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不同层结条件下海浪生湍流混合特征分析及其对上层海洋的影响

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海洋科学进展 2024年第3期42卷 437-451页

作者：庄展鹏袁业立自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 崂山实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266061

上层海洋混合过程的动力学研究和数值模拟一直是海洋和气象学家关注的重点之一,其中上层海洋垂向混合参数化方案的不准确直接影响海洋模式的模拟效果。风生海浪对海气相互作用以及上层海洋的内部混合都起到极为重要的作用。本文基于包... 详细信息

上层海洋混合过程的动力学研究和数值模拟一直是海洋和气象学家关注的重点之一,其中上层海洋垂向混合参数化方案的不准确直接影响海洋模式的模拟效果。风生海浪对海气相互作用以及上层海洋的内部混合都起到极为重要的作用。本文基于包含垂向层结效应的海浪生湍流混合系数理论模型,开展不同层结条件下海浪生湍流混合系数的分布变化特征分析。构建了一维理想解析实验和准全球算例,结果表明,在100 m以浅的上层海洋中,混合层深度与上述混合系数呈现较为显著的负相关关系,当跃层或混合层深度较大时能够显著增强垂向混合过程,进而使表层暖水下降至更深的位置,加深混合层深度模拟结果。主要原因是由于深跃层条件下表层的层结效应较弱,因而对混合的抑制作用较小。此外,在准全球算例中海浪生湍流混合方案可显著提高海洋环流模式对上层海洋温度结构的模拟能力,模式对跃层处WOA13实测数据的模拟精度最高可提升60%以上。

关键词：海浪生湍流混合垂向层结条件海洋环流数值模拟跃层深度

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大肠杆菌感染奶牛乳腺上皮细胞和小鼠乳腺组织致其线粒体损伤的机制研究

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畜牧兽医学报 2024年第2期55卷 822-833页

作者：庄翠翠韩博山西农业大学动物医学学院晋中030801 中国农业大学动物医学院北京100193

旨在探究大肠杆菌(Escherichia coli,***)感染奶牛乳腺上皮细胞和小鼠乳腺组织致其线粒体损伤的机制。本试验以奶牛乳腺上皮细胞和小鼠乳腺为研究对象,按试验要求分别随机分成3组:空白对照(Control)组、大肠杆菌(***)组和脂多糖(lipopol... 详细信息

旨在探究大肠杆菌(Escherichia coli,***)感染奶牛乳腺上皮细胞和小鼠乳腺组织致其线粒体损伤的机制。本试验以奶牛乳腺上皮细胞和小鼠乳腺为研究对象,按试验要求分别随机分成3组:空白对照(Control)组、大肠杆菌(***)组和脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)组。Control组奶牛乳腺上皮细胞和小鼠乳腺未被***感染;***组奶牛乳腺上皮细胞和小鼠乳腺被感染复数为5或106 CFU的***感染6或24 h,LPS组奶牛乳腺上皮细胞和小鼠乳腺经1μg·mL^(-1)或20 mg·kg^(-1)体重LPS处理6或24 h,奶牛乳腺上皮细胞每组3个重复,小鼠乳腺每组6只小鼠。结果表明:1)奶牛乳腺上皮细胞胞浆中角18蛋白被染成绿色且均匀分布在细胞浆内,细胞核被DAPI染成蓝色。2)正常培养的奶牛乳腺上皮细胞内线粒体结构完整,细胞连接紧密;经***感染的奶牛乳腺上皮细胞细胞间隙增大,线粒体肿胀,线粒体嵴缺失且部分模糊消失。3)***感染或LPS处理使小鼠乳腺腺泡内出现中性粒细胞,且使奶牛乳腺上皮细胞和小鼠乳腺线粒体能量代谢(D(520 nm)吸光值、ATP的含量、线粒体电子传递链复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ活性降低)、线粒体的融合与分裂(Drp1、Fis1、Mfn1、Mfn 2和OPA 1 mRNA表达减少)和线粒体的生物发生(PGC-1α、NRF1、TFAM和D-Loop的基因表达下降)极显著降低(P<0.05,P<0.01)。上述研究表明,***感染主要通过LPS造成奶牛乳腺上皮细胞和小鼠乳腺线粒体能量代谢紊乱、抑制线粒体分裂与融合以及减少线粒体的生物发生,进而造成线粒体损伤,最终导致乳腺炎的发生。因此,确认***感染是通过诱导线粒体损伤造成奶牛乳腺炎,且线粒体损伤可能是造成乳腺损伤的重要原因之一。

关键词：奶牛乳腺炎大肠杆菌线粒体奶牛乳腺上皮细胞小鼠乳腺

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基于超图Transformer的APT攻击威胁狩猎网络模型

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通信学报 2024年第2期45卷 106-114页

作者：李元诚林玉坤华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

针对物联网环境中高级持续性威胁(APT)具有隐蔽性强、持续时间长、更新迭代快等特点,传统被动检测模型难以对其进行有效搜寻的问题,提出了一种基于超图Transformer的APT攻击威胁狩猎(HTTN)模型,能够在时间跨度长、信息隐蔽复杂的物联网... 详细信息

针对物联网环境中高级持续性威胁(APT)具有隐蔽性强、持续时间长、更新迭代快等特点,传统被动检测模型难以对其进行有效搜寻的问题,提出了一种基于超图Transformer的APT攻击威胁狩猎(HTTN)模型,能够在时间跨度长、信息隐蔽复杂的物联网系统中快速定位和发现APT攻击痕迹。该模型首先将输入的网络威胁情报(CTI)日志图和物联网系统内核审计日志图编码为超图,经超图神经网络(HGNN)层计算日志图的全局信息和节点特征;然后由Transformer编码器提取超边位置特征;最后对超边进行匹配计算相似度分数,从而实现物联网系统网络环境下APT攻击的威胁狩猎。在物联网仿真环境下的实验结果表明,提出的HTTN模型与目前主流的图匹配神经网络相比均方误差降低约20%,Spearman等级相关系数提升约0.8%,匹配精度提升约1.2%。

关键词：高级持续性威胁威胁狩猎图匹配超图

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环境目标约束下的产业高质量发展研究

工程管理科技前沿 2024年第3期43卷 83-89页

作者：庄羽杨水利西安理工大学经济与管理学院陕西西安710054

在运用熵值法构建产业高质量发展指数的基础上,本文使用2003—2021年的地级市面板数据,采用双重差分法识别环境目标约束对产业高质量发展的作用。研究发现,环境目标约束对产业高质量发展具有显著促进作用,这一结论在平行趋势检验、排除... 详细信息

在运用熵值法构建产业高质量发展指数的基础上,本文使用2003—2021年的地级市面板数据,采用双重差分法识别环境目标约束对产业高质量发展的作用。研究发现,环境目标约束对产业高质量发展具有显著促进作用,这一结论在平行趋势检验、排除相关政策干扰、使用同一个省内地级市数量和河流密度作为工具变量进行内生性分析等稳健性检验后仍然成立。机制分析发现,环境目标约束下,环境规制的增强和财政科研支出的增加推动了产业高质量发展。进一步进行异质性分析发现,环境目标约束主要对东部和西部城市的产业高质量发展具有显著正向影响。本研究为产业高质量发展及其相关政策制定提供了支持和参考。

关键词：环境目标约束产业高质量发展环境规制财政科研支出双重差分法

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耐用多功能光热阻燃织物的制备及应用

纺织学报 2024年第4期45卷 120-125页

作者：王晓萌李婷婷许炳铨林佳弘楼静文天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学先进复合材料教育部重点实验室天津300387 闽江学院材料与化学工程学院福建福州350108 逢甲大学纤维与复合材料系中国台湾407102 中国医药大学中医学系中国台湾404333 亚洲大学生物信息与医学工程学系中国台湾413305 中国医药大学附属医院医学研究部中国台湾404333

为制备日间可自加热且防火性能优异的多功能光热阻燃织物,采用聚多巴胺修饰的芳砜纶非织造布作为亲水基材,Fe_(3)O_(4)作为光热功能材料,聚磷酸铵(APP)作为阻燃功能材料,通过浸渍将共沉淀法制备的Fe_(3)O_(4)微球借助黏性聚磷酸铵对其... 详细信息

为制备日间可自加热且防火性能优异的多功能光热阻燃织物,采用聚多巴胺修饰的芳砜纶非织造布作为亲水基材,Fe_(3)O_(4)作为光热功能材料,聚磷酸铵(APP)作为阻燃功能材料,通过浸渍将共沉淀法制备的Fe_(3)O_(4)微球借助黏性聚磷酸铵对其包裹功能涂层得到多功能阻燃光热织物。借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、时间-温度曲线以及点燃实验对光热阻燃织物的结构和性能进行表征,并观察织物在酸碱溶液放置后的形态以表征阻燃光热织物的耐用性。结果表明,光热阻燃织物在保持良好柔韧性的情况下,兼具Fe_(3)O_(4)优异的光热性能和APP的阻燃性能,在日间可升温至60℃以上,初遇火焰时难燃,12 s后离开火源织物自熄,并且在酸碱环境下仍保持良好的形态及耐用性。

关键词：光热阻燃织物聚多巴胺自供暖耐用性功能涂层

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MXene的红外特性及其应用研究展望

无机材料学报 2024年第2期39卷 162-170页

作者：巴坤王建禄韩美康复旦大学芯片与系统前沿技术研究院上海200433 复旦大学光电研究院和上海市智能光电与感知前沿科学研究基地上海200433

MXene是一大类二维过渡金属碳氮化合物,其丰富的组分、二维原子层结构、金属电导和活性表面等特性使其与不同波段的电磁波(可见光、红外、太赫兹、微波波段等)产生独特的相互作用,并衍生了多种电磁功能应用。在红外波段,MXene具有宽域... 详细信息

MXene是一大类二维过渡金属碳氮化合物,其丰富的组分、二维原子层结构、金属电导和活性表面等特性使其与不同波段的电磁波(可见光、红外、太赫兹、微波波段等)产生独特的相互作用,并衍生了多种电磁功能应用。在红外波段,MXene具有宽域的红外辐射特性,活性表面使其具备可调的红外吸收。近年来,MXene的上述性质引起了广泛研究兴趣。本文首先对不同MXene组分的本征红外辐射特性及调控策略进行了系统总结,并简要介绍其代表性红外应用,重点讨论MXene在这些应用中的贡献和作用机制,包括红外识别/伪装、表面等离激元、光热转换、红外光电探测等。最后,对MXene红外功能应用的未来发展方向进行了展望。

关键词： MXene 红外辐射光热转换热管理红外识别专题评述

太赫兹连续域束缚态超表面用于抗生素浓度检测

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中国激光 2024年

作者：杨帆佘硕铖李继涛丁欣姚建铨天津大学精密仪器与光电子工程学院激光与光电子研究所

连续域中的束缚态（Bound states in the continuum,BIC）能够促进光与物质之间的强相互作用，将其引入到超表面中，可以实现超高Q共振。结合太赫兹技术无损检测的优点，基于BIC的太赫兹超表面在生物和化学传感中得到了广泛应用。本文... 详细信息

连续域中的束缚态（Bound states in the continuum,BIC）能够促进光与物质之间的强相互作用，将其引入到超表面中，可以实现超高Q共振。结合太赫兹技术无损检测的优点，基于BIC的太赫兹超表面在生物和化学传感中得到了广泛应用。本文设计了一种支持太赫兹BIC的金属超表面，并将其用于抗生素浓度检测。仿真和实验结果表明，通过破坏结构对称性，BIC可以转变为可观测到的准BIC。所设计的基于BIC的传感器折射率灵敏度理论值达到210 GHz/RIU，具有优异的传感性能，对青霉素G钾盐的检测极限达到0.625 mg/ml，在低浓度抗生素检测中展现出了巨大的潜力。该结构为抗生素的高灵敏度、快速及无损检测提供了新的思路和方法，在生化传感领域具有广泛的应用前景。

关键词：光学太赫兹超表面连续域束缚态传感

线上线下混合式课程教学改革的探索——以“地理信息系统”课程为例

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社会科学前沿 2024年第7期13卷 569-574页

作者：魏强陈松桂和荣赵明坤庄定祥吴灿灿宿州学院资源与土木工程学院安徽宿州

以宿州学院地质类专业《地理信息系统》课程为例,文章通过多途径进行了线上线下混合式课程教学改革的探索。在教学内容上,以地质图件实验教学为主线,细化了线上线下教学内容。在教学资源上,基于传统线下教学资源,依托MOOC平台、视频资... 详细信息

以宿州学院地质类专业《地理信息系统》课程为例,文章通过多途径进行了线上线下混合式课程教学改革的探索。在教学内容上,以地质图件实验教学为主线,细化了线上线下教学内容。在教学资源上,基于传统线下教学资源,依托MOOC平台、视频资源库及虚拟仿真平台,拓宽了传统教学资源。在教学方法上,构建了任务探究式的线上线下学习方法。在教学考评与反馈环节,追求过程性考核、终结性考核和教学反馈等多个维度。

关键词：《地理信息系统》线上线下混合式教学方法教学改革

掺铒相移光纤光栅制造误差仿真分析及传感应用研究

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掺铒相移光纤光栅制造误差仿真分析及传感应用研究

作者：庄羽齐鲁工业大学

学位级别：硕士

光纤激光技术于上世纪80年代末提出,在通信、传感、医疗和工业生产等领域已得到了广泛应用。随着光敏性有源光纤制造技术和特种光纤光栅刻写工艺的不断进步,直接在有源光纤上刻写光纤光栅,构成短腔单纵模激光器的方案获得了显著发展。其... 详细信息

光纤激光技术于上世纪80年代末提出,在通信、传感、医疗和工业生产等领域已得到了广泛应用。随着光敏性有源光纤制造技术和特种光纤光栅刻写工艺的不断进步,直接在有源光纤上刻写光纤光栅,构成短腔单纵模激光器的方案获得了显著发展。其中,分布反馈光纤激光器是将π相移光栅直接写入有源光纤,构成分布反馈谐振腔,具有本征单纵模、窄线宽、低噪声、振弦结构环境敏感性高等优点,被广泛用作超窄线宽激光种子光或高灵敏的光纤激光传感元件。有源相移光纤光栅是分布反馈光纤激光器的核心器件,同时承担了分布反馈腔和增益介质的作用,其周期一致性、折射率调制量一致性和相移量准确性直接影响到分布反馈光纤激光器的激光性能。因此,有源相移光纤光栅制作技术决定了分布反馈光纤激光器的实际应用价值。充分研究有源相移光纤光栅的制作工艺,对于实现分布反馈光纤激光器的推广应用至关重要。本文详细介绍了掺铒相移光纤光栅的制造工艺,根据扫描曝光结合动态相位掩膜板法工艺特点,对可能存在的光栅结构误差进行了分析归纳,并建立耦合模理论模型对误差存在的影响进行了仿真分析,利用掺铒相移光纤光栅热致啁啾效应提出了强度解调型光纤热线传感技术。主要工作如下:(1)分析了扫描曝光结合动态掩膜板法制作工艺中,光栅结构误差产生机理。搭建了扫描曝光结合动态相位掩膜板法的光纤光栅制作系统,并详细地介绍了该系统制作掺铒相移光纤光栅的过程。根据该系统在实际批量制作掺铒相移光纤光栅中出现的成品率不稳定情况,分析提出了四种可能导致光栅产生结构误差的因素:压电陶瓷驱动器带动相位掩膜板移动不准确、相位掩膜板存在污点、紫外激光器脉冲能量波动以及直线平台非匀速运动。结合传输矩阵法理论模型,将这四种结构误差归纳为三种数值仿真模型:相移量偏离π、折射率调制量啁啾及随机等效相移。(2)开展了三种光栅结构误差对有源相移光纤光栅光谱特性和分布反馈光纤激光器激光特性影响的仿真研究。通过仿真结果与相关实验数据对比分析,研究了相移光纤光栅存在结构误差时光谱透射窗口的劣化情况,同时讨论了光栅结构误差对分布反馈光纤激光器阈值功率、能量分布等特性的影响。通过研究分析光栅误差量级对有源相移光纤光栅和分布反馈光纤激光器性能的影响程度,从而为进一步优化改进分布反馈光纤激光器的刻写工艺提供了理论依据。(3)结合光栅啁啾对分布反馈光纤激光器输出功率的影响,提出了基于掺铒相移光纤光栅热致啁啾效应的强度解调型光纤热线传感机理。在分布反馈光纤激光器掺铒相移光纤光栅后端熔接掺钴光纤,利用剩余泵浦光激励掺钴光纤发热,构成光纤热线,温度梯度分布使掺铒相移光纤光栅产生热致啁啾,导致分布反馈腔结构变化而引起的激光功率变化。由此构成的光纤热线传感器实现了高达25.74μW/(m/s)的气流检测灵敏度,同时测量分辨率达到了0.00039 m/s的水平。实验结果说明,相较于传统的基于波长解调技术的光纤热线传感器,所提出的强度解调型光纤热线传感器展现出了在微气流测量中的明显优势。

关键词：掺铒相移光栅分布反馈光纤激光器光栅结构误差动态相位掩膜板法热致啁啾效应