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基于空间维度的水质预测模型研究及应用

基于空间维度的水质预测模型研究及应用

作者：张晨璐河北科技师范学院

学位级别：硕士

近年来随着经济以及工业化的大力发展,水污染问题日益严重。但是受人力财力限制,目前河流中水质监测站点布设比较稀疏,导致水污染的监测治理还不够及时。为了实现河流水质的细粒度监测、尽早发现水污染情况,将以福建省莆田市的木兰溪流... 详细信息

近年来随着经济以及工业化的大力发展,水污染问题日益严重。但是受人力财力限制,目前河流中水质监测站点布设比较稀疏,导致水污染的监测治理还不够及时。为了实现河流水质的细粒度监测、尽早发现水污染情况,将以福建省莆田市的木兰溪流域为主要研究范围,分别采用流体力学的对流扩散方程以及全连接神经网络算法构建空间维度的水质预测模型,并设计开发相应的流域水质预测模型管理系统,实现对空间维度上未采样点的水质预测。首先,介绍空间维度水质预测的研究背景与意义,以及对研究区域进行了简单的概述和当前水质预测的研究现状和对流扩散方程的研究现状。其次,对空间维度水质预测进行说明,和传统的时间维度上的水质预测相区分以及研究的空间维度水质预测的两种方法一维对流扩撒方程、全连接神经网络的原理和求解推导过程。再次,基于一维对流扩散方程构建空间维度水质预测模型。介绍基于对流扩散方程的空间维度水质预测模型的构建流程,分别基于显示差分解、隐式差分解、解析解构建水质预测模型,对三种水质预测模型的性能进行分析的基础上对选用的一维对流扩散方程空间维度水质预测模型进行验证。然后,基于全连接神经网络构建空间维度水质预测模型。通过对已知监测到的水质数据之间的关联关系设置全连接神经网络相应的输入层、隐藏层和输出层及相关参数,构建全连接神经网络空间维度的水质预测模型,并将全连接神经网络空间维度水质预测模型在研究区中进行验证,最终通过对预测结果与已知的水质数据进行对比,进而证明该方法的可行性与精确性。最后,基于构建的空间维度水质预测模型设计和实现一款针对研究区流域的空间维度水质预测管理系统。该系统可以根据需要选择不同的区域水质预测模型,对流域内不同断面的水质进行预测,提高水质预测的工作效率,辅助工作人员对水资源进行管理、利用和决策。

关键词：水质预测空间维度对流扩散方程有限差分法全连接神经网络

量子化学计算在煤炭清洁高效转化微观机制的应用

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洁净煤技术 2024年第2期30卷 36-47页

作者：马雪璐张子涵解强中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

为推进实现碳达峰、碳中和的目标,煤炭作为我国能源结构的基础原料,其利用的清洁化、高效化需要持续深化内涵。量子化学作为解释微观结构及作用机制的重要理论,目前已被广泛应用于煤化学领域,为煤炭研究提供更多微观信息,以促进煤炭清... 详细信息

为推进实现碳达峰、碳中和的目标,煤炭作为我国能源结构的基础原料,其利用的清洁化、高效化需要持续深化内涵。量子化学作为解释微观结构及作用机制的重要理论,目前已被广泛应用于煤化学领域,为煤炭研究提供更多微观信息,以促进煤炭清洁高效利用技术的发展。基于此,概述了量子化学计算在优化煤炭模型分子结构、探讨煤炭清洁高效转化反应机理和明确反应影响因素作用机制3方面的应用,重点对煤热解、燃烧、气化及液化过程中存在的微观问题进行分析、梳理,涉及煤的热解和燃烧过程中的氮元素迁移转化机理、煤基特征官能团与CO_(2)的气化特性、煤液化微观机理中的氢转移反应,以及气氛和催化剂等因素的作用机制等,最后就匹配煤炭变质程度的演变模型、煤炭反应过程中的多因素作用影响机制、完整转化机理、催化剂优化、创新集成工艺等问题,对量子化学在煤炭清洁高效转化领域中有待深入挖掘的科学问题进行了总结与展望,力图为煤炭清洁转化利用技术的研究和应用提供启示。

关键词：量子化学煤热解煤燃烧煤气化煤液化密度泛函理论

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柳栎药效物质基础研究及预防肾结石作用

柳栎药效物质基础研究及预防肾结石作用

作者：姜璐璐长春中医药大学

学位级别：硕士

目的:研究并建立柳栎叶的质量标准;通过建立NRK-52E细胞结石损伤模型筛选出柳栎叶抑制细胞结石损伤的有效活性部位;对活性部位中的化学成分进行提取分离、纯化、鉴定;对所得化合物进行抑制细胞损伤活性测定。方法:基于2020年版《中国药... 详细信息

目的:研究并建立柳栎叶的质量标准;通过建立NRK-52E细胞结石损伤模型筛选出柳栎叶抑制细胞结石损伤的有效活性部位;对活性部位中的化学成分进行提取分离、纯化、鉴定;对所得化合物进行抑制细胞损伤活性测定。方法:基于2020年版《中国药典》饮片质量标准的具体要求和相关检测方法,进行质量标准研究,采用超声回流提取法提取柳栎叶总黄酮,用紫外分光光度法测定总黄酮含量;通过草酸钾诱导的NRK-52E细胞损伤模型筛选出柳栎叶有效活性部位;并采用系统溶剂萃取法、薄层色谱、柱色谱和核磁共振波谱对所含化学成分进行分离纯化和化学结构鉴定;通过草酸钾诱导的NRK-52E细胞损伤模型测定化合物对细胞损伤的抑制活性。结果:建立了柳栎叶质量标准;柳栎叶活性筛选实验表明乙酸乙酯部位及分离得到的Fr.3和Fr.4对细胞损伤的抑制活性最好;对活性部位进行化学研究,初步分离纯化出7个单体化合物,分别为4个黄酮和3个酚类;化合物对草酸钾诱导的细胞损伤均具有一定的抑制作用。结论:柳栎叶质量标准研究的完成为药材质量提供保障,为临床安全用药和国家质量标准的提升提供依据。活性筛选条件下的化学成分的研究为柳栎的开发利用提供了实验基础,同时为柳栎的药理活性研究提供了参考。

关键词：柳栎化学成分质量标准药理活性总黄酮

非线性薛定谔型方程在无界区域上的人工边界方法

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非线性薛定谔型方程在无界区域上的人工边界方法

作者：陈璐璐山东师范大学

学位级别：硕士

本文研究两个非线性薛定谔方程在无界域上的问题,分别为带波动算子和带阻尼项的非线性薛定谔方程.这两个方程在光学、凝聚态物理学、量子信息和冷原子物理学等多个领域中有广泛应用,为理解非线性量子现象提供了理论基础.物理区域的无界... 详细信息

本文研究两个非线性薛定谔方程在无界域上的问题,分别为带波动算子和带阻尼项的非线性薛定谔方程.这两个方程在光学、凝聚态物理学、量子信息和冷原子物理学等多个领域中有广泛应用,为理解非线性量子现象提供了理论基础.物理区域的无界性和方程的非线性为数值求解带来了极大的困难,人工边界方法通过引入人工边界并在其上构造合理的人工边界条件能有效解决无界区域上的问题,利用算子分裂方法克服在设计人工边界条件时非线性引起的困难.首先,将带波动算子的非线性薛定谔方程转化为非线性波动方程,并引入人工边界将无界区域截断为有界区域.基于算子分裂的思想,在人工边界上设计了人工边界条件,将原问题简化为有界域上的初边值问题,利用有限差分方法进行数值离散.数值实例验证了方法的有效性和准确性.接着,将人工边界方法应用于带阻尼项的非线性薛定谔方程,通过变换克服阻尼项带来的问题,使得设计人工边界条件的难度降低.基于算子分裂方法的思想,研究了人工边界条件,将原始问题转化为一个初始边界值问题.利用能量估计对简化问题的稳定性进行了分析,并通过数值算例验证了方法的准确性和有效性.这些研究成果为解决无界域上的非线性薛定谔方程提供了实用而可行的数值方法.

关键词：人工边界方法带波动算子的非线性薛定谔方程带阻尼项的非线性薛定谔方程稳定性

柴达木盆地气溶胶光学厚度时空分布特征及气象要素影响分析

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高原气象 2024年第3期43卷 762-774页

作者：肖鸿丹何清袁淑杰李京龙阴璐璐成都信息工程大学大气科学学院四川成都610225 中国气象局乌鲁木齐沙漠研究所新疆塔克拉玛干沙漠气象国家野外科学观测站中国气象局塔克拉玛干沙漠气象野外科学试验基地新疆维吾尔自治区沙漠气象与沙尘暴重点实验室新疆乌鲁木齐830002 新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830017 新疆师范大学地理科学与旅游学院新疆乌鲁木齐830054

基于MODIS MCD19A2气溶胶数据集,利用线性趋势、Spearman相关性分析及?ngstr?m指数内插法,探究柴达木盆地2001-2021年大气气溶胶光学厚度的时空分布特征及气象因子影响。结果表明:在年际尺度上,柴达木盆地AOD波动上升,年增幅为3.74%,年... 详细信息

基于MODIS MCD19A2气溶胶数据集,利用线性趋势、Spearman相关性分析及?ngstr?m指数内插法,探究柴达木盆地2001-2021年大气气溶胶光学厚度的时空分布特征及气象因子影响。结果表明:在年际尺度上,柴达木盆地AOD波动上升,年增幅为3.74%,年均值为0.110±0.002;在季节尺度上,AOD季节性变化明显,其值由高到低分别为春季、夏季、秋季、冬季,其中,春夏季AOD呈波动变化,秋冬季AOD无明显变化;月尺度上,AOD呈单峰型,峰值为4月。在空间上,AOD高值区位于柴达木盆地腹部,呈现中间高四周低的分布特征,低值区位于昆仑山脉和祁连山脉等高海拔地区及植被覆盖率较高的区域。气象要素对AOD都有着一定影响,其中风速、温度、相对湿度、云量和降水都与AOD呈正相关,风速和温度对AOD的影响最大。

关键词：气溶胶光学厚度时空分布个例分析气象要素柴达木盆地

含溴菲并咪唑阳离子型同位素标记试剂开发及小分子质谱分析应用

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含溴菲并咪唑阳离子型同位素标记试剂开发及小分子质谱分析应用

作者：周晓璐曲阜师范大学

学位级别：硕士

环境与食品基质中的有害小分子通过摄入、吸入和接触等途径进入生物体,诱发氧化应激等一系列健康风险。食品、环境及生物基质复杂,开发快速、灵敏、高效、准确的小分子污染物分析方法以及污染物诱导的人体健康风险评估方法已引起国内外... 详细信息

环境与食品基质中的有害小分子通过摄入、吸入和接触等途径进入生物体,诱发氧化应激等一系列健康风险。食品、环境及生物基质复杂,开发快速、灵敏、高效、准确的小分子污染物分析方法以及污染物诱导的人体健康风险评估方法已引起国内外学者的高度关注。高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)结合了高效液相色谱在分离方面表现出的优势和质谱在鉴定分析方面表现出的优势,已在食品安全、环境分析、代谢组学、暴露组学等领域得到广泛应用。化学同位素标记(CIL)技术在克服基质效应提高检测灵敏度准确度方面具有极大的优势,成为改善HPLC-MS/MS分析性能可供选择的方法。近年来,某些含特征同位素丰度的元素被应用到衍生试剂的结构设计中,这类特征元素带来的独特质量指纹进一步提高了标记产物识别的选择性和特异性,为目标分析物的定性定量分析提供了强有力的手段。本文具体工作如下:第一章:简述小分子污染物暴露及对人体的健康风险,综述HPLC-MS/MS、CIL技术以及特征同位素策略在衍生化技术中的研究进展。第二章:设计、合成了三对含溴菲并咪唑阳离子型CIL试剂,包括d0/d6-4-(3-溴-1,3-二甲基-菲[9,10-d]咪唑鎓-2-基)苯甲酸(d0/d6-BDPIBa)、d0/d6-4-(3-溴-1,3-二甲基-菲[9,10-d]咪唑鎓-2-基)-N-羟基琥珀酰亚胺苯甲酸酯(d0/d6-BDPISu)以及d0/d6-4-(3-溴-1,3-二甲基-菲[9,10-d]咪唑鎓-2-基)苯甲醛(d0/d6-BDPIBz),并利用核磁、质谱对其进行结构表征。旨在解决目前HPLC-MS/MS分析中内标物难以商业购买,CIL试剂合成路径复杂、难以分离纯化等问题。第三章:以d0/d6-BDPISu为衍生试剂,建立CIL联合HPLC-MS/MS分析方法。利用此方法对人体血浆中双酚类化合物及一种氧化应激标志物3-硝基酪氨酸(3-NT)进行定性定量分析,在高污染暴露人群及低污染暴露人群血浆中检测到了双酚类化合物及3-NT的明显差异,为酚类污染物检测及污染物暴露对人体的潜在健康风险研究提供了技术支持。第四章:以d0/d6-BDPIBa为衍生试剂,建立了生物胺的CIL联合HPLC-MS/MS分析方法。衍生试剂中溴特征同位素的存在使得所有生物胺衍生产物产生相同的特异性离子碎片,实现了生物胺衍生产物的高效准确识别。该方法衍生化条件温和,衍生效率高,成功应用于四个品牌葡萄酒中生物胺的高灵敏检测,为食品基质中生物胺的检测提供了一种新的解决思路。第五章:以d0/d6-BDPIBz为衍生试剂,建立了脂肪胺的CIL联合HPLC-MS/MS分析方法。衍生试剂的引入增加了低分子量脂肪胺的质量使其避开MS低分子量区域的背景干扰,同时衍生试剂自身携带的正电荷及溴特征同位素在提高检测灵敏度、增加选择性、抵消基质效应方面展现出巨大的优势。此方法在本地六处河水、池塘水中成功实现四种脂肪胺的定性定量分析,为环境基质中低含量胺类化合物的检测提供了一种高灵敏的新型分析方法。

关键词：高效液相色谱串联质谱化学同位素标记技术溴特征同位素菲并咪唑鎓小分子污染物

人教版初中地理教科书中人类命运共同体内容研究

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人教版初中地理教科书中人类命运共同体内容研究

作者：韩璐璐山东师范大学

学位级别：硕士

21世纪,国家间的相互联系、相互依存不断加强,逐渐形成了你中有我、我中有你的“命运共同体”。同时《义务教育地理课程标准(2022版)》将构建“人类命运共同体”理念作为义务教育地理课程目标之一。中学地理课程是学生认识地球、认识世... 详细信息

21世纪,国家间的相互联系、相互依存不断加强,逐渐形成了你中有我、我中有你的“命运共同体”。同时《义务教育地理课程标准(2022版)》将构建“人类命运共同体”理念作为义务教育地理课程目标之一。中学地理课程是学生认识地球、认识世界的重要途径,承担着培养学生人类命运共同体意识的育人目标。因此,挖掘教科书中的人类命运共同体教育内容,有效利用地理教科书培养学生的人类命运共同体意识,对学生成长和国家发展具有重要意义,是值得研究的问题。为探索初中地理教科书中人类命运共同体教育资源,本文以人教版为例,运用文献研究法,并经过专家咨询,构建人类命运共同体内容分析框架。后采用内容分析法,研究教科书中人类命运共同体内容的特征,并针对教科书中存在的问题提出优化建议。研究发现,人教版初中地理教科书中有丰富的人类命运共同体内容,是培养学生人类命运共同体意识的重要材料。人教版初中地理教科书中的人类命运共同体内容具有四个方面的突出优点:一是人类命运共同体内容体现度较高,分布范围广泛;二是人类命运共同体教育内容丰富,涉及维度全面;三是有利于培养学生的人类命运共同体意识,切实提升国际理解;四是鲜明地体现了义务教育阶段地理课程标准在培养学生人类命运共同体意识方面的要求。但教科书中的人类命运共同体内容也有其不足与局限性,一是各年级数量差异较大;二是各维度分布差异明显,部分内容需要加强;三是重视人类命运共同体意识的知识、情感传授,忽视了学生的参与实践。为更好地利用地理教科书进行人类命运共同体教育,教科书可以从适度增加新的人类命运共同体内容,注重各册教科书人类命运共同体内容的均衡性和年级间的协调性等方面进行优化;教师可以从主动挖掘并灵活运用教科书中的人类命运共同体内容;适度补充政治共同体、安全共同体、生态共同体相关内容;提升专业素养,注重自身人类命运共同体意识的培养等几个方面进行优化。

关键词：初中地理教科书人类命运共同体内容分析法

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面向智能车间的动态过道布置问题建模与优化

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 17-23,101页

作者：张则强赵敏捷刘思璐计丹西南交通大学机械工程学院四川成都610031 轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室四川成都610031 西南交通大学唐山研究院河北唐山063000 西南交通大学创新创业学院四川成都611756 西南交通大学经济管理学院四川成都610031

针对传统过道布置鲜少考虑快速响应生产需求变化及加工产品组合的灵活性的不足,构建了一种双目标动态过道布置问题数学模型.通过调整不同阶段的设施位置,以达到总物料搬运成本及设施重组成本之和与布局面积最小化的目的.由于双目标动态... 详细信息

针对传统过道布置鲜少考虑快速响应生产需求变化及加工产品组合的灵活性的不足,构建了一种双目标动态过道布置问题数学模型.通过调整不同阶段的设施位置,以达到总物料搬运成本及设施重组成本之和与布局面积最小化的目的.由于双目标动态过道布置问题具有多项式复杂程度的非确定性问题(NP-hard)的特征,因此又提出了一种基于帕累托(Pareto)占优的多目标改进猫群算法.首先将基本猫群算法离散化;然后引入帕累托占优思想和拥挤距离机制处理双目标结果,并嵌入变邻域搜索结构加快算法寻优;最后采用所提算法测试大量不同规模算例,并与其他算法结果进行对比,验证了该算法的有效性和优越性.

关键词：过道布置问题动态布局猫群优化算法多目标优化混合整数规划模型

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某办公建筑用能设备管控平台的设计与开发

某办公建筑用能设备管控平台的设计与开发

作者：赵璐璐山东建筑大学

学位级别：硕士