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氢化酶固定化研究进展

合成生物学 2024年

作者：雷航彬何宁李斐煊董玲玲王世珍厦门大学化学化工学院化学工程与生物工程系厦门大学厦门市合成生物学重点实验室

氢化酶催化氢气向质子和电子的可逆转化，具有广阔的工业应用前景。但游离的氢化酶存在着对氧气敏感、传递电子速率慢等缺点。本文综述了碳材料、金属及半导体、高分子和金属-有机框架材料（MOFs）固定化氢化酶。碳材料具有价格低廉、... 详细信息

氢化酶催化氢气向质子和电子的可逆转化，具有广阔的工业应用前景。但游离的氢化酶存在着对氧气敏感、传递电子速率慢等缺点。本文综述了碳材料、金属及半导体、高分子和金属-有机框架材料（MOFs）固定化氢化酶。碳材料具有价格低廉、比表面积大等优势。金属及半导体有着良好的导电性能和优异的催化性能。高分子材料具有良好的生物相容性和机械性能，可以提高氢化酶的稳定性和对氧气的耐受性。MOFs比表面积大，可设计调控，为理化性质不同的氢化酶提供了广泛的载体选择。复合材料固定化氢化酶可以结合不同材料的优势，拓宽固定化氢化酶的应用场景。固定化氢化酶可用于氢气的高效生产与应用以及生物不对称加氢制备手性化合物，为转变能源结构，实现绿色转型、解决环境问题提供了可选方案。

关键词：氢化酶固定化生物电催化碳材料半导体材料高分子材料金属-有机框架(MOFs)

深部大理岩真三轴力学特性离散元和有限差分耦合分析

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爆炸与冲击 2024年第7期44卷 124-136页

作者：王志亮余浪浪合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

为了研究深部大理岩的动态力学特性,首先基于离散元PFC(particle flow code)和有限差分FLAC(fast Lagrangian analysis of continua)耦合法,对大理岩的细观参数进行标定。接着,对三维分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,S... 详细信息

为了研究深部大理岩的动态力学特性,首先基于离散元PFC(particle flow code)和有限差分FLAC(fast Lagrangian analysis of continua)耦合法,对大理岩的细观参数进行标定。接着,对三维分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)冲击模拟中的动态应力平衡条件及均匀性假设进行数值验证。最后,对真三轴应力环境下大理岩的应力-应变响应、破碎特征及能量演化机理等问题进行深入分析。结果表明:基于PFC-FLAC耦合理论的真三轴SHPB试验数值结果满足应力均匀性假设,模拟得到的应力-应变曲线与室内试验数据高度一致。峰值应力、峰值应变随着冲击方向上预压(下称“轴向压力”)的增大呈下降趋势。在轴向压力相同时,试样峰值应力增幅随入射应力的提高逐渐变小;当入射应力固定时,轴向压力对试样峰值应力有削弱作用,垂直于冲击方向的侧压则会提升试样的抗压强度。加载过程中声发射事件爆发期整体上发生在应力峰后段,并在此阶段试样内形成较明显的宏观破碎带。在真三轴动态压缩下,大理岩试样主要以拉伸裂纹居多,在总裂纹数中占比超过80%。试样从加载至破坏的过程伴随有能量的变化,达到应力峰值点时试样的应变储能达到极限,之后转化为以耗散能为主、颗粒动能等为辅的能量形式。

关键词：深部大理岩真三轴条件力学特性破碎形态耦合分析

基于内聚力模型数值算法的无砟道床变形与损伤分析

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铁道学报 2024年第9期 139-147页

作者：严道斌石梓煊许玉德同济大学道路与交通工程教育部重点实验室同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室

针对高速铁路无砟道床层间黏结数值模拟问题，推导混合断裂模式双线性内聚力模型，提出有限元分析框架下的双线性内聚力模型(CZM)数值算法，通过与有限元软件计算结果对比，验证算法的正确性。基于所提出算法，以内聚力单元模拟层间界... 详细信息

针对高速铁路无砟道床层间黏结数值模拟问题，推导混合断裂模式双线性内聚力模型，提出有限元分析框架下的双线性内聚力模型(CZM)数值算法，通过与有限元软件计算结果对比，验证算法的正确性。基于所提出算法，以内聚力单元模拟层间界面，建立CRTSⅢ型板式无砟道床有限元模型，分析温度梯度荷载作用下结构变形与层间损伤规律。结果表明：所提出CZM数值算法与有限元软件计算结果一致，可以反映内聚力单元在受拉、受剪、受拉剪模式下的力学与损伤特性；在-50～100℃/m温度梯度范围内，正温度梯度荷载作用下轨道板垂向位移可达0.509 mm,负温度梯度荷载作用下则可达0.409 mm;轨道板与自密实混凝土层层间损伤受正温度梯度影响大，层间损伤萌生于板角并向板中发展，温度梯度为97.2℃/m时层间黏结局部失效。

关键词：高速铁路无砟道床结构变形层间损伤双线性内聚力模型数值算法温度梯度

基于边界强化混合采样的两阶段电力系统暂态稳定评估

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电力自动化设备 2024年第4期44卷 143-150页

作者：周生存罗毅易煊承吴亚宁李丁雷成华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北武汉430074 南方电网能源发展研究院有限责任公司广东广州510530

受制于样本固有的不平衡性,基于数据挖掘的暂态稳定预测方法不易用于工程实践,为此,提出一种基于边界强化混合采样的两阶段暂态稳定评估模型。在第1阶段,利用预训练的级联卷积神经网络模型确定边界和非边界样本集,利用条件生成对抗网络... 详细信息

受制于样本固有的不平衡性,基于数据挖掘的暂态稳定预测方法不易用于工程实践,为此,提出一种基于边界强化混合采样的两阶段暂态稳定评估模型。在第1阶段,利用预训练的级联卷积神经网络模型确定边界和非边界样本集,利用条件生成对抗网络合成边界集失稳样本,并对非边界集稳定样本进行欠采样,以实现边界强化;在第2阶段,利用混合采样后的重构样本集再训练卷积神经网络模型,以更好地挖掘失稳样本的隐含特征,并采用改进后的焦点损失函数加强模型对边界集样本的学习能力。新英格兰39节点系统与南方某省级电网的仿真结果表明,所建模型有效降低了对失稳样本的漏判率,提高了整体预测精度,在样本极不平衡的情况下仍有良好的评估性能。

关键词：边界强化混合采样暂态稳定不平衡分类卷积神经网络

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仿生分区室固定化多酶体系

合成生物学 2024年

作者：董玲玲李斐煊雷航彬宋启迪王世珍厦门大学化学化工学院化学工程与生物工程系厦门大学厦门市合成生物学重点实验室

仿生分区室固定化多酶耦联是体外合成生物学的前沿技术，目的是实现多酶分区室固定化和反应的时空分离。与简单共固定化不同，仿生分区室固定化技术通过控制酶在载体上的空间分布，形成底物通道促进中间产物传递，并提高串联或耦联反应... 详细信息

仿生分区室固定化多酶耦联是体外合成生物学的前沿技术，目的是实现多酶分区室固定化和反应的时空分离。与简单共固定化不同，仿生分区室固定化技术通过控制酶在载体上的空间分布，形成底物通道促进中间产物传递，并提高串联或耦联反应的系统稳定性、产率和产物纯度。本文综述了近年来仿生分区室固定化多酶体系的进展，包括金属有机框架（MOFs）、聚合物囊泡和聚合物胶囊等固定化策略。MOFs具有结构可控、功能易调控等优点，采用分级多孔、MOF-on-MOF和多种MOF组合等仿生策略构建分区室微反应器，实现高效的体外多酶耦联催化反应。聚合物囊泡的膜结构可模拟天然磷脂双分子层，将多个小囊泡包封到大囊泡形成“囊泡中囊泡”模仿细胞器分区室固定化酶。聚合物胶囊是通过模板法形成核壳纳米球体结构，结构稳定性优异，进一步通过层层自组装能够形成多层核壳结构实现分区室固定化。将来，微流控等技术与仿生分区室固定化多酶技术融合，将促进体外合成生物学和绿色生物制造等领域的发展。

关键词：多酶耦联仿生分区室固定化酶金属有机框架聚合物囊泡聚合物胶囊

婴幼儿护肤品中违禁激素丙酸氯倍他索的荧光渐变型比色分析

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1636-1639页

作者：许春华张惠煊孙毓唐楷臻徐银娟赵媛江南大学化学与材料工程学院合成与生物胶体教育部重点实验室江苏无锡214122

丙酸氯倍他索(CP)是一种糖皮质激素,可用于治疗湿疹、银屑病等皮肤病。婴幼儿长期频繁使用含CP的护肤品可能会导致严重的健康隐患。CP属化妆品禁添加组分,急需开发一种快速、简单护肤品中违禁激素CP的检测方法。通过橙色发光全无机钙钛... 详细信息

丙酸氯倍他索(CP)是一种糖皮质激素,可用于治疗湿疹、银屑病等皮肤病。婴幼儿长期频繁使用含CP的护肤品可能会导致严重的健康隐患。CP属化妆品禁添加组分,急需开发一种快速、简单护肤品中违禁激素CP的检测方法。通过橙色发光全无机钙钛矿量子点(CsPbBr 1.5 I 1.5 QDs)和CP之间发生的卤素交换反应,荧光信号发生蓝移,偏移波长与CP浓度之间呈良好的线性关系,实现婴幼儿护肤品中CP含量的快速检测,检出限为0.2 mmol·L^(-1),检测时间为10 min。开发了用于婴幼儿护肤品中CP检测的荧光比色卡,可快速、准确、简便地用于婴幼儿护肤品中CP含量的检测。

关键词：荧光光谱婴幼儿护肤品丙酸氯倍他索全无机钙钛矿量子点荧光比色分析

基于Anylogic的云制造平台-企业协同调度仿真系统

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系统仿真学报 2024年

作者：王琳煊刘永奎张霖林廷宇王力翚西安电子科技大学机电工程学院西安电子科技大学高性能电子装备机电集成制造全国重点实验室北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京市复杂产品先进制造系统工程技术研究中心北京仿真中心复杂产品智能制造系统技术全国重点实验室北京电子工程总体研究所瑞典皇家理工学院生产工程系

针对当前云制造平台与企业协同调度问题研究不足，以及缺乏相关仿真系统对调度策略组合进行可视化仿真等问题，设计并开发了一个支持云制造平台-企业协同调度动态过程可视化的仿真系统。首先，详细分析了系统多方面需求，并在此基础上... 详细信息

针对当前云制造平台与企业协同调度问题研究不足，以及缺乏相关仿真系统对调度策略组合进行可视化仿真等问题，设计并开发了一个支持云制造平台-企业协同调度动态过程可视化的仿真系统。首先，详细分析了系统多方面需求，并在此基础上提出了一个基于层次型多智能体的可扩展的平台-企业协同调度模型及系统功能架构；其次，结合工业机器人供应链案例，考虑云制造平台层随机选择、时间最优策略以及企业层FIFO (First In First Out)、SPT (Shortest Processing Time)、EDD (Earliest Due Date)等策略组合，构建了平台-企业协同调度仿真模型。最后，基于Anylogic进行了系统实现，并通过多组策略组合与用例开展了仿真实验。结果表明，该系统具有制造场景可扩展、仿真过程可视化等功能特点，同时能够对平台层和企业层调度策略组合的性能进行仿真、测试及优化，从而为云制造平台-企业协同调度策略提供了一个仿真环境和验证平台。

关键词：云制造平台-企业协同调度仿真系统 Anylogic

分体式飞行汽车立体环境感知系统设计及试验研究

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机械工程学报 2024年第10期60卷 102-111页

作者：李颖王荣煊万成麟王伟达杨超徐彬北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120

飞行汽车能够根据道路与天气情况在地面行驶和空中飞行两种模式之间进行切换,对提升交通效率、适应复杂地形及降低交通设施成本具有重要意义。分体式飞行汽车由电动垂直起降飞行器、智能操控座舱和自动驾驶底盘三个独立模块构成,具备地... 详细信息

飞行汽车能够根据道路与天气情况在地面行驶和空中飞行两种模式之间进行切换,对提升交通效率、适应复杂地形及降低交通设施成本具有重要意义。分体式飞行汽车由电动垂直起降飞行器、智能操控座舱和自动驾驶底盘三个独立模块构成,具备地面无人行驶与空中自主飞行两种模式。首先,基于分体式飞行汽车自动驾驶、多模块自主对接引导等功能任务需求,提出立体环境感知系统传感器配置与部署方案并标定了传感器。其次,设计多传感器融合环境感知算法,实现目标检测、可行驶区域分割及多模块自主对接定位。最后,在分体式飞行汽车高性能边缘计算设备进行实车验证。试验表明该感知系统能取得高效的环境感知效果,为分体式飞行汽车的自动驾驶及自主对接引导提供新思路。

关键词：分体式飞行汽车环境感知传感器标定与算法测试

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考虑灵活性的城市综合能源系统区间优化调度

中国电机工程学报 2024年

作者：盛煊林舜江梁炜焜杨悦荣刘明波华南理工大学电力学院

城市综合能源系统(urban integrated energy system， UIES)作为城市能源生产、运输、消费的载体，其运行中需要具备充足的灵活性来应对各种不确定波动。从灵活性的定义出发，提出了基于不确定量波动范围的灵活性调度指标。为了降低传... 详细信息

城市综合能源系统(urban integrated energy system， UIES)作为城市能源生产、运输、消费的载体，其运行中需要具备充足的灵活性来应对各种不确定波动。从灵活性的定义出发，提出了基于不确定量波动范围的灵活性调度指标。为了降低传统区间数在描述不确定量时因为概率信息丢失而导致的决策保守性，提出了采用考虑相关性的多带区间数(multi-band interval number， MBIN)描述不确定量的方法，并通过历史数据和插值法得到连续的累积分布函数。提出了一个以运行成本最小和可容纳室外温度和光照强度不确定波动范围最大的UIES多目标区间优化调度模型。采用区间可能度方法处理含有传统区间数和考虑相关性的MBIN的约束条件，将原问题转化为确定性多目标混合整数线性规划问题。通过一种直接求解多目标优化问题折中最优解的方法，将此问题进一步转化为可以高效求得折中最优解的单目标混合整数线性规划问题。最后，通过一个含有农业-工业-商业园区的实际UIES的算例分析，结果验证了所提出模型和求解方法的正确有效性。

关键词：城市综合能源系统灵活性调度灵活性资源多带区间数区间优化多目标优化