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表型可塑性的研究进展

科学通报 2024年第14期69卷 1881-1892页

作者：孔源杜茁赵毅强中国农业大学生物学院畜禽生物育种全国重点实验室北京100193 中国科学院遗传与发育生物学研究所北京100101

表型可塑性是指同一基因型个体在不同环境下表现不同表型的现象,或生物体为响应不同环境条件而产生不同表型的能力,是生物体的基本属性,也是适应环境的重要途径.生物体对遗传变异和环境扰动的鲁棒性则被称为渠道化,体现了生物体适应环... 详细信息

表型可塑性是指同一基因型个体在不同环境下表现不同表型的现象,或生物体为响应不同环境条件而产生不同表型的能力,是生物体的基本属性,也是适应环境的重要途径.生物体对遗传变异和环境扰动的鲁棒性则被称为渠道化,体现了生物体适应环境变化的不同策略.现代表型可塑性的研究起始于1965年,如今已成为一个热门的研究领域.为了对表型可塑性进行定量,研究者往往使用具有相同遗传背景的群体,在包含对照环境的两种以上不同环境下量化可塑性反应.经典的表型可塑性量化方法在群体或个体水平上比较表型值的差异或表型值与环境的回归斜率.随着研究的进步,目前的可塑性量化方法正在逐步完善,遗传背景、G×E等也被加入到定量策略中.表型可塑性被认为受到遗传信息和表观遗传两方面的影响,但其背后的机制仍未被阐明.同样地,表型可塑性与适应性之间的关系存在一定的争议,其意义具有高度可变性,应做到具体问题具体分析.本文系统地介绍了表型可塑性的概念、发展简史、机制、量化方法及其与适应性的关系,结合动物、植物以及微生物的例子,总结了该领域目前的研究进展与存在的问题,并对未来的发展进行展望,以期为表型可塑性的相关研究提供较为全面的参考.

关键词：表型可塑性机制量化指标渠道化

废水处理硝酸盐异化还原与厌氧氨氧化/反硝化耦合工艺构建

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化工进展 2024年第3期43卷 1593-1605页

作者：赵瑞强周鑫牛冰心太原理工大学环境科学与工程学院山西晋中030600 山西省市政工程研究生教育创新中心山西晋中030600

采用厌氧膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)处理含COD、氨氮和硝氮的模拟废水,旨在高浓度有机废水处理系统中快速构建厌氧氨氧化(Anammox)运行工艺。通过接种少量Anammox污泥和逐步提高氨氮浓度的操作方式,在连续运行58d后,系统成功启动Anammo... 详细信息

采用厌氧膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)处理含COD、氨氮和硝氮的模拟废水,旨在高浓度有机废水处理系统中快速构建厌氧氨氧化(Anammox)运行工艺。通过接种少量Anammox污泥和逐步提高氨氮浓度的操作方式,在连续运行58d后,系统成功启动Anammox反应,此时的总氮和COD去除率稳定在97%和98%以上。物料衡算显示,Anammox反应途径对氮的去除贡献逐渐增加,硝酸盐异化还原(DNRA)耦合Anammox和反硝化共同促进了系统的同步脱氮除碳。对微生物群落分析发现,Candidatus Kuenenia相对丰度由0.27%快速升高至35.87%,DNRA菌(Ignavibacterium、Thermogutta)及反硝化菌(Azospira、Gp3)在体系内共存。通过基因注释法,检测出了Anammox、DNRA、硝酸盐还原及亚硝酸盐还原关键基因。运行过程中,颗粒污泥颜色变红且粒径增大;胞外聚合物(EPS)分析表明多糖(PS)和蛋白质(PN)含量增加而PN/PS下降;三维荧光光谱发现腐殖酸类物质增多。研究结果为高浓度有机含氮废水高效处理提供了一种新的工艺途径。

关键词：膨胀颗粒污泥床反应器高浓度有机含氮废水硝酸盐异化还原厌氧氨氧化反硝化耦合脱氮

未知初始跟踪条件的非线性系统预设性能有限时间有界H_(∞)控制

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控制与决策 2024年第7期39卷 2215-2223页

作者：李小华包海强刘辉辽宁科技大学电子与信息工程学院辽宁鞍山114051

研究一类具有外部扰动的非线性系统在初始跟踪条件未知情况下的预设性能有限时间有界H_(∞)控制问题.针对预设性能控制设计,提出一个新的误差转换思想,并据此设计新的预设性能函数,解决预设性能控制依赖于系统被约束量初始条件的问题.... 详细信息

研究一类具有外部扰动的非线性系统在初始跟踪条件未知情况下的预设性能有限时间有界H_(∞)控制问题.针对预设性能控制设计,提出一个新的误差转换思想,并据此设计新的预设性能函数,解决预设性能控制依赖于系统被约束量初始条件的问题.基于所提出预设性能函数、有限时间控制理论以及有界H_(∞)的设计方法,获得系统无需初始跟踪条件的预设性能有限时间有界H_(∞)控制器,同时解决非线性系统在有界稳定情况下难以设计H_(∞)控制器的问题,保证跟踪误差以预先设定的动态性能在有限时间内收敛至平衡点附近的小邻域内,并对外部干扰有较强的鲁棒性能.

关键词：非线性系统未知初始条件预设性能控制有限时间控制有界H_(∞)控制自适应控制

袋型阻尼密封动力学特性双控制体Bulk Flow模型

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西安交通大学学报 2024年第7期58卷 26-38页

作者：桂佳强李志刚李军西安交通大学叶轮机械研究所西安710049

为快速准确预测袋型阻尼密封泄漏特性和动力学特性,针对传统单控制体Bulk Flow模型预测精度低、无法预测交叉动力系数的问题,提出了袋型阻尼密封双控制体Bulk Flow模型和动力学特性数值预测方法,并开发了计算程序。首先,依据边界层理论... 详细信息

为快速准确预测袋型阻尼密封泄漏特性和动力学特性,针对传统单控制体Bulk Flow模型预测精度低、无法预测交叉动力系数的问题,提出了袋型阻尼密封双控制体Bulk Flow模型和动力学特性数值预测方法,并开发了计算程序。首先,依据边界层理论,将袋型密封腔室划分为两个控制体,推导了控制体的连续性、周向动量和能量方程,引入Swamee-Jain和Takahashi方程,计算流体-壁面间和流体-流体间的周向黏性摩擦力;其次,采用牛顿-拉夫森算法和摄动分析法分别求解0阶和1阶控制方程,获得各刚度、阻尼动力特性系数;然后,通过与袋型阻尼密封泄漏量和动力特性系数的实验值、单控制体Bulk Flow模型和非定常计算流体动力学(CFD)数值结果进行比较,验证了模型和方法的准确性和可靠性;最后,研究了转子转速(10 000、15 000、20 000 r/min)和预旋比(0.067、0.724、0.997)对袋型阻尼密封动力学特性的影响。结果表明:所发展的模型和方法具有计算速度快、预测精度高(泄漏量预测误差小于6%,动力特性系数预测误差小于38%)的优点;转子转速和进口预旋的增大均会导致袋型阻尼密封有效阻尼显著减小,穿越频率显著增大,易诱发轴系失稳。

关键词：袋型阻尼密封泄漏特性动力学特性双控制体 Bulk Flow模型

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AB系统在椭圆函数背景下的多呼吸子

光学学报 2024年第5期44卷 161-169页

作者：熊玮玥张海强姚慧上海理工大学理学院上海200093

呼吸子泛指一类具有周期演化或周期分布结构的非线性波,它已成为非线性光学系统的研究热点之一。研究多种呼吸子的时空动力学特征具有实际的物理意义。本文基于孤子理论中的Darboux变换方法构造出AB系统在椭圆函数背景下的多呼吸子解,... 详细信息

呼吸子泛指一类具有周期演化或周期分布结构的非线性波,它已成为非线性光学系统的研究热点之一。研究多种呼吸子的时空动力学特征具有实际的物理意义。本文基于孤子理论中的Darboux变换方法构造出AB系统在椭圆函数背景下的多呼吸子解,并进一步分析了呼吸子的非线性动力学特征。首先,基于AB系统的Lax对,通过修正的平方波函数法与行波变换法获得该系统的椭圆函数周期解以及Lax对的基本解。然后,通过椭圆函数积分公式和Darboux变换迭代算法,推导出dn和cn两种椭圆函数背景下的一阶和二阶呼吸子解的解析表达式。另外,讨论了三种呼吸子的动力学特征,主要包括一般呼吸子(GB)、Kuznetsov-Ma呼吸子(KMB)和Akhmediev呼吸子(AB)。最后,研究了在dn背景下GB和KMB相互作用的时空结构以及在cn背景下两个GB相互作用的时空结构。本文研究结果将有助于理解在非线性光学领域中周期背景下的呼吸子动力学特征和相互作用行为。

关键词：非线性光学呼吸子 Darboux变换 AB系统

BNZ组分对KNN基无铅压电陶瓷结构和性能的影响

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材料研究学报 2024年第1期38卷 51-60页

作者：李博森廖忠新高大强兰州大学物理科学与技术学院兰州730030

制备铌酸钾钠-锆酸铋钠(1-x)K_(0.48)Na_(0.52)Nb_(0.96)Sb_(0.04O3-x)(Bi_(0.5)Na_(0.5))ZrO_(3)二元系无铅压电陶瓷并表征其结构和性能,研究了BNZ组分对其结构和性能的影响。结果表明,这种系列压电陶瓷具有典型的钙钛矿结构。x=0.04... 详细信息

制备铌酸钾钠-锆酸铋钠(1-x)K_(0.48)Na_(0.52)Nb_(0.96)Sb_(0.04O3-x)(Bi_(0.5)Na_(0.5))ZrO_(3)二元系无铅压电陶瓷并表征其结构和性能,研究了BNZ组分对其结构和性能的影响。结果表明,这种系列压电陶瓷具有典型的钙钛矿结构。x=0.04的这种陶瓷最为致密,其相对密度为97.43%;压电性能最优:d_(33)=463 pC/N、k_(p)=0.55、Q_(m)=37。这种陶瓷材料在室温下处于三方-四方(R-T)两相共存状态并具有纳米畴结构,使其压电性能优异。

关键词：无机非金属材料压电陶瓷铌酸钾钠纳米畴温度稳定性

基于高干度泡沫实验的非均质咸水层CO_(2)封存能力分析

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天然气工业 2024年第4期44卷 46-55页

作者：李松岩马芮党法强中国石油大学(华东)石油工程学院

CO_(2)咸水层封存是实现“碳中和”目标的一项重要技术手段。高干度泡沫不仅能更好地控制CO_(2)流度而且还能适应地层的非均质性,明显提高了咸水层的空间利用效率。为探究高干度CO_(2)泡沫在非均质咸水层中的调剖效果与CO_(2)封存能力,... 详细信息

CO_(2)咸水层封存是实现“碳中和”目标的一项重要技术手段。高干度泡沫不仅能更好地控制CO_(2)流度而且还能适应地层的非均质性,明显提高了咸水层的空间利用效率。为探究高干度CO_(2)泡沫在非均质咸水层中的调剖效果与CO_(2)封存能力,利用自行设计的高温高压驱替实验装置,进行了不同渗透率级差的并联岩心CO_(2)泡沫驱室内实验研究,分析了驱替过程中岩心的气液产出情况与CO_(2)饱和度的变化规律,指出了不同渗透率级差非均质岩心模型的碳封存效果与机理。研究结果表明:①与CO_(2)气驱相比高干度泡沫驱用于CO_(2)咸水层埋存具有更大优势,当岩心渗透率级差介于2.6~10.8时,泡沫均能有效封堵高渗透岩心,使阻力因子维持在36左右,增大了驱替压差与低渗透岩心的产气、产液速度;②岩心中气相饱和度与渗透率存在一定关系,当岩心的渗透率小于2450 mD时,最高气相饱和度随渗透率增加而增大,当渗透率超过2450 mD时,岩心最高气相饱和度在80%左右;③采用高干度泡沫驱可以有效扩大岩心中CO_(2)封存量,渗透率级差为4时,泡沫驱的CO_(2)封存体积较气驱增长219%,当渗透率级差扩大至10.8,CO_(2)封存量能始终维持在较高水平。结论认为,咸水层条件下CO_(2)泡沫驱替实验探究了CO_(2)封存能力变化,提供了非均质储层提高碳封存效率的实验认识,可为非均质咸水层中CO_(2)的地质封存技术优化提供参考和借鉴。

关键词：碳中和 CO_(2)地质封存高干度泡沫咸水层非均质地层封存效率

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面向社会可持续发展的苏州古城人口容量调整与优化

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城市规划学刊 2024年第3期 65-73页

作者：阳建强杨梓含东南大学建筑学院中国城市规划学会城市更新分会

现阶段苏州古城面临人口老龄化、人口密度过高、人口素质偏低，以及人居环境难以满足现代生活需求等挑战，过去基于单一传统风貌保护目标所采取的人口总量控制策略难以适应当下古城保护发展面临的复杂局面。针对苏州古城人口发展存在的... 详细信息

现阶段苏州古城面临人口老龄化、人口密度过高、人口素质偏低，以及人居环境难以满足现代生活需求等挑战，过去基于单一传统风貌保护目标所采取的人口总量控制策略难以适应当下古城保护发展面临的复杂局面。针对苏州古城人口发展存在的现实问题，立足古城传统风貌保护与社会活力提升双方面需求，围绕古城保护发展整体协调、人口结构调整与优化以及宜居生活环境营造等社会可持续发展目标，从人口规模预测、人口结构引导、人口分布调控、居住空间调整以及公共服务设施分布调控等方面，提出古城人口容量调整优化方案与技术路径，以期能够更加科学、合理和精细地引导古城人口容量管控。

关键词：人口老龄化人口容量社会可持续发展文化遗产保护苏州古城

基于加权投票融合模型的风电机组主轴承故障诊断方法

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风能 2024年第9期 60-67页

作者：吴博阳蔡海洋陈亚男罗智毛胜轲徐国平运达能源科技集团股份有限公司浙江省北大信息技术高等研究院

风电机组中的主轴承扮演着至关重要的角色,它是支撑整个转子系统的关键部件1。主轴承的性能直接影响着风电机组的稳定运行和可靠性。一旦主轴承出现问题,通常需要进行大规模的维修或更换,这将导致高昂的维护成本和停机时间,直接影响到...

风电机组中的主轴承扮演着至关重要的角色,它是支撑整个转子系统的关键部件1。主轴承的性能直接影响着风电机组的稳定运行和可靠性。一旦主轴承出现问题,通常需要进行大规模的维修或更换,这将导致高昂的维护成本和停机时间,直接影响到风电机组的经济效益和可用性2。因此,寻找一种实时、快速且准确的风电机组主轴承故障诊断方法具有重要意义。近年来,众多专家、学者致力于研究风电机组故障诊断技术,在算法技术不断提升及一系列机器学习算法的应用下,风电机组故障诊断水平得到了显著提升。

关键词：