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旧住宅的适老化改造设计研究——以南通唐闸老工业区住宅改造为例

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旧住宅的适老化改造设计研究——以南通唐闸老工业区住宅改造为例

作者：陈正鹏南京工业大学

学位级别：硕士

从1980年代起,我国很多城市逐步迈入老龄化社会,1999年全国整体进入老龄化社会。由于我国未富先老的特殊国情,加之现阶段社会保障制度不够完善,养老问题已成为社会和家庭的沉重负担。受传统观念影响,大部分老人不希望子女还健在的情况... 详细信息

从1980年代起,我国很多城市逐步迈入老龄化社会,1999年全国整体进入老龄化社会。由于我国未富先老的特殊国情,加之现阶段社会保障制度不够完善,养老问题已成为社会和家庭的沉重负担。受传统观念影响,大部分老人不希望子女还健在的情况下便入住养老机构,并且子女也不希望将父母送入养老机构度过晚年。因此,在当前和未来很长一段时间内,居家养老仍是主流养老模式。本文以南通唐闸地区上世纪建成的工房住宅为研究对象,在梳理国内外相关理论与实践的基础上,提出适合当地旧住宅的适老化改造目标、思路和策略。通过文献阅读、案例研究、比较分析、实地调研等方法,总结出其规划与改造设计的基本原则和方法。对唐闸老工业区清末民初的老工房、新中国成立初期前苏联式的新工房和1970980年代建成的多层福利房等三个时代旧住宅的资料研究和实地调研,对这些片区老年人居住的现状及问题进行分析,提出改造工程分“历史建筑修缮——适老化无障碍改造——以绿色建筑技术和智能化技术作为补充”的三步走新思路,从宏观、中观和微观三个层面阐述这类住宅适老化改造的策略,将适老化设计与历史建筑的修缮技术、绿色建筑技术以及智能化技术相结合,对旧住宅进行改造设计。希望论文的研究成果可以为唐闸老工业区工房住宅乃至全国范围内类似的旧住宅适老化改造设计提供思路和参考。论文共分为6章:第1章:首先阐述研究背景、目的与意义、内容与难点,对主要概念进行界定,梳理国内外相关研究和实践,提出论文的研究框架。第2章:对国内外旧住宅适老化改造的理论与方法进行全面的阐述。第3章:选取3个国外发达国家的案例及4个国内具有代表性的住宅适老化设计与改造案例,对建筑设计进行具体分析。第4章:通过对南通唐闸老工业区住宅的走访、调研和分析,制定该片区3类具有代表性的工房住宅适老化改造的目标、思路与设计策略。第5章:基于前文的理论方法和现状分析,结合设计图纸,对3类工房住宅进行改造设计表达。第6章:对全文的理论与实践研究进行总结,提出论文的创新点,对后续研究进行展望,希望论文成果能对唐闸老工业区工房住宅以及全国类似的旧住宅适老化改造提供一定的参考。

关键词：老龄化旧住宅适老化改造历史建筑绿色改造无障碍设计唐闸老工业区工房住宅

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基于进化计算的网络社团挖掘研究

基于进化计算的网络社团挖掘研究

作者：陈正鹏西南大学

学位级别：硕士

现实世界中的很多复杂系统,都可以抽象成图的形式,而复杂网络是研究各类系统普适性特征的有效工具。随着网络科学的发展,社团结构被证实为复杂网络的普遍性质。社团挖掘旨在识别网络中特定的社团结构,不仅对分析复杂网络拓扑结构、揭示... 详细信息

现实世界中的很多复杂系统,都可以抽象成图的形式,而复杂网络是研究各类系统普适性特征的有效工具。随着网络科学的发展,社团结构被证实为复杂网络的普遍性质。社团挖掘旨在识别网络中特定的社团结构,不仅对分析复杂网络拓扑结构、揭示复杂网络中的规律和预测复杂网络演化具有重要意义,而且有着广泛的应用前景,如社交网络上的信息传播分析,蛋白质功能预测,推荐系统优化等等。但是随着时代的发展,传统社团挖掘算法面临新的考验:1)网络数据规模增加,如何提高静态网络社团挖掘算法的效率是亟需解决的问题;2)网络呈现动态性,如何高效准确地捕捉网络的社团演化过程是亟待解决的问题;3)网络呈现层次性,如何挖掘出复合社团结构从而深层次地了解系统的全貌是目前的研究热点。针对现有的社团挖掘算法面临的静态社团识别效率低、动态社团结构不稳定,复合社团划分不合理的不足,本文围绕进化算法求解网络社团挖掘问题,将社团挖掘转化成优化问题,结合生物仿生模型和多目标优化理论,以“如何提高静态网络社团挖掘算法的效率”、“如何识别高质量且稳定的动态网络社团结构”和“如何识别具有较高全局特征的多层网络复合社团结构”为主线。针对静态网络社团挖掘,提出了一种基于多头绒泡菌仿生模型的离散粒子群优化算法。针对动态网络社团挖掘,提出了一种基于分解的多目标离散粒子群优化算法。针对多层网络社团挖掘,探究了现阶段多目标进化算法在多层网络上的研究现状和应用前景。本文的主要研究贡献可以概括为以下三个方面:(1)针对静态网络社团挖掘问题,采用离散粒子群优化算法求解该问题。设计基于数字串的编码方式利于解码,方便计算适应度值。通过结合网络拓扑邻居的信息和基于贪心的模块度增量策略,修改传统粒子群算法的速度和位置更新公式。并介绍一种多头绒泡菌网络模型(PNM,Physarum network model),可以在一定程度上识别网络社团间和社团内的边。之后,将PNM模型对社团边属性的识别作为先验知识,对粒子群算法的种群初始化进行指导,提出了一种基于多头绒泡菌仿生模型的离散粒子群优化算法。最后,在计算机生成的基准网络和现实世界的网络数据集上进行对比实验,从准确度、鲁棒性和收敛速度方面证明算法的有效性。(2)针对动态网络社团挖掘问题,根据演化聚类框架思想,同时考虑网络社团的结构质量和稳定程度。为了自动确定演化框架中的权重系数和网络的社团数目,同时降低多目标进化算法的计算复杂度,使用基于分解的多目标粒子群优化算法进行问题求解,该算法分别以网络模块化密度和标准化互信息作为优化目标,采用切比雪夫(Tchebycheff)聚合的方式评价个体的适应度值。基于单目标粒子群优化算法,重新设计算法的初始化过程和最优个体状态更新规则,并设计帕累托(Pareto)最优解选取策略,从Pareto最优前端上选取模块化密度最大的解作为当前时刻的社团划分,同时当作下个时刻网络社团挖掘的参照。最后,通过对4类基准网络和7个真实网络数据集上的实验证明了算法的有效性,并对动态社团结构的演变进行了可视化。(3)由于多层网络社团挖掘研究刚刚起步,缺少清晰、统一的定义,本文仅探讨现阶段多层网络社团挖掘的相关理论基础和研究成果,介绍了两种不同类型的多层网络:复合型多层网络和相互依赖型多层网络。针对复合型多层网络的社团挖掘问题进行了形式化定义,汇总现阶段多层网络社团挖掘研究成果,特别是基于多目标进化计算的多层网络社团挖掘算法,为基于进化计算的多层网络社团挖掘研究奠定理论基础。综上,本文在复杂网络理论基础上,结合进化计算和多目标优化理论进行静态和动态网络社团挖掘,并探讨了多目标进化算法在多层网络社团挖掘中的有效性和应用前景。同时,通过大量实验证明了基于进化计算框架的社团挖掘算法的有效性。

关键词：复杂网络社团挖掘动态网络多层网络进化计算多目标优化理论

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智能配电网重构方法研究

智能配电网重构方法研究

作者：陈正鹏湖南大学

学位级别：硕士

随着智能配电网的发展,越来越多的分布式电源接入配电网。分布式电源接入配电网,将对配电网运行、控制与管理产生影响。通过配电网重构实现含分布式电源的配电网优化运行及故障恢复,对于提高配电网的安全经济运行水平,具有重要意义。本... 详细信息

随着智能配电网的发展,越来越多的分布式电源接入配电网。分布式电源接入配电网,将对配电网运行、控制与管理产生影响。通过配电网重构实现含分布式电源的配电网优化运行及故障恢复,对于提高配电网的安全经济运行水平,具有重要意义。本文研究含分布式电源的智能配电网优化重构和故障恢复重构方法。首先,分析了四种典型分布式电源的运行控制方式和并网接口类型,将光伏发电、风力发电、微型燃气轮机、燃料电池等常见分布式电源在潮流计算中处理为PQ(V)、 PV四种节点类型,并根据不同节点类型建立相应潮流迭代模型,以IEEE33节点配电系统为例,验证了含分布式电源的配电网潮流算法的正确性。其次,对含分布式电源的配电网建立以有功损耗、负荷均衡及节点电压质量协调最优为目标的重构模型,并采用改进双种群遗传(Improved Dual Population Genetic, IDPG)算法对其求解。IDPG算法采用有自适应规则的混沌局部搜索策略,提高了全局寻优能力。选取IEEE33和PG&E69节点配电网络系统,分别对未接入分布式电源、接入单一及多种分布式电源的情况进行重构仿真,结果表明本文算法能快速有效处理含分布式电源的配电网重构问题。最后,提出基于IDPG算法的含分布式电配电网故障恢复重构方法。以能作为孤岛独立供电的分布式电源为中心,建立考虑负荷优先级的孤岛划分模型,将故障发生点下游的失电负荷划分出作为孤岛负荷区域。不能作为孤岛独立供电的分布式电源并入配电网剩余子系统,以网络损耗最小和开关动作次数最小的综合目标函数进行优化重构,采用改进双种群遗传算法对孤岛外配电网实现恢复性重构。并以IEEE33节点配电系统进行仿真分析,结果表明该方法的可行性和有效性。

关键词：智能配电网分布式电源配电网重构遗传算法故障恢复

基于主从博弈的园区综合能源系统容量及能量管理研究

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基于主从博弈的园区综合能源系统容量及能量管理研究

作者：陈正鹏华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着我国能源革命的深入推进以及“碳达峰、碳中和”战略目标的提出,能源系统将朝着以促进新能源消纳为目标,电、气、冷、热等多种能源协同供给的方向发展。综合能源系统被认为是通过集成区域内多种能源来提高能源利用效率的有效模式,... 详细信息

随着我国能源革命的深入推进以及“碳达峰、碳中和”战略目标的提出,能源系统将朝着以促进新能源消纳为目标,电、气、冷、热等多种能源协同供给的方向发展。综合能源系统被认为是通过集成区域内多种能源来提高能源利用效率的有效模式,其能够促进能源耦合互补,实现一定区域内的电、气、冷、热协同供应,在降低系统成本的同时减少二氧化碳排放,成为当前能源系统发展的重要方向之一。在一系列政策和市场激励下,众多园区级综合能源系统相继落地,通过接入风光等分布式能源的园区综合能源系统能够满足园区各类用户的个性化用能需求,实现各类资源的整体高效利用。然而在园区综合能源系统发展过程中,具体到项目前期的规划建设以及后续的运营管理是目前主要关注的问题。对于园区综合能源系统而言,做好系统的容量规划,确定系统最优的设备选型和容量配置,同时做好系统实际运行过程中的多能源定价和能量管理是保障园区综合能源系统安全、经济、高效运行的基础。因此,论文主要通过优化理论和博弈理论研究园区综合能源系统的前期容量规划和后期的能量管理优化问题,主要研究内容包括:（1）分析园区综合能源系统的基本架构及包含的设备构成单元,对系统的相关设备建立数学模型,分析园区综合能源系统中可能出现的综合能源供应商、园区系统运营商和园区用户三类主体,同时总结归纳双层规划、多目标优化及主从博弈的相关理论,为后续构建系统模型提供理论基础。（2）在园区综合能源系统规划阶段,综合考虑系统年度经济性及系统碳排放量等因素,构建考虑综合能源系统运行的双层多目标容量规划模型并采用NSGA-II算法和Cplex求解,分析不同场景、不同设备配置方案下的容量规划结果,讨论最优设备配置方案下的系统最优运行策略,算例结果表明,双层多目标规划模型可以实现规划阶段的园区综合能源系统容量配置的准确性,也能实现系统经济性及碳排放量的协同趋优。（3）在园区综合能源系统运行阶段,考虑园区综合能源市场特性和能源传输路径,分析园区三类市场主体:综合能源供应商、园区系统运营商和园区用户,以各主体定价及能量管理行为为基础,以各主体净收益最大和用能综合成本最低为目标函数,建立双层主从博弈能量交易模型并证明博弈均衡解的存在性与唯一性,通过改进粒子群算法求解主从博弈均衡解并分析园区综合能源交易过程中多个主体的定价和能量管理策略,算例结果表明,园区多种能源定价互动行为可以有效平衡系统能量,实现园区内多个主体整体效益最优。

关键词：园区综合能源系统容量规划能量管理定价策略主从博弈

肿瘤非介入栓塞用微环境响应聚氨基酸的合成与性能

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肿瘤非介入栓塞用微环境响应聚氨基酸的合成与性能

作者：陈正鹏西北师范大学

学位级别：硕士

经导管动脉栓塞术(transcatheter arterial embolization,TAE),即介入治疗,是目前临床治疗富血管性及无法手术切除肿瘤的主流技术,TAE通过微导管注入栓塞剂有效地阻断肿瘤供血动脉,从而切断肿瘤营养和供氧,达到抑制肿瘤生长的目的。栓... 详细信息

经导管动脉栓塞术(transcatheter arterial embolization,TAE),即介入治疗,是目前临床治疗富血管性及无法手术切除肿瘤的主流技术,TAE通过微导管注入栓塞剂有效地阻断肿瘤供血动脉,从而切断肿瘤营养和供氧,达到抑制肿瘤生长的目的。栓塞剂对介入栓塞治疗效果至关重要,开发新型高性能栓塞剂对肿瘤介入治疗意义非凡,尤其是一些具有环境响应型能的智能型高分子栓塞剂是近年来栓塞剂研究的重点。本文首先对各种栓塞材料特别是环境响应智能型栓塞材料的发展进行了系统综述。在此基础上,针对传统介入栓塞存在的操作过程相对复杂严苛、适应范围相对较小、存在多种风险和并发症等诸多问题,受肿瘤微环境响应药物递送系统研究的启发,提出设计合成一类具有肿瘤微环境响应性的聚氨基酸基高分子栓塞材料,通过静脉注射的方式使其随血液循环到达肿瘤组织后在特殊微环境下发生响应而凝胶化,从而获得一种可作为无导管动脉栓塞术的新型高分子栓塞剂,解决传统TAE存在的诸多问题。同时为了增强栓塞治疗的效果,通过对聚氨基酸基高分子侧基进行功能性修饰,实现栓塞治疗与NO气体治疗、化疗以及荧光造影结合的组合诊疗。为了提高栓塞材料的水溶性和响应性,降低肝吞噬效应,实现高效的肿瘤无导管栓塞治疗,本论文首先以哌嗪为引发剂,引发L-苏氨酸、L-谷氨酸和L-半胱氨酸等氨基酸N-羰基环内酸酐(NCA)开环聚合,制备了pH响应值接近肿瘤微环境pH值(6.5)的聚氨基酸(PGCTGC-6.5),通过氧化巯基乙酸(TGA)形成双硫键对其巯基侧基进行修饰(PGCTGC-SS-TGA)以增强聚合物的水溶性。对所得聚合物结构、环境响应性能、酶促降解性能以及生物相容性进行了测试,结果表明该聚合物的结构与性能符合预期,具有良好的生物降解性和相容性。利用多模式小动物活体成像仪、SPECT-CT、数字减影血管造影(DSA)以及磁共振成像(MRI)等技术通过H22荷瘤小鼠模型和VX2荷瘤兔模型系统地研究了静脉注射所得聚合物后的肿瘤栓塞治疗性能,结果表明聚合物可以在肿瘤部位快速富集并实现肿瘤动脉血管栓塞,肝吞噬效应明显减弱。治疗21天后小鼠肿瘤和兔子肝脏肿瘤消失,60天生存率均在80%以上。一氧化氮(NO)具有多种生物活性,适量浓度的NO可以抑制肿瘤的生长,为进一步提高栓塞治疗效果,实现无导管栓塞和一氧化氮(NO)联合治疗,本论文又以三乙胺为引发剂,引发L-谷氨酸、L-酪氨酸、L-苏氨酸和L-半胱氨酸等氨基酸N-羰基环内酸酐(NCA)开环聚合,制备了pH响应值接近肿瘤微环境pH值(6.4)的聚氨基酸(PGTTC-6.4),通过对其巯基侧基进行功能化修饰制备出可释放NO的S-亚硝基硫醇(PGTTC-SNO)。对所得聚合物结构、环境响应性能、体外NO释放性能、酶促降解性能以及生物相容性进行了测试,结果表明该聚合物各项性能符合预期,在肿瘤微环境响应中所释放的NO能够达到抑制肿瘤生长的浓度条件。以H22荷瘤小鼠作为模型,通过多模式小动物活体成像仪等系统地研究了该聚合物在肿瘤部位的富集能力,并通过对比肿瘤的纯栓塞治疗效果和肿瘤栓塞气疗组合治疗效果,实验结果证明该聚合物可以在肿瘤部位快速富集并发生栓塞,相比于单纯的栓塞治疗,栓塞组合气疗治疗20天后小鼠肿瘤完全消失,治疗效果明显提升。紫杉醇是临床上常用的化疗药物,为实现更高效的组合治疗,本论文将改性后的紫杉醇(HS-PTX)通过构建双硫键的方式键接到PGTTC-6.4的巯基侧基上,制备出化疗栓塞材料(PGTTC-SS-PTX)。其结构及各性能测试表征结果显示该化疗栓塞剂符合生物医用栓塞材料的标准,并且该化疗栓塞材料能在肿瘤微环境条件下释放紫杉醇,能够实现对肿瘤的化疗栓塞。通过验证化疗栓塞材料在荷瘤小鼠肿瘤部位的富集情况以及对肿瘤的治疗效果。结果证明该化疗栓塞材料能够在肿瘤部位快速富集并形成肿瘤栓塞,通过观察对H22荷瘤小鼠模型的治疗效果,化疗栓塞治疗治疗效果优于纯栓塞治疗效果。肿瘤诊疗一体化是将肿瘤的诊断方法与治疗方式相结合,既能对肿瘤进行诊断,也可以实时监测肿瘤的治疗过程。具有聚集诱导发光的特性的AIE荧光分子发光原理与环境响应型聚氨基酸发生凝胶化相变的特征相似,通过化学键将AIE荧光分子接枝到环境响应型栓塞材料上对肿瘤进行荧光成像诊断和栓塞治疗。聚合物的各项性能均符合生物医用栓塞材料,荧光性能测试证明该栓塞材料具有聚集诱导发光性能。H22荷瘤小鼠尾静脉注射PGCLTGCLDCDPP-2TPA溶液后,荧光成像结果证明该栓塞材料在肿瘤微环境条件下能够发生相变而聚集发光,可以对肿瘤进行诊断并实时监测肿瘤。荷瘤小鼠皮下肿瘤栓塞实验证明该栓塞材料能够实现肿瘤诊疗一体化。

关键词：聚氨基酸环境响应无导管肿瘤栓塞

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多目标进化算法中外部归档集维护策略的研究

多目标进化算法中外部归档集维护策略的研究

作者：陈正鹏南京信息工程大学

学位级别：硕士

现实生活中存在大量的多目标优化问题,且目标数超过3的称为高维多目标优化问题,小于3的且大于1的称为低维多目标优化问题。相较于低维多目标优化问题,高维多目标优化问题在寻找最优解时具有更大的难度,往往面临着选择压力不足、多样性... 详细信息

现实生活中存在大量的多目标优化问题,且目标数超过3的称为高维多目标优化问题,小于3的且大于1的称为低维多目标优化问题。相较于低维多目标优化问题,高维多目标优化问题在寻找最优解时具有更大的难度,往往面临着选择压力不足、多样性难以保持和可视化难度高等问题。归档集是第二代进化算法的标志,且在大量经典多目标进化算法中得到成功运用,但在高维多目标问题下,因支配关系失效,使得大量基于支配关系的归档集维护策略也随之失效,并导致算法难以收敛到问题的真实前沿。基于上述问题,本文展开了归档集维护策略的相关深入研究。该研究主要包括两个方面:第一,低维多目标进化算法中以平衡搜索为目的的归档集维护策略研究;第二,高维多目标进化算法中以增加选择压力为目的的归档集维护策略研究。通过对国内外主流文献的调研和分析,开展了以下研究工作并取得了相应的研究成果:1.针对多目标进化算法全局搜索和局部搜索不平衡的问题,本文设计了一种以平衡搜索为目的的新型归档集维护策略并运用在多目标粒子群优化算法(MOPSO)中,有效避免了算法陷入局部最优的情况。通过与同类型热门算法agMOPSO、pdMOPSO等算法在相同标准测试函数上的对比,证明以平衡搜索为目的的新归档集维护策略对Pareto前沿的收敛性和多样性都具有显著提升。2.针对高维多目标进化算法收敛性不足的问题,提出了一种以目标降维为核心思想的新型归档集维护策略DRS-PCCS,并将其应用于高维多目标进化算法NSGA-Ⅲ中,有效提高了算法进化过程中的选择压力。通过与原NSGA-Ⅲ进行实验对比验证,证明新算法有效改善了NSGA-Ⅲ因采用传统非支配导致的收敛不足的问题,为解决高维多目标优化问题带来了新的发展。以上工作深入挖掘了归档集在多目标问题以及高维多目标问题下研究价值,不仅实现了辅助算法进行全局搜索并达到算法搜索平衡的目的，且设计了新的归档集维护策略有效促进了高维多目标问题的优化。

关键词：进化算法高维多目标归档集维护策略平衡搜索降维排序

港口工程软岩嵌岩群桩基础竖向承载性状与沉降计算方法研究

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港口工程软岩嵌岩群桩基础竖向承载性状与沉降计算方法研究

作者：陈正鹏重庆交通大学

学位级别：硕士

软岩广泛分布于我国西南地区码头、桥梁较集中的库区沿岸。近年来，为满足库区高、重、大建筑物的需求，大直径软岩嵌岩灌注桩（以下简称软岩嵌岩桩）得到广泛应用;墩式码头在库区港口工程运用较多，其基础一般采用大直径嵌岩灌注桩群... 详细信息

软岩广泛分布于我国西南地区码头、桥梁较集中的库区沿岸。近年来，为满足库区高、重、大建筑物的需求，大直径软岩嵌岩灌注桩（以下简称软岩嵌岩桩）得到广泛应用;墩式码头在库区港口工程运用较多，其基础一般采用大直径嵌岩灌注桩群桩。目前港工规范认为桩距大于2D的嵌岩群桩无群桩效应并以承载力计算为主且无变形控制计算，其他行业规范基于一般群桩基础承载性状分析嵌岩群桩承载性能。由于软岩相对于硬质岩在矿物组成和承载性状上有承载力低、变形大、水稳性差、易劣化等特性，且水库工程运营后按计划进行周期性蓄水、排水造成的水位周期性变动对库岸软岩工程力学性质有较大影响，对高原库区软岩基岩的影响更大，即软岩嵌岩群桩基础承载性能还需深入研究。针对以上问题，本文首先提出适合软岩嵌岩桩的荷载传递函数，并在此基础上提出软岩嵌岩桩、群桩承载性状有限元分析的“荷载传递—有限元”联合模型;然后以软岩试件关于其承载性能劣化规律的“饱水—风干”水—岩循环作用试验和软岩嵌岩桩物理模型试验研究成果为基础并结合软岩嵌岩桩承载性状和常规群桩理论分析方法研究大直径软岩嵌岩群桩承载性状及其随软岩岩性劣化的变化规律，并研究“承台—桩—软岩”共同作用机理，同时结合其承载特性给出软岩嵌岩群桩的定义;最后提出基于大直径软岩嵌岩单桩承载性能分析方法的软岩群桩沉降计算混合法。通过分析可知，相同承台位移下，软岩嵌岩群桩效率系数随嵌岩深度增加而减小、随桩径增加而增加、随桩距增大而增加，且群桩效率系数随荷载（承台位移）的增加而增加。“水—岩”作用对基岩承载力有较大削弱作用，但相对增大了群桩基础的弹性承载范围，群桩弹性承载阶段的“桩—桩”相互作用较强，使各桩荷载分配随“水—岩”作用次数的增加而越不均匀，且群桩效率系数随“水—岩”作用次数的增加而减小。软岩嵌岩桩“荷载—位移”曲线一般呈缓变形，无明显陡降段，且软岩嵌岩群桩“荷载—位移”曲线比单桩更具缓变性，在设计软岩嵌岩群桩基础时建议承载力的选取应基于功能要求，并应根据水位变动情况和结构功能要求综合考虑群桩效应。

关键词：荷载传递函数有限元分析 “水—岩”作用软岩嵌岩群桩承载性状沉降计算方法

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基于平衡搜索策略的多目标粒子群优化算法

模式识别与人工智能 2017年第3期30卷 224-234页

作者：耿焕同陈正鹏陈哲周利发南京信息工程大学江苏省网络监控中心南京210044 南京信息工程大学计算机与软件学院南京210044

鉴于平衡全局和局部搜索在多目标粒子群优化算法获取完整均匀Pareto最优前沿方面的重要性,设计平衡全局和局部搜索策略,进而提出改进的多目标粒子群优化算法(bs MOPSO).文中策略在局部搜索方面设计归档集自挖掘子策略,通过对归档集中均... 详细信息

鉴于平衡全局和局部搜索在多目标粒子群优化算法获取完整均匀Pareto最优前沿方面的重要性,设计平衡全局和局部搜索策略,进而提出改进的多目标粒子群优化算法(bs MOPSO).文中策略在局部搜索方面设计归档集自挖掘子策略,通过对归档集中均匀分布的部分粒子进行柯西扰动,使归档集涵盖整个前沿面的局部搜索.在全局搜索方面设计边界最优粒子引导搜索子策略,以边界最优粒子替换部分粒子的全局最优解,引导粒子向各维目标的边界区域搜索.选取4种对比算法在ZDT和DTLZ系列的部分测试函数上进行实验,结果表明bs MOPSO具有更快的Pareto最优前沿收敛效率和更好的分布性.

关键词：多目标优化粒子群优化归档集自挖掘边界最优粒子引导平衡搜索

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利用纳米凝胶酶对染料进行降解研究

利用纳米凝胶酶对染料进行降解研究

作者：陈正鹏子深圳大学

学位级别：硕士

全球水污染愈发严重,发展更好的污水处理技术成为了一项重要研究内容。相比其它方法,使用辣根过氧化酶(HRP)催化双氧水降解有机污染物具有绿色环保的独特优势。天然辣根过氧化酶易受到环境影响而失活,本论文通过对天然辣根过氧化酶在分... 详细信息

全球水污染愈发严重,发展更好的污水处理技术成为了一项重要研究内容。相比其它方法,使用辣根过氧化酶(HRP)催化双氧水降解有机污染物具有绿色环保的独特优势。天然辣根过氧化酶易受到环境影响而失活,本论文通过对天然辣根过氧化酶在分子层面上进行凝胶包裹,制成纳米凝胶酶,并通过纳米粒度仪和酶标仪等仪器,对凝胶酶粒径大小和热稳定性进行表征;然后选用染料工业中常见的染料作为降解对象(盐酸副品红、靛蓝胭脂红、直接红81、刚果红和偶氮荧光桃红等),利用天然的辣根过氧化酶和纳米凝胶酶对之进行降解研究,对比分析不同染料的最佳降解条件,以及纳米凝胶酶对不同染料的降解效率和规律,最后对酶回收尝试循环使用。本论文首先对辣根过氧化酶(HRP)进行化学修饰,通过与氨基的反应接枝双键到HRP表面,进而与羧酸甜菜碱丙烯酰胺(CBAA)发生自由基聚合反应,成功制备了HRP的纳米凝胶酶,其粒径大小约为78纳米。纳米凝胶酶不但保持了辣根过氧化酶的原有活性,而且在热稳定性上要优于天然的辣根过氧化酶。在所有的降解实验中,纳米凝胶酶的降解效果都要好于辣根过氧化酶;辣根过氧化酶和纳米凝胶酶在较宽的pH值范围、过氧化氢浓度范围和30℃-60℃都具有一定的降解能力。多种染料的对比研究发现,HRP及纳米凝胶酶对含有多氨基染料的降解效果最好,几乎能达到100%,并且纳米凝胶酶的降解效率几乎是辣根过氧化酶的两倍;而对含有磺酸基染料的降解效果较差。在回收实验中,由于降解产物对酶有一定的影响,辣根过氧化酶和纳米凝胶酶在经过一次降解后活性都有不同程度的下降,但总体来说,纳米凝胶酶的活性损失程度较小。在工业染料废水中加入吸附剂是现代污水处理的有效且重要方法之一。壳寡糖(COS)表面有许多氨基,是一种倍受欢迎的吸附剂。本论文探究了壳寡糖作为吸附剂对染料降解的影响。研究表明,加入一定浓度的壳寡糖,对于含有磺酸基的染料来说,有助于提高染料的脱色率,对于含有较多氨基的染料来说,加入壳寡糖会降低染料脱色的速率,但不会影响最后的降解率;壳寡糖的浓度越高,对染料的脱色效果越明显,但是过高浓度会造成一定的浪费,所以1%的壳寡糖是一个比较合适的浓度。由于氧自由基主要集中在纳米凝胶酶内部或表面,为了更好的将染料从溶液中去除,本论文还尝试通过化学反应,将壳寡糖接枝到纳米凝胶酶上;后续的染料降解实验表明,将壳寡糖接枝到纳米凝胶酶上以后,能够有效地增强纳米凝胶酶对染料的降解能力。

关键词：辣根过氧化酶纳米凝胶酶染料降解壳寡糖