焰中碳烟体积分数分布，采用PLIF定性测量火焰中A1、A2、A3、A4类PAHs分布，采用OH-PLIF定性测量火焰中OH分布．

图1 同轴层流扩散火焰燃烧系统示意

1.1.1 燃烧器及空气、燃料供应系统

采用的同轴层流扩散火焰燃烧器为Gülder形式燃烧器，其结构上主要由两个同轴圆管构成：中间圆管是燃料管通道，内径为10.9mm，外径为12.7mm，同轴圆管外侧为空气通道，直径为90mm．两个通道的中间空隙中交叉放置有金属泡沫和玻璃珠，以确保空气稳定地流过该区域，从而使燃烧火焰保持稳定．

如图1所示，空气供应系统包括空气压缩机、冷干机、流量计、空气加热器以及空气管道．来自空压机的空气经冷干机干燥后，经流量计调节得到适量且稳定的空气流，通过空气加热器加热后沿空气管道进入燃烧器，整个空气管道及燃烧器分别由加热带与陶瓷加热圈包覆加热．燃料供应系统包括气瓶、加压燃料储存箱、雾化蒸发器(VDM)以及燃料管道．液体燃料注入燃料储存箱，随后通入高压氮气将其从储存箱中压入VDM，在VDM中液体燃料快速稳定地蒸发为高温气态．气化后的燃料在出口与氮气充分混合，然后经燃料管道(加热带包覆加热)送入燃烧器．

1.1.2 TC-LII系统

如图1所示，TC-LII系统主要包括Nd：YAG激光器、片光源成型器、ICCD相机、双像器、滤波片等装置．其原理是：激光器发出一束波长为532nm的高能脉冲激光，经片光器整形后转变为二维片光入射到火焰；火焰中的碳烟颗粒受激光照射被快速加热到极高温度并辐射出炽光信号；通过在双像器上安装450nm和650nm的滤波片，可以将一个视场中的炽光信息转换为具有像素位置匹配的两个波长下的LII信号，通过ICCD收集二维信号图像．

通过标定等过程得到黑体辐射强度与对应的相机COUNT值之间的标定系数，同时根据双色法计算得到颗粒物的温度，继而将两者代入式(1)[20]计算得到碳烟体积分数．对于每一组工况均采用多组拍摄取平均的图像采集方法，并使用课题组开发的MATLAB程序对所获图像数据进行分析获得碳烟体积分数分布．

1.1.3 PLIF系统

PLIF通过采用特定波长的激光将测量对象激发到激发态，激发态回落到基态会发射出特定波长的荧光信号，根据不同的激发波长和检测波长测量获得燃烧产物的二维分布．

如图1所示，PAHs的PLIF测量系统与TC-LII的实验系统相似，但在激光发生系统和信号检测部分有所差异．实验中采用激发波长为266nm的激光，通过在CCD相机镜头前安装3种不同波长的滤波片来采集不同的PAHs的荧光信号[21]：300～340nm的滤波片用于测量A1和A2；350～400nm的滤波片用于测量A3；400～480nm的滤波片用于测量A4．

OH测量与PAHs测量有所不同，区别主要在激光的激发波长以及检测信号的滤波片配置．如图1所示，OH测量时通过Nd：YAG激光器与染料激光器共同作用产生282～286nm的激光，在实际测量过程中，通过电脑调节晶体出光角度以调节激光波长，对比荧光信号强度，选取信号强度最强的激光用于测量．测量时采用带宽为300～320nm的滤波片．需要指出的是，因燃烧中间产物难以分离和标定，现阶段LIF很难做到定量测量．

1.2 实验工况设置

本实验采用6组不同的燃料：纯正癸烷(D100)，纯正丁醇(B100)，以及4种两者不同比例的掺混燃料(D20B80、D40B60、D60B40和D80B20)．D100燃料流量设定为0.180g/min，以得到合适的火焰高度以及适量的碳烟用于实验观测．在保证碳流量一致(0.152g/min)的原则下计算得到其他5组燃料的流量，如表1所示．因正癸烷、正丁醇沸点差异(正癸烷174.2℃，正丁醇117.25℃)，为保证每一组实验燃料在VDM内都能完全且稳定地蒸发为气态，调节VDM蒸发温度如表1所示．此外，每组实验时的燃料管温度、空气管温度、N2流量以及空气流量都保持一致，以减少对实验结果的影响．

表1 实验工况

Tab.1 Experimental conditions

2 结果与讨论

2.1 乙烯火焰验证

首先采用Thomson等[22]标准Gülder燃烧器上的乙烯同轴层流扩散火焰研究结果作为对比标定，验证了所用燃烧器及LII方法的可靠性．采用相同的燃烧器结构以及乙烯流量、空气流量、燃料流量等实验参数．采用TC-LII方法测量得到的乙烯火焰中碳烟体积分数分布如图2(a)所示，图2(b)为文献结果．可以看出两者火焰形状相近，碳烟高浓度区域分布重合，主要分布在火焰的两翼，位于距离轴心线2～4mm以及距离燃烧器出口高度20～40mm的位置；同时两图中碳烟体积分数峰值高度吻合(均约为8×10-6)．对比显示，本文采用的TC-LII法能够比较准确地测量火焰中碳烟体积分数的定量分布．

2.2 正癸烷/正丁醇火焰中碳烟体积分数分布特性

图3是通过TC-LII方法测得的不同比例的正癸烷/正丁醇火焰中碳烟体积分数的空间分布．结果显示，碳烟整体呈翼型分布，且主要集中在距燃烧器出口30～60mm高度区域，火焰中心区域碳烟体积分数较高，两侧体积分数较低．结合实验现象，随着正丁醇的增加，火焰高度下降，碳烟体积分数峰值降低为原来的约50%，碳烟初生位置从AB(height above the burner，距燃烧器出口高度)为30mm逐渐上升到37mm，而碳烟分布尖端逐渐从AB为62mm下降到48mm．图4是每组火焰的碳烟体积分数总和，由图可以发现D40B60工况下的碳烟体积分数总和只有初始工况(D100)下的约30%，而纯正丁醇工况下的碳烟体积分数总和更是下降到了初始工况的约15%．结合图3与图4可得，随着正丁醇的增加，碳烟颗粒物的生成量明显减少，碳烟体积分数峰值降低，分布范围减小．

图2 本实验与文献[22]中乙烯火焰碳烟体积分数分布(z表示距离燃烧器出口的距离)

进一步从火焰内轴向和径向角度对火焰中碳烟体积分数的分布特性进行分析．图5是距离火焰轴心线径向1mm处的6种工况火焰中碳烟体积分数的轴向分布．可见，随着AB的增加，各工况下的碳烟体积分数均呈现先增大后减小的趋势，符合同轴层流扩散火焰中的碳烟生成机理．燃料首先热解生成碳氢小分子，然后形成初始苯环．关于初始苯环的形成路径，目前有Frenklach[23]提出了的偶数碳成环理论和Miller等[24]补充提出的奇数碳成环理论．苯环在HACA(脱氢加乙炔)的作用下形成多环芳烃，达到一定尺寸之后通过碰撞凝结形成初始碳核，经生长、凝结聚集形成较大的碳烟颗粒物，最终在OH和O2含量高的区域被氧化．可以发现随着正丁醇掺混比的增加，碳烟体积分数峰值逐渐减小，其出现的高度也逐渐降低，同时碳烟体积分数纵向分布范围逐渐减小，最终纵向分布面积只有初始工况的约1/3．

选取AB为45mm时的高度进行碳烟体积分数的横向分布特性的分析，此时6种工况下均可观察到含量较高的碳烟水平，如图6所示．因实验火焰为轴对称的同轴层流扩散火焰，所以本文选取了一侧的数据进行分析．由图可以发现在各个工况下，碳烟体积分数峰值均出现在中轴线附近，随着径向距离的增大，碳烟体积分数逐渐减小，这是因为同轴扩散火焰中中心为燃料供给，两翼为氧化剂供给，故越靠近中心线，空燃比越低；而远离轴心线位置空燃比较大，更多的碳烟被氧化，碳烟体积分数降低，使得总体分布中的碳烟呈翼型分布．此外还可以看出随着正丁醇掺混比的增加，碳烟体积分数峰值下降，横向分布范围减小，纯正丁醇工况下的分布区域仅为初始工况(D100)的1/2左右，碳烟生成量明显减少．

图3 不同掺混比例下正癸烷/正丁醇火焰的碳烟体积分数的空间分布

图4 不同掺混比例下正癸烷/正丁醇火焰中碳烟体积分数总量对比

图5 距离燃烧器轴心线径向1mm处碳烟体积分数轴向分布

图6 hAB为45mm处的碳烟体积分数横向分布

2.3 火焰中PAHs生成与演化特性

PAHs是碳烟生成过程中的重要中间产物．图7展示不同掺混比例下正癸烷/正丁醇火焰中的A1～A4空间分布情况，以探究PAHs生成与碳烟生成的关系．由图可得，PAHs分布均呈翼型分布，中心体积分数较高，两翼体积分数较低，主要分布在距燃烧器出口高度0～40mm区域．A1和A2分布图中有明显的分区现象，这是因为本研究采用的滤波片带宽相对较宽，拍摄到的荧光信号同时包括了A1和A2，所以出现了明显的分区，底部部分为刚开始形成的A1，上部部分为A2．结果表明，随着正丁醇掺混比的增加，PAHs分布区域逐渐减小，颜色深度变浅，表明PAHs的含量随着正丁醇掺混比的增加有所减少．

借由纯正癸烷(D100)火焰来探究PAHs与碳烟以及火焰形态的分布对比，如图8所示．由图可知，与碳烟体积分数分布的30～60mm区域相比，PAHs的分布区域的高度明显下降．由轴向分布对比可知，A1～A4在轴向上随AB的增加均呈现先增加后减小的趋势，A1主要分布在AB为0～5mm内，A2位于AB为6～35mm范围内，A3和A4则分别位于8～36mm和10～37mm的范围内．并且根据图中4种PAHs(A1、A2、A3和A4)的峰值分别在距离燃烧器出口3mm(A1和A2小峰曲线)、21mm(A1和A2大峰曲线)、22mm、23mm的位置，分析可得，随着PAHs分子数的增大，4种PAHs在同轴扩散火焰中的轴向分布位置逐渐升高，且都集中分布在火焰上游，低于碳烟分布区域，这与碳烟生成过程中的PAHs的生成机理相吻合，表明PAHs是碳烟生成的重要前驱物，也验证了碳烟生成过程中PAHs的生长是从小分子不断形成大分子的过程．

图7 不同掺混比例下正癸烷/正丁醇火焰中A1～A4空间分布

由于正丁醇的添加降低了火焰高度，使得PAHs的分布区域下降，因此本节选取PAHs含量相对较高的高度进行其横向分布特性的对比分析，其中A1时选取AB为2.5mm的高度，A2～A4时则选取AB为25mm处的数据，如图9所示．由图可知，同一工况下A1～A4的分布范围逐渐扩大，各个工况下的A1～A3在轴向上均呈现先增加后减小的分布趋势，而A4则观察到明显的双峰分布．根据图8，分析原因可能是选取的高度低于A4峰值所在的高度，故以双峰的形式呈现．其中分布区域位于火焰轴线的两翼区域，但是可以看出峰值有一定的差异，这是激光能量在穿过火焰之后的衰减引起的．

图8 纯正癸烷PAHs与碳烟体积分数、火焰形态对比

图9 不同工况下A1～A4的横向分布

对比发现，随着正丁醇掺混比的增加，火焰中A1的相对浓度逐渐降低，且在纯正丁醇工况下未观测到A1的分布．结合图8分析，可能是因为纯正丁醇含碳较少且自身带有OH基团，抑制了A1的生成，从而导致火焰中A1含量极低，无法用该方法测得．对于A3、A4的分布，随着正丁醇掺混比的增加，A3、A4的COUNT值(相机信号强度)均逐渐减小，说明浓度也逐渐降低．同样在图中还可以观察到随着正丁醇掺混比增加，同一PAH的不同工况之间的差值越来越小，下降速度越慢．值得注意的是，添加正丁醇后，A4、A3的减少幅度远大于A2．A2类PAH下降速度随正丁醇的添加而逐渐减缓，正丁醇占比超过40%后，A2的变化趋于平稳．

2.4 火焰中OH分布特性及对碳烟生成的影响

图10为不同工况下的OH相对浓度分布情况．结果显示，火焰中OH呈翼型分布，主要分布在火焰前端和外沿，火焰前端OH浓度最高．随着正丁醇掺混比的增加，OH分布区域逐渐增大，颜色逐渐变深，表明OH含量不断增加，同时各组实验轴心线上的OH初始位置和终止位置也都随正丁醇的增加而降低，与火焰高度降低的形态变化吻合，扩散火焰中OH分布可近似看作火焰反应区结构，能在一定程度上表征火焰面．结合图9中结果分析推断，随正丁醇添加到一定比例，产生的OH基团同时参与了A2的生成与消耗反应，例如增多的OH浓度促进了A3、A4氧化分解为A2等更小分子产物的反应，与A1、A2的氧化分解综合作用使得A2生成量总体上无显著变化．具体原因仍需后续结合机理进一步对其反应路径进行研究．

图11结果为中轴线＝0mm处的碳烟分布和OH分布．可见，碳烟主要分布于OH分布区域的左侧或内部．碳烟与OH均呈现明显地先上升后下降的分布规律，且OH浓度的上升阶段与碳烟下降阶段重合，表明OH对碳烟的氧化起到关键的促进作用．同时，随着正丁醇掺混比的增加，碳烟颗粒物分布区域逐渐减小，OH分布区域逐渐变大且逐渐向火焰上游移动，直到覆盖整个碳烟生成区域．该结果表明，正丁醇的添加为火焰提供了大量的OH基团，促进了碳烟颗粒物的氧化，同时使得碳烟氧化提前，抑制了碳烟的生长，使得碳烟颗粒物体积分数下降，分布范围逐渐减小．

图10 不同掺混比例下正癸烷/正丁醇火焰中OH空间分布

3 结 论

本文采用多种激光诊断方法测定了正癸烷与正丁醇6种不同掺混比例工况(D100、D80B20、D60B40、D40B60，D20B80、B100)下的碳烟体积分数、PAHs(A1～A4)以及OH分布．

(1)正癸烷火焰中碳烟整体呈翼型分布，火焰中间体积分数较高．随着正丁醇掺混比的增加，火焰高度下降，碳烟体积分数峰值降低，分布范围减小，碳烟生成量明显减少，表明正丁醇的加入降低了正癸烷燃烧碳烟的形成．

(2)正癸烷火焰中A1～A4整体均呈翼型分布，随着PAH分子量的增加其分布范围逐渐上移，且PAHs分布区域高度低于碳烟分布区域，表明PAHs是碳烟生成的重要前驱物．随着正丁醇掺混比的增加，A1～A4的含量降低，分布范围逐渐减小，说明正丁醇的加入有效降低了正癸烷火焰中PAHs的生成．

(3) OH基团主要分布在火焰前端和外沿，且OH浓度较高的区域与碳烟体积分数下降的区域重合，表明OH对碳烟氧化具有重要作用．随着正丁醇掺混比的增加，正癸烷火焰中OH含量逐渐增加，分布区域增大且往火焰上游移动，表明正丁醇为燃烧过程提供了丰富的OH，促进了碳烟的氧化，并且使碳烟的氧化过程提前，抑制了碳烟的生长，从而降低了正癸烷碳烟的生成．

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Study of Soot Generation Properties in n-Decane/n-Butanol Co-Flow Laminar Diffusion Combustion Flames

Li Yu，Xu Yishu，Qin Longjiang，Liu Yang，Yao Junjie，Cheng Xiaobei

(School of Energy and Power Engineering，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，China)

The effects of n-butanol addition on the soot generation in n-decane laminar diffusion flame were investigated by measuring the distribution characteristics of soot volume fraction，polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs)and OH based on the two-color laser-induced incandescence method and planar laser-induced fluorescence method. Results show that the volume fraction of soot in the flame increased first and then decreased with the axial height and radial position. Both the volume fraction of soot and its distribution range decreased with the increase of n-butanol. The distribution of small and large molecular PAHs and soot along the axial direction indicates that PAHs was an important precursor for soot generation. OH was concentrated in the outer low concentration region of soot distribution area，which had a key role in soot oxidation. After blending n-butanol，the generation of PAHs in the n-decane flame was reduced，which inhibited the generation of soot；the increase of OH concentration promoted the oxidation of soot and finally led to the reduction of soot generation.

n-decane；n-butanol；soot；two-color laser-induced incandescence method；planar laser-induced fluorescence method

TK11

A

1006-8740(2022)04-0447-10

10.11715/rskxjs.R202206004

2021-03-03．

国家自然科学基金资助项目(51576083；51806075)．

李 煜（1998—  ），男，硕士，no1liyu@163.com.

成晓北，男，博士，教授，xbcheng@hust.edu.cn.

(责任编辑：武立有)