DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 数值模拟 依据模型我们进行了数值计算，数值计算是在FORTRAN的程序平台上来完成的。图1(a)显示了不同基准利率失业率u随时间的变化情况。当基准利率 时，失业率在0附近作微小振动，这表明系统的经济状态很好。银行的基准利率很低的结果就是工厂会更加倾向于向银行借贷，这就意味着当工厂没有足够的资金时就可以通过借贷去支付工人的工资，而当工厂欠债濒临破产时，从银行借贷钱款可以恢复生产从而避免工厂破产。但是当基准利率 时，失业率 持续上升直到达到几乎完全失业，并且持续保持高失业状态，这种情况意味着，当工厂没有足够的流动资金支付工人工资时就得向银行借款，但是因为基准利率较高，工厂所能借贷的资金不足，工厂无力偿还已有贷款而破产，如果这样的工厂的数目增多，整个系统的高失业率状态将会出现。 所以，基准利率的大小对于这个宏观经济系统模型而言是很关键的一个因素，基准利率越小，经济状态越好，基本不会出现经济危机；而随着基准利率的增大，达到基准利率的一个临界值时，经济状态会随着时间步的增加最终走向完全失业的道路；直到基准利率大于临界值，那么失业人数迅速升高直到完全失业并持续完全失业状态。 图1(b)显示的是基准利率调整导致的从低失业率到高失业率的不连续相变现象。 是住户在购买商品时可选择购买商品的工厂数。无论 的值是多少，随着基准利率的升高，失业率都会随之增大，并且在较低的基准利率和较高的基准利率之间存在一个临界值是失业率逐渐增大直到完全失业是的状态。当 时，也就是说住户只可以选择两家工厂来购买他们所需的产品，那么剩下的工厂无法卖出商品，从而基本没有更新策略，那么工厂间的竞争就会非常小，无法获得盈利的结果就是没有足够的资金来支付工人的薪水，解雇就是唯一的解决办法，那么此时的失业率就是居高不下；但是当 和 时，较小的基准利率使得系统的失业率一直在0附近振荡，可能，在早期的时候，工厂会依赖于银行的借贷来维持正常的生产，但是随着基准利率的升高，生产能力越来越弱，工厂能借贷的越来越少以致无法支付工资，最终导致完全失业。另外，相位转变的临界基准利率 随着 的增大而增大，这种现象出现的原因就是，当 足够大时，住户就有足够的工厂来选择价格相对便宜的商品，也就意味着，工厂间需要有力的竞争才能销售出商品，所以当基准利率很小的时候，工厂有足够的资金支付工人的薪水，也就不会导致较多工人失业。 图2表示的是相变点 随着可选择购买的工厂数 的增加而增加，直到 达到较大的值时， 基本保持不变；当 特别小的时候，相变点 的值是很小的，当 增大到5时，相变点 随着 的增大而增大，直到 大于5，相变点不再随着 的增加而增加，而是几乎保持不变的水平。 是住户可 图1. (a)不同的基准利率(ρ = 0.01， ρ = 0.03)所对应的失业率U随着时间的变化，此时的其他参数为M = 15， γ y = γ p = 0.1； (b)不同的可供购买的工厂数M所对应的失业率随着基准利率ρ的变化，此时γ y = γ p = 0.1 图2. 相变点位置ρ c 随着局域化强度系数M的变化，参数为γ y = γ p = 0.1 选择购买商品的工厂数量，那么 越大，可供选择的工厂数越多，能卖出商品的工厂也就越多，那么工厂间的竞争就会更加激励，工厂会更加积极的更新价格和产量策略从而适应新的市场需求，健康的工厂越多经济系统的状态就越好，失业率自然就越低，临界阈值 也就越大。 我们进一步研究了策略变更规则(公式1)中价格调整敏感系数和产量调整敏感系数对相变的影响。在图3(a)显示了不同价格调整敏感系数和不同局域化强度系数 对相变点位置 的影响，固定可供购买的工厂数 ，相变点 会随着价格敏感系数 的增大而减小；但是当固定价格敏感系数时，相变点会随着 的增加而变得越来越大。所以， 和 的作用是完全相反的。 如果 的数值足够大，那么住户就有足够多的工厂去选择价格更低产品，这就导致工厂间需要强烈的竞争以使得自身的产品价格更低卖出去，这种情况下的系统是非常良好的，也就是失业率处在比较低的状态。所以，不管 的值是大是小，较大的 对应的 总是要比较小的 对应的 的值要大。当 足够大的时候，系统对于价格相当敏感，但是工厂并不能承受价格如此之大的波动，那么他就有可能因为无法承受此种波动而走向破产的道路。所以这两个参数的功能虽然相互抵消，但是却无法改变他们本身的功能。 图3(b)显示了不同产量调整敏感系数和不同局域化强度系数 对相变点位置 的影响，固定可供购买的工厂数 ，相变点 会随着产量敏感系数 的增加而增加；固定产量敏感系数，相变点 会随着产量敏感系数的增加而增加；所以， 和 的作用是类似的。如果 和 的值都取得很小的时候，相变点 的值就很小，相反的，如果 和 的值都取得很大的时候，相变点 的值就很大。可以看出， 和 的作用是相对的。
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user: 4. 结论 本文将宏观经济的代理人基模型同复杂网络的研究相结合，采用代理人基模型研究局域化条件，策略更新的动力学演变对于经济系统中同步以及同步的相位转变性质的影响；而对于完全失业出现前的相位转变在现实的宏观经济模型中经常遇到，我们发现局域化条件以及策略更新的敏感系数在失业率的波动方面扮演了一个很重要的角色；最后，我们讨论完全失业的经济危机出现的条件。经济系统中的失业率一直是一个值得关注的话题，当然我们想要知道的是怎样使得经济系统一直保持在比较好的状态也就 图3. 相变点位置ρ c 等高图。显示了不同的局域化强度系数M和策略调整敏感系数对相变点位置的影响；(a) ρ c 随价格调整敏感系数γ p 和M的变化的影响；(b) ρ c 随产量调整敏感系数γ y 和M的变化 是说怎样使得失业率保持很低，以及如何避免系统不稳定而出现较大的波动，本文从物理相变和同步的角度为驱动经济系统向好提供了一定的参考。
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user: 摘 要 本文提出一种求解电力系统病态潮流并绘制PV曲线的新方法，称之为张量法。张量法基于非线性方程组的二次模型进行迭代。相对于传统牛顿法，张量法在每次迭代中几乎不需要更多的存储空间和运算量。对于良态系统潮流的计算，张量法的计算效率与传统牛顿法相差不多，对于病态的潮流问题，张量法绘制PV曲线的运算效率和可靠性都远高于牛顿法。对IEEE-5， 11， 13节点系统进行了潮流计算，结果表明张量法优于牛顿法。 关键词 :电力系统，病态潮流，张量法，PV曲线
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user: 1. 引言 潮流计算是分析电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，电力系统潮流的计算中普遍使用的方法为牛顿-拉夫逊法，此方法收敛速度快，但对迭代初值要求高[ 1 ] 。在绘制系统PV曲线时，随着功率P的增大，某些潮流计算使用常规方法可能会不收敛，成为病态潮流。 病态潮流的出现主要有以下两方面的原因： 1) 潮流计算的解远离平启动点，使得在平启动下使用常规潮流计算方法无法求出。 2) 在系统重负荷、接近功率极限点时，系统的雅克比矩阵 出现奇异或接近奇异 [ 2 ] 。 求解电力系统的病态潮流绘制PV曲线，需要特殊的计算方法。在牛顿–拉夫逊法的基础上，学者们已经提出了两种经典算法，即最佳乘子法和非线性规划法。 最佳乘子法由岩本伸一提出 [ 3 ] ，被认为是一种比较成功的求解病态潮流的方法。其基本原理是在每次迭代中使用牛顿法求解出修正量 后，不直接去修正 ，而是乘以最佳乘子 再进行修正， 的取值要满足。 最佳乘子法具有如下优点： 1) 最佳乘子法可以作为一个子程序很容易的嵌入到牛顿法中。 2) 最佳乘子法是一种较为准确、实用的病态潮流计算方法，当潮流不收敛时， 趋向于零，保证了潮流计算的不发散。 尽管如此，最佳乘子法还是没有从本质上解决算法对初值的敏感，此外，当潮流方程无可行解时，虽然最佳乘子法适当地停止了计算，但并不能给出节点功率不平衡的信息，最佳乘子法存在缺陷。 对于病态的潮流问题，可以将其转化为求解一个非线性规划的问题 [ 4 ] 。通常将目标函数定义为 。当潮流有解时，目标函数趋向于零，如果无解，则目标函数停留在一个不为零的正值上， 得到的是最小二乘解。 计算的关键在于求解构造的非线性规划问题，但总的说来，非线性规划法求解病态潮流计算量较大，求解复杂，因而实用性不强。
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user: 2. 张量法简介 基于以上分析，本文提出了一种新的求解病态潮流并绘制PV曲线的方法，叫做张量法。张量法在每次迭代计算中使用了非线性方程组的二次展开项，适合计算由于雅克比矩阵奇异所引起的病态潮流问题。相对于传统的线性模型，张量模型在每次迭代中几乎不需要更多的存储空间和计算量，而且无论在计算奇异或非奇异问题时，效率都高于传统的线性模型 [ 5 ] 。 张量模型基于 在当前迭代点 的二次展开项来建立模型，即： 其中 为一个三维数组， 通常被成为张量，张量法的名称由此而来。而 ， 显然我们可以选取 在 处的二阶泰勒展开项 作为 [ 6 ] 。然而这样做会使得计算量和存储量大幅增加，因此，用 作为张量 不具有可行性，我们需要一个简单实用的张量模型。 为得到合适的张量模型，需要内插 个已经求出的迭代点 ，每个点都满足等式： (1) 其中： 。 通常 取1，实际经验表明，当 大于1时，对计算的改进作用不大，反而增加了数据存储量。 令 ，则可以构造 满足下式： (2) 可以证明， 满足(2)式[ 5 ] ，其中定义矩阵 ，矩阵元素满足 ，定义矩阵 ，向量 为其第k列元素， 。定义矩阵 ，则 的每一列即为向量 ， 。 表示一个秩一向量，它满足等式： 所以张量 由 个秩一向量相加构成，将 带入式(1)，得到张量模型： (3) 式(3)是可以有效的形成、存储、计算的张量模型。相对于经典的线性模型，其仅需要额外存储2p个n维向量a k 、s k ，以及2p个n维向量 、 。计算速度方面，相对于线性模型每次迭代至少所需的n 3 /3次加法和乘法运算，张量法每次迭代仅需要n 2.5 次加法和乘法。
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user: 3. 张量法在电力系统潮流计算中的应用 在本章中，我们将提出一种实用算法来使用张量法进行电力系统潮流与绘制PV曲线。在计算中，我们使用直角坐标，平启动计算，得到计算结果后作为下次计算的初值从而绘制PV曲线。 令 (母线数)，定义 为电压实部，虚部组成的向量， 。定义 为功率适配量， 为 节点数， 。 为母线 的设定有功，无功，电压。 为导纳矩阵的第 元素，我们可以得到直角坐标下的潮流方程为 [ 1 ] ： 定义 = 当前迭代点， = 上次迭代点， = 下次迭代点， 为当前雅克比矩阵 ，定义 为修正向量，即 。在计算中，取 ，则在(3)中， ， . 最终我们可以使用张量法建立潮流修正方程，即： (4) 接下来，本文将论述如何计算式(4)的根，即：寻找 ，满足 如果方程没有解，将求出其最小二乘意义下的解。为了有效的求解(4)式，我们可以用两次正交变换将(4)式转换为含 个未知量的 个方程 (5) 和含 个未知量的 个方程 (6) 可以通过求(6)式最小二乘意义下的解得到 ，通过回代(5)式解出 ，从而求出张量模型的解 [ 7 ] 。具体算法见流程图1及附录A。 将计算出的结果作为初值，继续计算，获得系统的PV曲线。
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user: 4. 算例及分析 在本章中，我们将使用IEEE-5， 11， 13节点系统进行张量法与牛顿法潮流计算的对比测试 [ 8 ] ，测试结果如下： 4.1. IEEE-5节点系统重负荷下的潮流计算 对于IEEE-5节点系统，同时增加系统的所有的有功和无功负荷到功率极限点，即原始负荷的1.28 图1. 张量法计算流程图 倍 [ 9 ] 。使用牛顿法和张量法计算潮流，计算采用平启动，收敛条件为 ，结果如表1所示。 从表1中我们可以看出，在良态系统中，张量法的效率和牛顿法大致相同。 4.2. IEEE-11节点系统 对于IEEE-11节点系统，使用张量法和牛顿法计算潮流，令最大迭代次数为30，收敛条件为 ，计算结果两种方法都不收敛。以迭代次数为X轴，最大误差为Y轴，绘制图2，图3。 Table 1 The load flow result for IEEE-5 under heavy loa 张量法 牛顿法 负荷数 1.28 1.28 迭代次数 7 8 收敛精度 10e−6 10e−6 条件数 1444.9313 1498.6211 表1. IEEE-5节点重负荷潮流计算结果 图2. IEEE-11节点系统张量法迭代误差 图3. IEEE-11节点系统牛顿法迭代误差 由以上两图可以看出，对于在潮流不收敛的时候，张量法可以将误差限制在0.005724以下，而牛顿法的误差振荡，潮流计算发散。可见张量法可以保证潮流不发散。如果把收敛条件改为 ，则张量法收敛，而牛顿法仍然发散。张量法计算的潮流结果见表2。 4.3. IEEE-13节点系统 4.3.1. 重负荷下的潮流计算 IEEE-13节点系统为一个病态系统 [ 8 ] 。将系统中所有节点的负荷有功和无功增加到10倍的初始负荷，使用张量法和牛顿法计算潮流，平启动，收敛条件为 ，结果见表3。 由表3知，对于IEEE-13节点系统，在重负荷时，张量法计算潮流仍然收敛，而牛顿法计算结果发散，误差振荡。可见，在病态潮流计算中，张量法比牛顿法稳定，可靠。 4.3.2. 绘制PV曲线 以1为步长，只增加IEEE-13节点系统所有负荷的有功，使用张量法和牛顿法绘制PV曲线。以负荷为X轴，10号节点电压为Y轴，使用上次计算的值作为下次迭代的初值进行计算，每次迭代收敛条件为 ，结果见图4、图5。 Table 2 The load flow result for IEEE-1 张量法 牛顿法 收敛精度 10e−2 10e−2 迭代次数 5 发散 条件数 7146.013605 5023245.950943 表2. IEEE-11节点潮流计算结果 Table 3 The load flow result for IEEE-13 in heavy loadin 张量法 牛顿法 收敛精度 10e−6 10e−6 负荷数 10倍额定负荷 10倍额定负荷 迭代次数 16 发散 条件数 9823.575832 9823.575832 表3. IEEE-13节点系统重负荷下潮流计算结果 图4. IEEE-13节点系统张量法计算PV曲线 图5. IEEE-13节点系统牛顿法计算PV曲线 由图4、图5中知，当系统有功负荷达到19倍的初始负荷，如果继续增大负荷，牛顿法将发散，但张量法在达到38倍的额定负荷时依然收敛。这又一次证明了再计算病态潮流问题时，张量法的可靠性高于牛顿法。
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user: 5. 结论 由以上结果我们可以得出以下结论： 1) 对于良态的潮流问题，张量法的运算效率和可靠性与牛顿法大致相同。 2) 对于病态潮流问题，张量法的可靠性远高于牛顿法。 3) 对于不收敛的潮流问题，张量法能够保证潮流计算的不发散。 4) 由于使用内插 个已求点来拟合张量模型 ，使得张量法所需要的存储空间和计算量同牛顿法相比并无太大的增加，因而张量法是一种比较实用的病态潮流计算方法。 5) 在绘制PV曲线的过程中，张量法比牛顿法具有更高的可靠性 因此，张量法适合求解电力系统病态潮流与绘制系统PV曲线。
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user: 附录A：张量法求解详细推导过程 1) 做正交分解 ，取置换阵 则 ， 是 的列的置换， 是 的行的置换。 2) 计算 ， ， ；定义 ， ， ，则 (A-1) 3) 找到正交阵 ，使得 式中 为对角元素非零的上三角阵。由于 可能是列亏秩的，因而 。 4) 计算 ， ， ，则(A-1)式可变为： 5) 在最小二乘意义下求解： 找到 ，即 6) 当 时，回代求解，即求解 得到 。当 时，需要求 在最小二乘意义下的解。 7) 计算 ，得到 。 当计算出 后，可以修正当前迭代点 ，即 ，得到下一个迭代点 。计算功率失配量， 如果 ，则停止计算，否则，重复计算直到收敛。
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user: 摘 要 对水电站机组导叶启闭规律进行系统的研究，对应不同的启闭规律进行调保计算并进行分析比较，证实分段关闭规律优于直线关闭规律，采用分段关闭时蜗壳末端压力和机组转速上升有相应的减小，有利于水电站安全经济运行，由此提出在设计过程和对电站改造过程中对直线关闭就能满足规范要求的坝后式电站应优先考虑采用导叶分段关闭。 关键词 :坝后式水电站，导叶折线启闭规律，调节保证计算
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user: 1. 引言 在水轮机调节系统大波动过渡过程中，为了最大限度的降低水击压力和转速升高，可以采用增大机组转动惯量GD 2 、增大压力钢管直径或增设调压井等措施 [ 1 ] 。相对于这些工程措施而言，采用合理的启闭规律是改善水力过渡过程问题的首选手段。因为它不需要增添其它设备或增加工程量，增大投资。为解决这一问题，许多学者进行了大量的研究，沈祖诒等提出对采用直线启闭不能满足规范要求的机组采用分段启闭，并开发了WINDOWS界面下水力-机械过渡过程仿真计算软件 [ 2 ] ；唐红给出了引水式水电站水轮机调保两段关闭计算实例[ 3 ] ，但这些主要是针对直线启闭不能满足规范要求的水电站。目前对于采用直线启闭就能满足规范要求的水电站机组导叶启闭规律依旧为直线启闭规律。为了探讨采用直线启闭就能满足规范要求的水电站机组导叶关闭规律，本文将从水电站机组导叶启闭规律出发，通过某水电站具体计算，发现对于采用直线启闭就能满足规范要求的水电站机组导叶若改采为分段启闭规律，水力过渡过程问题会进一步地得到改善。因此，提出在设计过程和对电站改造过程中对直线关闭就能满足规范要求的坝后式电站应优先考虑采用导叶分段关闭。
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user: 2. 导叶启闭规律 导叶启闭规律主要是指水电站机组在甩负荷时所采用的一段直线关闭规律和多段折线关闭规律。折线启闭规律较直线启闭规律复杂。至今水电站所采用的导叶折线启闭规律通常为两段折线启闭，不包括关闭末了的缓冲延长段。要采用折线启闭规律，首先应确定折线的规律，其次是折点的位置。 折线启闭规律分为先慢后快折线启闭规律和先快后慢折线启闭规律，它主要取决于水轮机的类型和比转速：对于低比速水轮机，由于在等开度线上单位流量Q 11 随着单位转速n 11 升高而减少，在机组甩负荷时，即使导叶开度不变，随着转速升高，过流量减少，在机组上游侧产生正水击，下游侧产生负水击.为了减轻水击压力，所以通常采用先慢后快折线关闭规律；对于高比速水轮机，在等开度线上Q 11 是随n 11 升高而增加，在机组甩负荷时，若导叶开度不变，随着转速升高、过流量增大，在机组上游侧产生负水击，下游侧产生正水击，所以可采用先快后慢折线关闭规律；对于中比速水轮机，等开度线上Q 11 基本上不随n 11 变化而变化，所以可采用的导叶启闭规律，视具体的情况而定.对于机组流量特性曲线比较平缓的常规水电站机组而言，转速对流量几乎无影响，机组过流特性在一定程度上类似阀门过流特性，导叶启闭规律的主要控制对象为电站引水系统中产生的间接水锤大小，根据传统水锤理论，在中、低水头的常规电站中，发生的多为极限水锤，控制值出现在导叶关闭终了，最大的间接水锤压强通常出现在机组导叶关闭过程终了附近，水轮机导叶可采用“先快后慢”的关闭规律，以提高开始阶段的水锤压强，降低终了阶段的水锤值；而对于高水头常规水电站机组，则采用相反的“先慢后快”的调节规律。 可把一段直线关闭的两端看作是二段折线关闭的特例，则在中间必有一点为极值点，即最佳拐点，可使水击压力和转速上升最小。在拐点附近负压幅值最小或正压值最大；机组转速上升值则随着拐点的下移(即开度的变小)有减小的趋势，但变化量较小。 从一段关闭的试验成果可证实，机组输水系统的水击类型为极限水击，即最大水击压力值发生在导叶关闭的最后时刻，水击压力值随导叶关闭时间的增加而减小。假如在关闭过程的某一时刻，改变导叶关闭的速率，即先快后慢的方式，则最大水击压力会发生在此拐点处，相应最大水击压力值会小于相同关闭时间下的一段关闭值，第二段慢速关闭使水击压力变得均化；另一方面，折线关闭可减小与纵横座标(τ-Ts)包围的面积，如图1，这样可减小机组的转速上升。此外，导叶关闭时间较短，机组积蓄的能量较少，则机组转速的上升值减小。可见，在满足水击压力同等条件下，二段关闭对降低转速上升率有较明显效果。
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user: 3. 计算实例 在上节中，我们可以看到分段折线关闭有着较多的优点。若将直线关闭就能满足规范要求的水电站采用折线关闭规律，其关闭时间、蜗壳末端压力和机组转速上升会如何变化，是否得到改善，是否更有利于水电站安全经济运行，下面就云南省曲靖市某坝后式水电站为例进行调节保证计算。 3.1. 电站基本资料及直线关闭调节保证计算值 3.1.1. 电站基本资料 见表1。 3.1.2. 管道特性 见表2。 图1. 两段折线关闭示意图 Table 1 Basic document of hydropower statio 水轮机型号： ZZ560a-LJ-160 最大水头： 10.15 m 最小水头： 7.56 m 额定水头： 9.07 m 额定出力： 3990 kW 额定流量： 16.07 m 3 /s 最大水头、额定出力流量： 14.6 m 3 /s 额定转速： 300 r/min 飞逸转速： 680 r/min 最高效率： 91.43% 吸出高度： −0.45 m 发电机GD 2 ： 60 f·m 2 电站布置形式： 坝后式电站 表1. 电站基本资料 Table 2 Pipeline characteristic 名称 H = H max ， N = Nr H = Hr， N = Nr 平均波速 LV (m 2 /s) 等价V (m/s) LV (m 2 /s) 等价V (m/s) 钢管 40.83 3.77 44.94 4.15 916 蜗壳 42.21 46.46 尾水 39.02 42.95 122.06 134.35 表2. 管道特性表 3.1.3. 采用直线关闭形式的计水锤及调节保证计算 用 ，令 为间接水锥且 ，故为末相水锥。 本电站为单元引水，按引水道最长一台机组甩负荷计算。在额定工况额定水头下，导叶关闭规律采用一段直线关闭时，导叶有效关闭时间为9 s，当机组甩全负荷，机组最大速率上升33.1%，蜗壳末端最大压力上升25.6%，满足规范要求。 3.2. 采用分段关闭形式的水锤及调节保证计算 3.2.1. 快关闭时间[ 4 ] 导叶的快关闭时间可根据允许的速率上升值按下式确定： 式中：T s 为快关闭时间(s)；β为速率的允许上升值(相对值)；K为导叶关闭时间的修正系数；f为水锤修正系数， 。 将各值代入上式，则 。 3.2.2. 慢关闭时间 导叶的慢关闭时间 决定于允许的压力上升值，因属极限水锤，则： 式中 ， ， 。将各值代入上式，则 ，取为4.5 s。 3.2.3. 导叶分段关闭拐点出现的时间和流量 导叶分段关闭拐点出现的时间T sg ： ，导叶分段关闭拐点的流量：根据 的关系有 ，式中， 为机组正常发电流量(m 3 /s)； 为拐点流量(m 3 /s)。 将各值代入上式中，则 。 3.2.4. 分段关闭的水锤及转速变化计算[ 5 ] 拐点流速计算： 根据导叶开度与水轮机的引用流量成直线变化规律并与相对水锤压力的平方根成正比关系的假定(忽略转速影响因素)，则有： 在分段关闭中，按照上述规律，则有： ， 式中， 、 分别为拐点的流量和流速： 、 分别为机组引用的正常流量和流速。 将各值代入上式中，则 。 3.2.5. 对分段启闭水锤压强及转速变化计算的分析 最大水锤压强和速率上升值： 在快关闭阶段，水锤压力迅速上升到最大值，并发生在拐点处，流速由V max 变化为 ，以快关机时间T s 和相应的流速变化梯度计算出的水锤压力上升值为其极限值，由拐点的时间T sg 计算出的速率上升值为最大速率，应分别以最高静水头、设计水头下机组丢弃全部负荷为控制条件，计算出水锤压强和转速变化值及尾水管的压力降低值，看是否在规范的要求范围内：在慢关闭阶段，根据导叶二段关闭规律，对于极限水击其最大升压值出现在快关阶段，故在慢关阶段，不需作水锤验算，管中流速的变化梯度比快关机时慢，水锤压强呈下降趋势，拐点流量已接近空载流量，其速率上升值可忽略不计，故也不需进行速率升值验算。 最大水锤压强和速率下降值： 对弃荷时，最大反水击应在导叶关闭终了时刻发生，故认为导叶关闭的总时间T ss 和管道中的流速由V max 变化为零为条件计算其值。对增荷时，认为导叶开启规律是先慢后快，拐点以后的流速变化较大，故以快关机时间T s 和导叶开启终了为条件计算其值，并与反水击比较选定控制情况。 3.2.6. 计算结果 采用两段关闭规律，第一段关闭时间为3.3 s，第二段关闭时间为4.5 s。两段关闭总时间为7.8 s。导叶在拐点位置的流量为3.96 m 3 /s，流速为0.34 m/s。 蜗壳末端最大压力上升不大于： 。 最大转速上升不大于： ，满足规范要求。 3.3. 对比分析 两段关闭总时间比直线关闭有效时间短，能更好地适应电力系统对水电厂快速关机的要求。一段直线关闭总时间为9 s，对于算例中坝后式水电站，二段折线关闭总时间为7.8 s，比一段直线关闭时间减少了1.2 s，缩短了对电力系统的波动。 折线关闭较直线关闭时机组最大速率上升小，采用直线关闭机组转速最大上升率为33.1%，比二段关闭大7.9%，可见，采用导叶二段关闭更能有效地防止事故情况下的机组过速。 二段折线关闭时蜗壳末端最大压力偏小，直线关闭蜗壳末端最大压力为25.6%，而二段关闭为21.8%。可见，分段关闭能够更好的防止管道爆裂。 可见，直线分段关闭较直线关闭能更好的满足电站安全经济运行要求。在电站过水系统中，蜗壳及尾水管中的水力现象是极为复杂的，水锤只能近似地加以计算。在分段快慢关闭过程中，假定导叶的开度与流量成直线比例关系，拐点的流量接近水轮机的空载流量。在实际运行过程中，由于各种情况的影响，上述结果会产生一定的差别。
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user: 4. 结语 在导叶直线关闭和折线关闭都能满足规范要求时，对于坝后式水电站导叶实行二段关闭，能在合理有效的关机时间内，更好的控制蜗壳末端压力及机组转速上升、更好的满足电站安全经济运行要求。因此，采用合适的导叶折线关闭规律是个有效的、节约的办法。在设计及电站改造过程中，采取导叶分段关闭规律的措施，是解决调节系统大波动问题应优先考虑的方案。
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user: 摘 要 本文研究了亚纯函数及其微分多项式分担两个小函数的唯一性定理，证明了：设 是开平面上满足 的非常数亚纯函数， 是正整数， 和 为 的两个相互判别的小函数， ，其中 是 的小函数。若 和 几乎CM分担 和 ，则 。这个结果改进了已有的一些结果。 关键词 :亚纯函数，分担函数，微分多项式，唯一性
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user: 1. 引言与主要结果 设 是开平面上的非常数亚纯函数，本文将使用值分布论中的标准记号(可参考[ 1 ] [ 2 ] )： 设 是开平面上的一个亚纯函数，称 是 的小函数，若 满足： 设 和 是两个非常数亚纯函数， 为 和 的公共小函数。称 和 CM分担 ，如果 与 有相同的零点并且其重数也相同。 令 表示 与 在圆盘 内公共零点的个数(计重数)， 表示相应的密指量，记： 。 称 和 几乎CM分担 ，若 。显然，若 和 CM分担 ，则 和 一定是几乎CM分担 。 1976年，Ruble L. A.和Yang C. C. [ 3 ] 证明了：若整函数 及其一阶导数 CM分担两个不同的有穷复数 和 ，则 。自此以来，对于这一结果的改进和研究一直在继续。1983年，Gundersen G. G. [ 4 ] 证明了将整函数换为亚纯函数，上述结果仍然成立；1994年，顾永兴[ 5 ] 将一阶导数 换为更为一般的 的线性微分多项式 ，在满足 或 的条件下，有 成立，并猜测条件 或 是可以去掉的；1995年，方明亮[ 6 ] 去掉了条件 或 ，证明了更一般的结果：对于满足 的亚纯函数 及其线性微分多项式 ，若 和 几乎CM分担两个不同的有穷复数 和 ，则 ；2002年，王建平[ 7 ] 将方明亮结果中分担两个常数的情形推广到了分担两个小函数的情形；2006年，陈春芳[ 8 ] 在王建平结果的基础上，将 这一限制推广为 。 本文进一步改进了上述结果，证明了如下定理： 定理1：设 是开平面上满足 的非常数亚纯函数， 是正整数， 和 是 的两个相互判别的小函数， 如定理B。若 和 几乎CM分担 和 ，则 。
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user: 2. 主要引理 为了证明定理，需要如下结果。 引理1 [ 2 ] ：设 为开平面上非常数亚纯函数， 为 个判别的复数(其中之一可以是 )，则： 引理2 [ 8 ] ：设 和 是开平面上满足： 的两个亚纯函数，若 和 几乎CM分担0，1，并且存在 使得： 其中 ，则 。 引理3 [ 8 ] ：设 和 是开平面上满足： 的两个亚纯函数，若 和 几乎CM分担0，1，且 不是 的线性变换，则对于任意 有： 其中 。 引理4：设 和 是开平面上满足： 的两个亚纯函数，若 和 几乎CM分担0，1，且： 其中 是一个无穷测度的 值集，则 是 的一个分式线性变换。 证明：若 不是 的一个分式线性变换，则由引理3，令 ，得： 。 另一方面，由引理1及 和 几乎CM分担0，1有： 由以上四式得： 即有： 矛盾，故 是 的一个分式线性变换。 引理5 [ 7 ] ：设 是开平面上满足 的非常数亚纯函数， 是正整数， ， 和 是 的两个相互判别的小函数。若 和 几乎CM分担 和 ，则 。
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user: 3. 定理的证明 令： (1) 由 和 几乎CM分担 ， 可知， 和 几乎CM分担0，1，且： (2) (3) 则对 和 有： 即有： (4) 由(2) (4)和Nevanlinna第一基本定理有： 另一方面，令： 下面分两种情形讨论。 情形1： ，则： 情形2： ，则： 其中 为 ， ， 的Wronsky行列式， 为 的小函数。 综上两种情形有： 从而有： (5) 由(4) (5)有： 由引理3知 是 的一个分式线性变换，即： (6) 其中 为有穷复数，且 。 另一方面，由(2) (3)有： (7) (8) 如果 ，则 。从而 。结合(7) (8)，即有： 则由文献[ 6 ] 中的注，类似可证 。 如果 ，设 为 的极点，则由(6)， 。 另一方面，由(1)中 的构造，则 的极点来自 的极点，或者 的零点和极点，或者 的极点。又由 的构造，其极点只能来自 的极点，或者 的极点。若 是 的极点但不是 的极点，且既不是 的零点和极点，也不是 的极点，则 是 的极点。故 。从而 的极点只能来自 的极点或者 的零点和极点，或者 的极点，所以： 结合(8)即有 。 综上可得 ，则由引理5即可得 。 证毕。
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user: 摘 要 食用菌多糖具有增强人体免疫力、抗癌、预防和治疗心血管疾病、抗菌及抗病毒等功效。食用菌多糖的提取、分离和纯化需要多步骤的复杂工艺，以提高食用菌多糖的收率和纯度。食用菌多糖的序列，分子结构及其排列构象，显著影响食用菌多糖的生物学活性，因此，对食用菌多糖的结构和构象进行系统表征是十分必要的，从而可正确理解食用菌多糖的生物学功能。本文综述了食用菌多糖的生物学活性、分离纯化及结构鉴定的方法。 关键词 :食用菌，多糖，生物学活性
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user: 1. 引言 食用菌是我国最重要的营养食品来源之一，而且，产销量也逐年上升。根据中国食用菌协会及中国食用菌商务网调查统计，2005~2013年我国食用菌产量年均增速达11%，仅2013年，我国食用菌产量达3148万吨，稳居世界第一。食用菌因含有丰富的挥发性物质[ 1 ] 、氨基酸[ 2 ] [ 3 ] 及不饱和脂肪酸等而具有独特的口感和香味，因而备受人们亲睐。同时，食用菌中纤维含量相当高，约4%~55% (干重)，因此，人们也将食用菌作为纤维食品的重要来源。 除了作为食品原料而具有的丰富营养成分外，食用菌还具有特殊的保健和药用功效。人工栽培及野生食用菌都可用于提取多种生物活性物质[ 4 ] ，包括多酚类化合物、固醇类化合物、萜烯及神经酰胺类化合物等。在食用菌的生物活性物质中，多糖被认为是一种最重要的功能活性物质。食用菌多糖可有效增强人体免疫力，从而预防癌症及病原的感染等，如β-葡聚糖，作为一种常见的生物活性多糖，由于具有重要的免疫调控功能，在生物医学中作为一种生物反应调节剂而广泛使用(biological response modifier， BRM [ 5 ] )。 目前，可用于提取多糖的菌种较多，包括茶新菇、猴头菇、榆黄蘑、松茸、香菇及灵芝等。但就食用菌药用价值而言，香菇和灵芝是中国目前种植面积最大，用于提取多糖最常见的两菌种。食用菌多糖的大小、纯度、一级结构、在溶液中构象及电荷状态等理化特性都可能影响其生物学活性及同受体的结合。本文主对食用菌多糖的重要生物学活性、食用菌多糖的提取及分离纯化技术进行简要综述。
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user: 2. 食用菌多糖的生物学功能 目前，食用菌多糖已经成为生物活性多糖的重要原料来源，这些多糖具有重要的保健及医药用途。食用菌多糖可显著增强人体免疫能力，是常用的生物反应调节剂。从袋形地星(Geastrum saccatum)中分离的多糖，通过葡萄糖残基和蛋白结合，具有抗氧化及抗炎症反应的活性[ 6 ] 。食用菌多糖常见的重要生物学功能包括以下几个方面。 2.1. 肿瘤治疗 因为食用菌多糖具有增强人体免疫力的功效，常用于肿瘤治疗。目前，有多种食用菌多糖具有抗肿瘤活性，包括松茸(Agaricus)、灵芝(Ganoderma)、猪苓(Grifola)、纤孔菌(Inonotus)、香菇(Lentinus)、层孔菌(Phellinus)、鳞伞菌(Pholiota)及平菇(Pleurotus)等[ 7 ] -[ 9 ] 。食用菌多糖的抗肿瘤机理主要包括抗肿瘤细胞增殖，诱导肿瘤细胞凋亡，抗肿瘤细胞转移活性及调节免疫系统[ 10 ] 。对免疫系统的调节功能包括激活巨噬细胞、增强T淋巴细胞及自然杀伤细胞的功能，增强炎症介质及TNF-α，IFN-γ，及IL-1β等细胞因子的分泌能力。另外，食用菌多糖还能通过抑制E-选择素(E-selectin)的表达，从而抑制肿瘤细胞的粘附功能[ 7 ] 。 食用菌多糖也常用来作为肿瘤治疗的辅助试剂，如采用香菇多糖作为晚期或复发胃癌和结肠癌的辅助治疗剂[ 11 ] [ 12 ] 。研究表明，通过香菇多糖辅助治疗，可大大增强胃癌病人对化学治疗的耐受性[ 12 ] ，降低结肠癌病人肿瘤的生长速度[ 13 ] ，从而延长癌症病人的生存期。 2.2. 心血管疾病的预防和治疗 食用菌多糖在心血管疾病的预防和治疗方面具有重要的应用价值。食用菌因为具有高纤维低脂肪含量的特点，可作为预防动脉粥样硬化的保健食品，其作用机理主要是增强血小板抗凝血及抗凝集活性，从而降低血中甘油三酯及脂肪水平[ 14 ] 。同时，食用菌多糖所具有的抗氧化活性也具有显著的降血脂功能[ 14 ] 。对于高胆固醇患者，多吃富含β-葡聚糖的食用菌可显著降低血中胆固醇及低密度脂蛋白水平[ 15 ] [ 16 ] 。另外，通过食用食用菌而摄入β-葡聚糖，可有效降低肠道对胆固醇和长链脂肪酸的吸收[ 17 ] 。 2.3. 抗病毒(HIV)及抗菌活性 目前，采用食用菌多糖治疗艾滋病的报道并不多，但前景无限。研究表明，当用香菇多糖结合地达诺新(DDI)治疗艾滋病患者38周后，患者体内的CD 4 细胞水平可显著增加，而如果仅用DDI进行治疗，14周后，患者体内仅有5%的CD 4 细胞增加[ 18 ] 。 食用菌多糖具有较强的抗细菌活性，可和卡介菌(BCG)结合治疗或作为卡介菌接种的辅助剂。如果通过鼻腔吸入食用菌多糖，然后接种卡介菌，可显著激活体内肺泡巨噬细胞活性[ 19 ] 。 2.4. 抗氧化活性 抗氧化活性是食用菌多糖具有的典型生物学功能。机体氧化损伤往往是诸多疾病的诱因，通过摄入食用菌多糖，可以清除体内自由基及超氧自由基，抑制脂质过氧化及细胞增生，从而预防疾病的发生[ 20 ] 。 除了在医学方面的生物功能外，食用菌多糖作为膳食纤维越来越受到广泛关注。一方面，食用富含多糖的食用菌可显著改善胃肠蠕动，同时，食用菌多糖的摄入可使胃肠产生饱胀感，从而减少食品的摄入[ 21 ] 。食用菌多糖还具有抗衰老[ 22 ] 及保护肝脏的功能[ 23 ] 。
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user: 3. 食用菌多糖的提取工艺 食用菌为高等的担子菌类，其生物活性多糖分布在子实体、培养的菌丝体及培养基中。食用菌多糖的提取产率不仅取决于食用菌种类，而且和提取温度、pH值、提取液的离子强度及研磨强度等条件密切相关。食用菌多糖的提取方法很多，常见的主要有以下几种。 3.1. 水溶液提取法 对于常规的水溶液提取法，通常是将食用菌样品冻干，研磨成粉末，边搅拌边溶入水溶液，并经过连续多步提取多糖[ 24 ] 。首先，用水在室温提取多糖，离心，收集上清。将沉淀用沸水进行第二次提取，离心，收集上清。固体沉淀用碱溶液(2% NaOH或KOH)在100℃提取，离心，收集上清。对于水或者碱性水溶液不能提取出的水不溶性多糖，采用酸性水溶液进行再次萃取。用酸提取的葡聚糖类多糖可能为典型的直链或者轻度支链结构，如用冰醋酸、甲酸、稀盐酸及磷酸等提取酵母中的水不溶性β-(1→3)-糖苷键连接的葡聚糖[ 25 ] 。酸提取时用什么种类的酸不会影响提取多糖的单糖组成和侧链，但所用酸溶液的pKa值会影响提取多糖的大小、分子量分布范围(polydispersity)、特性粘度等指标，所用酸的酸性越弱，提取多糖的分子量就越大，分子量分布范围越大。 3.2. 加压液体提取法 对于传统的提取方法，由于使用大量有毒性的有机试剂，而且提取过程比较繁琐，容易使多糖在提取过程中处于过热、光照及氧化等不利的破坏条件。同时，传统提取方法对多糖提取的选择性和产率都比较低，因此，有必要发展更为先进的加压液体萃取技术(pressurized liquid extraction， PLE)。 加压液体萃取技术是一种新兴的多糖提取技术，较传统的方法有诸多明显的优点。首先，在加压提取过程中，加压提取容器中的溶剂在固液临界区域始终处于高温高压。高温可保证多糖的高溶解性和高扩散速率，高压可使提取温度始终处于溶剂沸点以下，从而保证提取溶液的稳定性。其次，高温高压还可使溶剂快速穿透固体样品，达到快速萃取的目的。因此，加压液体萃取技术达到了以尽可能少的溶剂和最短的提取时间，实现快速有效提取的工艺效果。加压液体萃取技术还可有效实现自动化，避免样品暴露在氧化及光照等不利条件。利用该技术成功提取了香菇多糖[ 26 ] ，并对提取的时间和压力进行了优化。当提取时间从10分钟增加到70分钟时，多糖产率从80.6%增加到了88.6%。然而，当随着时间的进一步增加，提取产率并没有显著增加。当提取压力增加时，提取产率随之增加。然而当压力增加到一定值(15.2 MPa)时，多糖的产率并没有显著增加。因此，在28℃时，采用10.1 MPa的压力及70 min提取时间为香菇多糖的最佳提取条件，可实现对香菇α-(1→4)-连接葡聚糖及β-(1→4)-连接葡聚糖的最佳萃取和最大回收[ 26 ] 。随着多糖结构及原料的不同，提取的最佳条件也会有所改变，如从海藻中提取β-(1→4)-连接葡聚糖，在150℃加压水提取20 min，即可达到13.8%的最佳提取产率[ 27 ] 。 3.3. 超临界流体萃取法 超临界流体萃取法(supercritical fluid extraction， SFE)是一种采用高于溶剂临界点的温度和压力进行萃取的新技术。在SFE技术中，CO 2 由于具有类似液体的高比重、低粘性及高扩散性能而被作为一种绿色超临界萃取剂而广泛使用。当进行超临界CO 2 (SC-CO 2 )萃取食用菌多糖时，由于使用的温度较低，且不使用有机溶剂，从而有效避免了生物活性成分的降解和破坏。当用该方法进行灵芝多糖的提取时，在一定的CO 2 流速范围内(如4~10 kg/h)，多糖回收产率会随着CO 2 流速增加而提高[ 28 ] 。当CO 2 流速超过一定阈值(如10 kg/h)，多糖产率并不会随着流速的增加而显著提高。同样，当操作压力从27 MPa逐渐增加到35 MPa时，多糖产率也会逐渐提高。温度变化对多糖提取产率的影响会受到压力变化的影响。在低压时，温度越高，产率越高。在高压时，温度变化(如25-35℃)对产率的影响就没那么显著。通过优化，灵芝多糖的最佳提取条件为压力35 MPa，温度25℃，提取时间4 h，CO 2 流速为10 kg/h [ 28 ] 。 3.4. 超声波辅助提取技术 超声波辅助提取技术(UAE)是一种对传统水溶液提取法及超临界流体萃取技术进行有效补充的方案。具体工艺参数包括超声功率、水和原料比、提取时间及提取温度。当用该方法提取黑木耳多糖时，最佳的提取条件为超声功率350 W，水和原料比为5 ml/g，提取温度90℃，提取时间35 min [ 14 ] 。当所用的提取原料不同时，所用的提取工艺也不同，如提取巴西蘑菇(Agaricus Bisporus)多糖时，提取的最佳条件为超声功率230 W，水和原料比为30 mL/g，在70℃提取62 min，多糖回收产率可达6.02% [ 29 ] 。 3.5. 微波辅助提取技术 微波辅助提取(MAE)也是对传统提取技术的有效补充。利用该方法提取松茸(Agaricus blazei)多糖时，最佳提取条件为：功率400 W，温度74.64℃，水溶液和原料比为32.7 ml/g，多糖回收产率为12.35% [ 30 ] 。当提取蛹虫草(Cordyceps militaris)时，最佳提起条件则有所不同，具体功率为744.8 W，水和原料比为31.1 mL/g，提取4.2 min便获得了约6%的多糖产率[ 31 ] 。 当微波提取和超声波提取结合使用时，可有效缩短提取时间，增加提取效率及节约能源。如将微波提取和超声波提取结合用于提取枸杞(Lycium barbarum)多糖时，即可达到用传统热水提取法提取多糖时的产率。具体条件为：微波功率500 W，处理10 min，超声功率500 W，处理 30 min，提取液pH 9.0，温度50℃ [ 32 ] 。当用微波结合超声波的方法提取灵芝(Ganoderma lucidum)多糖时，最佳条件则为：超声功率50 W，微波功率284 W，提取时间701 s，水和固体原料比为11.6 ml/g [ 33 ] 。微波和超声波结合使用可显著提高多糖产率，比仅用超声波提取时的多糖产率提高了27.7% [ 33 ] 。 目前，提取食用菌多糖的方法还有很多，每种方法都有自己的优缺点。方法的优劣不能一概而论，应根据食用菌种类的不同，成本控制及工艺的要求进行选择，所以工业上一般不会采用单一的提取方法，一般采用复合方法进行使用，比如，一般应先采取水提取法进行初提，然后结合超声波或微波处理、也可同时结合蛋白酶，纤维素酶及果胶酶等酶法提取，从而保证多糖的最大产率。食用菌多糖的产率跟提取方法直接相关，单一的提取方法，多糖产率可达5%~10%，如果同时采用多种组合方法，多糖产率可达30%~40%。所以，在工业上，通常结合多种方法进行多糖提取。
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user: 4. 食用菌多糖纯化 目前，采用水溶的办法从食用菌中提取的多糖往往含有蛋白质等生物大分子类杂质，必需采用分离纯化等步骤除去多糖以外的其他物质。首先，可用甲醇抽提初步除去多糖提取物中的酚类化合物、单糖、氨基酸及其他杂质[ 34 ] 。通过甲醇除去多糖样品中的杂质后可进一步提高多糖的纯度和回收产率[ 35 ] 。其次，通过加入20% TFA (W/V)沉淀蛋白，或加入蛋白水解酶在40℃处理1 h (pH 7.5)，离心，除去蛋白质。除去蛋白质以后，向上清中加入2倍体积的乙醇进一步沉淀多糖，可同时加入浓NaCl溶液增强沉淀效果。可用丙酮或乙醇洗涤固体沉淀，洗去盐及其他杂质。当得到初步纯化的多糖混合物后，还可用硫酸铵作进一步沉淀，根据分子量大小对多糖作进一步分级[ 36 ] [ 37 ] 。 经过初步纯化后的多糖，可采用凝胶过滤色谱作进一步纯化以及分子量测定。另外，也可采用含羟基的亲水聚合物柱子纯化多糖，用NaCL，NaNO 3 或NaH 2 PO 4 溶液在低流速进行洗脱。采用示差折光率检测器检测非衍生多糖或用荧光试剂标记多糖后用荧光检测器进行检测[ 38 ] [ 39 ] 。
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user: 5. 提取多糖的质量评估 经过提取的食用菌多糖，往往只是多糖粗品，仍含有一定量的蛋白质、酚类物质及还原糖类等杂质，因此，需要对制备的多糖粗品进行质量评估，具体包括总糖含量测定、还原糖测定及多酚类物质测定等。如果提取多糖纯度越高，说明质量越好，即要求多糖产品的总糖含量要高，而蛋白质、还原糖及多酚等杂质含量要低。 5.1. 总糖含量测定 对于提取多糖总糖含量测定，通常采用经过改进的苯酚硫酸法(phenol-sulfuric acid) [ 40 ] 。将50 µl的粗糖样品和150 µl的浓硫酸混合，立即加入30 µl的苯酚，在90℃反应5 min。冷却至室温后，在490 nm测定光吸收。以D-葡萄糖作为标品作标准曲线，通过标准曲线计算总糖含量。 5.2. 还原糖测定 采用改进的Miller法[ 41 ] 测定还原糖的含量。将0.5 mL 1%的3，5-二硝基水杨酸和20 µl粗糖样品混合，加入去离子水至总体积5 mL。将反应混合物在沸水中煮5 min，冷却至室温。加入2.5 mL去离子水，充分混合，在540 nm测定光吸收值。以D-葡萄糖作为标品制作标准曲线，计算还原糖含量。用总糖含量减去还原糖含量，即得到提取食用菌多糖的含量。 5.3. 多酚类物质含量测定 目前，主要采用磷钼酸比色分析法测定酚类物质含量[ 42 ] 。将0.5 mL的福林酚试剂(Folin-Ciocalteu)和0.5 mL的粗糖提取物混合，反应3 min后，加入0.5 mL的35% (W/V)Na 2 CO 3 溶液，用去离子水补足至5 mL。避光保存90 min后，在725 nm测定光吸收值。以鞣酸(gallic acid)作为标准品制作标准曲线，计算多酚物质总含量(mg/g粗糖)。 以上为食用菌多糖粗品中常见3种杂质的测定方法。如果粗糖中含有蛋白类杂质的含量测定，一般采用实验室常见的Bradford方法[ 43 ] 。对于杂质蛋白的种类及分布情况，可采用实验室常用的垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)及考马斯亮蓝染色观察。由于具体的实验步骤在一般的实验室都常见，在此不再赘述。
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user: 6. 食用菌多糖鉴定 对食用菌多糖的鉴定包括分子量测定、糖链的组成及构象异构体测定、糖链的序列测定、支链的位置、修饰基团的鉴定及糖链之间的连接鉴定等。 6.1. 糖链的单糖组成测定 通常采用酸水解多糖的方法测定单糖组成。一般采用TFA在120℃进行水解，也可采用H 2 SO 4 及HCl进行多糖水解[ 44 ] 。用HPLC纯化水解后产生的单糖混合物测定多糖的组成，或者将单糖混合物衍生后用气质联用质谱测定多糖的组成，或者将单糖用硼氢化钠还原成糖醇并乙酰化，然后用极性柱进行分离，利用气质联用质谱鉴定多糖组成[ 45 ] 。 6.2. 鉴定支链及其位置 多糖的甲基化标记是一种最常用的对复杂多糖结构分析时的衍生方法。其他的衍生方法包括三甲基硅烷化、乙酰化、三氟乙酰化、甲磺酰化、乙缩醛化以及多种标记方法的结合使用。在这些衍生方法中，甲基化修饰为优先采用的方法。通过衍生化修饰可以增强多糖碎片离子在质谱分析中的稳定性及检测灵敏度。通常用GC-MS检测衍生化的多糖，以获得糖苷键连接信息，支链信息以及单糖组成信息等。然而，质谱并不能提供有关糖链的异头体构象，单糖类型及构象异构体信息等[ 46 ] 。然而，核磁共振技术(NMR)可以解决以上的问题。NMR技术可以进行未衍生多糖的结构分析，提供丰富的支链信息。然而和质谱相比，NMR的缺点是灵敏度较低，样品量大且纯度要求高。因此，我们通常将质谱和NMR技术结合起来使用，以获得多糖的结构、序列及构象等综合信息。 6.3. 糖苷键连接测定 多糖有α-及β-两种键连接方式，这两种连接方式使多糖有着截然不同的生理活性，因此，阐明多糖的连接方式多糖结构鉴定的重点任务之一。NMR技术是测定多糖组成及糖苷键连接常用的方法。在多糖 1 H-NMR谱中，异头体质子化学位移在4.3-5.9 ppm范围，α-连接构象的化学位移大于β-连接。红外光谱也可以提供异头体连接信息。如果红外光谱官能团吸收峰在850 cm −1 ，表明为α-构象[ 47 ] ，如果有更高频率的红外吸收峰(890 cm −1 )，则为β-连接[ 48 ] 。钙荧光白染料(Calcofluor white)可和β-连接糖链结合并产生绿色荧光，而α-构象不产生任何荧光，从而有效鉴定多糖的异头体构象[ 49 ] 。 6.4. 空间构象测定 通常，人们采用 13 C-NMR核磁[ 50 ] 、多角度激光光散射[ 51 ] 及X-光晶体衍射[ 52 ] 等技术来研究多糖的四级结构。然而，在测定溶液中多糖结构时，这些技术在分析成本及效率等方面有严重不足。采用二维核磁共振技术(2D NMR)可有效解析糖结合位点的结构信息[ 53 ] ，具体包括化学位移相关谱(COSY)、转动框架欧沃豪斯效应增强光谱学(ROESY)、NOE效应谱、异核多量子相干谱(HMQC)及异核多键相关技术(HMBC)等。
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user: 7. 前景和展望 食用菌被国际公认为最理想的组合营养物质来源之一。世界粮农组织也将食用菌纳入健康饮食必不可少的成分，因此，发展食用菌相关产业是事关我国国计民生的重大战略任务。在我国，多种食用菌多糖已被成功提取并形成了系列产品。然而，在关系到人民健康的保健品及生物医药领域，对食用菌多糖的研发还处于初级阶段。因此，为了充分挖掘食用菌多糖在我国保健品及生物医药等领域的应用价值，我们需要做好几件事情：1) 利用基因重组等现代化技术培育优质、高产、抗病、抗虫、耐贮的菌种；2) 加快建立并成熟利用系统生物学技术筛选高产且低成本的工程菌株；3) 加快建立食用菌多糖提取、分离纯化及结构鉴定等的质量技术标准；4) 加快产学研结合及产业化的力度，开发具有自主知识产权的食用菌多糖保健品及药品，为我国经济发展及人民健康服务。
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user: 摘 要 楔形压制技术是一种基于多道次局部小变形累积致整体成形实现大尺寸喷射沉积多孔材料的致密化的先进工艺。本文综述了喷射沉积多孔材料的致密方法，对比了楔形压制与其他传统致密方法，说明了采用楔形压制工艺的优势和必要性；分别介绍了喷射沉积方形件、环形件与管形件楔形压制的原理、技术特点及研究应用；分析了楔形压制工艺存在的一些局限性；展望了楔形压制技术的发展趋势，认为梯温楔形压制的温度梯度控制精度有待提高；环形件楔形压制的致密均匀性和压制工艺有待进一步深入研究；管形件楔形压制则在压制效率和压制后管坯的尺寸精度有待提高；楔形压制工艺应拓展到其他形状坯料的致密或预成形，也不应局限于坯料的致密，可发展为成形工艺，拓展楔形压制的应用范围。 关键词 :喷射沉积，多孔材料，致密，楔形压制
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user: 1. 引言 喷射沉积是由Singer教授于20世纪70年代初提出来的一种金属成形新工艺[ 1 ] ，后由英国Osprey公司将其发展成为一种应用技术[ 2 ] 。20世纪90年代，学者黄培云、陈振华在传统喷射沉积技术的基础上创立了多层喷射沉积技术[ 3 ] [ 4 ] 。喷射沉积因工艺简单、工序较少、生产周期短，沉积坯氧含量低、偏析程度小、组织均匀细小、坯件致密度相对较高，成为制备铝基复合材料的常用方法之一[ 5 ] 。喷射沉积态坯料的密度一般为理论密度的85%~90%，坯料中存在微孔，颗粒之间、颗粒与层界面之间均未达到完全的冶金结合，孔洞和颗粒边界难以消除造成材料的力学性能和成形性大幅下降。 为致密沉积坯，改善材料的力学性能，众多学者作了大量有益的探索，采用的致密方法主要有热等静压、挤压、轧制等[ 6 ] -[ 9 ] 。锻造是多孔预成型坯常用的一种致密化工艺[ 10 ] -[ 12 ] ，用于制造汽车高精度、高强度粉末冶金零件。但多孔坯料的锻造变形会因外摩擦引起的不均匀应力状态而造成锻件的鼓形表面在周向拉应力的作用下开裂。热等静压工艺[ 13 ] 采用了高温和各向均等的高压，能有效地闭合喷射沉积坯的孔隙，但由于剪切作用小，只能使孔隙减小，难以实现完全致密和消除冶金缺陷。挤压工艺为材料的变形为材料的变形提供了较好的三向压应力，其大剪切变形有利于材料内部孔隙的压合，阻止裂纹的生成和扩展，但颗粒增强铝基复合材料在挤压过程中容易造成增强粒子的聚集与分层[ 14 ] -[ 18 ] 。轧制能使孔洞破碎和扁平化，致密速度快，但容易形成表面裂纹和边部裂纹 [ 19 ] 。热压也是一种能有效致密喷射沉积多孔材料的方法，能有效提高材料的变形能力和力学性能[ 20 ] -[ 25 ] 。但热压在致密大尺寸多孔材料上同样也受到设备吨位的限制。 对喷射沉积多孔管坯而言，目前最常用的后续加工方法就是挤压＋强力旋压[ 26 ] -[ 29 ] 。经过坯料挤压时的剪切流动，孔洞被拉长、分散乃至焊合，有效提高材料的塑性变形能力和力学性能。旋压将管坯加工至所需尺寸并进一步改善其力学性能。然而，受设备吨位、专用性及模具尺寸和工艺复杂的限制，热挤压对大尺寸管坯的成形加工由于高昂的成本而难以实现，且旋压成形对管坯材料的成形性能有较高的要求。 对于小尺寸坯料，可以采用挤压、锻造、模压、轧制等塑性加工方法，但以上方法都难以实现大尺寸喷射沉积环件的致密化加工。而楔形压制工艺是通过局部变形、多道次小变形累积实现大变形的工艺来实现大尺寸喷射沉积多孔材料的致密化。该工艺模具简单，压制坯件密度分布均匀，特别是可在小吨位设备上实现大尺寸坯料的致密和变形，大大降低了喷射沉积材料后续致密化加工成本，解决了制备大件的难题。 楔形压制是粉末压制方法之一，根据楔形压制的原理和楔形压头的设计原则，学者们等将此种工艺发展为一种喷射沉积坯料的楔形热压工艺。根据喷射沉积坯料的形状不同，将楔形压制分为方形件的楔形压制、环形件楔形压制、管形件楔形压制。本文主要介绍这三种压制工艺的原理、特点、应用及其研究进展，并分析了其局限性与发展趋势。
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user: 2. 方形件的楔形压制 2.1. 均温楔形压制 均温楔形压制装置如图1所示，在压制过程中，模具的各个区域温度均匀，楔形压制模具主要由楔形压头和凹模两部分组成，楔形压头的平面和斜面光滑过渡。通过对方形坯料进行局部小变形，逐次压制从而累积产生大变形。 张昊等人[ 29 ] 通过对喷射沉积5A06铝合金分别进行单向与双向均温楔形压制致密后发现：1) 相对于单楔形压制，双向楔形压制变形后密度等沿各个方向分布更加均匀，组织趋于一致，有更好的致密能力，相同高向压下量时可获得更高的致密度；2) 单面楔形压制后，坯料各项性能沿高向逐渐降低，采用双向均温楔形压制后材料性能趋于均匀，但坯料中心层密度相对上下两个表面仍较低。 2.2. 梯温楔形压制 采用均温楔形压制工艺很难实现对大尺寸坯料的整体致密，从而影响坯料的力学性能。为了使致密均匀化，通常需要将坯料翻转进行二次压制，二次压制时将一次压制的坯料底部朝上进行压制。这样虽然可以在一定程度上使致密均匀化，但是增加了工艺的复杂性，限制了楔形压制工艺的应用。为了解决这一问题，学者们在均温楔形压制的基础上提出了梯温楔形压制工艺。梯温楔形压制工艺是在使坯料形成由上往下的温度梯温的前提下再进行楔形压制，通过提高坯料底部的温度，使底部坯料能在小压力的条件下实现变形，进而实现坯料整体的致密化。 梯温楔形压制装置示意图如图2所示。压制时压力通过低温的难变形坯料作用在温度高的易变形坯料上，使坯料整体致密。 王凯等人[ 30 ] 采用均温和梯温楔形压制致密SiC P /7090铝基复合材喷射沉积坯料时发现：通过对梯温楔压和均温楔形压制后坯料微观组织的观察发现，梯温楔形压制工艺能有效改善喷射沉积多孔坯料的微观组织，梯温楔形压制后材料中大量的孔隙得以消除，同时SiC颗粒与基体间的结合得到了的改善，因此使力学性能也得到了大幅度的提高。 图1. 均温楔形压制装置示意图 图2. 梯温楔形压制装置示意图
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user: 3. 环形件的楔形压制 滕杰、陈振华等人[ 31 ] 采用楔形压制工艺致密喷射沉积SiC P /Al-Si复合材料环形坯件，其原理和模具如图3所示。采用一平面与两斜面光滑过渡组成的楔形压头，通过普通压机施以一定压力，对模具中待致密化的大型喷射沉积坯件进行局部小变形，小平面部分为主变形区，斜面为预变形区，每次压下量一定，并逐步向某一方向推进，每次转动一定角度，进行多次压制，经多次压制后实现整个圆周上单道次压制。 经研究发现：环形件楔形压制工艺适合于大尺寸喷射沉积环形坯料的致密化，与模压工艺相比，所需压力小，可以解决大尺寸环形坯料的致密化问题。楔形压制基本消除了坯料中的孔隙，并改善了SiC颗粒与基体间的结合，材料的硬度和抗拉强度大幅提高，楔形压制后，SiC P /Al-20Si的抗拉强度提高到220 MPa。