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甲烷/氢气混合燃料贫预混旋流燃烧特性数值研究

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上海交通大学学报 2024年第8期58卷 1179-1187页

作者：王鑫慈刘爱虢吴小取张云杰沈阳航空航天大学航空发动机学院沈阳110136

采用数值模拟的方法,对燃气轮机燃烧室使用甲烷/氢气混合燃料时的混合比例对燃烧室的燃烧特性和污染物排放特性的影响开展了研究.结果表明:由于燃烧化学反应的作用,冷态和热态流场结构存在一定的差异,热态流场流速增高,回流区变大.氢气... 详细信息

采用数值模拟的方法,对燃气轮机燃烧室使用甲烷/氢气混合燃料时的混合比例对燃烧室的燃烧特性和污染物排放特性的影响开展了研究.结果表明:由于燃烧化学反应的作用,冷态和热态流场结构存在一定的差异,热态流场流速增高,回流区变大.氢气含量对燃烧室内热态流场的结构和温度分布特性会产生明显影响,氢气含量小于20%时形成中心回流区,可以维持稳定燃烧;氢气含量大于40%时,中心回流区消失,角回流区延长,出现了不同程度的自燃和回火现象;燃烧室进气温度越高自燃现象越明显,进气温度越低回火现象越明显;NO_(x)排放量随着氢气含量增加而增大,CO排放量随着氢气含量增加而减少,CO集中分布在主燃级燃烧区.

关键词：贫预混燃烧氢气燃烧特性自燃回火

基于计算设计的GH11家族木聚糖酶CDBFV的热稳定性改造及潜在机制研究

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生物技术通报 2024年

作者：韩雪张阿娜王海燕辛凤姣谷天一王钰璐中国农业科学院农产品加工研究所中国农业科学院农产品加工与营养健康研究院(沧州) 山西农业大学食品学院北京挑战生物技术有限公司

【目的】瘤胃真菌Neocallimastix patriciarum GH11家族木聚糖酶CDBFV在饲料、食品等领域具有良好应用前景，提高其热稳定性对其生产应用十分重要。【方法】使用分子动力学模拟、机器学习等策略设计潜在CDBFV热稳定性突变体，在大肠杆... 详细信息

【目的】瘤胃真菌Neocallimastix patriciarum GH11家族木聚糖酶CDBFV在饲料、食品等领域具有良好应用前景，提高其热稳定性对其生产应用十分重要。【方法】使用分子动力学模拟、机器学习等策略设计潜在CDBFV热稳定性突变体，在大肠杆菌和毕赤酵母中进行异源表达纯化，测定最适反应条件、比酶活和85℃孵育3 min后相对剩余活力，通过结构分析明确热稳定性提高机制。【结果】位于CDBFV N端基序36GNNS39具有较高柔性，对其改造设计的单突变体N37P和N38V在85℃孵育3 min后，相对活力分别降低至70.3%和55.1%，较野生型（48.7%）提升了21.6%和6.5%；进而，在相对活力提升显著的N37P基础上叠加已报道优势突变体N88G，构建双突变体N37P/N88G，其相对活力达到了73.4%，较野生型提高了24.7%；此外，将N37P/N88G在毕赤酵母中进行了分泌表达，在85℃处理3 min后，相对活力达到了88.8%；结构分析表明，N37P突变的引入使得CDBFV形成了新的氢键相互作用，降低活性位点附近柔性，并干预了糖基化形成，进而提高了热稳定性。【结论】成功得到了高耐热双突变体N37P/N88G，为提高GH11家族木聚糖酶的热稳定性改造提供了新的思路和方法，有望推动CDBFV在饲料工业等高温环境下的广泛应用。

关键词：木聚糖酶柔性区域热稳定性毕赤酵母理性设计

弃物再生视角下咖啡渣可持续创新设计方法研究

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家具与室内装饰 2024年第3期31卷 66-71页

作者：翁宜汐毛磊张孙晨尹子一南京艺术学院江苏南京210013 南京师范大学江苏南京210023 西交利物浦大学江苏苏州215123 利物浦大学利物浦L697ZX 南京工业大学浦江学院江苏南京211200

咖啡在加工过程中产生的废弃物,是具有再利用可能的材料,旨在通过实验探索咖啡渣再利用的设计策略及其行业载体,期以促进可持续发展。首先,从学术和应用双重维度,梳理咖啡渣可持续应用现状;其次,基于都市外卖产品现状,结合态势分析法,... 详细信息

咖啡在加工过程中产生的废弃物,是具有再利用可能的材料,旨在通过实验探索咖啡渣再利用的设计策略及其行业载体,期以促进可持续发展。首先,从学术和应用双重维度,梳理咖啡渣可持续应用现状;其次,基于都市外卖产品现状,结合态势分析法,分析咖啡渣与外卖包装的耦合性;再次,以控制变量方式对咖啡渣进行固化成型实验,再评估其制品特性及与行业契合性。最后,提出咖啡渣作为外卖产品包装材料的设计策略。研究发现咖啡渣在混合其他物质成型后,具有良好的抗油、抗水、柔韧和硬性,可作为部分外卖包装产品的内嵌材料。结合当下外卖餐食体验的调查,提出基于咖啡渣材料的外卖包装产品设计策略,希望以“弃物再生”之“轻”对抗地球碳排放之“重”。

关键词：咖啡渣可持续设计外卖包装设计弃物再生

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过渡金属积累与细胞衰老

生理学报 2024年第3期76卷 418-428页

作者：谢安娜刘国一张孙正远戴薇薇上海中医药大学附属龙华医院科技中心实验室上海200032

衰老是指生物体的生理功能进行性衰退,导致年龄相关性疾病和死亡,细胞衰老是衰老标志之一。过渡金属包括铁、铜和锰等,在人体生理和病理过程中发挥重要作用。大量研究表明,衰老细胞中会积累更多过渡金属,而过渡金属积累又会通过产生过... 详细信息

衰老是指生物体的生理功能进行性衰退,导致年龄相关性疾病和死亡,细胞衰老是衰老标志之一。过渡金属包括铁、铜和锰等,在人体生理和病理过程中发挥重要作用。大量研究表明,衰老细胞中会积累更多过渡金属,而过渡金属积累又会通过产生过量活性氧(reactive oxygen species,ROS)、引发氧化应激、导致DNA损伤、引起线粒体功能障碍等方式加速细胞衰老进程并引起相关疾病。本文将对铁、铜、锰等过渡金属在衰老细胞中积累的原因以及过渡金属积累进一步促进细胞衰老及相关疾病的机制进行综述,旨在为延缓衰老、治疗过渡金属积累引起的衰老相关疾病提供思路。

关键词：细胞衰老过渡金属积累活性氧氧化应激线粒体功能

基于短时调和分析的广东惠州双月湾潟湖体系潮汐动力特征分析

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热带海洋学报 2024年

作者：王雅君张司一欧素英蔡华阳朱馨雨朱磊南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 中山大学海洋科学学院中山大学海洋工程与技术学院河口海岸研究所河口水利技术国家地方联合工程实验室广东省海岸与岛礁工程技术研究中心

潟湖体系的潮汐动力对其地貌演变、生态环境保护与海岸带资源的可持续开发利用等具有重要影响。以广东惠州双月湾潟湖为研究靶区，基于2020～2023年4次潮位观测资料，采用基于光滑导纳原理的短时调和分析(modified harmonic analysis mo... 详细信息

潟湖体系的潮汐动力对其地貌演变、生态环境保护与海岸带资源的可持续开发利用等具有重要影响。以广东惠州双月湾潟湖为研究靶区，基于2020～2023年4次潮位观测资料，采用基于光滑导纳原理的短时调和分析(modified harmonic analysis model on the basis of the credo of smoothness, MHACS)模型和数理统计方法初步探讨该潟湖体系潮波传播和变化过程。结果表明，双月湾潟湖体系平均潮差为0.52～0.69m，潮波从口门传播至潟湖上段，其能量明显减小，特别是上游区域的潮波衰减率为近口门段20倍，潮波传播速度亦降低至近口门段的12%。在潟湖中，半日潮M2、全日潮K1和浅水潮M4占据主导，其振幅分别为23.06cm、30.4cm和7.74cm。其中，全日潮和半日潮的振幅月变化较为稳定，而浅水分潮的季节波动更加明显，尤其是向上游传播时，分潮的振幅和迟角季节性变化更为显著。潮波通过口门传入双月湾潟湖，受地形辐聚与底床摩擦效应影响，不同河段的潮波传播速度差异显著，尤其是半日潮在口门区的传播速度普遍高于全日潮。各分潮在潟湖内的振幅衰减明显，特别是S2、M4和MS4分潮的振幅梯度最为显著(4×10-6m-1)。

关键词：基于光滑导纳原理的短时调和分析(MHACS) 潮波传播 T-tide 潮波衰减传播速度

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求解多维粒数衡算方程的高阶紧致差分方法

化工学报 2024年

作者：李川洪振取单宝明徐啟蕾张方坤青岛科技大学自动化与电子工程学院

多维粒数衡算方程(MPBE)描述颗粒过程中两个或两个以上内在变量的粒度分布情况。由于大多数PBE缺乏解析解，通常需要采用计算昂贵的高阶或高分辨率(HR)方法来获得精确的数值解。如何高效、准确的获取数值解是其面临的挑战。针对以上问... 详细信息

多维粒数衡算方程(MPBE)描述颗粒过程中两个或两个以上内在变量的粒度分布情况。由于大多数PBE缺乏解析解，通常需要采用计算昂贵的高阶或高分辨率(HR)方法来获得精确的数值解。如何高效、准确的获取数值解是其面临的挑战。针对以上问题，提出一种结合维度分裂的改进的高阶紧致差分(HOCD)方法，该方法能够使数值解具有四阶精度。采用维度分裂方法将多维问题分裂为几个一维问题，将分裂后的一维方程在时间和空间上进行离散，得到HOCD的三对角格式，并通过Tomas算法进行求解。在某些情况下，还进行了变量代换。除此之外，利用von Neumann稳定性分析方法证明了其稳定性。与HR方法相比，HOCD具有更高的计算精度和效率，且无严重的数值扩散。多个数值模拟证明了该方法的有效性。

关键词：粒数衡算方程高阶紧致差分粒度分布维度分裂稳定性分析数值模拟

基于强化学习的空间引力波探测望远镜系统外杂光抑制研究

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光电工程 2024年第2期51卷 71-81页

作者：张梓扬常军黄一帆陈钦芳吴郁楠北京理工大学光电学院中国科学院西安光学精密机械研究所

引力波望远镜其收集的空间目标光信号能量远小于杂散光能量，为了保证引力波望远镜的正常工作，需要保证较好的杂光抑制效果。又由于散射光线的不确定性，光机系统本身的复杂性，杂光抑制方案的确定往往需要复杂的数学公式计算以及丰富... 详细信息

引力波望远镜其收集的空间目标光信号能量远小于杂散光能量，为了保证引力波望远镜的正常工作，需要保证较好的杂光抑制效果。又由于散射光线的不确定性，光机系统本身的复杂性，杂光抑制方案的确定往往需要复杂的数学公式计算以及丰富的经验与充足时间进行仿真迭代。本文提出了一种基于强化学习的杂光抑制策略，针对空间引力波探测望远镜系统中的环境杂光问题，采用蒙特卡洛光线追迹方法进行分析和处理。通过制定有效的杂光抑制措施，实现了对该系统中杂光的有效控制。仿真结果验证了该方法在空间引力波探测望远镜系统中杂光抑制方面的优异性能，展示了其具有良好杂光抑制效果的潜力。这一研究为解决空间引力波探测和其他高精度光学系统中的杂光问题提供了一种高效、灵活的新方法，具有广泛的应用潜力。

关键词：引力波星载望远镜杂光抑制强化学习

密闭消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定变形镍基高温合金中主次元素

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冶金分析 2024年第1期44卷 72-80页

作者：王越张菅王青松徐春一张庆建海检检测有限公司山东青岛266235 青岛理工大学山东青岛266520

变形镍基高温合金牌号众多,组分复杂,各元素含量范围宽。高含量的铬、钼、铌、钛、钒、钨、锆等难熔元素不仅对试样前处理造成阻碍,而且其元素间的光谱干扰会对测定结果造成影响。实验采用5 mL盐硝混酸(体积比为9∶1)-2 mL过氧化氢-2 m... 详细信息

变形镍基高温合金牌号众多,组分复杂,各元素含量范围宽。高含量的铬、钼、铌、钛、钒、钨、锆等难熔元素不仅对试样前处理造成阻碍,而且其元素间的光谱干扰会对测定结果造成影响。实验采用5 mL盐硝混酸(体积比为9∶1)-2 mL过氧化氢-2 mL氢氟酸的酸溶体系,在180℃下密闭消解2 h,选择Al 237.312 nm、Cr 206.550 nm、Cu 327.395 nm、Fe 239.563 nm、Mn 257.610 nm、Mo 203.846 nm、Nb 269.706 nm、Si 288.158 nm、Ti 337.280 nm、V 292.401 nm、W 203.000 nm、Zr 343.823 nm作为分析线,采用基体匹配法配制标准溶液系列消除基体效应的影响,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定上述元素,建立了密闭消解-ICP-AES测定变形镍基高温合金中铝、铬、铜、铁、锰、钼、铌、硅、钛、钒、钨、锆等12种主次元素的方法。各元素校准曲线在线性范围内呈良好的线性关系,相关系数均大于0.999。按照实验方法测定7个变形镍基高温合金标准物质中铝、铬、铜、铁、锰、钼、铌、硅、钛、钒、钨、锆,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为0.50%~4.56%。按照实验方法测定8个变形镍基高温合金标准物质中上述12种元素,测定值与认定值无显著性差异。

关键词：密闭消解电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES) 变形镍基高温合金主次元素基体匹配

主动配电网多元主体灵活性和随机性的转换机制与刻画方法

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电力系统自动化 2024年第13期48卷 79-88页

作者：张梓麒陈中东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

能源变革背景下,分布式光伏、储能系统及互动型负荷规模化接入配电网。在调控优化模型中,由于资源特性的差异,配电网及用户侧等多元主体既有潜力作为具有灵活性的控制变量,也可能仍为具有随机性的参数。当负荷互动能力强、储能配置容量... 详细信息

能源变革背景下,分布式光伏、储能系统及互动型负荷规模化接入配电网。在调控优化模型中,由于资源特性的差异,配电网及用户侧等多元主体既有潜力作为具有灵活性的控制变量,也可能仍为具有随机性的参数。当负荷互动能力强、储能配置容量大、预测误差小时,这些主体可能表现出灵活性;反之,则可能表现出随机性。文中首先研究了灵活性和随机性的转换机制,基于聚合功率的鲁棒优化结果,推导了多元主体在控制变量和参数之间的一般性转换条件。然后,考虑时序耦合下聚合功率可行范围或波动范围最优,基于两阶段鲁棒优化,刻画了控制变量的可控区间和参数的不确定区间。最后,通过算例验证了转换条件及刻画方法的有效性,为电网多层级协同优化问题的建模和快速求解提供了支撑。

关键词：灵活性不确定性两阶段鲁棒优化主动配电网多层级协同