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基于GA-Chebyshev神经网络的分数阶Bagley-Torvik微分方程数值算法研究

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基于GA-Chebyshev神经网络的分数阶Bagley-Torvik微分方程数值算...

作者：秦艳杰辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

在流体力学中,分数阶Bagley-Torvik微分方程被用来解释粘弹性阻尼结构的运动和流体的运动,该方程作为分数阶问题的一种一般形式已被广泛研究。然而分数阶Bagley-Torvik微分方程的精确解难以获得,因此对分数阶Bagley-Torvik微分方程数值... 详细信息

在流体力学中,分数阶Bagley-Torvik微分方程被用来解释粘弹性阻尼结构的运动和流体的运动,该方程作为分数阶问题的一种一般形式已被广泛研究。然而分数阶Bagley-Torvik微分方程的精确解难以获得,因此对分数阶Bagley-Torvik微分方程数值算法的研究在理论与实际应用中具有重要意义,为类似的分数阶微分方程数值求解提供了有效的方法,为复杂系统的数学建模提供了有利的工具。本文基于现有的切比雪夫神经网络,提出了一种利用遗传算法优化切比雪夫神经网络求解分数阶Bagley-Torvik微分方程数值解的新方法,针对分数阶Bagley-Torvik微分方程初值问题进行了研究。首先结合初值点处泰勒展开原理,构造了满足初值条件的数值解一般表达式,把数值求解上述方程初值问题转化为求解无约束最小化问题。然后根据初值点处泰勒展开公式,对本文方法的误差和收敛性给出了理论推导。最后通过数值实验,验证了本文方法对求解上述初值问题是可行且有效的。在初值问题研究的基础上,本文针对分数阶Bagley-Torvik微分方程边值问题进行了研究。首先结合边值点处泰勒展开原理,构造了满足边值条件的数值解一般表达式,把原问题转化为求解无约束最小化问题。然后根据边值点处泰勒展开公式,从理论上对本文方法的误差和收敛性情况做出了讨论。最后在数值算例中,与现有数值方法的数值结果加以对比,研究结果表明了本文方法对求解上述边值问题是可行且有效的。本文研究成果拓展了分数阶微分方程初边值问题的理论研究,丰富了分数阶微分方程初边值问题的数值求解方法,为模拟客观物理力学等问题提供了一定的理论依据。该论文有图15幅,表8个,参考文献67篇。

关键词：切比雪夫神经网络遗传算法泰勒展开原理分数阶Bagley-Torvik微分方程数值解

大泷六线鱼三种组织细胞的有限传代及其生物学特性分析

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水产学报 2013年第2期37卷 168-174页

作者：李霞郭莹秦艳杰姜志强大连海洋大学辽宁省海洋生物资源与生境恢复重点实验室

采用组织块培养法启动大泷六线鱼鳍、吻端和肾脏3种组织细胞的原代培养,并稳定传代培养30代、31代和35代。结果发现,用透明质酸酶和Ⅱ型胶原酶联合消化鳍和吻端组织后细胞分散效果更好。培养于添加5 ng/mL人碱性成纤维细胞生长因子(bFGF... 详细信息

采用组织块培养法启动大泷六线鱼鳍、吻端和肾脏3种组织细胞的原代培养,并稳定传代培养30代、31代和35代。结果发现,用透明质酸酶和Ⅱ型胶原酶联合消化鳍和吻端组织后细胞分散效果更好。培养于添加5 ng/mL人碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、20μg/mL硫酸软骨素、40 ng/mLⅠ型胰岛素样生长因子(IGF-I)及20%胎牛血清的DMEM/F12培养基(pH 7.2)中的3种组织细胞生长分裂旺盛,均为成纤维样细胞。在此条件下第20代的鳍、吻端、肾脏组织细胞群体倍增时间分别为58.7,50.4和32.9 h。第25代大泷六线鱼3种组织细胞的特征性染色体数目均为48条。细胞经液氮冷冻保存60 d后,解冻复苏并经台盼蓝染色,3种细胞成活率分别达84.59%±1.07%、85.75%±1.03%和87.39%±1.05%。3种细胞现已保存在中国典型培养物保藏中心。3种组织细胞体外培养方法的建立为鱼类疾病防治和病理机制研究奠定了基础。

关键词：大泷六线鱼有限传代生物学特性

基于GA-Chebyshev神经网络的一类分数阶微分方程的数值解

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辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2023年第3期42卷 370-377页

作者：胡行华秦艳杰辽宁工程技术大学优化与决策研究所辽宁阜新123000

针对一类分数阶微分方程求数值解的问题,在切比雪夫神经网络的基础上,提出一种利用遗传算法优化切比雪夫神经网络的新方法,并通过2个算例验证了该方法的可行性和有效性。研究结果表明:与现有数值方法相比,采用改进的切比雪夫神经网络方... 详细信息

针对一类分数阶微分方程求数值解的问题,在切比雪夫神经网络的基础上,提出一种利用遗传算法优化切比雪夫神经网络的新方法,并通过2个算例验证了该方法的可行性和有效性。研究结果表明:与现有数值方法相比,采用改进的切比雪夫神经网络方法计算微分方程的数值解与准确解更为接近,误差较小。研究结论为分数阶微分方程中类似问题的求解提供了新思路。

关键词：切比雪夫神经网络遗传算法泰勒展开思想分数阶微分方程数值解

基于GA-Chebyshev神经网络的分数阶Bagley-Torvik方程数值解法

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计算数学 2023年第1期45卷 109-129页

作者：胡行华秦艳杰辽宁工程技术大学优化与决策研究所阜新123000

本文基于现有的切比雪夫神经网络,提出了一种利用遗传算法优化切比雪夫神经网络求解分数阶Bagley-Torvik方程数值解的新方法,结合多点处的泰勒公式原理,给出数值解的一般形式,将原问题转化为求解无约束最小化问题.与现有数值方法的数值... 详细信息

本文基于现有的切比雪夫神经网络,提出了一种利用遗传算法优化切比雪夫神经网络求解分数阶Bagley-Torvik方程数值解的新方法,结合多点处的泰勒公式原理,给出数值解的一般形式,将原问题转化为求解无约束最小化问题.与现有数值方法的数值结果进行比较表明了本文方法的可行性和有效性,为分数阶微分方程中类似问题的求解提供了新的思路.

关键词：切比雪夫神经网络遗传算法分数阶Bagley-Torvik方程数值解

仿刺参体壁再生过程中两个核糖体蛋白基因的表达差异

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海洋通报 2017年第2期36卷 174-181页

作者：秦艳杰王文文王艳枫李霞大连海洋大学辽宁省海洋生物资源与生境修复重点实验室辽宁大连116023 大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室辽宁大连116023

本研究首次从仿刺参(Apostichopus japonicus)体壁中克隆得到核糖体蛋白L30(ribosomal protein L30,RPL30)的c DNA全长序列(Gen Bank:JQ770165),该序列包括56 bp的5′-UTR,162 bp的3′-UTR和339b p的开放阅读框,共编码112个氨基酸;Blast比对分析结果显示该序列的核苷酸序列以及推导的氨基酸序列与其他物种的同源性均在75%以上;RPL30基因在仿刺参各组织中均有表达,其中肠、体腔细胞、纵肌、体壁中表达量分别为呼吸树的7.24倍(P0.05);仿刺参体壁再生不同阶段核糖体蛋白基因RPL30和RPL17的表达存在差异,体壁再生第7 d时RPL30基因的表达出现峰值,为对照组的2.13倍(P>0.05),其余天数的相对表达量均低于对照组,其中第1、5、6d的表达量与对照组差异均显著(P0.05)。研究结果表明核糖体蛋白基因除构成核糖体参与蛋白质合成外,还有着各自的核糖体外功能。本研究结果将为进一步研究仿刺参蛋白质合成、再生及多种生理活动的调控机制奠定基础。

关键词：仿刺参核糖体蛋白L30 基因克隆核糖体蛋白L17 再生

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仿刺参纵肌带再生的形态学和组织学

中国水产科学 2013年第6期20卷 1197-1203页

作者：李霞赵丽娜秦艳杰大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室大连海洋大学辽宁省海洋生物资源恢复与生境修复重点实验室

采用人工创伤的方法剪断仿刺参（Apostichopus japonicus）体腔背部的纵肌带,然后缝合切口处的体壁,将其在添加抗生素（100 IU/mL的青霉素和100μg/mL的链霉素）的海水中继续饲养。通过形态学和组织学方法对仿刺参纵肌带再生过程中的结... 详细信息

采用人工创伤的方法剪断仿刺参（Apostichopus japonicus）体腔背部的纵肌带,然后缝合切口处的体壁,将其在添加抗生素（100 IU/mL的青霉素和100μg/mL的链霉素）的海水中继续饲养。通过形态学和组织学方法对仿刺参纵肌带再生过程中的结构变化进行了观察。形态学结果显示,创伤后0 h,由于纵肌带的收缩,断端出现0.5;cm的间隙;创伤15 d,创伤处出现乳白色絮状组织,暂命名为肌前组织;创伤30;5 d时,肌前组织逐渐增厚并将断端肌肉组织连接起来;创伤60;0 d,肌前组织已转化成纵肌带,并且其厚度增至正常纵肌带的1/2;创伤后110;30 d,新生纵肌带进一步增粗,形态上与未创伤处组织没有区别,只是直径略小一些;创伤150 d,再生的纵肌带厚度同正常状态。组织学结果显示,创伤后15 d,在损伤处出现结缔组织及单个的肌纤维,形成一条不规则的细长条带,即肌前组织;创伤后30;5 d,肌前组织中肌细胞数量大量增加,并与体壁间形成一些"桥状"连接;创伤后60;0 d,肌前组织几乎被肌纤维占据,且"桥状"连接数量增加,此时肌前组织已转化为肌肉带（纵肌带）;创伤后110;30 d,新生肌纤维数量大量增加,和体壁相连的"桥状"连接数量减少,创伤150 d,新生的纵肌带基本达到正常的结构,且"桥状"连接消失。分析认为仿刺参纵肌带具有较强的再生能力,且新生的肌细胞来源于体壁结缔组织细胞和体腔上皮细胞。

关键词：仿刺参纵肌带再生形态学组织学

刺参核糖体蛋白L17基因(RPL17)全长cDNA克隆及组织表达

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农业生物技术学报 2013年第5期21卷 562-569页

作者：王艳枫李霞秦艳杰大连海洋大学辽宁省海洋生物资源与生境修复重点实验室/农业部北方海水增养殖重点实验室

核糖体蛋白除组成核糖体、参与蛋白质合成之外,还作用于细胞的分裂、增殖、分化、凋亡、发育调控等过程。为了研究核糖体蛋白基因在刺参中的生理功能,本研究采用全长cDNA克隆技术首次从刺参(Apostichopus japonicus)体壁中克隆出核糖体... 详细信息

核糖体蛋白除组成核糖体、参与蛋白质合成之外,还作用于细胞的分裂、增殖、分化、凋亡、发育调控等过程。为了研究核糖体蛋白基因在刺参中的生理功能,本研究采用全长cDNA克隆技术首次从刺参(Apostichopus japonicus)体壁中克隆出核糖体蛋白L17基因(ribosomal protein L17,RPL17)的全长cDNA序列(GenBank登录号:JQ922561)。该基因cDNA全长643bp,包括33bp的5′-UTR,58bp的3′-UTR,开放阅读框552bp,编码183个氨基酸,编码的蛋白质相对分子量为21.5010kD,理论等电点(pI)为10.29,总平均亲水性(GRAVY)为-0.964,为不稳定的亲水蛋白。在NCBI网站上经Blastn和Blastx比对分析,发现该序列的核苷酸序列以及推导的氨基酸序列与其他物种的同源性均在70%以上,其中与紫海胆(Stron gylocentrotus purpuratus)的同源性分别为75%和81%。二级结构预测结果:α螺旋占36.61%;β折叠占7.65%;无规卷曲占42.08%;其余13.66%为延伸链。蛋白功能位点分析显示其含有1个核糖体蛋白L22信号位点和9个磷酸化位点,其中cAMP和cGMP依赖性蛋白激酶磷酸化位点3个,蛋白激酶C磷酸化位点4个,酪氨酸激酶Ⅱ磷酸化位点2个。构建的系统进化树显示,刺参与同为棘皮动物的紫海胆聚为一支,分子进化地位上关系最近,其次聚类顺序较近的为玻璃海鞘、非洲爪蟾,脊椎动物聚为一支,该结果与这些物种在生物学上的分类是较一致的。利用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测RPL17基因在刺参各组织中的表达,结果表明,RPL17基因在体腔细胞中表达量最高,肠中次之,呼吸树中最低。体腔细胞中的表达量分别为肠、体壁、纵肌、呼吸树的5.67、21.63、43.25和346倍,与4种组织的差异均极显著(P0.05)。本研究结果将为进一步研究刺参蛋白质合成、再生及多种生理活动的调控机制提供基础数据。

关键词：刺参核糖体蛋白L17 基因克隆表达

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饥饿对中间球海胆MYP基因转录表达的影响

生态学报 2012年第6期32卷 1755-1761页

作者：秦艳杰孙博林李霞王雪金迪大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室海洋生物资源可持续利用重点实验室辽宁大连116023

应用实时定量PCR技术对主要卵黄蛋白(Major yolk protein,MYP)基因在不同饥饿时期中间球海胆的体腔细胞、性腺、肠、胃中的转录表达差异进行了分析。结果表明,在正常状态下,MYP基因在体腔细胞、性腺、肠、胃等不同组织中的转录表达差异... 详细信息

应用实时定量PCR技术对主要卵黄蛋白(Major yolk protein,MYP)基因在不同饥饿时期中间球海胆的体腔细胞、性腺、肠、胃中的转录表达差异进行了分析。结果表明,在正常状态下,MYP基因在体腔细胞、性腺、肠、胃等不同组织中的转录表达差异明显,肠中的表达量最高,其他组织中的表达量均较低。随饥饿时间的延长,MYP基因在体腔细胞中的表达量先迅速下降,而后稳定在较低水平,实验结束时下降至对照组的1.58%;在性腺中的表达量持续上升,实验结束时上升至对照组的679.75%;在肠中的表达量持续下降,实验结束时下降至对照组的33.33%;在胃中的表达量呈上升趋势,实验结束时上升至对照组的106.52倍。综合来看,饥饿状况下,中间球海胆肠中的MYP表达量持续下降,但仍是MYP的主要合成部位;性腺中MYP表达量持续上升,致使其MYP表达比重上升;胃、体腔细胞中表达量在饥饿过程中虽有变化,但总表达量很少,对MYP的整体表达影响不大。

关键词：中间球海胆 MYP基因饥饿转录表达

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重铬酸钾对不同倍性泥鳅鳍细胞系的毒性效应

中国水产科学 2017年第1期24卷 173-179页

作者：吴迪李霞秦艳杰白丽雯周诗珈大连海洋大学辽宁省海洋生物资源恢复与生境修复重点实验室大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室

以二倍体和三倍体泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)鳍细胞系(DIMF和TRMF)为实验材料,研究了重铬酸钾对细胞的氧化损伤、微核形成以及金属硫蛋白表达情况的影响,旨在多角度探讨重铬酸钾对细胞系的毒性效应,建立适合监测其污染情况的指... 详细信息

以二倍体和三倍体泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)鳍细胞系(DIMF和TRMF)为实验材料,研究了重铬酸钾对细胞的氧化损伤、微核形成以及金属硫蛋白表达情况的影响,旨在多角度探讨重铬酸钾对细胞系的毒性效应,建立适合监测其污染情况的指标。采用MTT法测定了细胞的半数抑制浓度;使用试剂盒测定了3种主要抗氧化酶活性;吉姆萨染色后观察了细胞微核的变化,并通过实时定量PCR方法测定了金属硫蛋白的表达情况。结果表明,24 h急性毒性实验两种细胞系的半抑制浓度分别为(25.3±1.2)μmol/L、(27.9±0.6)μmol/L,DIMF对重铬酸钾的敏感性要高于TRMF。当重铬酸钾浓度为030μmol/L时,二个细胞系的超氧化物歧化酶(SOD)活性随染毒浓度升高而升高。当重铬酸钾浓度为020μmol/L时,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性逐渐升高,浓度为3040μmol/L时,其活力开始下降。两种细胞系的谷胱甘肽S转移酶(GST)活性随重铬酸钾浓度增大逐渐降低。二倍体细胞系氧化酶活性均低于三倍体。微核试验显示,重铬酸钾可引起细胞核损伤,形成微核。当重铬酸钾浓度为40μmol/L时,DIMF、TRMF微核率达到最大,分别为7.33‰和8.00‰,DIMF微核率要低于TRMF。实时定量PCR结果显示,对照组金属硫蛋白(MT)基因表达量很低,但经重铬酸钾胁迫后,MT基因表达量显著升高(P<0.01)。

关键词：重铬酸钾泥鳅细胞系酶活力微核率金属硫蛋白