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VR交互技术在中药生物生长环境系统设计中的运用

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环境工程 2022年第11期40卷 I0052-I0053页

作者：刘寒深圳职业技术学院

中药理论历史悠久,不仅是中国特有的文化遗产,也是传统医学的智慧结晶。它依据中国传统医药理论进行中药生物的采集、炮制、制剂,通过说明药材特性和作用机制,指导各种药物在临床中的应用。中药基础是生物工程实践教学的重要部分,要让... 详细信息

中药理论历史悠久,不仅是中国特有的文化遗产,也是传统医学的智慧结晶。它依据中国传统医药理论进行中药生物的采集、炮制、制剂,通过说明药材特性和作用机制,指导各种药物在临床中的应用。中药基础是生物工程实践教学的重要部分,要让学生认识药物,而自然生长环境对药物的形态、结构、特性、功能造成影响,涉及物种广泛、种类丰富的药用野生动物、植物,使得药物天然原型和药材加工成品之间存在差异,难于在教室情境中进行两者实物对照,诸如现实问题的条件限制,必然给中药基础教学带来不便,学生难以获得较好的学习体验。

关键词：中国传统医药中药理论传统医学学习体验工程实践教学加工成品生物生长文化遗产

非线性系统的自抗扰预设有限时间跟踪控制研究

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非线性系统的自抗扰预设有限时间跟踪控制研究

作者：程子寒辽宁科技大学

学位级别：硕士

现代军用和民用的诸多工程系统中多数以严格反馈非线性模型为主,如船舶和飞机等系统。此类系统的控制研究是控制理论研究的热点之一。因这些控制系统常常受到外界干扰以及自身物理特性带来的死区等因素的影响,会造成控制性能的下降,影... 详细信息

现代军用和民用的诸多工程系统中多数以严格反馈非线性模型为主,如船舶和飞机等系统。此类系统的控制研究是控制理论研究的热点之一。因这些控制系统常常受到外界干扰以及自身物理特性带来的死区等因素的影响,会造成控制性能的下降,影响系统的控制精度,所以研究带有死区的非线性系统的控制问题是具有工程意义的。近年来,自抗扰控制、有限时间控制与预设性能控制已成为研究的前沿问题,本文的研究内容将这几种控制方式相结合,具有一定的理论意义。论文主要研究内容有:(1)针对具有死区以及外部扰动的严格反馈非线性系统,提出了一种具有预设性能约束的有限时间跟踪控制策略。通过引入自适应神经网络估计参数方法,基于反步法设计了一种死区非线性系统的预设有限时间状态反馈跟踪控制器。所提出的控制策略规避了传统的有限时间控制的李氏稳定性判据,将其转化为更普遍的有界稳定性判据,并且可以根据需求去设定系统的停息时间,使有限时间控制的停息时间与系统初始条件无关。该方法采取跟踪微分器来解决处理虚拟控制律求导所带来的微分爆炸问题,并与采用神经网络去处理该问题的方法进行了比较研究,通过对两种控制器的仿真结果对比,说明了本文策略的有效性以及优越性。(2)研究一类具有未知外部扰动和输入死区的严格反馈非线性系统的自抗扰预设性能有限时间有界H事件触发跟踪控制问题,提出了一种带有预设性能约束的自抗扰有限时间H事件触发跟踪控制策略。在控制器的设计过程中,采用一种改进的预设性能函数,使得预设性能函数的参数选择与跟踪误差的初始条件无关,并保证系统跟踪误差满足给定的预设性能指标,同时采用扩张状态观测器和有界H控制,实现了对内部不确定性因素与外部干扰的补偿抑制。引入事件触发输入机制可以大大减少执行器的动作频率。该策略中采取跟踪微分器来解决处理虚拟控制律求导所带来的“微分爆炸”问题。通过李氏函数的定性分析证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明所设计的控制策略是有效的,并且执行器不存在Zeno现象,系统对外部扰动具有H性能。

关键词：自抗扰控制预设性能控制有限时间控制有界H∞控制事件触发机制

贵州耕地大坝中黄壤及石灰土土壤水分入渗及磷素淋溶特征研究

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贵州耕地大坝中黄壤及石灰土土壤水分入渗及磷素淋溶特征研究

作者：张寒贵州大学

学位级别：硕士

贵州省耕地大坝是粮食生产的重要前提与保障,是保证粮食供应与食品安全的重要农业资源。黄壤和石灰土作为贵州省的典型土壤,也是贵州农业用地的主要土壤类型,固磷作用强。省内毕节市织金县磷矿资源丰富,土壤含磷量较高,加之施肥与降雨... 详细信息

贵州省耕地大坝是粮食生产的重要前提与保障,是保证粮食供应与食品安全的重要农业资源。黄壤和石灰土作为贵州省的典型土壤,也是贵州农业用地的主要土壤类型,固磷作用强。省内毕节市织金县磷矿资源丰富,土壤含磷量较高,加之施肥与降雨的作用使得磷素淋溶规律更具特殊性。过去普遍认为磷元素流失的主要途径是地表径流,但陆续有研究证实,在土壤磷含量较高时淋溶流失也是磷素损失的重要途径,而充足的降雨还会进一步加速这一过程。因此,本研究以贵州省毕节市织金县耕地大坝中黄壤、石灰土为研究对象,通过室内土柱淋滤实验探究黄壤和石灰土土壤水分及磷素在水田、旱地两种耕地类型中的垂向分布特征,并利用Hydrus-1D模型模拟土壤水分的垂向运移过程,并通过改变相应条件,探究不同降雨条件对研究区耕地土壤水分入渗的影响,以期为研究区耕地大坝中农业灌溉与农业非点源磷污染的防控提供依据。研究主要得到以下结论:(1)通过室内试验得到研究区不同耕作方式背景下黄壤和石灰土的基本性质,为搭建Hydrus-1D模型提供基础。研究区黄壤平均土壤容重为1.24g/cm,整体小于石灰土的平均土壤容重1.45g/cm。旱地平均土壤容重为1.43g/cm,整体大于水田的平均土壤容重1.25g/cm,黄壤平均土壤孔隙度为0.49,整体大于石灰土的平均土壤孔隙度0.45,旱地平均土壤孔隙度为0.44,整体小于水田的平均土壤孔隙度0.50,土壤深度越深,容重越大孔隙度越小。研究区土壤质地均为粉壤土,整体偏碱性。研究区土壤水分特征曲线表明在低吸力范围内表层土壤更易失水,在高吸力范围内深层土壤的保水性更好,同一种土壤类型的饱和导水率一般表层土壤高于下层土壤,总体黄壤入渗速率普遍高于石灰土,水田入渗速率一般快于旱地。研究区土壤有机质、氮、磷含量较丰富,土壤有效磷含量平均值为8mg/kg,小于50mg/kg。(2)通过室内土柱淋滤实验研究分析黄壤和石灰土中水分入渗及磷素淋溶的特征,实验结果表明,土壤含水量总体会在入渗初期呈现出快速升高的趋势,在土壤达到饱和状态后,土壤含水量会存在较大波动,但整体会稳定在土壤饱和含水量附近,或者略低于土壤饱和含水量,其中,黄壤水分入渗速率普遍快于石灰土,土壤饱和后水田含水量一般高于旱地。土壤渗出液中总磷和可溶性磷含量也相应的整体呈现出随时间增加先增多然后再减少的趋势,在正常施肥的情况下土壤渗滤液中的可溶性磷含量很低,且主要聚集于表层土壤,淋溶流失量很少。(3)通过室内土柱淋滤实验,结合实测数据,运用Hydrus-1D模型模拟黄壤旱地、黄壤水田、石灰土旱地、石灰土水田四种类型土壤水分垂向迁移的运动变化过程,经过模型参数反演求解确定最终的模型相关参数,其中水田饱和含水量一般高于旱地,土壤饱和导水率黄壤水田表层土壤最高(2.55cm/day),石灰土旱地下层土壤最低(0.22cm/day),最后黄壤旱地、黄壤水田、石灰土旱地、石灰土水田四个土壤水分入渗的Hydrus-1D模型模拟值与土壤含水量实测值之间的决定系数R均接近于1,均方根误差RMSE和相对误差RE均较小且接近于0,说明模型总体模拟效果良好,精度较高,可以用来模拟研究区土壤水分入渗过程。(4)运用参数率定好的Hydrus-1D土壤水分入渗模型,设置不同情景模拟了不同降雨条件对黄壤旱地、黄壤水田、石灰土旱地、石灰土水田土壤水分入渗的影响。其中降雨强度越大,土壤水分入渗的速度越快,土壤含水量增加得越多,峰值越高,随降雨历时的增加,土壤水分入渗能力从强变弱,土壤含水量的增长也相应从较大逐渐放缓,降雨雨型主要影响的是降雨前期与后期的降雨强度和降雨量,土壤含水量变化的快慢与幅度等均与之相关,降雨初期衰退型土壤含水量增长更快幅度较大,降雨后期累加型土壤含水量变化相对更明显。不同土壤类型中,黄壤旱地和水田含水量变化趋势更相近,石灰土旱地和水田含水量变化趋势更相近,其中黄壤耕地表层和下层土壤含水量受不同降雨条件的影响相较石灰土耕地更明显,黄壤耕地土壤含水量的变化更快,幅度更大。本研究确定了黄壤、石灰土、旱地、水田的水力学参数,建立了富磷区耕地中土壤水分入渗的Hydrus-1D模型,实现了贵州耕地大坝中黄壤和石灰土土壤水分运动的动态模拟,为研究贵州省黄壤和石灰土耕地土壤水分入渗特征提供基础。

关键词：黄壤石灰土耕地磷素淋溶水分入渗模拟

不同极化巨噬细胞及Mer受体酪氨酸激酶介导的胞葬作用对白介素-1β诱导的软骨细胞退变的影响

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不同极化巨噬细胞及Mer受体酪氨酸激酶介导的胞葬作用对白介素-1...

作者：李寒大连医科大学

学位级别：硕士

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改性碳基界面保护层稳定锌金属负极的研究

改性碳基界面保护层稳定锌金属负极的研究

作者：王寒中南大学

学位级别：硕士

水系锌离子电池(AZIBs)不仅继承了水系电解质的高离子电导率,同时还具有安全性高、成本低、理论容量高等内在优势,有望成为具有竞争力的大型储能电池。然而,锌金属负极在循环过程中面临的枝晶生长和副反应发生等问题严重减缓了其商业化... 详细信息

水系锌离子电池(AZIBs)不仅继承了水系电解质的高离子电导率,同时还具有安全性高、成本低、理论容量高等内在优势,有望成为具有竞争力的大型储能电池。然而,锌金属负极在循环过程中面临的枝晶生长和副反应发生等问题严重减缓了其商业化的步伐。想要获得高性能AZIBs,亟需对锌金属负极进行稳定化处理,而界面改性是提升锌金属负极稳定性的有效策略之一。因此,本文从枝晶生长和副反应发生的机理出发,提出一类基于“碳基保护层”的界面改性措施,有效地调节了锌的沉积取向,抑制了锌枝晶生长和副反应发生,获得了高效稳定的锌负极材料。主要研究内容如下:(1)通过原位浸渍成膜的手段构建了一种基于银纳米颗粒修饰的还原氧化石墨烯界面层保护的无枝晶锌负极(r GO/Ag@Zn)。其中平行排列的还原氧化石墨烯层驱动Zn沿(002)晶面外延沉积,均匀分散的银纳米颗粒作为亲锌种子锚定在还原氧化石墨烯片层上,调节锌离子均匀分布,实现平行于基底表面且均匀生长的锌沉积层。这种协同效应抑制了锌枝晶的生长,从而形成了超稳定锌负极。因此,r GO/Ag@Zn对称电池在高电流密度和高面容量(10 m A cm和5 m Ah cm)下,可以稳定地循环2200 h以上,电压极化仅为33.1m V。同时,与VO正极匹配的全电池在5 A g的电流密度下循环4000次后,仍可获得157.5 m Ah g的高放电比容量。(2)通过对含氟聚合物涂层进行简单的碳化处理,在铜集流体上构建了稳定的氟掺杂无定形碳层(CF),实现了膜层下的锌沉积,以达到无枝晶沉积和抑制副反应的效果。实验和理论证明,这种具有离子导电性和电子绝缘性的无机CF界面层能成功地诱导锌离子穿透界面层于基底上沉积,从而极大地抑制了锌枝晶的生长和界面副反应的发生。引入的氟离子作为丰富的亲锌位点在促进锌离子快速迁移动力学中发挥重要作用,同时可部分转化为Zn F作为人工固态锌离子导体,进一步引导Zn均匀沉积。因此,得到的CF-Cu@Zn复合负极组装成对称电池可实现2200小时的低极化电压循环。组装的CF-Cu@Zn||VO全电池在3A g下可稳定循环2500圈。图60幅,表2个,参考文献81篇

关键词：锌离子电池枝晶腐蚀界面改性人工界面层

防治煤自燃的无机盐增强型阻化泡沫制备及其特性研究

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防治煤自燃的无机盐增强型阻化泡沫制备及其特性研究

作者：王子寒安徽理工大学

学位级别：硕士

煤自燃引发的矿井火灾不仅会烧毁大量煤炭资源,而且直接威胁生产安全,造成重大人员伤亡和财产损失,因此研究防治煤自燃的技术至关重要。阻化泡沫技术综合了阻化剂技术和泡沫技术的优势,可充分利用泡沫良好的流动性和堆积性,将阻化剂输... 详细信息

煤自燃引发的矿井火灾不仅会烧毁大量煤炭资源,而且直接威胁生产安全,造成重大人员伤亡和财产损失,因此研究防治煤自燃的技术至关重要。阻化泡沫技术综合了阻化剂技术和泡沫技术的优势,可充分利用泡沫良好的流动性和堆积性,将阻化剂输送到密闭的采空区,达到阻化采空区遗煤的作用,是防治煤自燃的重要技术手段。但是矿井水和无机盐阻化剂中所包含的无机盐离子对泡沫具有盐析作用,严重影响泡沫的发泡性能和稳定性,进而降低阻化效果。针对上述问题,本论文研制一种无机盐增强型阻化泡沫,对防治采空区煤自燃具有重要的现实意义。首先,选择在无机盐溶液中半衰期增大的月桂酰基丙基甜菜碱(LAB)和磺酸盐发泡剂(S)制备复合发泡剂。当LAB与S比例为7:3,总浓度为8g/L时,将其置于浓度为5g/L无机盐溶液中,发泡体积为1400m L,泡沫半衰期为543min,相较于纯水中的泡沫分别提高37%和22%。为分析不同无机盐阻化剂的加入对复合泡沫后的界面影响,将四种无机盐阻化剂Na Cl、Ca Cl、NaSO和Na HCO加入复合泡沫中,发现Ca Cl可抑制气泡聚合并降低表面张力至30m N/m以下,故选取Ca Cl作为无机盐增强型泡沫体系中的阻化剂成分。然后,为提高阻化性能,引入可捕捉自由基的褪黑素(MLT)作为复合阻化剂并制备阻化泡沫。实验表明,当Ca Cl和MLT的比例为4:1时,复合阻化剂在80℃～170℃范围内的平均阻化率为65.8%,具有最佳阻化效果。当阻化泡沫中LAB、S、Ca Cl和MLT分别为0.56g/L、0.24g/L、16%、4%时,泡沫半衰期高达3067min,是纯水复合泡沫的6.89倍。最后,通过研究阻化泡沫的润湿性、阻化性能、阻化前后煤样微观形貌变化、热失重和官能团的变化规律探讨阻化泡沫的防治煤自燃效果。实验结果表明,阻化泡沫溶液的接触角可在2s内迅速下降至31.5°,能够快速浸润煤体,提高阻化性能;当煤与阻化泡沫的质量比为3:1时,70℃后阻化率均在60%以上,200℃时CO释放量降低63.17%,具有较好的阻化效果;阻化后煤样表面更光滑,阻化泡沫可有效封堵煤的孔隙;热重实验表明阻化泡沫可显著延迟特征温度点,着火点温度延长11℃,分解阶段重量变化降低12.8%;煤在低温氧化过程中官能团变化表明阻化泡沫可显著减少煤中脂肪族等活性官能团含量,从而阻碍链式反应,有效防治煤自燃。图[38]表[9]参[97]

关键词：煤自燃阻化泡沫无机盐发泡性能阻化性能

缔造无序之序的混沌世界——克里斯托弗·诺兰电影创作的内容、技法与观念研究

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电影文学 2022年第19期 127-131页

作者：谢寒中国劳动关系学院文化传播学院北京100048

混沌理论于20世纪60年代产生于数学、物理学,与相对论、量子力学一起被誉为三大科学革命。科学含义中的“混沌”并不是混乱无序,它指的是确定系统中出现的貌似不规则的有序运动。英国籍好莱坞导演克里斯托弗·诺兰一直致力于构建一个复... 详细信息

混沌理论于20世纪60年代产生于数学、物理学,与相对论、量子力学一起被誉为三大科学革命。科学含义中的“混沌”并不是混乱无序,它指的是确定系统中出现的貌似不规则的有序运动。英国籍好莱坞导演克里斯托弗·诺兰一直致力于构建一个复杂与简单同在、理性与情感并存、无序与有序共建的混沌世界。其电影无论在内容主题、叙事技巧,还是故事空间、视听表达等方面,都呈现出对混沌理论的吸纳与影像转化,亦体现了创作者本人的哲学观念。

关键词：克里斯托弗·诺兰混沌理论高维空间空间叙事

成都平原区农业综合开发项目对面源污染的影响——以安州区安罗村某小流域为例

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成都平原区农业综合开发项目对面源污染的影响——以安州区安罗村...

作者：段寒四川农业大学

学位级别：硕士

小流域农业面源污染是水污染的主要来源,其污染治理已逐渐成为控制农业面源污染的重要措施。基于四川省《利用亚洲开发银行贷款农业综合开发长江绿色生态廊道项目》,针对安州区的项目建设对安罗村某小流域的农业面源污染影响进行研究。... 详细信息

小流域农业面源污染是水污染的主要来源,其污染治理已逐渐成为控制农业面源污染的重要措施。基于四川省《利用亚洲开发银行贷款农业综合开发长江绿色生态廊道项目》,针对安州区的项目建设对安罗村某小流域的农业面源污染影响进行研究。研究区域位于成都平原,是快速城市化的重要粮食生产区,也是长江上游生态环境脆弱区,成都平原水系密布,水文条件复杂,农业生产流失有害物质进入水体的速度快,并且难以控制。通过入户调查和资料收集相结合的方式,利用Johns输出系数模型对小流域内农业面源污染源强负荷进行估算;利用内梅罗指数法对土壤养分和土壤风险进行分析评价;利用综合指数评价法对小流域水环境质量进行评定;利用集沙池法对水土流失量进行计算,同时对工程实施前中后共三个阶段的数据结果进行对比,分析项目造成的影响,提出针对性治理措施,最后利用层次分析法对研究区域面源污染进行系统的评价,以期为成都平原农业综合开发流域面源污染评估提供有效参考,在一定程度上弥补该方面研究的不足。主要研究结论如下:(1)研究区域2020年至2022年农业面源污染的主要来源是化肥污染和畜禽养殖,等标排放量分别为42.01×10m、29.19×10m和22.76×10m。污染逐年降低的主要原因是由于亚行项目开展后研究区域开始推广实施化肥减施、测土配方施肥和有机肥施用,使得化肥污染不断降低;同时坡改梯的建设也有利于耕地保土保肥。(2)研究区域2020年水质较差,2021年水质有所好转,2022年小流域内水质再次变差,主要是由于流域内监测点多位于耕地附近,项目完工后,区域内生产活动更加频繁,导致了流域内污染加重,水质变差。但是小流域出口水质仍为Ⅱ类,且相较于2020年,出口水质有明显提升,说明流域内的项目对小流域污染有很大的改善作用,对环境质量有正面影响。(3)研究区域土壤均为粉砂质壤土,坡改梯工程会导致土壤沙粒增多,粉粒减少。土壤养分方面,2022年各监测点位的土壤肥力综合指数呈下降趋势,主要是由于施工剥离了原表土层,翻土养分含量较低;土壤重金属和农药残留三年来呈下降趋势,表明研究区域土壤质量较好,风险较低。(4)研究区域2021年水土流失量为25 t,2022年为13.26 t,降幅为46.95%,一部分原因是降雨强度的降低,另一部分原因则是坡改梯起到了固土的作用。(5)以研究区域面源污染评估指标体系为目标层;种植业污染、畜禽养殖污染、农村生活污染、径流污染和水土环境污染为准则层;15个具体的指标为指标层,按施工前后对研究区域面源污染进行了分析。2020年至2022年得分分别为:0.64、0.54和0.52,结果表明研究区域最初污染情况较为严重,项目实施后环境质量逐年好转,项目对环境质量的改善有正向效应。

关键词：成都平原农业面源污染水土流失水土环境质量层次分析法

煤炭企业绿色创新路径及经济后果研究——以中国神华为例

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煤炭企业绿色创新路径及经济后果研究——以中国神华为例

作者：张楚寒南京信息工程大学

学位级别：硕士

我国经济发展由高速发展向高质量发展转型,国家“十四五”规划提出“面向美丽中国建设目标,落实打好污染防治攻坚战和推动减污降碳协同增效要求”,十九届六中全会提出:“更加自觉地推进绿色发展、循环发展、低碳发展,坚持走生产发展、... 详细信息

我国经济发展由高速发展向高质量发展转型,国家“十四五”规划提出“面向美丽中国建设目标,落实打好污染防治攻坚战和推动减污降碳协同增效要求”,十九届六中全会提出:“更加自觉地推进绿色发展、循环发展、低碳发展,坚持走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路”。煤炭行业是经济发展的重要支柱,但其高能耗高污染问题成为“双碳”目标实施中的挑战。本文基于外部性理论、利益相关者理论、资源基础理论以及绿色创新路径的相关研究成果,以煤炭龙头企业中国神华为例,对煤炭企业绿色创新活动的驱动因素、创新路径及经济后果展开研究,得出以下主要结论:(1)煤炭企业绿色创新路径的选择受到诸多内外部因素的影响,外部环境规制、市场环境和内部的公司治理结构、企业创新能力以及组织文化是其中的关键驱动因素。(2)煤炭企业绿色创新存在绿色技术创新、绿色组织创新和绿色产业链创新三条路径,中国神华选择了以绿色技术创新为主,组织创新和产业链创新为辅的协同创新路径。(3)中国神华实施绿色创新路径产生的经济后果主要体现在:通过绿色技术创新清洁生产、减少排放,进而降低成本,增加经济效益;通过绿色组织创新提高管理效率,更提升企业的可持续发展能力;通过绿色产业链创新以绿色运输管理理念创新开展节能降耗工程,降低污染和运输成本并形成价格优势,进而提高财务绩效。本文进一步丰富并拓展了外部性理论和利益相关者理论在绿色创新研究领域的应用,在案例研究的基础上给出推进煤炭企业绿色创新的启示,有助于进一步推动我国煤炭企业绿色创新的进程并对相关政策的制定提供了实践依据。

关键词：煤炭企业绿色创新创新路径经济后果