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利用试验设计法判断臭氧生成敏感性及关键VOCs物种识别研究

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利用试验设计法判断臭氧生成敏感性及关键VOCs物种识别研究

作者：朱禹寰兰州大学

学位级别：硕士

对流层臭氧（O）是前体物在大气中发生复杂光化学反应生成的二次污染物,其生成与前体物之间存在复杂的非线性关系。自2013年我国实施一系列严格大气污染防治方案以来,NO等一次污染物的浓度明显下降,但大部分城市地区O污染状况并未得到... 详细信息

对流层臭氧（O）是前体物在大气中发生复杂光化学反应生成的二次污染物,其生成与前体物之间存在复杂的非线性关系。自2013年我国实施一系列严格大气污染防治方案以来,NO等一次污染物的浓度明显下降,但大部分城市地区O污染状况并未得到明显改善,且由于各地区污染物浓度水平和种类的不同,O对前体物减排的响应存在显著地区差异。目前已有构建O和前体物关系的方法在效率和准确性方面具有一定的局限性,想要高效制定合理的污染控制措施,需要对现有方法的不足进行改进。基于上述问题,本文基于仅考虑光化学反应的盒子模式,分别利用三种试验设计方法整体评估了11种重要前体物及其交互作用对O生成影响的重要性、量化了关键前体物对O生成的贡献、并探究了不同种类VOCs占比对EKMA的影响,为快速准确判断O生成敏感性提供了新的思路和方法。通过基于观测的模式（OBM）对7个O超标天的过氧自由基（RO/HO）生成机制进行分析,实现了对RO/HO贡献较大VOCs物种的识别,为制定VOCs的精准减排策略提供科学支撑。主要结论如下:（1）参考典型石油化工城市（兰州）和煤化工工业城市（乌海）的臭氧前体物种类及其浓度水平范围,首先利用部分因子设计法得到,在VOCs控制区内各前体物对臭氧日最大生成浓度(O)影响重要性排序为NO>O>烯烃>烯烃和NO交互项>烯烃和NO交互项>NO>NO和NO交互项>O和NO交互项>芳香烃>OVOCs和HONO交互项>CO>芳香烃和NO交互项>烷烃>烯烃和O交互项>芳香烃和NO交互项,其中烯烃和芳香烃与NO的交互作用对O存在负贡献,表明同时减低VOCs和NO的浓度,能有效缓解NO减排对O生成的促进作用。其次利用响应曲面法量化烯烃对O生成的贡献,当φ（烯烃）/[φ（NO）-15]35%。以2020.09.06日为例,通过分析CHO、CHCO和二次HO具体生成途径,识别关键VOCs物种为:丙烯、二氯乙烯、顺-2-丁烯、2-戊烯等。

关键词： O3污染试验设计法 O3生成敏感性过氧自由基关键VOCs

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基于响应曲面法的臭氧生成敏感性分析

环境科学 2023年第7期44卷 3669-3675页

作者：朱禹寰陈冰张雅铷刘晓李光耀舍静陈强兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000 聚光科技(杭州)股份有限公司杭州310000

准确判断臭氧(O_(3))生成敏感性对O_(3)污染成因分析和防控对策的制定至关重要.首次利用响应曲面方法设计最优试验方案,基于盒子模式模拟结果,快速量化O_(3)对其前体物变化的响应.结果表明,CO对O_(3)有正贡献,NO_(x)和VOCs与O_(3)呈现... 详细信息

准确判断臭氧(O_(3))生成敏感性对O_(3)污染成因分析和防控对策的制定至关重要.首次利用响应曲面方法设计最优试验方案,基于盒子模式模拟结果,快速量化O_(3)对其前体物变化的响应.结果表明,CO对O_(3)有正贡献,NO_(x)和VOCs与O_(3)呈现显著非线性关系,当φ(VOCs)与[φ(NO_(x))-13.75]比值大于4.17时,为NO_(x)控制区,小于4.17时,为VOCs控制区;烯烃为影响O_(3)生成的关键VOCs组分,当φ(烯烃)与[φ(NO_(x))-15]比值小于1.10且φ(烯烃)<35×10^(-9)时,烯烃有利于O_(3)的生成.响应曲面法在多因素和其交互作用对O_(3)生成影响的研究中取得了良好效果,为高效判断O_(3)敏感性提供了新的思路和方法.

关键词：臭氧(O_(3)) 响应曲面 O_(3)敏感性盒子模式一氧化碳(CO) 挥发性有机物(VOCs)

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流动儿童父母家庭教育效能感及其影响因素研究

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流动儿童父母家庭教育效能感及其影响因素研究

作者：朱禹寰南京师范大学

学位级别：硕士

随着经济改革建设步伐的不断加快,农民工大潮在我国不断涌动,随之而来的外来民工子女教育问题也越来越凸显。关注弱势群体,追求教育公平一直是教育领域的热点问题,除却保障流动人口子女的公共教育权益,流动人口的家庭教育情况也不容忽... 详细信息

随着经济改革建设步伐的不断加快,农民工大潮在我国不断涌动,随之而来的外来民工子女教育问题也越来越凸显。关注弱势群体,追求教育公平一直是教育领域的热点问题,除却保障流动人口子女的公共教育权益,流动人口的家庭教育情况也不容忽视。家庭教育作为终身教育的起点,其教育质量的高低深刻影响着孩子未来的发展走向。故而掌握当前流动儿童家长在家庭教育方面的效能知觉水平,在充分明晰其主要影响因子的前提之下,运用科学手段与方法,系统培养流动儿童家长群体的家庭教育自信,唤醒家长的教育知觉,显得尤为必要。本研究选取苏州市A和B两所外来民工子弟小学的1-6年级的小学生家长作为主要研究对象,参考自我效能感的相关知识理论,在前期访谈及现有问卷的基础上自编问卷,从“情感支持”“认知促进”“行为养成”“品德养成”“社交支持”“健康保持”等六个方面考察流动儿童父母家庭教育效能感的现实情况及相关影响因素。通过系统的数据分析及访谈调查发现,流动儿童父母的家庭教育效能感水平总体较高,具备胜任感,其各维度效能水平从高到低依次为品德养成、健康保持、行为养成、社交支持、情感保持以及认知促进。本研究运用自我效能感理论、三元交互理论等对流动儿童家长的家庭教育效能感情况和主要影响因素进行思考与分析后发现,影响流动儿童父母家庭教育效能感的关键因素为:家庭经济状况、父母文化素养、家庭生活氛围、父母家庭教育自主学习状况,亲职教育外部支持状况等,其中家长的文化素养对其家庭教育效能影响最大。基于以上的研究结果,本研究从家庭、学校、社会、国家四个方面就提出改善性建议,以期能够更好地提升流动儿童家长的家庭教育效能感及教养水平。

关键词：流动儿童父母家庭教育效能感现状影响因素

基于多参数特征比值构建大气颗粒物污染类型快速识别方法

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安全与环境学报 2023年第11期23卷 4195-4204页

作者：陈强张雅铷朱禹寰舍静郭文凯朱玉凡孙伟李光耀兰州大学大气科学学院兰州730000

识别颗粒物污染类型是全面厘清污染成因和进行动态源解析的基础。针对北方工业城市包头市的大气污染特征及空气质量监测数据,确定了沙尘型、扬尘型、二次生成与累积型和其他型4种污染类型。根据包头市所处环境空气功能区,选择二级质量... 详细信息

识别颗粒物污染类型是全面厘清污染成因和进行动态源解析的基础。针对北方工业城市包头市的大气污染特征及空气质量监测数据,确定了沙尘型、扬尘型、二次生成与累积型和其他型4种污染类型。根据包头市所处环境空气功能区,选择二级质量浓度限值对污染物质量浓度数据进行归一化处理,进而计算多种污染物特征比值和污染类型的判别阈值,从而快速判别出包头市4种颗粒物污染类型的对应时段。结果表明:基于多参数特征比值构建大气颗粒物污染类型快速识别方法能很好地区分扬尘型和沙尘型污染,对沙尘型污染识别的准确率可达80%,且识别出扬尘型污染日较高风速的气象条件有利于扬尘形成;二次生成与累积型和其他型污染日与历史特征雷达图筛选的偏二次型和燃煤型污染日重合率达到89%。沙尘型污染日的颗粒物质量浓度对2019年包头市PM10超标的贡献率最高,累积型与二次生成型对PM2.5的贡献率最高,因此控制二次生成与累积型污染可以有效改善当地的细颗粒污染。基于多参数特征比值构建大气颗粒物污染类型快速识别方法简化了颗粒物的重污染类型识别过程,可快速识别超标天的污染类型,为颗粒物污染成因的快速分析提供了科学依据。

关键词：环境学多污染物特征比值大气污染类型快速识别空气质量监测数据颗粒物

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冷却表面温差对高温质子交换膜燃料电池性能的影响

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化工学报 2024年第5期75卷 2026-2035页

作者：王金山王世学朱禹天津大学机械工程学院天津300350 天津大学国家储能技术产教融合创新平台天津300350

通过建立高温质子交换膜燃料电池数学模型,模拟了冷却表面存在不同温差时燃料电池内热-电-质的传输特性,分析了温差对电池内温度分布、氧浓度分布、极化曲线、膜质子电导率和电流密度的影响。结果表明:膜内温度和质子电导率随着冷却表... 详细信息

通过建立高温质子交换膜燃料电池数学模型,模拟了冷却表面存在不同温差时燃料电池内热-电-质的传输特性,分析了温差对电池内温度分布、氧浓度分布、极化曲线、膜质子电导率和电流密度的影响。结果表明:膜内温度和质子电导率随着冷却表面温度的降低而降低;催化层内的局部氧浓度随着冷却表面温差(即温度梯度)的增大而增大,但电流密度受温度及反应物浓度双重因素影响,电流密度及功率密度随着温度梯度的增大而下降。当冷却表面温度梯度从0增加至0.82 K/cm时,峰值功率密度从0.578 W/cm2下降到0.523 W/cm2,下降了9.52%。控制工作电压大于0.5 V、温度梯度小于0.20 K/cm时可获得较好的电流密度均匀性。当工作电压为0.5 V,冷却表面温度梯度为0.20 K/cm时,电流密度均匀性为92.71%。

关键词：燃料电池传热传质数值模拟电流密度均匀性

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基于平板热管的高温质子交换膜燃料电池堆启动特性

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化工进展 2024年第4期43卷 1754-1763页

作者：钱志广王世学朱禹岳利可天津大学机械工程学院天津300350 中低温热能高效利用教育部重点实验室(天津大学) 天津300350 天津大学国家储能技术产教融合创新平台天津300350

高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)运行温度约160℃,较传统低温电池具有更佳的电化学反应动力学、更简单的水热管理和更高的CO耐受性等优势。但运行温度提高,如何实现HT-PEMFC的快速预热启动成为制约其应用推广的重要挑战之一。当前工作... 详细信息

高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)运行温度约160℃,较传统低温电池具有更佳的电化学反应动力学、更简单的水热管理和更高的CO耐受性等优势。但运行温度提高,如何实现HT-PEMFC的快速预热启动成为制约其应用推广的重要挑战之一。当前工作中,针对一个额定功率为500W的HT-PEMFC电堆,尝试利用一种平板热管(FHP)对该电堆进行预热启动。设计搭建了实验装置,从预热时间、温度分布、传热量分布等方面对这一方法进行评估。实验结果表明,提高加热功率可以显著缩短预热时间,500W时预热耗时3000s,1500W时则仅需980s;但同时也造成温度均匀性出现恶化,500W时竖直方向最大温差约28℃,1500W时该温差则达到了80℃。此外,水平方向的温差也随加热功率的提高而增加,且越靠近热源的区域越明显,最高达15.7℃,这无疑会加速质子交换膜的机械失效。实际中,应在不过多影响电池运行寿命的前提下,提高加热功率以缩短启动时间。

关键词：燃料电池传热氢测量热管理平板热管

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基于多尺度可分离蒸馏网络的列车轮对踏面缺陷检测算法

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：程翔朱禹熹贾林湖南铁道职业技术学院人工智能学院重庆理工大学材料科学与工程学院湖南工业大学轨道交通学院

作为列车安全维护的重点问题，列车轮对表面缺陷检测性能易受低算力、多尺度和复杂背景等因素的制约。这使得许多基于深度学习的目标检测算法难以完全发挥其性能。针对以上问题，提出了一种基于多尺度可分离蒸馏网络的列车轮对踏面缺陷... 详细信息

作为列车安全维护的重点问题，列车轮对表面缺陷检测性能易受低算力、多尺度和复杂背景等因素的制约。这使得许多基于深度学习的目标检测算法难以完全发挥其性能。针对以上问题，提出了一种基于多尺度可分离蒸馏网络的列车轮对踏面缺陷检测算法(D-MSCNet)。在该方法中，首先设计一种由跨层可分离特征提取模块(CSEM)和多尺度可分离下采样模块(MSDM)组成的主干网络(MSA-ResNet)。其中，CSEM模块通过在残差架构中引入深度可分离卷积、扩展卷积、通道压缩和跨层连接机制来保证它能在不显著增加计算量的同时丰富特征信息、扩大感受野。多尺度可分离下采样模块(MSDM)通过引入多尺度特征融合机制和注意力模块以在下采样任务过程中提高多尺度特征信息、弱化背景信息。其次，设计了一种新的主从区域知识蒸馏策略来有效地压缩和简化模型。它首先根据标签中的Ground Truth划分主要和次要蒸馏区域，然后将两者作用于各个回归分支之间以执行知识蒸馏任务。最后，在实际列车轮对踏面数据集上进行了实验分析，对比实验表明当所提方法 D-MSCNet在加载小参数网络(MSA-ResNet18)时，其MAP=64.9%、FPS=85优于大多数对比方法，表明了该方法能够有效地平衡检测速度和检测精度。此外，通过消融实验、模块对比实验以及可视化分析进一步验证了所提方法的有效性和优越性。

关键词：轮对踏面缺陷知识蒸馏无锚检测器多尺度特征模块深度学习

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基于限流电抗器电压的直流配电网单端量保护

高电压技术 2024年第6期50卷 2693-2705,I0018-I0026页

作者：李波廖凯朱禹澜何正友西南交通大学电气工程学院成都611756

直流配电网故障特性复杂,故障电流上升速度快且峰值大,快速、灵敏的故障识别与线路保护是保障直流配电网安全运行的关键技术之一。为此,针对增设限流电抗器的直流配电网,提出一种利用限流电抗器电压实现高灵敏故障识别的直流配电网单端... 详细信息

直流配电网故障特性复杂,故障电流上升速度快且峰值大,快速、灵敏的故障识别与线路保护是保障直流配电网安全运行的关键技术之一。为此,针对增设限流电抗器的直流配电网,提出一种利用限流电抗器电压实现高灵敏故障识别的直流配电网单端量保护方案。首先,通过分析含限流电抗器的直流配电网故障特性,明确区内、区外故障时限流电抗器电压的特征差异。其次,研究限流电抗器对故障特性及直流保护的影响机制,提出虚拟补偿策略以增强故障识别的灵敏性。在此基础上,根据线路电压变化率设计保护启动判据,提出基于虚拟补偿的故障识别判据和故障选极判据,并给出完整的保护方案流程。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台进行大量的仿真测试,结果表明所提保护方案能够实现对直流故障的快速准确判断,无需通信支持,且对过渡电阻、噪声及负荷波动具有较强的耐受能力。

关键词：直流配电网单端量保护限流电抗器电压故障识别虚拟补偿

大枣对2型糖尿病大鼠摄食及肠道炎症损伤的影响及机制研究

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食品工业科技 2024年

作者：李安诺朱禹岳仁宋成都中医药大学附属医院

目的：探究大枣对2型糖尿病（T2DM）大鼠摄食及肠道炎症损伤的影响作用及机制。方法：SD大鼠随机分为空白组、T2DM模型组、大枣低剂量组（1.575 g/kg）、大枣高剂量组(9.45 g/kg)，除空白组外，其余各组大鼠以高脂高糖饲料+链脲佐菌素（... 详细信息

目的：探究大枣对2型糖尿病（T2DM）大鼠摄食及肠道炎症损伤的影响作用及机制。方法：SD大鼠随机分为空白组、T2DM模型组、大枣低剂量组（1.575 g/kg）、大枣高剂量组(9.45 g/kg)，除空白组外，其余各组大鼠以高脂高糖饲料+链脲佐菌素（Streptozotocin， STZ）诱导T2DM模型，成模后给药组每日灌胃不同浓度的大枣溶液，空白组与模型组灌胃纯水，连续4周。观察、记录大鼠的一般情况及摄食量、血糖等；以酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测大鼠血清炎症因子白细胞介素1β（Interleukin-1β， IL-1β）、肿瘤坏死因子-α（Tumor necrosis factor-α， TNF-α）、胰高血糖素样肽-1(Glucagon-like peptide-1， GLP-1)、酪酪肽（Peptide tyrosine-tyrosine， PYY）水平；苏木素-伊红（HE）染色观察大鼠回肠组织病理情况，TUNEL染色观察大鼠回肠组织细胞凋亡情况；以实时荧光定量PCR（Real-time Quantitative PCR， qPCR）检测大鼠肠道炎症相关基因核因子-κB（Nuclear factor kappa B， NF-κB）p65及凋亡相关基因含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（Cysteinyl aspartate specific proteinase， Caspase）-3的表达；蛋白质印迹（Western Blot， WB）检测大鼠肠道组织炎症及凋亡相关蛋白TLR4、NF-κB p65、磷酸化NF-κB p65（p-NF-κB p65）、BCL2相关X蛋白（BCL2-Associated X， Bax）、B淋巴细胞瘤-2（B-cell lymphoma-2， Bcl-2）、Pro Caspase3及Cleaved Caspase-3水平。结果：4周后，与模型组相比，给药组大鼠摄食量极显著降低（P＜0.01）；给药组大鼠血清中TNF-α、IL-1β水平均极显著降低（P＜0.01），GLP-1水平极显著升高（P＜0.01），PYY水平则以大枣高剂量组升高极显著（P＜0.01）；回肠组织炎症损伤有所改善，大枣高剂量组回肠组织细胞凋亡率极显著降低（P＜0.01）；给药组肠道NF-κB p65、Caspase-3 mRNA和NF-κB p65、Cleaved Caspase-3蛋白表达水平均极显著下调（P＜0.01，P＜0.05），大枣高剂量组p-NF-κB p65、Pro Caspase3和Bax/Bcl-2蛋白表达极显著下调（P＜0.05，P＜0.01）。结论：大枣能够增加肠道抑食性食欲激素GLP-1、PYY水平进而减少T2DM大鼠摄食量，其作用机制可能与大枣减轻T2DM大鼠肠道炎症，修复肠道损伤，恢复肠道激素的分泌有关。

关键词：大枣 2型糖尿病食欲肠道炎症凋亡