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基于理论承载性能与应力扩散计算的高强预应力锚索适配垫板设计方法

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1942-1953页

作者：郭新新高新强吴锦花成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059 石家庄铁道大学河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室河北石家庄050043

垫板是高强预应力锚索系统的核心组成构件,当其与锚索间适配性不足时,会出现结构可靠性低以及围岩支护效果差等问题。基于垫板的承载力学特性及其应力扩散作用,提出适配高强预应力锚索的垫板设计方法。为此,首先分析垫板的应力扩散作用... 详细信息

垫板是高强预应力锚索系统的核心组成构件,当其与锚索间适配性不足时,会出现结构可靠性低以及围岩支护效果差等问题。基于垫板的承载力学特性及其应力扩散作用,提出适配高强预应力锚索的垫板设计方法。为此,首先分析垫板的应力扩散作用与锚索的支护效应间的关联性。其次,基于不同形式垫板的结构受力特征,提出碗形垫板和平板形垫板的理论承载力计算公式,并由此计算得到满足高强预应力锚索承载性能需求的垫板型式及其结构参数。接着,通过建立“垫板(碗形、平板形)-围岩”三维数值仿真模型,分析不同型式及结构参数垫板的围岩应力扩散效果,并由此优选得到适配高强预应力锚索的垫板型式及其结构参数。最后,通过现场应用案例,分析适配垫板下高强预应力锚索系统支护效果。研究结果表明:提出的垫板设计方法实现了对高强预应力锚索系统中垫板的有效选用,适配加载300 kN的高强预应力锚索系统垫板为25 cm×25 cm×16 mm的碗形垫板,其拱高35 mm、孔口半径32 mm、碗底半径75 mm;同时,适配垫板下高强预应力锚索系统的围岩变形控制效果提升了11.9%~15.2%。研究结果有助于提升高强预应力锚索系统的可靠性与支护效果,并为预应力锚固系统中垫板的设计提供了一种可行且有效的方法。

关键词：高强预应力锚索承载性能应力扩散碗形垫板平板垫板

葡萄糖流加刺激短乳杆菌合成GABA及SPN-PCR基因组步移方法的建立

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葡萄糖流加刺激短乳杆菌合成GABA及SPN-PCR基因组步移方法的建立

作者：郭新月南昌大学

学位级别：硕士

γ-氨基丁酸（Gamma-Amino Butyric Acid,GABA）是一种重要的神经递质,具有降低血压、治疗癫痫、改善糖尿病、增强肝肾功能以及调节激素水平等重要的生理功能。利用安全性高的乳酸菌发酵生产GABA已经成为工业化制备GABA的主要途径之一... 详细信息

γ-氨基丁酸（Gamma-Amino Butyric Acid,GABA）是一种重要的神经递质,具有降低血压、治疗癫痫、改善糖尿病、增强肝肾功能以及调节激素水平等重要的生理功能。利用安全性高的乳酸菌发酵生产GABA已经成为工业化制备GABA的主要途径之一。本论文在发酵过程中流加碳源营养物质葡萄糖,进一步提高短乳杆菌（Levilactobacillus brevis,***）CD0817的GABA产量;还建立了巢式位点特异性单引物PCR（single primer site-specific nested PCR,SPN-PCR）基因组步移方法,方便后续解析*** CD0817高产GABA的分子机制。本论文的主要工作和研究结果如下:（1）葡萄糖补料方式优化。该优化工作通过摇瓶发酵完成,所有实验均以L-谷氨酸和谷氨酸钠为底物,采用之前优化的条件进行GABA发酵:*** CD0817的接种量为10%(种子液A600=5.0-5.5),发酵温度30℃。主要对葡萄糖补加量、补加时间、补加时间区段、补加频次进行了研究,以优化葡萄糖的补加量和补料方式,提高菌种的GABA产量。研究结果表明,在发酵的8-20 h期间持续流加葡萄糖溶液,能刺激菌种合成GABA。（2）在10 L发酵罐内验证葡萄糖的刺激效果。在10 L发酵罐内,对摇瓶实验确定的发酵条件进行验证。发酵体系为:L-谷氨酸粉末3150 g,发酵培养基3.5 L（含0.2 M谷氨酸钠）,接种量10%(种子液A600=5.0-5.5);在发酵的8-20 h内持续流加35 m L的500 g/L葡萄糖;搅拌桨转速为50 rpm,发酵温度30℃。GABA最终产量为404±7.9 g/L,底物转化率为99.9%,产率为8.4g/L/h。GABA产量比传统的发酵法提高了14.4%。（3）建立了SPN-PCR基因组步移方法。每套SPN-PCR由三轮巢式位点特异性单引物（nested site-specific primer,NSSP）扩增反应组成。第一轮的25℃低温退火循环促使最外侧的NSSP与DNA模板上的许多位点部分结合,合成许多单链DNA（single-stranded DNAs,ss DNA）。其中,靶ss DNA在随后的严格循环中呈现指数级扩增,因为其3’部分具有该引物的互补序列;但非靶ss DNA不能被扩增,因为其不存在该互补序列。完全由严谨性扩增循环构成的第二轮和第三轮PCR,同样选择性地富集该目标DNA。最后,目标DNA成为主要产物。通过从两个不同物种中选择几个基因进行基因组步移,证明了SPN-PCR的可行性。

关键词： γ-氨基丁酸发酵葡萄糖流加补料短乳杆菌CD0817 基因组步移巢式位点特异性单引物PCR

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先天缺牙危险因素筛查及遗传学研究

先天缺牙危险因素筛查及遗传学研究

作者：郭新月中国人民解放军空军军医大学

学位级别：硕士

基于协同波束成形的UAV网络安全通信多目标优化方法

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基于协同波束成形的UAV网络安全通信多目标优化方法

作者：郭新荣吉林大学

学位级别：硕士

无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)由于具有高灵活性和机动性的优点,已在无线通信领域得到了迅速的发展和广泛的应用。它们可以作为一种无线通信设备,并在通信上相互合作,建立大型空中网络系统,从而在不同领域完成广泛的飞行任务。... 详细信息

无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)由于具有高灵活性和机动性的优点,已在无线通信领域得到了迅速的发展和广泛的应用。它们可以作为一种无线通信设备,并在通信上相互合作,建立大型空中网络系统,从而在不同领域完成广泛的飞行任务。然而由于UAV自身体积小,所携带能量有限,单架UAV通常不能单独携带高功率的天线来满足任务的需求。另外,由于UAV与地面基站(Ground Base Station,GBS)之间采用无线通信的方式,这可能提高了通信过程中数据被窃取的风险。因此,如何权衡UAV网络通信中的系统总开销、通信效率以及安全性是如今UAV通信研究中的热点与重点。基于上述问题,本文使用多架UAV组成的UAV集群作为传输中继,为信息源与GBS之间的数据传输提供保障通信效率和安全性的创新性解决方案。首先,基于协同波束成形技术(Collaborative Beamforing,CB),利用多架UAV携带的天线单元形成UAV虚拟矩形天线阵列(UAV Virtual Rectangular Antenna Array,UVRAA)与GBS建立通信。通过这一通信模型,提出了开销最小化和高效通信的多目标优化问题(Overhead Minimization and Efficient Communication Multi-objective Optimization Problem,OMECMOP),以保证通信效率和安全性的同时降低系统的总开销及成本。其次,进一步探讨了在多个已知或未知窃听者存在的UAV通信环境下,利用CB技术形成的UAV虚拟天线阵列(Virtual Antenna Array,VAA)与地面中的多组中央GBS进行通信。针对此通信模型,提出了联合优化安全性及通信效率的多目标优化问题(Safe and Efficient Communication Multi-objective Optimization Problem,SEMOP)。本文依据上述两类问题,给出了以下解决方案:1.对于构建的OMECMOP,通过联合优化UAV所携带的全向天线单元中激励电流的权重和运行中的UAV数量,来降低UVRAA所形成波束方向图中的最大旁瓣电平(Sidelobe Level,SLL)并增强主瓣(Mainlobe,ML)的方向性,以及使UAV天线阵列接近所期望的减薄率。这一优化过程旨在提高UAV集群与GBS通信时的效率和安全性并且降低系统的总开销。本文针对构建的OMECMOP提出了一种改进的基于倒S曲线模型的多元宇宙优化算法(Improved Multi-objective Multi-verse Optimization Algorithm Based on the Inverse S Decline Curve Type,ISDT-MOMVO),并在该算法中引入了基于反向学习(Quasi-opposition Based Learning,QBL)的策略和加强学习因子来提高初始宇宙种群的性能以及更新每个宇宙个体。此外,为了权衡运行中的UAV数量,在该算法中还提出了一种离散求解策略。仿真结果表明,相较于其他传统的群智能优化算法(Swarm Intelligence Optimization Algorithm,SIOA),ISDT-MOMVO算法形成了更优的波束方向图,且最接近于期望的减薄率。2.在解决构建的SEMOP时,联合优化了UAV所携带天线单元中的激励电流权重、UAV的三维位置以及与不同中央GBS的通信顺序,最小化CB技术形成VAA中的最大SLL和增强ML的方向性,还考虑了在已知窃听者的位置上设置零陷值来进一步提高数据传输的安全性。另外,在此通信过程中采用了概率视距(Line of Sight,Lo S)链路通信模型。为了更好地求解SEMOP,本文提出了一种改进的第三代非支配遗传算法(Improved the Third Non-dominated Sorting Genetic Algorithm,IMNSGA-III)。该算法引入了混沌算子和交叉变异更新算子来提高初始解的性能以及避免陷入局部最优解,在优化与不同中央GBS的通信顺序时,同样引入了离散更新策略。实验结果表明,与其他基准算法相比,IMNSGA-III算法在求解SEMOP时能够获得更好地性能,并在一些极端意外条件下表现出良好的健壮性和稳定性。综上,本文在UAV网络下提出了两种安全高效的通信模型,并从不同的优化角度构建了两类多目标优化问题(Multi-objective Optimization Problem,MOP)。针对每个MOP,给出了改进的SIOA和遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行求解。在一定程度上解决了无线数

关键词：协同波束成形天线阵列减薄多目标优化问题遗传算法旁瓣电平主瓣方向性零陷值

不同表面结构氧化铟催化CO_(2)加氢制甲醇的反应机理

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石油学报（石油加工） 2024年第5期40卷 1242-1253页

作者：聂小娃于笑妍郭新闻大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室智能材料化工前沿科学中心辽宁大连116024

IN_(2)O_(3)对CO_(2)加氢合成甲醇具有较好的催化活性,为了进一步阐明IN_(2)O_(3)的失活机理与甲醇合成的构效关系,选择了立方晶相IN_(2)O_(3)的不同表面,采用密度泛函理论(DFT)研究了H_(2)还原无氧空位的IN_(2)O_(3)完美表面生成氧空... 详细信息

IN_(2)O_(3)对CO_(2)加氢合成甲醇具有较好的催化活性,为了进一步阐明IN_(2)O_(3)的失活机理与甲醇合成的构效关系,选择了立方晶相IN_(2)O_(3)的不同表面,采用密度泛函理论(DFT)研究了H_(2)还原无氧空位的IN_(2)O_(3)完美表面生成氧空位的反应机理,模拟了IN_(2)O_(3)催化剂在氢气作用下失活形成In团簇的微观过程。选择抗烧结性较好的IN_(2)O_(3)(111)阶梯表面,研究了CO_(2)的吸附活化以及甲醇生成的反应机理。结果表明:随着IN_(2)O_(3)表面氧空位数目的增加,H_(2)还原IN_(2)O_(3)的反应能垒升高,H_(2)解离成为氧空位生成的限速步骤;带有缺陷的IN_(2)O_(3)(111)阶梯表面具有较好的反应活性和抗烧结性能;CO_(2)加氢生成HCOO^(*)的反应路径是甲醇合成的优势路线,其中,bi-HCOO^(*)加氢生成bi-H_(2)CO^(*)并同时脱氧填补氧空位的过程为反应的限速步骤。

关键词： CO_(2)加氢甲醇合成 IN_(2)O_(3)催化剂密度泛函理论反应机理催化剂失活机制

碱处理制备高硅多级孔ZSM-5催化MTP反应

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石油学报（石油加工） 2024年第5期40卷 1183-1193页

作者：刘亮亮刘民郭新闻大连理工大学化工学院PSU-DUT联合能源研究中心精细化工国家重点实验室辽宁大连116024

以水热法合成母体硼硅沸石(BS),然后使用氢氧化钠(NaOH)溶液单独处理以及氢氧化钠和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)混合溶液处理,并在碱溶液中加入铝源,制备一系列高硅多级孔ZSM-5分子筛样品(命名为BHZ-A和BHZ-AB系列样品)。采用XRD、SEM、... 详细信息

以水热法合成母体硼硅沸石(BS),然后使用氢氧化钠(NaOH)溶液单独处理以及氢氧化钠和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)混合溶液处理,并在碱溶液中加入铝源,制备一系列高硅多级孔ZSM-5分子筛样品(命名为BHZ-A和BHZ-AB系列样品)。采用XRD、SEM、ICP、Ar物理吸附、NH3-TPD和热重分析等手段表征样品的孔结构和酸性质等,并提出了CTAB的保护作用:在碱处理过程中,CTAB抑制NaOH的脱硅作用从而保护分子筛不被过度刻蚀。在压力0.1 MPa、温度743 K、水/醇摩尔比为1/1和甲醇质量空速为3 h^(-1)条件下,采用固定床反应器评价BHZ(含B的H型ZSM-5)分子筛样品催化甲醇制丙烯(MTP)反应72 h的性能。结果表明:通过碱处理制备得到的高硅多级孔ZSM-5分子筛的强酸量是影响其MTP反应性能和积炭的主要因素,由于BHZ-0.1A和BHZ-0.1AB样品具有丰富的介孔和合适的酸性,其MTP反应性能优异,丙烯选择性均约为50%,积炭量均约为1.5%。

关键词：碱处理十六烷基三甲基溴化铵甲醇制丙烯 ZSM-5分子筛

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高等教育高质量发展的“三个反思”

江苏高教 2024年第5期 8-16页

作者：李枭鹰郭新伟大连理工大学高等教育研究院辽宁大连116024

高等教育高质量发展必须回答三个根本性问题:什么是高等教育高质量发展,高等教育高质量发展高在何处,高等教育高质量发展如何实现。高等教育高质量发展是遵循高等教育规律又不拘泥于高等教育规律的发展;高等教育高质量发展在根本上高在... 详细信息

高等教育高质量发展必须回答三个根本性问题:什么是高等教育高质量发展,高等教育高质量发展高在何处,高等教育高质量发展如何实现。高等教育高质量发展是遵循高等教育规律又不拘泥于高等教育规律的发展;高等教育高质量发展在根本上高在高质量的人才培养,而激发学生发展的内生动力又是高质量人才培养的根本;高等教育高质量发展要向大学课程教学讨质量,要借培养模式改革提质量,要靠管理机制改革促质量。

关键词：高等教育高质量发展反思

新质生产力驱动现代文化产业体系健全的创新路径

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江苏社会科学 2024年第5期 77-86+242页

作者：郭新茹唐月民南京师范大学文化产业与创意传播基地山东艺术学院艺术管理学院

在中国式现代化的进程中，健全现代文化产业体系需要新质生产力的驱动。数智时代，新理念指引、新要素驱动、新结构支撑、新载体聚合、新机制保障和新生态滋养共同驱动现代文化产业体系的健全。然而，文化产业结构不合理、文化消费供需... 详细信息

在中国式现代化的进程中，健全现代文化产业体系需要新质生产力的驱动。数智时代，新理念指引、新要素驱动、新结构支撑、新载体聚合、新机制保障和新生态滋养共同驱动现代文化产业体系的健全。然而，文化产业结构不合理、文化消费供需结构不平衡、文化产业区域发展不协调、文化产业人才结构不合理等问题制约着我国现代文化产业体系的健全。因此，需要从聚焦链主企业培育、强化数字技术赋能、加强智能平台建设、优化区域分工体系、深化体制机制改革、加大人才引育力度六个方面发力，构建结构合理、优势突出、科技含量高、富有创意、竞争力强的现代文化产业体系。

关键词：新质生产力现代文化产业体系逻辑框架创新路径

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