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LOLIMOT模型在CNG发动机NO排放预测试验中的应用

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重庆大学学报 2022年

作者：刘佳奇卢炽华刘志恩武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室汽车零部件技术湖北省协同创新中心

【目的】为满足国Ⅴ排放法规要求，天然气发动机普遍采用选择性催化还原技术SCR来降低NOx排放。传统SCR系统控制策略标定试验需要耗费大量的时间和成本，因此通常基于模型预测NOx排放。为解决局部线性模型树(LOLIMOT)排放模型预测精度...

【目的】为满足国Ⅴ排放法规要求，天然气发动机普遍采用选择性催化还原技术SCR来降低NOx排放。传统SCR系统控制策略标定试验需要耗费大量的时间和成本，因此通常基于模型预测NOx排放。为解决局部线性模型树(LOLIMOT)排放模型预测精度不足的问题，提出一种改进模型。【方法】利用灰度关联-LOLIMOT模型与相关分析-LOLIMOT模型对预测精度进行分析，从而确定模型的输入数量及参数提取方法。训练数据为稳态工况下测得的144个工况点的试验结果。灰度关联分析根据因素之间发展态势的相似或相异程度来衡量因素间的接近程度。然后通过优化空间边界将超矩形输入空间约束在物理意义范围内，建立OSB-LOLIMOT（optimizing space boundaries LOLIMOT）算法进行某天然气发动机的辨识试验。该模型基于划分策略将复杂建模空间划分为许多更小、更简单的子空间，易于实现对先验知识的解释和结合。最后利用散点图矩阵可视化算法的迭代过程，从梯度、特征等角度对数据空间分区进行分析以提取模型规则，从分布特征和统计解析等方面对不同算法下的排放预测结果进行分析。【结果】①在预处理实验中，灰度关联-LOLIMOT模型表现出更高的预测精度；通过权衡稳定性和预测精度，模型的输入数量确定为8。②根据模型迭代结果可以看出，分区空间沿高梯度方向进行分布，其中低梯度区域中多项式拟合偏差相对较小形成大长方形分区块，而高梯度区域中梯度方向变化频繁容易导致拟合偏差较大形成许多小长方形分区块。③在LOLIMOT模型对比实验中，OSB-LOLIMOT算法相比LOLIMOT算法的R2提升1.9%且曲线单调平顺；模型偏差集中于低排放量区域，空间边界优化策略对偏差总体分布特征的影响较小。④在机器学习模型对比实验中，OSB-LOLIMOT算法相比BP算法的均方根误差降低7倍；ELM模型在局部收敛前存在明显震荡，而OSB-LOLIMOT算法收敛过程平滑。【结论】①针对高维样本数据，基于散点图矩阵方法可视化LOLIMOT算法的迭代过程，揭示并验证了算法分区特征，为先验知识与算法的结合提供了一种解决思路。②提出了一种改进LOLIMOT算法，该算法在收敛速度和预测精度上具有显著优势，表明了改进策略的有效性，证明了算法较好的结构稳定性，其原因是：通过空间边界优化，模型将拟合精度较差的无关区域剥离，从而约束数据空间范围，提高高斯函数对应的局部子模型对最终结果的输出权重，避免样本空间边缘区域存在的梯度震荡。③以BP及ELM模型进行对照，OSB-LOLIMOT算法具有更好的预测精度和收敛稳定性，可以显著降低参数调试难度，更适用于发动机系统控制及排放预测。

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髁突肥大继发牙颌面畸形的诊断与治疗

华西口腔医学杂志 2023年第4期41卷 369-376页

作者：罗恩口腔疾病研究国家重点实验室国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院正颌及关节外科

髁突肥大继发牙颌面畸形，是由于髁突非肿瘤性过度增生而导致面部不对称畸形、咬合紊乱、颞下颌关节功能障碍等症状的一种疾病。该病病因仍不明确，目前以正颌外科、关节外科、颌骨轮廓整形术以及术前、术后正畸治疗作为主要治疗方式，... 详细信息

髁突肥大继发牙颌面畸形，是由于髁突非肿瘤性过度增生而导致面部不对称畸形、咬合紊乱、颞下颌关节功能障碍等症状的一种疾病。该病病因仍不明确，目前以正颌外科、关节外科、颌骨轮廓整形术以及术前、术后正畸治疗作为主要治疗方式，根据髁突增生的活跃程度、颌骨畸形的严重程度以及患者意愿，制定个性化治疗方案以期矫治颌骨畸形、改善咬合关系、重建良好的关节功能。本文将从髁突肥大继发牙颌面畸形的病因、临床表现、影像学特点、治疗目标及手术方式选择结合笔者经验对该病的诊治作一系统论述。

关键词：髁突肥大牙颌面畸形正颌外科颞下颌关节外科整形外科口腔颌面外科

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不同产地冬虫夏草中微量元素分析

光谱学与光谱分析 2023年第10期43卷 3247-3251页

作者：王维恩青海师范大学化学化工学院青海西宁810008

冬虫夏草卓越而神秘的补益效果一直为人们所关注,尤其是它药食两用的药学价值和总砷超标引发了人们对冬虫夏草的诸多质疑。分析冬虫夏草所含人体必须微量元素的水平,对具有潜在毒性微量元素开展安全评价就显得非常必要。依据原子发射光... 详细信息

冬虫夏草卓越而神秘的补益效果一直为人们所关注,尤其是它药食两用的药学价值和总砷超标引发了人们对冬虫夏草的诸多质疑。分析冬虫夏草所含人体必须微量元素的水平,对具有潜在毒性微量元素开展安全评价就显得非常必要。依据原子发射光谱、原子吸收光谱和原子荧光光谱对目标分析元素的适用性、灵敏度、精密度、线性范围及抗常量元素强谱干扰能力选择较优分析方案,选择基质干扰最小化的微波辅助消解程序,ICP-OES光谱仪分析Fe、Zn、Mn、Cu、Sr五种元素含量,石墨炉原子吸收法分析Pb元素含量,原子荧光光谱法分析Se和As的含量。分析研究了15个产地冬虫夏草中Fe、Zn、Mn、Se、Cu、Sr、As、Pb等8种观测微量元素的平均含量。结果表明:与补肾药淫羊藿相比,冬虫夏草中所含Mn、Fe、Zn、Se均在较高水平,Cu和Sr含量在一般水平。Pb的平均含量在药典限量以内,As的平均含量超出了药典限量。Fe的平均含量在1770.5μg·g^(-1),Zn的平均含量在106.2μg·g^(-1),Mn的平均含量在60.4μg·g^(-1),Se的平均含量在0.055μg·g^(-1),Cu的平均含量在17.4μg·g^(-1),Sr的平均含量在4.4μg·g^(-1),As的平均含量在11.42μg·g^(-1),Pb的平均含量在2.33μg·g^(-1)。玛沁冬虫夏草中的Mn和Fe含量最高,分别达到了84.1和3089.8μg·g^(-1)。青海祁连冬虫夏草的Zn含量最高,达到了163.0μg·g^(-1)。治多冬虫夏草中的Se含量达到了0.083μg·g^(-1)。冬虫夏草中Fe、Mn、As、Zn的平均含量呈现显著的地区差异。

关键词：冬虫夏草微量元素平均含量区域差异

LOLIMOT模型在CNG发动机NO_(x)排放预测试验中的应用

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重庆大学学报 2024年第1期47卷 9-20页

作者：刘佳奇卢炽华刘志恩武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 汽车零部件技术湖北省协同创新中心武汉430070

为解决在选择性催化还原技术(selective catalytic reduction,SCR)的控制策略开发中局部线性模型树(local linear model tree,LOLIMOT)排放模型预测精度不足的问题,提出一种通过优化空间边界,将原模型的超矩形输入空间约束在物理意义范... 详细信息

为解决在选择性催化还原技术(selective catalytic reduction,SCR)的控制策略开发中局部线性模型树(local linear model tree,LOLIMOT)排放模型预测精度不足的问题,提出一种通过优化空间边界,将原模型的超矩形输入空间约束在物理意义范围内的改进LOLIMOT模型。通过某天然气发动机的辨识试验,从分布特征和计算原理角度,分析了该方法对预测结果的影响。结果表明:与原算法相比,改进算法的线性相关度R2提升了1.9%,验证了改进策略的有效性。改进LOLIMOT算法具备较高的收敛速度和稳定性,在排放模型领域具备一定的应用优势。

关键词：天然气发动机 NO_(x)排放预测模型局部线性模型树

磁序与拓扑的耦合:从基础物理到拓扑磁电子学

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物理学报 2024年第1期73卷 24-30页

作者：刘恩克中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室北京100190

磁学与拓扑物理是两大较为成熟的学科,二者的结合是新一代磁电子学的需求和基础.磁性拓扑材料是磁序与拓扑物理耦合的重要产物,为新兴的拓扑物理提供了材料载体和调控自由度.磁性外尔半金属实现了时间反演对称破缺下的外尔费米子拓扑物... 详细信息

磁学与拓扑物理是两大较为成熟的学科,二者的结合是新一代磁电子学的需求和基础.磁性拓扑材料是磁序与拓扑物理耦合的重要产物,为新兴的拓扑物理提供了材料载体和调控自由度.磁性外尔半金属实现了时间反演对称破缺下的外尔费米子拓扑物态,通过拓扑增强的贝利曲率产生了一系列新奇的磁/电/热/光效应;而外尔电子与磁序的相互作用也使得拓扑电子物理有望成为磁电子学应用的新原理和驱动力.当前,新物态与新效应的发现是磁性拓扑材料第一阶段的主要任务和特征,而动量空间拓扑电子与实空间磁序的相互作用已经开始进入人们的视野.这两个阶段的深入发展,将为拓扑磁电子学积累必要的物理基础和应用尝试.本文着眼于磁性拓扑材料发展的两个阶段,讲述磁性拓扑材料的提出和实现、均一磁序下的拓扑电子态及新奇物性、局域磁态与拓扑电子的相互作用3个方面,阐述当前领域内的热点内容和发展趋势,并对拓扑磁电子学的未来发展进行了思考和展望,以助力未来拓扑自旋量子器件的快速发展.

关键词：拓扑物理磁性外尔半金属拓扑磁电子学

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世界生命科学格局中的中国

中国科学院院刊 2022年第5期37卷 622-635页

作者：张先恩中国科学院生物物理研究所生物大分子国家重点实验室北京100101 中国科学院深圳理工大学(筹)合成生物学院深圳518055

生命科学近150多年的发展历程可概括为环环相扣的3个阶段:经典遗传学时代、分子遗传学与分子生物学时代和生命组学与系统生物学时代。当代生命科学空前繁荣,呈现若干新特征:原始发现层出不穷,致使底层创新井喷;系统论与还原论并重,层层... 详细信息

生命科学近150多年的发展历程可概括为环环相扣的3个阶段:经典遗传学时代、分子遗传学与分子生物学时代和生命组学与系统生物学时代。当代生命科学空前繁荣,呈现若干新特征:原始发现层出不穷,致使底层创新井喷;系统论与还原论并重,层层揭秘复杂生命过程;学科汇聚融合,生命科学从定性描述开始实现动态、精准和定量解读;科学数据共享,成为生命科学界普遍遵循的规则;合成生物学与人工智能兴起,为生命科学研究提供了新的范式。这些特征使生命科学知识获得极大丰富、生物技术得以快速迭代升级。与此同时,中国生命科学厚积薄发,近10年进步显著,逐渐改写世界生命科学版图,并在科技抗击新冠肺炎疫情中贡献突出。随着世界政治经济格局发生深刻变化,中国生命科学面临更多挑战。理顺各科研模块的功能定位和资源配置,创建先进科研文化、营造良好科研氛围、坚持开放与国际合作,将进一步夯实中国生命科学的基础,使其更加卓越,贡献科技强国建设,丰厚回馈人类健康和社会经济。

关键词：生命科学科技强国全球格局

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液压挖掘机驾驶舱窄带主动噪声控制研究

西安交通大学学报 2022年第11期56卷 167-175页

作者：卢炽华吴方博刘志恩孙毅武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 汽车零部件技术湖北省协同创新中心武汉430070

针对液压挖掘机驾驶舱内的阶次噪声污染问题,本文建立了一种窄带主动噪声控制系统(active noise control,ANC)。该系统在传统窄带ANC算法的基础上提出延时陷波算法,即建立延时点数次级通路模型,在进行参考信号滤波过程中以索引延时点数... 详细信息

针对液压挖掘机驾驶舱内的阶次噪声污染问题,本文建立了一种窄带主动噪声控制系统(active noise control,ANC)。该系统在传统窄带ANC算法的基础上提出延时陷波算法,即建立延时点数次级通路模型,在进行参考信号滤波过程中以索引延时点数的操作替代卷积计算,使系统计算效率得到提升;对于驾驶舱内不相关频率成分的通带干扰影响,引入二级自适应陷波滤波器以增强系统稳定性;通过数值仿真分析与台架实验,验证了该系统在干扰下的降噪性能,并进行驾驶舱次级声源布放策略分析和搭载ANC台架的实机实验,实现稳态工况下发动机二、四、六阶14.83 dB(A)、20.82 dB(A)和19.43 dB(A)的降噪量,结果表明该系统在真实复杂环境中具有一定的实用性;进一步对比该系统与有源降噪耳机和被动降噪技术发现,本文所提的主动噪声控制系统在工程应用中有着较好的实用意义和发展前景。

关键词：挖掘机驾驶舱主动噪声控制通带干扰消除次级声源布放

改性聚丙烯腈基碳纳米纤维的制备及其储钠性能研究

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改性聚丙烯腈基碳纳米纤维的制备及其储钠性能研究

作者：杨恩恩大连理工大学

学位级别：硕士

为了缓解能源危机,早日实现“碳中和”目标,当前在我国太阳能、风能、潮汐能等清洁能源已逐渐被开发利用。然而,上述自然能源虽然总量巨大但受自然条件约束较大,因此如何开发大规模储能工程至关重要。钠离子电池因具有原材料资源丰富、... 详细信息

为了缓解能源危机,早日实现“碳中和”目标,当前在我国太阳能、风能、潮汐能等清洁能源已逐渐被开发利用。然而,上述自然能源虽然总量巨大但受自然条件约束较大,因此如何开发大规模储能工程至关重要。钠离子电池因具有原材料资源丰富、价格低廉、环境友好等优势,在大规模储能领域正逐步取代锂离子电池。因此,开发高性能负极材料是推动钠离子电池工程化的核心关键,而乱层堆叠的硬炭材料由于有利于Na储存被认为是最具有商业化前景的电极材料。针对硬炭材料前驱体而言,聚丙烯腈(PAN)由于本身具有丰富的杂原子、结构可控等特点而备受关注,但是其活性位点利用率低、高温碳化下平台容量低、储钠机理不够明确等限制了其商业化应用。本文从PAN的环化反应原理出发,对其进行官能团改性,结合静电纺丝技术和后续碳化工艺制备了多种杂原子本征掺杂的柔性碳纳米纤维负极和具有大层间距、丰富闭孔的碳纳米纤维负极,并进行电化学性能和储钠机理研究,具体研究内容如下:(1)以丙烯腈(AN)与衣康酸(IA)共聚物P(AN-co-IA)为碳源和氮源,磷酸(HPO)为磷源,通过静电纺丝技术和低温碳化工艺制备了氮、磷共掺杂柔性碳纳米纤维钠离子电池负极(P-PANIA-X;X为碳化温度)。差示扫描量热(DSC)测试表明,IA可有效减缓纯PAN自由基环化反应,并且可以在更低温度下引发环化反应使其进行得更加彻底,从而在碳化后保证结构的稳定性和杂原子的保留。X射线光电子能谱(XPS)、X射线能谱分析(EDS)表明,P-PANIA-700比纯PAN衍生碳PAN-700具有更多的N原子,且N、P原子均匀分布于碳纳米纤维。电化学性能测试表明,在0.1 A/g电流密度下,P-PANIA-700可逆容量为188 m Ah/g,经过200次循环充放电过程后,容量保持率为99.58%,在4 A/g电流密度下,其可逆比容量为103 m Ah/g。同时,探究了该负极材料组成结构与储钠性能之间的构效关系,阐明了材料微纳结构近表面赝电容贡献机制,得出“缺陷吸附-官能团吸附”机理为该材料的主要储钠机理。(2)以PAN为前驱体溶液进行静电纺丝制备纳米纤维膜,通过Na OH溶液水解活化,对其进行羧基功能化改性,再以改性后的PAN作为碳源,制备了具有大层间距、高无序度、富含丰富闭孔结构的碳纳米纤维(PCNFs X-700-1400;X为水解时间)。通过控制水解时间并结合傅里叶变换红外光谱(FT-IR)以及XPS测试分析发现,当水解1 h时,PAN中的氰基(-CN)主要转变为-CONH;当水解2 h后,则转变为-COONa。由于-CN的转变,PAN在稳定化过程中环化过程受阻,导致在碳化过程中赝石墨层趋向无序排列,层间距增大。同时,-COONa的存在还诱导碳化后生成闭孔结构。通过氮气吸脱附表征发现,所制备的纳米纤维均具有较小的比表面积,避免形成过多SEI膜从而提高首次库伦效率(ICE)。电化学性能测试表明,PCNFs2-700-1400在0.02 A/g电流密度下,可逆比容量为286 m Ah/g,其中183 m Ah/g为低压平台区容量,ICE为73%。GITT测试表明,低压区储钠方式主要是钠离子在赝石墨层间插层和闭孔之间填充。因此,该工作实现了钠离子电池高可逆容量和高ICE,并且阐明了羧基化PAN基碳纳米纤维中的储钠机理为“吸附-插层-孔隙填充”。

关键词：钠离子电池负极改性聚丙烯腈碳纳米纤维环化反应

基于16S rDNA基因测序技术分析不同体长斑马鱼的肠道菌群结构差异

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基于16S rDNA基因测序技术分析不同体长斑马鱼的肠道菌群结构差异

作者：韩恩恩湖北医药学院

学位级别：硕士

背景:肠道菌群是定植于胃肠道的复杂微生物群落,与人体诸多系统疾病的发生发展密切相关。近年来的研究发现,肠道菌群可通过多种途径调节破骨细胞和成骨细胞的相对活性,影响骨代谢与生长。包括产生自身代谢产物、改变宿主营养代谢水平,... 详细信息

背景:肠道菌群是定植于胃肠道的复杂微生物群落,与人体诸多系统疾病的发生发展密切相关。近年来的研究发现,肠道菌群可通过多种途径调节破骨细胞和成骨细胞的相对活性,影响骨代谢与生长。包括产生自身代谢产物、改变宿主营养代谢水平,以及调节黏膜和免疫应答系统等途径,但其具体机制目前仍不明确。斑马鱼与人类基因高度同源,同时斑马鱼还具有与人类基因、骨骼具有高相似度,胚胎透明且发育迅速;与传统鼠、兔哺乳动物相比具有繁殖快、周期短、成本低、生物安全性高、药物筛选高通量等无可比拟的优势,已广泛应用于骨质疏松、骨关节炎、骨肿瘤等相关疾病及治疗药物的研究当中。因此,更好的了解肠道菌群结构和功能变化将有助于我们寻找新的生物标志物并了解肠道菌群与骨量之间的相互作用。目的:本研究基于16S rDNA测序技术,通过分析比对不同体长斑马鱼肠道菌群的结构及丰度的变化,为探究肠道菌群与骨骼发育之间的相互关系及机制研究提供新的思路。方法:将同一亲代、相同喂养条件下的3月和6月龄子代斑马鱼,统一测量体长后,按体长分为长组和短组。分别取各长组及短组斑马鱼肠道组织,采用16S r DNA序列分析技术检测斑马鱼肠道菌群构成,分析比较不同体长斑马鱼肠道菌群多样性和丰度差异。结果:1.Alpha多样性分析结果显示,与3月龄体长短组比较,长组菌群丰度和多样性明显增多;2.Beta多样性分析结果显示不同体长组肠道菌群具有明显的分群;6月龄优势菌门中,前6种优势菌门在雄性长组与短组组间差异无统计学意义;变形杆菌门和梭杆菌门在雌性长组与短组组间差异显著;3.线性判别分析结果显示,不同月龄体长长组与短组分别富集7个菌门群落和3个菌门群落;不同月龄长组与短组分别丰富13个菌属群落和7个菌属群落。结论:斑马鱼体长与肠道菌群多样性密切相关,调节肠道菌群的结构及丰度可能是促进骨骼生长的有效途径。

关键词：斑马鱼体长肠道菌群骨骼发育 16S rDNA