mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
变轨距高速列车的动力学

高速列车通过改变轮对的内侧距实现在不同轨距线路上联运,而轮轴装配间隙及轨距、轨底坡、钢轨廓形等参数变化将引起轮轨接触关系改变,进而引起车辆动力学性能变化。分析我国两种高速踏面在准轨和宽轨线路上的轮轨接触关系发现,轨底坡由1/40变为1/20时,LMA踏面等效锥度降低约30%,LMB 10踏面可兼容两种轨底坡,磨耗后的踏面对轨底坡变化更敏感。理论公式推导表明准轨和宽轨线路上自由轮对、刚性和柔性定位转向架的蛇行频率相同,但含轮轴间隙的变轨距高速列车动力学模型仿真表明,间隙导致宽轨线路上的车辆稳定性略差,间隙达到0.6 mm时发生低速小幅蛇行;间隙对车辆运行安全性和平稳性影响仅9%。因宽轨线路的欠超高量大和车辆稳定性差,其运行安全性和横向平稳性比准轨差15%和38%。间隙横向力与轮轨横向力幅值相同但反向,造成轮对内侧距动态变化;左右侧旋转间隙扭矩的幅值相同但反向,在纵向蠕滑力作用下间隙压死-分离状态反复。研究成果有助于掌握变轨距转向架的轮对内侧距动态变化、间隙载荷和车辆动力学性能。
不同侵蚀程度花岗岩红壤坡面侵蚀泥沙颗粒特征研究

研究花岗岩红壤坡面侵蚀泥沙颗粒分选特征有助于揭示粗颗粒土壤坡面侵蚀机理。通过室内人工模拟降雨-径流试验,在15°坡度和2种试验条件下(90 mm·h~(–1)+2.00 L·min~(–1)、120 mm·h~(–1)+2.66 L·min~(–1)),研究了不同侵蚀程度(轻度侵蚀E1、中度侵蚀E2、强烈侵蚀E3)花岗岩红壤侵蚀过程及泥沙颗粒组成的变化规律。结果表明:产流率和土壤侵蚀速率随降雨强度和上方来水量的增加而增大;不同侵蚀程度土壤其侵蚀特征存在差异,产流率表现为E2>E3>E1,土壤侵蚀速率表现为E3>E2>E1;通过多元逐步回归分析得出,土体容重越高产流率越小(R~2=0.800,P<0.01),更高的黏粒含量和更低的粉粒含量会使得土壤侵蚀速率减少(R~2=0.715,P<0.01)。随着降雨-冲刷强度增加泥沙中砾石和黏粒含量增加,砂粒和粉粒含量减少,泥沙分形维数增大。分形维数与黏粒(R~2=0.910)和砂粒(R~2=–0.390)质量分数为极显著线性关系,可以作为花岗岩红壤坡面侵蚀产沙中泥沙粒级分布的评价指标。
制革场地土壤和地下水中铬污染来源及污染特征研究进展

近年来,制革场地土壤和地下水中的铬污染引起了国内外广泛关注。通过分析制革工艺流程、废水和固废的性质及其处置的历史与现状,提出制革场地的铬污染源自含铬浴液和废水的滴漏以及固废和污泥的不当堆置与填埋。制革场地土壤铬污染以三价铬为主,六价铬含量相对较低,但部分仍远超国家标准限值。污染主要集中于生产车间、污泥存放点和废水排放点,场地表层土壤全铬远高于深层土,且污染时间短的场地土壤中有效态铬(交换态铬和水溶态铬)含量较高;而地下水中的总铬和六价铬,受土壤铬分布、污染时间、水文地质等多种因素影响。针对制革场地伴有酸碱和有机物污染的特点,进一步论述了有机物和土壤pH对铬在土壤中环境效应(迁移、形态转化和氧化)的影响,指出应重点关注有效态铬和六价铬的含量和形成机制。最后讨论了制革场地铬的环境风险防控主要面临的挑战和对策。
中亚热带森林土壤有机碳的海拔梯度变化

气候过渡区的山地森林土壤有机碳对气候波动的响应敏感,探讨气候过渡区森林土壤有机碳的海拔格局,是推演区域土壤碳库时空动态的关键内容。在南亚热带向中亚热带的气候过渡区江西九连山国家级自然保护区,根据不同土壤类型的海拔分布格局,沿海拔采集20个土壤剖面,分析土壤有机碳含量和土壤碳密度的海拔分布格局。结果表明:(1)不同土壤类型和深度均对土壤有机碳含量有影响,山地草甸土有机碳含量更高,达39.72 ± 19.14 g·kg~(–1),土壤有机碳主要集中在0~ 40 cm,深度分布表现出“表聚现象”;(2)不同层次土壤有机碳含量对海拔的响应方式不一,上层土壤对海拔梯度变化响应更敏感,上层0~40 cm土壤有机碳随海拔升高而增加,下层40~100 cm土壤有机碳含量随海拔升高而降低;(3)土壤碳密度为10.64 ± 0.72 kg·m~(–2),但不同海拔的土壤碳密度无显著差异。海拔对土壤有机碳含量分布产生影响,但随着土层深度增加,海拔对土壤有机碳含量的影响变小;而海拔对土壤有机碳密度格局无显著影响,并依此估算九连山自然国家级自然保护区森林土壤有机碳储量为1.426 ± 0.096 Pg。
杞麓湖盆地土壤有机质多时相空间分布与演变

基于四期土壤采样点数据,结合样点调查和统计年鉴数据,采用普通克里格、多元回归和探索性回归方法预测杞麓湖盆地土壤有机质(SOM)空间分布并分析其影响因素。结果表明指数和椭球模型分别较好地拟合了2008和2011年、2013和2015年的SOM的空间变异性。四个时相的SOM均由西南到中部再到东北部呈现出低-高-低的分布特征,并且高值核心区的位置不变,但高值区范围逐年扩大。前三个时间段内SOM连续增加的区域面积是连续减小的区域面积的两倍多。土壤亚类类型、农业设施和土壤质地各解释SOM变异的14.3%、2.6%和1.3%。SOM的降低主要由粮食和蔬菜的高产出所导致,适当地减少氮肥施用量并增加复合肥施用量能在一定程度上维持甚至提升SOM含量。
铝掺杂及钨酸锂表面包覆双效提升富锂锰基正极材料的循环稳定性

采用溶胶-凝胶法合成Al掺杂富锂锰基Li_(1.2)Mn_(0.54-x)Al_xNi_(0.13)Co_(0.13)O_2 (x=0、0.03)锂离子电池正极材料,之后采用一步液相法制备Li_2WO_4包覆层,系统地研究了Al掺杂和Li_2WO_4包覆双效改性对富锂锰基正极材料电化学性能的影响.结果表明,Al掺杂后明显提升富锂锰基正极材料的循环稳定性,包覆层Li_2WO_4明显改善其倍率性能和放电平台电压衰减问题.Li_2WO_4包覆量为5% Li_(1.2)Mn_(0.51)Al_(0.03)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2正极材料在2.0~4.8 V充放电电压区间及1000 mA·g~(-1)电流密度下比容量仍高达110 mAh·g~(-1)左右,同时在100 mA·g~(-1)的电流密度下循环300次容量保持率为78%,而且循环过程中放电平台电压衰减也明显减缓.该工作为解决锂离子电池富锂锰基正极材料循环稳定性和平台电压衰减提供了新的思路.
呼吸系统急性重症患者免疫营养支持的临床应用

呼吸系统是提供机体所需氧气和排出CO_2的场所,对维持正常生命活动至关重要。肺内外因素导致的呼吸系统急性重症的治疗是一个复杂的系统工程,营养支持是其中一个重要组成部分。近年来,营养支持进一步拓展引入免疫营养,即在肠内外途径补充或提供人体必需营养素的基础上,添加特别营养功效成分。免疫营养在呼吸系统急性重症患者中的临床应用及其对患者营养状态、免疫功能,乃至预后的影响备受关注。
Ti掺杂NaP分子筛的合成及其吸附性能

以粉煤灰分级提取的硅酸钠与偏铝酸钠为原料,提出了水热合成与络合法协同制备Ti掺杂NaP分子筛(Ti-NaP)的方法。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和固体硅铝核磁(MAS NMR)对Ti掺杂NaP分子筛前后产物进行了晶相、形貌和元素赋存状态研究,并对Ti-NaP吸附性能进行评价。结果表明,当n(Al_2O_3):n(TBOT)摩尔比为6:1时,Ti-NaP结晶度可达98.2%,且Ti在NaP分子筛中有两种主要的赋存状态:即与骨架硅原子同晶取代和平衡骨架负电荷。与未掺杂Ti的NaP分子筛相比,Ti-NaP比表面积约增大3.6倍(从27 m~2/g增大至123 m~2/g)。Zn(II)吸附测试表明,Ti-NaP对Zn(II)吸附去除率可达97.71%,经再生循环使用5次,仍具有良好的吸附稳定性。
高发射率陶瓷材料研究进展

高发射率陶瓷材料是当前最热门的功能材料之一。将它应用于工业炉中不仅能够使炉内热量分布均匀还能提高加热速度,从而提高工业炉的加热效率并达到低碳节能的目的。高发射率陶瓷材料优势突出,包括红外发射率较高、化学性质稳定且热稳定性佳等。本文从红外辐射机理出发,综述了近年来应用较多的几种高发射率陶瓷材料体系的研究进展。主要介绍了掺杂改性高发射率陶瓷材料的思路与工艺,进一步阐述了高发射率陶瓷材料应用于工业领域的研究现状,并对此类材料目前的缺陷与未来的发展方向作出了建议与展望。
T型及KA分子筛膜的制备、修复及其天然气脱水蒸气性能研究

本文以氧化铝陶瓷为基底,合成了T型和KA两种分子筛膜,并将其应用于天然气脱水蒸气实验。研究表明,T型及KA分子筛膜对模型天然气脱水蒸气的H_2O/CH_4选择性分别为2.80和3.16。采用表面涂层法对分子筛膜中的缺陷进行修复,从而有效提高了其模型天然气脱水蒸气性能,修复后的T型及KA分子筛膜的H_2O/CH_4选择性分别达到了10.52和17.71,水蒸气的渗透系数分别为104397和28200 Barrer,甲烷损失率分别仅为2%和1%,修复后的两种分子筛膜皆具有良好的稳定性。
亲油型聚结滤芯饱和度预测模型研究

纤维聚结滤芯广泛用于压缩空气净化、发动机曲轴箱通风、加工和切割等一系列工艺过程中,用于除去气流中的液体气溶胶颗粒。由于聚结滤芯饱和度对于过滤效率及阻力具有重要影响,因此建立饱和度与滤材参数及操作条件之间的关系将有助于优化滤芯结构并提高过滤性能。目前实际工业用聚结滤芯通常由多层微米级玻璃纤维材料组成,然而现有计算模型无法用于此类滤芯的饱和度预测。因此,本文基于多种常用亲油型聚结滤芯压降及饱和度实验测试结果,根据“跳跃-通道”模型及毛细管理论建立了新的饱和度预测模型。通过与大量已发表文献数据对比发现,当饱和值大于0.2时,预测值与实验结果吻合度较好,相对偏差≤20%。随着饱和度的降低,滤芯润湿区域和非润湿区域之间界限逐渐明显,此时无需对毛细管半径进行修正。然而,新模型仍然要依靠压降测量值进行计算,这一问题需在后续工作中加以解决。
新型冠状病毒肺炎传播特性分析与疫情发展趋势预测

通过研究,对2019新型冠状病毒肺炎(COVID-19)起源和致病性有了一定了解,但其传播性质仍存在很多争议,需要进一步评估.使用SEIR(susceptible-exposed-infectious-recovered)动力学模型对COVID-19再生系数(${R_0}$)曲线进行拟合,并基于动态${R_0}$,对我国湖北省及国外COVID-19疫情发展趋势进行了预测分析.通过疫情结果对照分析表明,在严格防疫措施下,我国湖北省的COVID-19疫情传播相较于国外得到了更好的控制.同时,对COVID-19传播特性的分析,也能够为后续疫情防控决策和效果评价提供参考.
黔西南晴隆锑矿床伴生金的赋存状态及其地质意义

晴隆锑矿床是右江盆地的大型锑矿床之一,近些年的找矿勘探成果显示,晴隆锑矿床普遍发育有金矿化,呈Sb、Au共生的特征,但是,有关晴隆大厂锑矿中伴生Au矿化的相关科学研究尚未开展。本文通过系统的扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)分析和纳米二次离子质谱(Nano-SIMS)微量元素扫面分析,确定了晴隆锑矿床伴生Au的矿化类型及Au的赋存状态。结果显示,晴隆锑矿床发育辉锑矿、黄铁矿、黄铜矿和黝铜矿等硫化物,其中环带状含砷黄铁矿是主要的载金矿物,Au主要以化学结合态(Au~(1+))的方式赋存于富砷黄铁矿环带中,其矿化类型为典型的卡林型金矿化。黄铁矿核部为沉积-成岩阶段黄铁矿(Py-Ⅰ),呈贫Au、As,富S和Ti特征,环带为热液黄铁矿(Py-Ⅱ),呈富Au、As、Cu和Se,贫S特征。元素Nano-SIMS扫面(mapping)显示,热液环带中Au、Se、Cu和As具有明显的纳米级元素分带,显示出流体间歇式、脉冲式活动的特征。通过对晴隆锑矿床和邻区典型金矿床(水银洞金矿床)的成矿对比,金矿床和锑矿床具有相近的成矿时代、围岩蚀变和硫源,但成矿流体性质和演化过程明显不同,初步认为Au、Sb的这种成矿共性导致了Au-Sb-(As-Hg-Tl)在低温成矿区内普遍矿化,而流体性质的不同致使元素发生空间上的分异。
自然光照射下室内灰尘中多环芳烃的光降解转化初步研究

本研究采用氙灯老化试验箱模拟了自然光条件下室内灰尘中多环芳烃(PAHs)的光降解转化。研究结果表明,15种PAHs在自然光照射下有不同程度降解。降解包括两个阶段,各阶段均符合一级反应速率方程。其中,k_1范围为7.07 ×10~(-4) h~(-1)~1.77 ×10~(-2) h~(-1),指示了灰尘表面吸附PAHs的降解速率常数;k_2范围为5.79 ×10~(-5) h~(-1)~1.99 ×10~(-3) h~(-1),指示了灰尘内部吸附PAHs的降解速率常数;k_2小于k_1揭示了PAHs从灰尘内部释放的速率低于其光降解速率。不同PAHs的光降解速率各不相同,荧蒽降解最快(k_1 = 1.77 ×10~(-2) h~(-1)),二苯并(a,h)蒽降解最慢(k_1 = 7.07 ×10~(-4) h~(-1))。研究结果表明,PAHs的光降解转化速率受PAHs结构影响较为明显,结构相似的PAHs,苯环数越多,光降解速率越快;苯环数相同的PAHs,链状PAHs降解速率最快,角状PAHs次之,簇状PAHs降解最慢;对于角状PAHs,其分子结构角度越小,降解速率越快。
采用上下文相关的注意力机制及循环神经网络的语音增强方法

提出了采用上下文相关的注意力机制及循环神经网络的语音增强方法。该方法在训练阶段联合训练计算注意力评分的多层感知机和增强语音的深度循环网络,在测试阶段计算每一帧语音的注意力向量并与该帧语音拼接输入深度循环网络增强。在不同信噪比的实验中,该方法相比基线模型能更好地提高语音质量和可懂度,-6 dB下相对带噪语音短时客观可懂度(STOI)和语音质量感知评估(PESQ)可分别提高0.16和0.77,同时在未知噪声条件下该方法性能仍最优或接近最优。因此注意力机制可以有效强化模型对上下文信息的利用能力,从而提高模型增强性能。
超声吸收体物理参数对红外热成像测量高强度聚焦超声声场的影响

超声吸收体的物理参数对利用水听器和红外热成像技术的高强度聚焦超声(High-Intensity Focused Ultrasound,HIFU)声场测量结果具有重要影响。为了探索超声吸收体的物理参数(密度、声速、衰减系数、热扩散系数、定压比热容)对测量结果的影响规律,本文根据层状模型计算出相同声源功率输出时不同物理参数对应的超声吸收体内部声场和热场,利用有限差分法计算出超声吸收体表面在辐照过程中的温度变化;利用基于水听器和红外热成像技术的聚焦声场测量方法测量出焦域内不同位置上声场特征值(轴线声强和-6 dB声束宽度),与通过理论计算得到的声源在纯水中声场特征值进行比较,分析了不同物理参数对测量结果的影响。超声吸收体的声、热学参数中除了声速外,其它物理参数的变化引起声场特征值的测量造成最大相对差异率小于15%。因为声波传播速度的改变会导致超声吸收体内部热场分布变化,使测量结果与理论计算值有较大偏差,其中-6 dB声束宽度和轴线声强最大相对差异率为95.37%和69.97%。因此在选择超声吸收体的声、热学参数时应重点关注声波在吸收体内声速的影响。超声吸收体的声学参数与水的声学参数相近时,可以在焦域内获得较好的测量结果。
泥页岩微裂缝微观封堵模拟

有效致密封堵微裂缝是钻井液稳定泥页岩井壁的主要技术措施之一。微纳米封堵颗粒和微裂之间存在着复杂的力学作用关系,简单的理论分析无法精确描述这一复杂的物理过程。为了进一步说明泥页岩微裂缝的微观结构和固体颗粒封堵剂的封堵过程,利用离散元PFC 2D模拟软件对封堵颗粒侵入微裂隙封堵过程进行模拟,分别研究了4种不同裂缝倾角、3种不同开度的纳米级和微米级裂缝、3种不同压差下的封堵过程。结合观察分析缝内封堵状况,结果表明:地层倾角对封堵颗粒侵入地层程度影响较小;符合1/3规则的颗粒较适合于封堵裂缝;压差增大到1.5MPa时,达到最佳封堵状态,再随着压差的增大,封堵效果变差;随着封堵颗粒浓度增加,封堵效果会趋于稳定。
电解液添加剂氟代碳酸二乙酯的合成及其性能研究

有机成膜添加剂作为锂电池中不可或缺的材料对提升锂电池的性能起到至关重要的作用。新型添加剂氟代碳酸二乙酯(DEFC)通过相转移催化被成功合成。催化剂甲基葫芦脲[6]被应用在此类反应中,并提升了卤素交换法合成氟代碳酸二乙酯的收率。与现有的两种催化剂聚乙二醇1000、冠醚18冠6进行了对比,在条件接近的情况下,以甲基葫芦脲[6]为催化剂能大幅提高收率,DEFD的收率最高为72%。作为新型成膜添加剂,在低温和常温下,氟代碳酸二乙酯加入电解液中均能提升电池的首次放电比容量。在经过100周恒流充放电循环后,电池放电比容量保持率也有所增加,提升了电池的循环性能。
开放环境下钛合金激光熔覆的局部气氛保护模型

针对开放环境下钛合金在激光熔覆过程中易被氧化的问题,提出了一种局部气氛保护模型。采用Fluent软件分析了不同保护气体流量下局部保护喷嘴可提供的有效保护气氛范围,并通过三次多项式拟合建立了气流有效保护长度的数学模型;然后利用响应面法建立了包括保护气体流量在内的工艺参数与熔覆过程中待保护高温区域长度之间的二次回归模型;对两个模型进行联立分析,最终建立了开放环境下钛合金激光熔覆的局部气氛保护模型。验证试验所得单道熔覆层形貌良好,表面呈银白色的金属光泽,说明熔覆过程中熔池及其周围高温区域得到了有效保护。所建局部气氛保护模型可用于指导开放环境下钛合金激光熔覆过程中保护气体流量的选用。
30CrMnSiA和30CrMnSiNi2A高强钢激光熔覆修复后的组织特征与力学性能

针对30CrMnSiA和30CrMnSiNi2A高强钢的修复问题,采用30CrMnSiA合金粉末在两种基体上进行多层多道激光熔覆,研究了熔覆层、基体、热影响区的微观组织和力学性能。对于30CrMnSiA基体,其熔覆层组织主要为索氏体;随着层数增加,熔覆层中的索氏体减少,马氏体增多,盖面层主要为马氏体组织;热影响区组织主要为马氏体和少量块状铁素体,其中块状铁素体为原基体中铁素体的未熔相。对于30CrMnSiNi2A基体,其熔覆层组织主要为索氏体,随着层数增加,马氏体含量逐渐增加,但仍以索氏体为主;热影响区组织主要为索氏体和粗晶马氏体。在力学性能上,30CrMnSiA基体上熔覆层的硬度大于30CrMnSiNi2A基体上熔覆层的硬度,热影响区软化现象不明显,而30CrMnSiNi2A热影响区软化现象明显;30CrMnSiA基体上熔覆层试样的抗拉强度为基体的90%以上,且其冲击韧性、延伸率均优于基体;30CrMnSiNi2A基体上熔覆层试样的冲击韧性优于基体,但其抗拉强度、延伸率则大大低于基体。实验结果表明:30CrMnSiA合金粉末适合用于30CrMnSiA钢的激光熔覆修复,而对于30CrMnSiNi2A钢,则需要进一步减少热输入,以减小热影响区的宽度,减少粗晶马氏体的生成以及多层熔覆过程中马氏体的分解。
深隧排水折板型竖井泄流消能的试验研究

针对深隧排水系统竖井泄流过程中高速气-水两相流动特性进行了水力模型试验研究,观测竖井内水流下泄过程中的型态,分析最大泄流量与折板间距的关系,计算不同工况下的竖井消能率,并揭示折板型竖井在泄流过程中的消能机理.试验结果表明:竖井在泄流过程中存在3种水流型态:撞壁受限流、临界流和自由跌水流;泄流过程中水跃是水流在折板上消能的主要原因,水流流至井底与反向流体互相撞击破碎使竖井达到最终消能的目的;当竖井直径$D = 0.4$ m、折板间距$d$介于16.02~24.56 cm时,竖井最大泄流量介于$\left( {8.7 \sim 14.7} \right) \times {10^{ - 3}}{{\rm{m}}^3}/s$,且$d$与最大泄流量${Q_m}$存在线性关系;根据能量守恒定律推导出消能率公式,得到$d = 19.4$ cm、倾角$\theta = 10^\circ $时的竖井消能率为最优;竖井盖板开孔直径 $\Phi $对竖井顶部压强的影响较大,当 $\Phi \ge 4$ cm时,竖井顶部相对压强基本为0,并且具有一定倾角的折板有利于加速竖井的泄流过程;上、中、下折板冲击力(${F_u}$、${F_m}$、${F_d}$)呈现${F_u} > {F_m} > {F_d}$的分布规律,上、中、下折板最大面荷载分别为42.8、30.7、22.8 kN/${{\rm{m}}^2}$.深隧排水折板型竖井最佳泄流量和最优消能率的试验研究成果对深隧竖井工程的设计与运行提供了一定参考价值.
大跨度上承式钢桁架拱桥的地震损伤演化模拟

为评估大跨度钢拱桥在多维地震作用下的损伤状态,以一座铁路上承式钢桁架拱桥为研究对象,首先借助OpenSEES平台建立桥梁弹塑性纤维单元模型;接着选取“双参数”损伤指标和应变指标进行损伤评价;最后通过增量动力分析,从构件和全桥两个层面进行损伤评估,并对比两种指标对桥梁主要构件(钢管、钢管混凝土、钢筋混凝土)的适用性.研究结果表明:基于变形和能量的双参数损伤指标比应变指标的评价结果会严重1~2个等级;相比于地震波纵向作用,大跨度钢桁架拱桥在横向地震作用时损伤更小,在峰值加速度(PGA)为1.5g时全桥仍处于轻微损伤状态;3种类型构件中,钢管构件损伤数量较多但是损伤程度轻,钢管混凝土构件(拱脚)损伤较早但是损伤程度轻,钢筋混凝土构件(交界墩)损伤最为严重,在抗震设计时,应对相应位置予以重视.
燃料电池混合动力的功率跟随管理策略分析

为了提高燃料电池混合动力系统的经济性,基于燃料电池氢耗量和功率波动率,对功率跟随能量管理策略中参数和荷电状态(SOC)调节方式进行了分析,并定义了燃料电池的功率波动率;基于仿真软件ADVISOR中建立的燃料电池/超级电容混合动力系统模型,计算了不同的超级电容SOC限值和充电功率参数时的燃料氢耗量和波动率;设计了两种SOC调节方法,即Z曲线法和比例积分(PI)调节法,比较了不同SOC调节方法下的氢耗量和波动率.研究结果表明:若SOC的下限增大,致使氢耗量和波动率增加,SOC下限为0.5时的氢耗量比0.25时增加7.10%,波动率增加3.85%;若SOC的上限增大,燃料电池波动率减小,0.95时的波动率比0.75时减小3.51%;充电功率参数在一定范围改变,能够减小燃料电池氢耗量和波动率;SOC调节方式中,当SOC初始值在[0.28,0.52]区间,PI调节法的波动率最优;当SOC初始值在[0.75,0.90],Z曲线法的波动率最优.
考虑牵引所多运行状态的城轨交直流供电计算

城市轨道牵引变电所存在多种运行状态:整流状态、整流机组关断状态、逆变回馈装置恒定电压运行状态、逆变回馈装置最大功率运行状态.针对潮流计算中牵引变电所状态的不确定而影响计算收敛性的问题,提出一种考虑牵引变电所多运行状态的城轨交直流供电计算算法.该算法对逆变回馈装置和车载制动电阻建模,根据迭代过程中牵引变电所网压、电流,采用滞环比较策略确定牵引变电所状态,通过交直流交替迭代方法求解潮流.对某地铁工程进行仿真分析和实测验证,结果表明:仿真与实测的牵引变电所负荷过程曲线Pearson相关系数为0.76~0.92;逆变回馈装置节能率的仿真结果与实测误差不超过1.7%;在全线整流机组空载电压较高的场合,当逆变回馈装置的启动电压设置在1 750 V以上时,消耗在车载制动电阻上的能量显著增大.
YT30刀具表面磁控溅射AlTiCrN涂层的微观组织及摩擦性能

为改善刀具性能以及优化磁控溅射参数,研究了AlTiCrN涂层的制备工艺优化过程,并对其组织结构与膜基结合力进行了分析,比较了不同载荷条件下的涂层耐磨性。研究结果表明,沉积时间120 min,沉积功率200 W为较优的磁控溅射参数。AlTiCrN涂层的物相组成为AlTiCrN、Al和CrN。AlTiCrN( 111)峰表现为尖锐的衍射峰结构,涂层达到了很高的结晶程度。涂层主要由三角锥结构组成,间隙内还生成了许多细小晶粒。涂层上层区域主要由柱状晶构成,下层主要由纤维晶粒构成。AlTiCrN涂层进行划痕测试发现载荷为19 N和32 N的部位出现了摩擦力突变。通过磁控溅射涂层的YT30刀具比未镀膜刀具有更低的摩擦因数,表明对刀具进行AlTiCrN涂层涂覆后能够显著改善刀具耐磨性。当加载载荷增大后,涂覆涂层的刀具磨痕深度表现出更为平缓过渡。提高载荷到5 N后,在磨痕的两侧形成了大量的磨屑,其宽度也明显增大,并未发生涂层剥落现象。
基于扩展Kalman滤波的姿态信息融合方法研究

在磁干扰环境下,基于四元数扩展Kalman滤波(EKF)使用磁力计修正多旋翼飞行器航向,会使姿态和航向估计产生偏差。为了消除磁干扰在四元数中对姿态角的影响以及减小多旋翼飞行器航向偏差,提出基于扩展Kalman滤波分别估计姿态与航向信息,根据地磁场的磁感应强度和地磁场与重力之间的夹角建立可调节测量噪声方差矩阵,自适应修正多旋翼飞行器航向的方法。同时,为了进一步提高姿态估计精度,建立传感器数据输出模型并使用三维转台进行标定。最后,基于自主研发的飞控系统进行试验,试验结果表明:该方法在磁干扰环境下能为多旋翼飞行器提供精准的姿态信息,提高抗磁干扰性能。
基于分数阶阻抗控制的7自由度机器人辅助主动康复训练方法

末端牵引式的康复机器人在被动训练方面有较好效果,但其主动训练方式还不成熟,且传统的末端牵引式康复机器人自由度较少,在训练空间轨迹上有一定局限,难以模仿康复医师的训练。本文采用S-R-S(球副-转动副-球副)结构的7自由度拟人机器人作为末端康复训练设备,有效提高康复系统的空间运动能力;针对冗余机器人逆解问题,设计了肘部自运动约束的逆运动学解法;通过引入基于位置的分数阶阻抗控制,将人机交互的反馈力偏差转化为位置偏差同时提高系统跟随响应的能力。实验结果表明相较于整数阶阻抗控制器,分数阶阻抗控制器可减少机器人的冲击调节时间34.5%,有效提高人机接触稳定性。康复训练实验表明所提康复训练方法可帮助患者逐渐按照既定轨迹逐渐提高运动能力,轨迹偏差结果能更真实反应患者的康复情况,有利于准确进行康复效果评估。
集测厚与导波检测于一体的复合式电磁超声换能器研究

设计了一种集定点超声测厚与区域导波扫查于一体的复合式电磁超声换能器。设计了螺旋型和回折型复合式线圈,螺旋型线圈用于激励和接收高频的超声横波,实现高精度测厚,回折型线圈用于激励和接收管道周向导波,实现管道周向缺陷的一次性快速扫查。通过声场分布仿真和线圈优化设计,确定了换能器的结构参数。制作了换能器原型并搭建了测试平台,试验结果表明复合式换能器同时实现了管道的高精度测厚及周向缺陷的快速扫查,测厚误差小于0.1 mm,缺陷检测灵敏度约为3%截面损失比。解决了传统超声测厚技术存在漏检及效率极低的难题,弥补了导波技术存在较大近场盲区及定量检测能力不足,在工业管道缺陷的在线检测及长期监测中具有应用潜力。
非侵入式负荷识别边缘计算颜色编码研究

非侵入式负荷监测是负荷监测领域的发展趋势,随着用电负荷数量和类型的迅速增加,提取可辨识的负荷特征并建立可靠的分类模型是提升负荷识别效果的重要途径。而将原始电能数据上传至云端集中计算会占用大量网络带宽和服务器计算资源。本文提出一种颜色编码负荷标识构建方法,并依托边缘计算架构合理分配计算任务,根据边缘端和云端计算资源分别部署合适的深度学习模型进行负荷识别,实现边缘端和云端计算资源的充分利用,并降低网络带宽需求。针对公共数据集的实验结果表明,本文边缘-云协作负荷识别正确率超过当前最优方法,边缘端独立负荷识别方法在资源受限的条件下正确率超过91%,对提高居民家庭用电的能效性和减少能源浪费具有重要意义。
双绳多层缠绕式提升机卷筒结构对钢丝绳张力差的影响

超深矿井缠绕式提升机钢丝绳之间的缠绕同步性保证对于提升系统的安全可靠运行具有重要作用。针对卷筒两缠绳区在钢丝绳缠绕过程中所引起的缠绕变形不同步导致的两钢丝绳间张力差异问题,考虑两钢丝绳长度差异与张力差异之间的相互影响,利用弹性基础梁理论对厚壳弹支结构卷筒在不同受力情况下的径向变形方程进行了推导,建立了钢丝绳动态张力、钢丝绳长度差异与卷筒径向变形三者相耦合的理论计算模型。通过求解不同卷筒结构在钢丝绳缠绕过程中的两钢丝绳间张力差异最大值,总结得出了卷筒的不同出绳方式和不同支轮布置位置对两钢丝绳间张力差异的影响规律,并通过有限元分析软件验证了理论计算模型的正确性。结果表明:超深矿井双绳多层缠绕式提升机卷筒结构对钢丝绳间的提升同步性具有重要影响,卷筒出绳方式与支轮布置位置的不合理组合会导致两钢丝绳间张力差异超过10%,危及提升系统的运行安全;卷筒左右与右左出绳方式下的两缠绳区变形同步性在左、右轮孔距离分别相等时是相同的;卷筒同左与同右出绳方式下的两缠绳区变形同步性在左、右支轮布置位置互为对称时是相同的;卷筒在左右或右左出绳方式下,左、右支轮对称布置时的卷筒结构所引起的两钢丝绳间张力差异最小。
基于机构拓扑结构的悬臂式掘进机空间位姿偏差分析

基于悬臂式掘进机机械结构的拓扑结构分析,分别对悬臂式掘进机行走/支撑并联机构在空间掘进工作平面/滚动平面内可补偿的仰俯角偏差、巷顶距偏差、横滚角偏差,以及其回转并联机构/升降机构在空间掘进水平面内可补偿的水平偏角偏差、水平偏距偏差、车前距偏差进行深入研究分析,建立悬臂式掘进机机身空间全方位位姿偏差数学模型。应用空间机构结构学正/逆解求解思想,利用MATLAB及正解求解出已知各结构回路几何参量状态时,机身动平台的空间瞬时位姿偏差信息及可补偿空间位姿偏差的范围;逆解求出机身处于可补偿空间极限位姿偏差状态时,对应悬臂式掘进机的可调几何结构参量均满足工程设计要求。分析结果表明:通过调节前铲板/后支撑液压油缸驱动量,可实现补偿机身最大仰角偏差26.731°,最大俯角偏差27.468°,可补偿最大巷顶距偏差20.253 7 mm;同时,通过实时动态调整截割臂的截割姿态,可实现补偿机身最大水平偏角偏差36.067°。实验结果同样也验证了结论的正确性、可实施性与高效性。基于拓扑结构分析得到的掘进机机身空间位姿偏差数学模型可为实施智能化悬臂式掘进机实时动态精准纠偏提供有效思路和依据。
北方草原区露天煤矿外排土场平台土体裂缝形态特征

煤炭资源的开采不仅能够带来经济的快速发展,也会产生严重的生态环境问题,其中以露天开采最为严重。频繁不合理的采矿活动破坏土地资源,诱发矿区地质灾害。土体裂缝是煤矿区地质灾害中最直观的一种,也是危害最大的一种,其数量多、分布广、危害重,严重影响矿区生态安全。土体裂缝的产生极大程度地影响着排土场地表径流、入渗、蒸发等水文循环过程,也增加排土场泻溜、崩塌、滑坡等水土流失灾害发生的可能性。研究排土场平台土体裂缝形态特征可为认识矿区水分快速运动、植被恢复与重建提供科学依据。以内蒙古锡林郭勒盟锡林浩特市大唐国际胜利东二号露天煤矿南排土场为研究对象,通过现场调查、野外试验、室内分析、图像处理等研究方法,系统地研究北方草原区露天煤矿外排土场平台土体裂缝形态规律及其分形特征。结果表明:排土场平台土体裂缝发育严重,多为直线型,走向平行于等高线,集中在排土场平台前缘5 m内;排土场平台土体裂缝长度主要集中在0 ~ 500 cm,占80%以上;土体裂缝宽度在4.3 ~ 40.4 cm,深度在5.7 ~ 55.3 cm。土体裂缝尺寸的差异较大,但可以根据裂缝宽度W将其划分为小裂缝(W< 15 cm) 、中裂缝(15 cm
大倾角煤层开采飞矸威胁等级评估

大倾角煤层开采工作面飞矸运动具有复杂性、动态性和不确定性等特点,准确评估飞矸对人或设备造成的威胁等级是大倾角煤层飞矸防护设计的基础。以新疆乌鲁木齐市艾维儿沟2130煤矿25221大倾角大采高综采工作面为研究背景,基于飞矸对人或设备的伤损程度选取飞矸的速度、角速度和距工作面下端头人或设备的距离3个动态变量作为飞矸对人或设备的威胁的评判依据,采用专家知识结合工作面飞矸现场实测历史数据构建动态贝叶斯网络模型,依据维特比算法选取动态观测节点,得到飞矸沿工作面运动全过程的动态威胁等级概率。结果表明:在大倾角煤层工作面飞矸运动中,随着时间片的递增,飞矸的速度、角速度变量数值也随之增大,飞矸距离工作面下端头人或设备的距离逐渐减小,飞矸各变量所共同影响的威胁等级也随之变化。为避免飞矸灾害事故的发生,可在飞矸威胁等级较高的位置设置飞矸防护装置。理论方法与工作面现场实测下部区域设备破坏程度的情况相符合,进一步验证了本文方法的可行性。
非静水压力条件下巷道围岩破碎区应力分布特征

煤矿巷道围岩的应力状态与稳定性关系密切,尤其是巷道围岩破碎区的分布范围及应力分布特征的研究,对于确定巷道支护方案,提高巷道围岩稳定性具有重要的理论意义和工程指导价值。以非静水压力条件下圆形巷道围岩破碎区分布范围为研究对象,建立了非静水压力条件下巷道围岩应力状态分析的力学模型,给出了非静水压力条件下圆形巷道围岩破碎区及塑性区的应力与位移的解析解,对比分析了2者随埋深及侧压系数的变化特征。以辽宁大兴煤矿北二采区902工作面运输巷道为工程背景,通过数值分析和理论计算,对比分析了巷道围岩破碎区的应力与位移随埋深及侧压系数的变化特征,评价了围岩稳定性。研究结果表明:在巷道掘进后围岩环向正应力的变化明显比径向正应力剧烈,围岩破坏的主要形式是沿纵向开裂;由于不同区域的围岩变形特征不同,使其黏聚力及内摩擦角等物理力学参数的大小存在差异,从而导致围岩破碎区、塑性区和弹性区边界应力产生不连续现象;在一定埋深范围内巷道围岩破碎区及塑性区范围随埋深的增加而线性增大。当巷道埋深较小时,巷道围岩破碎区较小,巷道处于相对稳定的状态。当埋深较大时,巷道左、右两帮处较顶底板更易发生失稳破坏;塑性区及破碎区半径的比值随埋深及侧压系数的增大而减小,且随着埋深的增大,侧压系数对围岩塑性区及破碎区范围的影响程度逐渐减小,当埋深增大到一定程度时,围岩应力状态趋于静水压力状态;当埋深达到1 500 m时,围岩达到了极限平衡状态。
千米级竖井全断面科学钻进装备与关键技术分析

千米级竖井全断面钻进技术是我国深地开发的重要技术支撑。围绕机械高效破岩与智能安全钻进这一主题,阐述了机械破岩钻井装备和无人化钻井的研究进展,梳理得出以竖井钻机、竖井掘进机和反井钻机3种钻机构成的机械破岩科学钻井技术、工艺及装备体系,并凝练出竖井全断面科学钻进过程中破岩、排渣、智能监控、支护和辅助钻进5项核心技术及其涵盖的12项关键技术;提出千米级竖井全断面机械破岩钻井需要攻克的关键技术问题与科学问题。针对深部高应力、高岩温和高水压条件下岩石强流变、强扰动等特点,以破岩与围岩控制技术、高效排渣技术、装备钻进与支撑技术的“三位一体”协同控制为核心,将重点攻克:①深部破岩机理和井帮围岩控制理论研究,以及辅助机械破岩的高效破岩技术;②多相流流动理论研究,优化多相比、提升高度、多相流速等参数,建立低能耗高效循环排渣模式; ③围岩智能感知、判识与精准钻进轨迹的智能化控制理论研究,开发深部地层钻进多信息融合的钻机自适应钻进技术。为解决机械破岩、多相流循环排渣、钻井智能推进3者之间的协调性和匹配性问题,从基础理论分析、装备性能、工艺研究3个方面,构建了机械破岩科学钻井参数动态优化设计体系,基于以上机械化全断面钻井技术和装备现有条件和尚待攻克难题的梳理,为国家千米级竖井全断面钻进成套技术与装备的开发与升级提供借鉴。
液氮冷加载对不同节理煤样结构损伤的影响

煤体的节理结构是煤层气主要存储空间和渗流通道,而煤层的低渗透性是导致煤层气开采效率低的主要原因,由于节理的角度与贯穿程度不同,使得煤体的物理力学性能产生了较大差异。为了增加煤体的渗透性,利用液氮冷加载煤体的方式对不同种类节理煤样,实验选用阜新盆地长焰煤制成50 mm×50 mm×50 mm的正方体煤样。将煤样放入液氮中浸泡4 h,室温条件下放置20 h,为一个冷加载周期(T),多周期冷加载直至煤样破裂。运用激光共聚焦显微镜、声波测试仪、单轴压缩试验机等仪器观测煤样的表面、整体裂隙损伤情况和单轴抗压强度的变化程度,揭示不同节理煤样结构在液氮低温冷加载作用下的损伤规律。研究结果发现: ①贯穿型节理煤样(Ⅰpb15°, Ⅰam45°和Ⅰal60°)分别在8T,6T和7T冷加载后,煤样节理结构累积损伤达到煤岩强度极限,发生破碎; ②在相同冷加载周期条件下,贯穿型节理较半贯穿型与未贯穿型节理扩展速度快; ③煤样冷加载后,与层理呈45°的节理扩展明显。冷加载及作用周期都是煤样节理结构损伤的重要因素,实验结果符合断裂力学理论,并将对煤体结构损伤的进一步研究起到借鉴意义。
我国煤矿整体失稳型冲击地压类型、发生机理及防治

整体失稳型冲击地压是近年我国深部煤矿开采过程中发生的一种新的冲击地压类型,其释放能量和破坏性远大于常见的局部冲击地压。采用现场调查、理论分析、现场监测等方法,对我国煤矿3起典型整体失稳型冲击地压事故的工程特征和冲击显现特征进行分析,将当前我国整体失稳型冲击地压分为孤岛工作面整体失稳型冲击地压、大巷煤柱整体失稳型冲击地压和底煤整体滑移失稳型冲击地压3类。分别建立了3类整体失稳型冲击地压发生机理的力学模型,提出了3类整体失稳型冲击危险的评估方法和防治对策,揭示了3类整体失稳型冲击地压的发生机理。其中孤岛工作面整体失稳型冲击地压的发生机理为孤岛工作面上覆岩层自重和两侧采空区转移载荷叠加形成的总应力超过了孤岛工作面整体承载能力时,孤岛工作面中部弹性整体失稳破坏诱发冲击地压灾害;底煤整体滑移失稳型冲击地压发生机理为工作面超前支承压力超过底煤发生冲击和滑移的临界应力时,底煤冲击和滑移同时发生,形成底煤整体滑移失稳型冲击地压;大巷煤柱整体失稳型冲击地压发生机理为大巷煤柱在自重应力、构造应力和巷道开挖、卸压转移应力等叠加作用下应力高度集中,当应力集中程度超过煤柱整体承载能力时,煤柱中部弹性核发生整体失稳冲击,导致煤柱两侧大巷均发生严重冲击破坏。由于我国深部矿井开采条件复杂,实际生产过程中还会遇到很多具有隐蔽性的整体失稳型冲击类型,因此在现场冲击地压防治工作中,需要加强对这些隐蔽性整体失稳型冲击风险的判识和防治工作。
经鼻高流量湿化氧疗系统在开胸术后急性低氧性呼吸衰竭患者中的应用及研究

目的:探讨经鼻高流量湿化氧疗系统(high-flow nasal cannula,HFNC)应用于开胸术后急性低氧性呼吸衰竭(acute hypoxaemic respiratory failure,AHRF)患者的疗效。方法:回顾性分2016年1月1日至2017年12月31日在陆军军医大学第一附属医院行开胸手术,转出重症监护室(intensive care unit,ICU)后出现AHRF的53例患者,常规氧疗组(31例)和HFNC组(22例)。分别于氧疗前,氧疗后2、12、48 h记录脉搏血氧饱和度(percutaneous oxygen saturation,SpO_2)、心率(heart rate,HR)和呼吸频率(respiratory rate,RR)改善程度,以及咽痛/鼻痛发生率、再次气管插管率、住院时间、住院死亡率、气道痰液引流量等指标。结果:经常规和HFNC氧疗后,HFNC组患者的SpO_2在治疗后2 h的值为(94.0±2.5)%、12 h的值为(95.9±1.3)%、48 h的值为(97.0±2.4)%,明显高于常规组相同时间点的(90.2±2.3)%(t=5.660,P=0.000)、(92.3±1.9)%(t=7.422,P=0.000)、(93.5± 3.5)%(t=4.070,P=0.000);痰液引流量(38.4±5.7)明显高于常规氧疗组(32.1±5.5)(t=4.052,P=0.000);HFNC组RR值在2 h为(26.0±4.5)、12 h为(22.7±3.5)、48 h为(19.6±2.7),分别高于规组相同时间点的(28.6±4.5)(t=-2.152,P=0.036)、(26.5±4.1) (t=-3.537,P=0.001)、(23.0±2.9)(t=-4.932,P=0.000);再次气管插管率(χ~2=5.808,P=0.025)明显减低;鼻/咽喉痛明显低于常规氧疗组(χ~2=4.890,P=0.036)。结论:HFNC对AHRF疗效较常规氧疗好,可以明显改善开胸术后AHRF患者的氧合,增加痰液引流,降低再次插管率;患者临床症状改善明显,耐受性良好,可在严密监测下的普通病房开展。
微生物固定化及其在环境污染治理中的应用研究进展

微生物固定化技术广泛应用于食品、轻化以及环保领域,其具有微生物密度高、生物活性好、环境适应性强、可反复利用等优点。本文对微生物固定化技术进行了概述,并通过典型案例重点阐释了其在水、土和大气等环境污染治理领域的应用进展。在水环境中,固定化载体可为不同类型微生物提供生存微环境和各自所需的生态位,提高了系统负荷和处理效能;在土壤环境中,其重要作用在于提高土壤中污染物的生物有效性,从而提升微生物修复效果;空气污染治理领域则更注重载体的机械强度及气液传质能力的提高。本文比较总结了微生物固定化技术在不同环境治理领域中的应用特点和优势,以期为今后的环境污染治理提供一定的参考。
大蜡螟和黄粉虫肠道菌中聚乙烯地膜降解细菌的筛选及其降解性能

【背景】在我国农业生产中大量使用的聚乙烯(polyethylene,PE)地膜难以降解,在土壤中长期累积影响农作物生长并破坏生态环境,发掘微生物资源,寻求聚乙烯生物降解途径对治理“白色污染”具有重要意义。【目的】以不同来源的啮食塑料昆虫大蜡螟、黄粉虫为材料,从肠道菌群中分离筛选出对PE具有降解能力的细菌菌株,研究其降解农用地膜的效能。【方法】饲喂PE膜片驯化大蜡螟、黄粉虫幼虫,采集肠道液富集培养、共代谢驯化、选择培养基筛选等方法从肠道细菌中分离出以PE为唯一碳源的细菌菌株。将菌株接种到以PE膜片为唯一碳源的培养基中共培养,通过测定菌体生长量,定期检测膜片失重率,结合高分辨场发射扫描电子显微镜观察、红外扫描分析和膜片力学性能测定,评价菌株对聚乙烯地膜的降解效果。对筛选出的降解性能良好的菌株通过16S rRNA基因扩增和序列分析进行菌株鉴定。【结果】从新疆蜜蜂蜂巢中的土著大蜡螟肠道分离获得的聚乙烯降解菌菌株最多,其聚乙烯的降解效率高于其他来源的分离菌株。从中筛选出具有较高降解能力的3个菌株XJDLM-3、XJDLM-8和XJDLM-12,它们能利用PE膜片生长,扫描电镜观察经过30 d降解的PE膜片表面出现明显的侵蚀孔洞和裂痕,红外扫描图谱发生改变,拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量等力学性能显著下降,膜片失重率分别达到了8.06%、5.66%和5.39%。从新疆蜜蜂蜂巢中的土著大蜡螟肠道分离出降解效果较好的细菌菌株,经鉴定XJDLM-8和XJDLM-12为Bacillus cereus,XJDLM-3为Enterobacter bugandensis。【结论】证明了新疆蜜蜂蜂巢中的土著大蜡螟肠道存在对PE具有较高降解能力的菌株,丰富了PE降解菌的菌种资源,在PE地膜降解中具有开发应用的潜力。
丛枝菌根真菌影响作物非生物胁迫耐受性的研究进展

土壤中存在着大量不同种类的微生物资源,土壤微生物能够与自然界中的大多数植物密切合作,其中丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)起着十分重要的作用。近年来,对于AMF的研究越来越多。AMF是存在于土壤中的重要真菌之一,是土壤中的菌根真菌菌丝与高等植物营养根系形成的一种联合体。AMF可以与陆地上90%左右的植物根系形成共生体,通过在植物根系形成重要的“丛枝菌根”结构而为植物提供更多的养分。为了了解接种AMF对作物生长过程中耐受一些非生物胁迫(如干旱、极端温度、重金属污染、盐分、不利的土壤pH变化等)性能方面的影响,基于之前接种AMF对养分胁迫下玉米生长影响的研究,在扩大作物品种的基础上,通过查阅大量文献,结合试验研究及对前人和近年来关于AMF的一些最新研究进展,获得了具有实践性意义的新发现:AMF与植物共生有助于植物生长,可以改善植物的营养状况,并且可以保护植物免受各种非生物环境胁迫的影响。由此可以得出结论:AMF通过各种机制改善植物生长状况,提高作物抗逆性,为作物增产、农民增收创造了福利,并且避免了由于肥料过量施用导致的一些污染环境问题。本文主要综述了接种AMF在各种非生物环境胁迫(干旱、极端温度、重金属污染、盐分、不利的土壤pH变化等)条件下对植株生长和发育的有利影响,并对目前存在的不足和今后研究的重点提出几点建议。
毛乌素沙地樟子松外生菌根真菌多样性特征

【背景】外生菌根真菌(ectomycorrhizal fungi,ECMF)侵入林木根系形成外生菌根,是樟子松(Pinus sylvestris var. mongholica)适应环境变化和环境胁迫的重要途径。【目的】深入理解沙地樟子松人工林外生菌根真菌群落组成和多样性。【方法】以毛乌素沙地3个林龄(27、33和44 a)沙地樟子松人工林为研究对象,采用rDNA ITS区段PCR扩增测序方法鉴定分析沙地樟子松外生菌根真菌群落组成并计算多样性指数。【结果】毛乌素沙地樟子松共获得56个外生菌根真菌OTU,隶属于2门3纲8目15科21属,优势属为棉革菌属(Tomentella)、地孔菌属(Geopora)和阿太菌属(Amphinema)。 27 a人工林外生菌根真菌丰富度指数最高,33 a人工林ECMF的α多样性指数最高,但不同林龄之间不存在显著差异(P>0.05)。不同林龄沙地樟子松ECMF群落组成存在差异,地孔菌属、棉革菌属、 Delastria和Mallocybe的动态变化是造成群落组成差异的主要原因。【结论】毛乌素沙地樟子松人工林外生菌根真菌群落组成较为丰富,该研究区的群落组成可能比多样性更能体现外生菌根真菌群落随林龄的动态变化,伴随着林木的生长成熟,部分功能性外生菌根真菌的动态变化可能与沙地樟子松人工林退化存在密切联系,有待进一步研究。
食用菌菌糠综合利用研究进展

中国是食用菌生产第一大国,每年产生约1亿多t菌糠,菌糠中含有大量的粗纤维和多糖等物质,但大部分菌糠都被当作废弃物直接丢弃或焚烧,造成严重的环境污染和资源浪费,同时也不符合我国新时期的环保政策,如何变废为宝,科学、环保、经济、合理地利用菌糠成为食用菌产业健康发展的重要环节。本文通过对食用菌菌糠综合利用的方式和现状进行阐述,探讨菌糠利用存在的主要问题,对未来菌糠利用的方向和发展趋势进行展望,为食用菌菌糠的高效利用提供参考和理论依据。
两株芽孢杆菌对花生幼苗生长及其根际土壤微生物群落结构的影响

【背景】贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)和坚强芽孢杆菌(Bacillus firmus)对花生的促生作用及促生机制研究尚未见报道。【目的】从微生物群落结构和土壤氮磷钾有效养分两个方面综合解析两株芽孢杆菌(贝莱斯芽孢杆菌HP9和坚强芽孢杆菌HP10)对花生的促生机制。【方法】以两株芽孢杆菌为研究对象,通过单独灌根或混合灌根盆栽花生,测定其对花生生长及根际土壤氮磷钾有效养分的影响;利用高通量测序技术分析灌根组与对照组花生根际土壤的细菌和真菌群落结构及多样性。 【结果】与对照组相比,3个灌根处理组均明显促进了花生幼苗茎部的伸长及鲜重的增加,根际土壤碱解氮含量显著提高,有效磷和速效钾含量有不同程度增加。芽孢杆菌对花生根际土壤的微生物多样性无显著影响,但影响了细菌和真菌的群落结构组成。灌根处理组根际土壤的拟杆菌门及Mortierellomycota等相对丰度显著增加,在属水平上,农杆菌属、节杆菌属、芽孢杆菌属、伯克霍尔德氏菌属、黄杆菌属、Pedobacter、极地单胞菌属、假单胞菌属、鞘脂单胞菌属、寡养单胞菌属等属的相对丰度明显提高,而且无色杆菌属、短波单胞菌属、金黄色杆菌属、苍白杆菌属、鞘氨醇杆菌属和鞘氨醇盒菌属等6个细菌属仅见于3个灌根处理组中。主成分分析结果显示,与对照相比, 3个灌根处理组之间的根际土壤微生物群落结构具有更高的相似性。【结论】贝莱斯芽孢杆菌HP9和坚强芽孢杆菌HP10菌株可以影响根际土壤的微生物群落结构组成,提高根际土壤功能微生物的相对丰度,从而改善土壤肥力,促进花生幼苗生长。
互花米草入侵对河口湿地铁还原菌群落结构及多样性影响

互花米草是河口湿地典型的入侵物种,为了探究互花米草入侵对河口湿地铁还原菌群落结构及多样性影响,以闽江口秋茄湿地、闽江口芦苇湿地和漳江口白骨壤湿地3个典型的湿地为研究对象,分别对互花米草入侵前后土壤铁还原菌群落进行测定与分析.结果表明:①互花米草入侵使白骨壤湿地和芦苇湿地土壤铁还原菌多样性升高,使秋茄湿地铁还原菌多样性降低;②互花米草入侵白骨壤湿地后拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度显著降低,变形菌门(Proteobacteria)铁还原菌的相对丰度显著提高(p<0.05);③互花米草入侵使湿地土壤铁还原菌的优势菌属发生演替.互花米草入侵后,秋茄湿地中优势菌属除硫单胞菌(Desulfuromonas)的丰度显著降低成为非优势菌属,而厌氧粘细菌(Anaeromyxobacter)的丰度显著提高成为第三优势菌属;白骨壤湿地中互花米草入侵后拟杆菌属(Bacteroides)的丰度显著降低成为非优势菌属;④环境因子及碳组分影响湿地土壤铁还原菌的相对丰度,Geobacter的相对丰度与可溶性有机碳、土壤微生物量碳均呈显著负相关(p<0.01),Halothiobacillus的相对丰度与土壤总有机碳(SOC)呈显著正相关(p<0.05),与土壤微生物量碳(MBC)呈显著负相关(p<0.05).研究结果可为治理互花米草过程中微生物多样性的恢复提供科学依据.
海峡西岸清洁岛屿秋季VOCs特征及来源解析

挥发性有机物(VOCs)是臭氧(O_3)和二次有机气溶胶(SOA)的重要前体物.为夯实国内海岛背景点VOCs监测,研究海峡西岸清洁岛屿平潭VOCs污染特征及来源,探索化学二次生成对清洁岛屿O_3的影响,于2018年秋季,对平潭大气VOCs进行了监测研究.结果表明,平潭2018年秋季VOCS浓度为1.94~ 52.12 μg·m~(-3),平均值为15.54 μg·m~(-3),烷烃占比最高(66.02%),乙烷为浓度的最大物种,达到6.82 μg·m~(-3).平潭秋季VOCS浓度日变化呈双峰型,表现出典型的人类活动相关性.经比较甲苯/苯(T/B)可知,平潭秋季VOCs来源主要是交通排放及燃料蒸发.利用正交矩阵分解(PMF)源解析发现,汽车尾气(72.8%)、船舶排放(12.4%)、生物质燃烧(8.7%)、工业排放和溶剂使用(3.5%)和燃料蒸发(2.6%)是平潭VOCs的五大来源.平潭秋季VOCs的O_3生成潜势(OFP)差异较大,其中,烯烃(62.6%)>烷烃(24.7%)>芳香烃(12.7%).当平潭O_3属于VOCs控制型时,控制大气中烯烃的浓度可一定程度上防治平潭O_3的污染.
2017年厦门金砖会晤期间人为减排和气象条件变化对臭氧污染特征的影响

针对厦门“金砖会晤”空气质量保障活动,本研究选取2017年8月10日—9月10日的O_3、NO_2和挥发性有机物(VOCs),以及气象因子等在线观测数据,开展人为减排、副热带高压、台风等对东南沿海城市大气O_3污染特征的影响研究.结果表明,研究期间厦门大气O_3-8 h平均浓度为(110.0±40.6)μg·m~(-3).与管控前相比,无台风影响的管控I期的O_3-8 h浓度上升了19.9 μg·m~(-3),而管控II期的O_3-8 h浓度下降了27.9 μg·m~(-3).对于管控I期和II期,台风影响下O_3-8 h浓度较无台风时段分别下降85.2 μg·m~(-3)和8.9 μg·m~(-3).在排放控制和台风的共同作用下,峰会期间厦门大气O_3浓度的日变化显现出“削峰填谷”的特征.另外,与管控I期相比,管控II期O_3前体物VOCS浓度显著下降,其臭氧生成潜势(OFP)下降了44.6%.总之,运用区域联防联控策略,对臭氧前体物(NO_x和VOCs)实施针对性减排,可有效地降低沿海城市大气O_3日间最高浓度.
基于机器学习的成渝地区空气质量数值预报PM_(2.5)订正方法研究

空气质量预报对于大气污染防治、打赢蓝天保卫战意义重大.本研究基于重庆市气象局的中尺度天气模式(WRF)和空气质量数值预报模式(CMAQ)的预报产品,采用2018年4个代表月份(1、4、7、10月,分别代表冬、春、夏和秋季)成渝地区22个观测站点的PM_(2.5)浓度和气象要素观测数据,建立基础特征变量数据集(包括训练数据集和测试数据集),通过调整模型参数,并利用训练数据集采用机器学习方法(Lasso回归、随机森林回归、深度学习RNN-LSTM)进行模型训练,订正了成渝地区PM_(2.5)数值预报.其中,通过Lasso回归算法对成渝地区4个区域分别进行变量优选,优化模型,利用测试数据集对模型进行测试并检验评估.结果表明,基于3种机器学习方法订正后的PM_(2.5)小时浓度相比CMAQ模式模拟预报结果,偏差显著降低,相关系数显著提高.其中,随机森林回归和RNN-LSTM的订正效果优于Lasso回归,区域统计与站点统计结果较为一致;Lasso回归订正后的均方根误差减小50%左右,相关系数达70%,随机森林回归和RNN-LSTM订正后的均方根误差减小70%左右,相关系数达90%,随机森林回归与RNN-LSTM订正后的偏差范围相比Lasso回归集中范围更窄,最大概率分布更集中;3种方法对不同季节的订正效果与全年一致,其中,冬季订正效果更为显著.研究结果可为提高我国重点城市群区域—成渝地区PM_(2.5)浓度的大气污染预报能力提供有益参考.
光学卫星相机在轨调制传递函数检测方法

调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)是光学卫星相机成像质量评价的重要参数之一,在轨MTF检测关系到遥感数据的应用和未来遥感相机的发展。针对目前对地观测中广泛应用的光电成像系统,以反射点源阵列、辐射状靶标和大面积刃边靶标等便于数学描述的特殊点线面目标作为参照,依据MTF的物理定义,通过亚像元位置检测与参数化模型拟合等,对卫星相机进行了在轨MTF检测。实验结果表明:点源法是最严密的检测方法,可以全面表征遥感相机的成像能力;方波法在大面积靶标配合下,能直接获取成像系统在奈奎斯特频率处的MTF值;刃边法是光学相机常用的检测方法,但是仅能获取沿轨与垂轨方向的MTF。三种方法所得的在轨MTF的检测结果具有较好的一致性,最大相对误差优于6.00%。这些方法各有特点,其适用性存在一定差异。
基于自适应振动抑制的星载远距离测距跟踪方法研究

在星载远距离非合作目标测距领域中,目标常常为暗弱目标,成像帧频有限,因此目标跟踪能力受限并影响测距范围。在星载远距离非合作目标跟踪过程中,跟踪误差主要来自于本体振动。为了增强系统主动振动抑制能力,提高系统的跟踪精度,使用自适应控制来实现目标的跟瞄控制。对于不同频率传感器数据难以融合的问题,通过采用降采样的方法实现了低频相机数据和高频惯性传感器数据的自适应融合,并证明了降采样下自适应滤波的有效性和正确性。在算法实现层面,针对经典自适应算法收敛速度慢和稳态精度差的问题,通过选用仿射投影算法实现了数据融合。在数据融合仿真中,采用卫星微振动模型,验证了融合方法的收敛速度及跟踪精度。最后将该方法应用到实际跟踪系统中,实验结果显示,跟踪精度优于5 µrad,满足远距离非合作目标测距中的跟踪精度要求。
棱镜-光栅组合分光结构参数的优化方法研究

针对现有的棱镜-光栅的组合设计存在结构复杂、调试困难的问题,建立了三棱镜-光栅组合色散的数学模型,提出了仅需改变三棱镜、光栅的空间相对位置来提高光谱色散线性度的双目标优化方法,获得了线性度良好的棱镜-光栅组合结构参数。采用光学标准件对模型的正确性进行仿真和实验验证。仿真结果表明:在400~1000 nm波段,系统具有长为15 cm、光谱线性度良好、结构简单的特点。实验结果表明,在420~780 nm波段,整体分辨率优于2 nm,进一步证明了该方法的有效性。本研究为棱镜-光栅组合设计提供了一种灵活、简单的结构设计方法。
超滤膜负载UiO-66@Fe_3O_4@UiO-66强化PPCPs去除和膜污染控制

本研究通过聚偏氟乙烯(PVDF)膜内负载具有协同吸附和催化作用的金属有机骨架(MOFs),吸附去除水中药品及个人护理品(PPCPs),并且达到膜滤过程中多功能材料吸附能力再生和膜污染控制的双重目的.在膜吸附方面,共混基质膜(MMMs)内MOFs材料UiO-66@Fe_3O_4@UiO-66能够有效吸附以水杨酸(SA)和邻-苯二甲酸二甲酯(DMP)为模板化合物的两种常见PPCPs.在膜催化再生方面,UiO-66@Fe_3O_4@UiO-66中的Fe_3O_4能够催化H_2O_2生成强氧化性的羟基自由基(HO·),实现对MOFs/PVDF膜吸附能力再生和膜内污染控制的耦合.结果表明,pH = 7 ± 0.1条件下,10% MOFs/PVDF膜对0.1mmol·L~(-1)SA和DMP吸附去除率最高,它们的去除率可分别达到64.2%和46.1%.除此之外,膜内UiO-66@Fe_3O_4@UiO-66催化5 mmol·L~(-1)H_2O_2,能够使膜通量和膜吸附性能恢复率分别达到91.8%和94.2%.实验设计的这种负载多功能MOFs共混基质膜的特点是它对膜吸附能力再生和膜污染控制过程的耦合.这为生化尾水深度净化过程中PPCPs去除和膜抗污染性能改善提供了新的思路.