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全二维气相色谱-质谱法在新污染物筛查中的应用

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科学通报 2024年第6期69卷 672-687页

作者：程欣高丽荣张潆心曹小颖乔林刘杨艾俏锋郑明辉中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室北京100085 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 国科大杭州高等研究院环境学院杭州310024

随着化学工业的发展,新化学物质在人类日常活动中不断涌现.新化学物质会在生产、加工、使用以及含新化学品废物处理等过程中向环境中释放,形成新污染物,而目前识别的新污染物种类是非常有限的,其对人体造成的健康效应还缺少全面评估.因... 详细信息

随着化学工业的发展,新化学物质在人类日常活动中不断涌现.新化学物质会在生产、加工、使用以及含新化学品废物处理等过程中向环境中释放,形成新污染物,而目前识别的新污染物种类是非常有限的,其对人体造成的健康效应还缺少全面评估.因此,精准识别环境中的新污染物,评估其环境与健康风险是环境保护领域的一项具有挑战性的工作.全二维色谱-高分辨质谱法是筛查并鉴别环境中新污染物的有力工具,近年来在环境分析领域得到广泛应用.以“全二维气相色谱”为关键词在Web of Science核心合集数据库中检索相关文献得到约3000条结果.基于全二维气相色谱(GC×GC)的优异分离能力,其主要用于挥发性、半挥发性新污染物筛查.本文综述了基于全二维气相色谱-质谱法的新污染物筛查方法(疑似筛查和非靶向筛查)及流程,包括样品制备、仪器分析、数据处理、化合物结构鉴定和风险评估5个步骤.同时,总结了近10年来全二维气相色谱-质谱法在筛查不同环境基质中(包括水、空气、土壤、沉积物和生物等)新污染物取得的进展.最后,本文提出了全二维气相色谱-质谱法在筛查环境中的新污染物中面临的挑战以及未来的发展趋势.

关键词：全二维气相色谱质谱新污染物非靶向筛查

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大型集装箱船-桨-舵耦合的水动力性能数值模拟及试验验证

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大型集装箱船-桨-舵耦合的水动力性能数值模拟及试验验证

作者：谢添慰杭州电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,由于受到IMO（International Maritime Organization）组织中EEDI（Energy Efficiency Design Index）和“减少温室气体排放”等相关指标的限制,传统的船舶行业开始出现危机,迫使船厂及相关单位设计出更加节能高效的船舶或开发... 详细信息

近年来,由于受到IMO（International Maritime Organization）组织中EEDI（Energy Efficiency Design Index）和“减少温室气体排放”等相关指标的限制,传统的船舶行业开始出现危机,迫使船厂及相关单位设计出更加节能高效的船舶或开发新的船型。船舶阻力裁夺了船舶的实用性与经济性,通过评估船舶阻力,可以优化船舶设计、评估船舶性能、优化航线规划。作为推进装置,螺旋桨的匹配对船舶的稳定性、快速性和经济性至关重要。此外,舵在船舶的稳定运行和航向调整方面起着举足轻重的作用。因此,不仅要关注螺旋桨以及船体本身,还需要充分考虑船体、螺旋桨和舵组成的耦合系统。深度探究船-桨-舵耦合下的船舶性能对前期的设计和中后期的优化有着重大的科研价值和广泛的应用前景。本文的目标是针对两艘大型船舶,基于CFD（Computational Fluid Dynamics）商业软件进行船舶性能仿真,并开展船模试验验证比对。主要工作包括:（1）针对实尺度的大型汽车滚装船,分析其船舶阻力特性。设定计算工况,建立三维数值计算模型,计算得出静水阻力,与船模试验进行比对,平均误差为0.62%,并分析了兴波与船体相对位置的变化情况。也对该船在18种规则波与3种海况下的阻力进行了数值模拟,分析了阻力的组成成分与变化趋势。规则波下的总阻力基本上呈正态分布,总阻力峰值均存在于波长为1.2倍船长L的工况。对于不同海况,基本上随着海况等级的增加,波浪阻力呈线性增加。（2）针对大型集装箱船9500DWT的船-舵耦合系统。首先对船舶进行实尺度三维建模,设定几何模型与计算工况,划分三维数值计算模型（包括计算域、边界条件及网格）,并进行网格无关性验证,得出实尺寸船-舵耦合下的静水阻力以及流场仿真结果与分析。将仿真结果与试验值进行对比验证,发现总阻力系数与试验值的最大误差为3.84%,最小误差为0.06%,各工况的平均误差为1.72%。（3）针对实尺度的大型集装箱船9500DWT的船-桨-舵耦合系统。首先完成对目标螺旋桨的敞水实验,得出其敞水性能曲线。接着根据其自身的几何参数与计算工况建立三维数值计算模型,其中采用体积力法模拟螺旋桨的旋转运动,得出静水阻力,分析船-桨-舵耦合相互作用的伴流、推力减额以及推进效率。对比船-舵耦合与船-桨-舵耦合的数值模拟结果。同时,完成了9500DWT的船模自航试验,验证得出螺旋桨发出功率与转速的误差均控制在5%以内,平均误差分别为2.21%和2.43%。此外,还研究了9500DWT在波浪中的自航状况,探究波浪增阻与兴波的变化,越高等级海况下的风浪状况会对自航中的船舶施加更多的波浪阻力,且有递增趋势,艉部兴波也愈发复杂。（4）针对船-桨-舵耦合系统提出一种节能优化方案,在螺旋桨后引入所设计的毂帽鳍以提高整体的推进效率,改善螺旋桨的尾部流场,对比螺旋桨包含毂帽鳍和不包含毂帽鳍的两种方案的流场变化。包含毂帽鳍的方案有效降低了尾流场涡旋的混乱程度,舵表面的流线也得到了整合。优化方案可以有效减小螺旋桨所发出功率的3%～5%,提高了推进效率,达到了节能目的。

关键词：船-桨-舵耦合实尺寸三维数值模拟阻力特性体积力法节能优化

突发公共事件下复杂供应链网络风险传播与干预

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计算机工程与应用 2024年第8期60卷 296-308页

作者：姜林梁竞心重庆邮电大学现代邮政学院重庆400065

突发公共事件给供应链网络的稳定运行带来极大冲击,如何提升供应链网络应对突发公共事件的能力,保持其坚韧性与稳定性,具有重要意义。结合突发公共事件的特性,基于改进的SEIR系统动力学传播模型,构建政府干预下复杂供应链网络的风险传... 详细信息

突发公共事件给供应链网络的稳定运行带来极大冲击,如何提升供应链网络应对突发公共事件的能力,保持其坚韧性与稳定性,具有重要意义。结合突发公共事件的特性,基于改进的SEIR系统动力学传播模型,构建政府干预下复杂供应链网络的风险传播模型,并利用基本再生数的理论方法,分析风险传播的阈值以及平衡点问题,探究政府干预对阻断供应链风险传播的积极作用,从宏观层面分析供应链风险的传播机理以及干预措施,得出政府的风险管控方向。理论研究及仿真实验的结果均表明,政府通过控制基本再生数,能有效遏制风险进一步蔓延与扩散,达到控制风险的目标。

关键词：突发公共事件供应链风险系统动力学传播模型基本再生数

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中国农村人居环境治理效率动态演进及影响因素研究

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中国农业资源与区划 2024年

作者：王燕燕黄森慰福建农林大学公共管理与法学院

[目的]测度中国农村人居环境治理效率，并对其动态演进及影响因素进行探究，旨在为中国各区域的农村人居环境治理政策制定提供量化支撑，进而助力快速有效实现“美丽中国”目标。[方法]基于农村生产、生活、生态“三生”角度构建农村人... 详细信息

[目的]测度中国农村人居环境治理效率，并对其动态演进及影响因素进行探究，旨在为中国各区域的农村人居环境治理政策制定提供量化支撑，进而助力快速有效实现“美丽中国”目标。[方法]基于农村生产、生活、生态“三生”角度构建农村人居环境治理效率评价指标体系，运用非期望产出全局超效率EBM模型测度2007-2021年中国30个省（市、自治区）的农村人居环境治理效率，利用核密度估计和马尔科夫链刻画其时空演变特征，并通过空间杜宾模型分析其影响因素及空间溢出效应。[结果]（1）中国农村人居环境治理效率有待提升且存在地区差异，呈现“东部>西部>中部”的梯度特征。（2）研究期内农村人居环境治理效率整体仍处于两极分化格局，且呈现“俱乐部趋同”现象。（3）中国农村人居环境治理效率存在显著的空间溢出效应，农村经济发展水平、城镇化率、政府干预和工业化水平作为影响因素表现出一定的区域异质性。[结论]根据中国农村人居环境治理效率及其影响因素的研究结果制定政策措施，以提升农村人居环境治理效率。

关键词：农村人居环境治理效率动态演进影响因素全局超效率EBM模型空间计量模型

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质子交换膜燃料电池在线监测方法研究进展

材料导报 2024年第6期38卷 103-116页

作者：李兰心潘牧郭伟先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心广东佛山528000 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

质子交换膜燃料电池作为一种高效、无污染的新一代发电技术在近年来得到广泛关注,但是其寿命问题依然严重制约其商业应用。通过对燃料电池状态进行在线监测来实现电池的快速故障诊断,是延长电池寿命的极有效的途径之一。本文对近年来质... 详细信息

质子交换膜燃料电池作为一种高效、无污染的新一代发电技术在近年来得到广泛关注,但是其寿命问题依然严重制约其商业应用。通过对燃料电池状态进行在线监测来实现电池的快速故障诊断,是延长电池寿命的极有效的途径之一。本文对近年来质子交换膜燃料电池在线监测方向的文章进行了总结,并按照故障检测方法(包括极化曲线、循环伏安法、电化学阻抗谱等)进行分类讨论。同时,根据实际应用情况将单一检测方法和多种结合检测方法进行文献综述。另外,在总结现有的在线监测方法的基础上,本文提出了未来燃料电池在线监测需要解决的问题并进行展望。

关键词：质子交换膜燃料电池燃料电池电堆在线监测故障诊断电化学阻抗谱

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融合模式搜索的蝗虫优化算法及其应用

西安电子科技大学学报 2024年第2期51卷 137-156页

作者：肖怡心刘三阳西安电子科技大学数学与统计学院陕西西安710126

在智能优化算法应用于复杂优化问题的求解过程中,平衡开发和探索以获得最优解具有重要意义。因此针对传统蝗虫优化算法在处理一些较为复杂的优化问题时出现的收敛精度低、搜索能力弱且容易陷入局部最优等缺陷,提出一种融合模式搜索的蝗... 详细信息

在智能优化算法应用于复杂优化问题的求解过程中,平衡开发和探索以获得最优解具有重要意义。因此针对传统蝗虫优化算法在处理一些较为复杂的优化问题时出现的收敛精度低、搜索能力弱且容易陷入局部最优等缺陷,提出一种融合模式搜索的蝗虫优化算法。首先引入Sine混沌映射初始化蝗虫个体种群位置,减少个体重叠概率以增强种群迭代初期的多样性;其次利用模式搜索法,对种群目前找到的最优目标展开局部搜索,提高算法的收敛速度与寻优精度;同时为了避免算法后期陷入局部最优,引入了基于凸透镜成像的反向学习策略。实验部分通过对改进的蝗虫算法进行消融实验,验证了Sine混沌映射、模式搜索、反向学习每个策略的独立有效性。并用两组测试函数进行仿真实验,采用Wilcoxon秩和检验、Friedman检验的方法进行结果分析。实验结果均表明了融合模式搜索法改进的蝗虫算法在收敛速度与寻优精度上得到明显提高。最后,将其应用于移动机器人路径规划,测试结果进一步验证了改进算法的有效性。

关键词：蝗虫优化算法粒子群优化算法模式搜索时间复杂度统计检验路径规划

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