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Numerical study of the effects of Planetary Boundary Layer structure on the pollutant dispersion within built-up areas

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Journal of Environmental Sciences 2015年第6期27卷 168-179页

作者： Yucong Miao shuhua liu Yijia Zheng Shu Wang Zhenxin liu Bihui Zhang Department of Atmospheric and Oceanic Sciences School of Physics Peking University International Center of Climate and Environment Sciences Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences National Meteorological Center China Meteorological Administration

The effects of different Planetary Boundary Layer（PBL） structures on pollutant dispersion processes within two idealized street canyon configurations and a realistic urban area were numerically examined by a Computational Fluid Dynamics（CFD） model. The boundary conditions of different PBL structures/conditions were provided by simulations of the Weather Researching and Forecasting model. The simulated results of the idealized 2D and 3D street canyon experiments showed that the increment of PBL instability favored the downward transport of momentum from the upper flow above the roof to the pedestrian level within the street canyon. As a result, the flow and turbulent fields within the street canyon under the more unstable PBL condition are stronger. Therefore, more pollutants within the street canyon would be removed by the stronger advection and turbulent diffusion processes under the unstable PBL condition. On the contrary, more pollutants would be concentrated in the street canyon under the stable PBL condition. In addition, the simulations of the realistic building cluster experiments showed that the density of buildings was a crucial factor determining the dynamic effects of the PBL structure on the flow patterns. The momentum field within a denser building configuration was mostly transported from the upper flow, and was more sensitive to the PBL structures than that of the sparser building configuration. Finally, it was recommended to use the Mellor-Yamada-Nakanishi-Niino（MYNN） PBL scheme, which can explicitly output the needed turbulent variables, to provide the boundary conditions to the CFD simulation.

关键词： Weather Researching and Forecasting model Planetary Boundary Layer Computational Fluid Dynamics Open FOAM Dispersion

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嵌套阵的疏密子阵融合波达方向估计方法

哈尔滨工程大学学报 2024年第3期45卷 607-614页

作者：王娜赵宣植刘增力侯书画昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650504

为有效利用嵌套阵包含疏密子阵的几何结构以提高估计性能,本文提出一种在2子阵上分别测向再融合的波达方向估计方法。通过理论分析和实际案例阐明融合嵌套阵的两子阵测向结果可以消除信源角度估计模糊,且不会出现互质阵解模糊时伴随的... 详细信息

为有效利用嵌套阵包含疏密子阵的几何结构以提高估计性能,本文提出一种在2子阵上分别测向再融合的波达方向估计方法。通过理论分析和实际案例阐明融合嵌套阵的两子阵测向结果可以消除信源角度估计模糊,且不会出现互质阵解模糊时伴随的匹配错误。利用无需谱峰搜索的求根多重信号分类方法在嵌套阵2子阵上求解测向结果,若稀疏子阵间距为N倍半波长,推导出对其复根开N次方可获含模糊角的高精度估计,再结合最小方差准则与精度较低但无模糊的密集子阵测向结果进行融合,最终得到高精度的波达方向估计。与嵌套阵已有算法相比,该算法提高了波达方向估计精度和分辨率,由于无需2子阵协方差降低了计算量,且能够支持嵌套阵的分布式配置。仿真结果验证了所提算法的有效性。

关键词：嵌套阵列求根多重信号分类方差融合疏密子阵波达方向估计稀疏子阵密集子阵解模糊

Numerical study of the effects of local atmospheric circulations on a pollution event over Beijing–Tianjin–Hebei, China

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Journal of Environmental Sciences 2015年第4期27卷 9-20页

作者： Yucong Miao shuhua liu Yijia Zheng Shu Wang Bicheng Chen Hui Zheng Jingchuan Zhao Department of Atmospheric and Oceanic Sciences School of Physics Peking University Department of Meteorology The Pennsylvania State University University Park Key Laboratory of Regional Climate–Environment Research for Temperate East Asia Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of Sciences Department of Atmospheric Sciences Yunnan University

Currently, the Chinese central government is considering plans to build a trilateral economic sphere in the Bohai Bay area, including Beijing, Tianjin and Hebei（BTH）, where haze pollution frequently occurs. To achieve sustainable development, it is necessary to understand the physical mechanism of the haze pollution there. Therefore, the pollutant transport mechanisms of a haze event over the BTH region from 23 to 24 September 2011 were studied using the Weather Research and Forecasting model and the FLEXible-PARTicle dispersion model to understand the effects of the local atmospheric circulations and atmospheric boundary layer structure. Results suggested that the penetration by sea-breeze could strengthen the vertical dispersion by lifting up the planetary boundary layer height（PBLH） and carry the local pollutants to the downstream areas; in the early night, two elevated pollution layers（EPLs） may be generated over the mountain areas： the pollutants in the upper EPL at the altitude of 2–2.5 km were favored to disperse by long-range transport, while the lower EPL at the altitude of 1 km may serve as a reservoir, and the pollutants there could be transported downward and contribute to the surface air pollution.The intensity of the sea–land and mountain–valley breeze circulations played an important role in the vertical transport and distribution of pollutants. It was also found that the diurnal evolution of the PBLH is important for the vertical dispersion of the pollutants,which is strongly affected by the local atmospheric circulations and the distribution of urban areas.

关键词： Air pollution Sea–land breeze circulation Mountain–valley breeze circulation WRF model FLEXPART model

苜蓿草田间作功能植物对苜蓿蓟马及天敌小花蝽种群的影响

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中国生物防治学报 2024年第1期40卷 99-107页

作者：魏淑花刘学琴王颖刘畅张蓉宁夏农林科学院植物保护研究所银川750002

本研究将苜蓿Medicago sativa与百脉根Lotus corniculatus、红豆草Onobrychis viciifolia、白三叶Trifolium repens、小冠花Coronilla varia及除虫菊Tanacetum cinerariifolium等不同功能植物以不同比例进行间作,在田间系统监测基础上,研究基于有害生物推拉策略和生物多样性保护的苜蓿蓟马生态调控技术。结果表明,苜蓿刈割前,苜蓿草田内蓟马及天敌小花蝽Orius similis的数量均显著高于对应间作的功能植物区;刈割1周后,与百脉根、红豆草、白三叶和除虫菊间作的苜蓿草田内小花蝽种群密度显著下降,对应的功能植物区内小花蝽数量显著上升,其中,百脉根、红豆草及白三叶3种功能植物区内小花蝽种群密度分别由刈割前的3.67头/10复网、3.00头/10复网、3.67头/10复网增加到了刈割1周后的11.50头/10复网、29.17头/10复网、15.00头/10复网,分别是刈割前的3.13倍、9.73倍和4.09倍,苜蓿草田内蓟马种群密度显著下降,对应不同功能植物区内蓟马种群密度不同,在红豆草和白三叶功能植物区内显著升高,而在其它区内刈割前无显著差异;刈割2周后,苜蓿再生期蓟马种群密度显著上升,各功能植物区内的小花蝽密度显著下降,与其间作的苜蓿草田内小花蝽种群数量显著增加;刈割3~4周后,随着苜蓿草田内蓟马种群密度的下降,其天敌小花蝽种群数量显著下降,不同功能植物区间小花蝽及蓟马种群密度变化不显著。苜蓿与五种功能植物以4:1比例间作对蓟马的调控效果由高到低依次为白三叶,除虫菊,红豆草,百脉根,小冠花。本研究为保护苜蓿草田生态系统天敌发挥生态效能提供可借鉴的策略与方法。

关键词：苜蓿草田功能植物间作蓟马小花蝽生态调控

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鸽子位置细胞筛选及影响因素分析

生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 335-341页

作者：刘新玉崔书华杨晨光王东云刘凯歌秦月温盛军黄淮学院智能制造学院河南驻马店463000 开封技师学院电气工程系河南开封475004 中原工学院电子信息学院郑州450007

具有位置调谐特性的位置细胞对于大脑空间认知和导航具有重要作用,但如何筛选位置细胞尚缺乏系统研究。针对位置细胞筛选,以鸽子为模式动物,利用自由活动状态下鸽子海马区锋电位和运动轨迹信号,给出了鸽子位置细胞的筛选流程,分析了位... 详细信息

具有位置调谐特性的位置细胞对于大脑空间认知和导航具有重要作用,但如何筛选位置细胞尚缺乏系统研究。针对位置细胞筛选,以鸽子为模式动物,利用自由活动状态下鸽子海马区锋电位和运动轨迹信号,给出了鸽子位置细胞的筛选流程,分析了位置细胞筛选过程中网格数和滤波核尺寸对于位置细胞位置野的影响。实测和仿真数据结果表明,该筛选方法可以有效地筛选出位置细胞,位置细胞位置野大小在整体趋势上与划分网格数基本呈反比,与高斯滤波核尺寸基本呈正比。该研究不仅能够促进鸽子位置细胞响应特性研究,而且有助于空间认知与导航神经机制的解析。

关键词：位置细胞位置野鸽子筛选

应用弥散峰度成像评价中重度阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者脑损伤与焦虑、抑郁和认知障碍的相关性研究

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中华耳鼻咽喉头颈外科杂志 2024年第5期59卷 472-479页

作者：翟曜耀刘晓霞孟婵李树华吴大海中国人民解放军北部战区总医院耳鼻咽喉头颈外科沈阳110015 中国医科大学附属盛京医院放射科沈阳110004

目的:应用弥散峰度成像(diffusional kurtosis imaging,DKI)探索中重度阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome,OSAHS)患者脑白质损害与焦虑、抑郁情绪和认知功能障碍的相关性。方法:回顾性病例对... 详细信息

目的:应用弥散峰度成像(diffusional kurtosis imaging,DKI)探索中重度阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome,OSAHS)患者脑白质损害与焦虑、抑郁情绪和认知功能障碍的相关性。方法:回顾性病例对照研究选取中国人民解放军北部战区总医院耳鼻咽喉头颈外科在2017年11月至2022年12月行多导睡眠呼吸监测(polysomnography,PSG)确诊为中重度OSAHS患者50例(中重度OSAHS组,男47例,女3例),年龄22~65岁(中位年龄40岁);同时选取行PSG检查的非OSAHS者32例(对照组,男27例,女5例),年龄19~56岁(中位年龄34岁)。所有受试者均行DKI扫描及贝克焦虑量表(Beck anxiety inventory,BAI)、贝克抑郁量表第2版(Beck depression inventory-Ⅱ,BDI-Ⅱ)、蒙特利尔认知评估量表(Montreal cognitive assessment,MoCA)评分,找出峰度各向异性分数(kurtosis fractional anisotropy,KFA)有差异的脑区,并分析OSAHS患者KFA值减低脑区与焦虑、抑郁和认知障碍的相关性。采用两独立样本非参数检验、卡方检验和偏相关分析等统计学方法,分析2组人群的评估指标。结果:中重度OSAHS组在右侧外囊、左前放射冠、右前放射冠、左后放射冠、右后放射冠、左上放射冠、右上放射冠、左上纵束、右上纵束、胼胝体膝部、胼胝体压部、胼胝体体部及后扣带回区域白质纤维束的KFA值均低于对照组(t=-2.247、-3.028、-3.955、-4.871、-2.632、-2.594、-2.121、-2.167、-3.129、-2.015、-2.317、-2.313、-2.152,P<0.05)。在中重度OSAHS组中:BAI评分与右外囊、右前放射冠、左后放射冠、左上放射冠、胼胝体体部、胼胝体压部的KFA值呈负相关(r=-0.306、-0.372、-0.296、-0.346、-0.318、-0.386,P<0.05);BDI-Ⅱ评分与右上放射冠、右上纵束、左前放射冠、胼胝体膝部、胼胝体体部、胼胝体压部的KFA值呈负相关(r=-0.334、-0.289、-0.309、-0.310、-0.503、-0.469,P<0.05);MoCA评分与右后放射冠、右上纵束、左前放射冠、左上放射冠、左上纵束、胼胝体膝部、胼胝体体部、胼胝体压部的KFA值呈正相关(r=0.368、0.431、0.324、0.410、0.469、0.384、0.369、0.309,P<0.05)。结论:中重度OSAHS患者部分脑区的损害明显,受损的脑功能区与患者焦虑、抑郁情绪和认知功能减退密切相关。

关键词：阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征弥散峰度成像峰度各向异性分数基于纤维束示踪的空间统计方法

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基于eBPF的云上威胁观测系统

信息网络安全 2024年第4期24卷 534-544页

作者：刘斯诺阮树骅陈兴蜀郑涛四川大学网络空间安全学院成都610065 四川大学网络空间安全研究院成都610065

随着云上威胁的种类和攻击路径更加多样化,单一维度的威胁数据难以准确刻画复杂多变的威胁行为。文章提出一种基于扩展伯克利数据包过滤器(extended Berkeley Packet Filter,eBPF)的威胁观测系统ETOS(eBPF-Based Threat Observability S... 详细信息

随着云上威胁的种类和攻击路径更加多样化,单一维度的威胁数据难以准确刻画复杂多变的威胁行为。文章提出一种基于扩展伯克利数据包过滤器(extended Berkeley Packet Filter,eBPF)的威胁观测系统ETOS(eBPF-Based Threat Observability System),首先,通过评估威胁行为中各动作的危险程度,对关键动作分层分类设置观测点位,从而在目标机器上实现按需动态激活eBPF探针,获取多维结构化威胁行为数据,能够有效表达云环境中的威胁行为,降低数据分析的预处理成本;然后,设计一种通用eBPF探针模板,实现探针库的自动化扩展;最后,文章在容器云平台上复现了18个容器逃逸通用漏洞披露(Common Vulnerabilities and Exposures,CVE),并利用ETOS观测威胁行为。实验结果表明,ETOS能够在多个层次观测威胁行为,输出多维结构化威胁数据,引入系统和网络的总体开销均低于2%,满足云平台运行要求。

关键词：威胁观测 eBPF可观测性云计算安全数据采集

设施蔬菜土壤丛枝菌根真菌多样性及群落构建的季相变化

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土壤学报 2024年第1期61卷 200-210页

作者：刘蕾肖广敏王凌茹淑华张国印孙世友河北省农林科学院农业资源环境研究所河北省肥料技术创新中心石家庄050051

为研究设施生态系统丛枝菌根(Arbuscularmycorrhiza,AM)真菌群落变化的关键驱动过程,采集设施番茄不同生长季(休耕、花期、果期)土壤样品,利用IlluminaMiSeq高通量测序技术分析AM真菌物种和谱系多样性及群落结构变化特征,并结合群落谱... 详细信息

为研究设施生态系统丛枝菌根(Arbuscularmycorrhiza,AM)真菌群落变化的关键驱动过程,采集设施番茄不同生长季(休耕、花期、果期)土壤样品,利用IlluminaMiSeq高通量测序技术分析AM真菌物种和谱系多样性及群落结构变化特征,并结合群落谱系分析方法探讨不同生长季随机性过程和确定性过程之间的相对贡献。结果表明,不同生长季AM真菌的物种多样性和谱系多样性均发生显著改变:相比于休耕期,番茄生育期(花期、果期)土壤中AM真菌丰富度、Shannon多样性、Pielou均匀度、谱系多样性(PD)和平均成对谱系距离(MPD)分别显著下降了42.82%~59.18%、43.25%~48.31%、17.46%~25.40%、57.14%~67.86%和50.00%;除球囊霉属相对多度显著增加,近明球囊霉属和类球囊霉属相对多度均显著下降,原囊霉属相对多度先增加后降低。置换多元方差分析(PERMANOVA)和非度量多维度分析(NMDS)结果表明休耕期基于物种组成和谱系组成的AM真菌群落结构显著差别于番茄生育期,但花期和果期之间差异不显著。谱系分析结果显示,休耕期净亲缘关系指数NRI=0,表明AM真菌在谱系结构上是随机的,花期和果期NRI>0,表明谱系聚集,暗示了AM真菌群落构建由随机性过程主导向确定性过程主导的转变,中性群落模型(NCM)结果也支持该推断。Mantel检验结果显示,土壤pH、养分(有机碳、全量氮磷钾和有效磷)、盐分含量以及土壤温湿度作为确定性因素显著影响AM真菌群落的季相变化。综上所述,设施生态系统高集约化生产方式促进了AM真菌群落构建从随机性过程主导向确定性过程主导转变,导致多样性降低和群落结构变化,研究结果对揭示设施蔬菜栽培条件引起的土壤质量退化及其过程中的微生物组演变规律具有重要意义。

关键词：丛枝菌根真菌谱系结构随机性过程确定性过程群落构建

分流叶片长度及周向偏移量对ORC向心透平性能的影响

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动力工程学报 2024年第5期44卷 759-769页

作者：韩旭李奇杨依栋刘树华李鹏华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

利用分流叶片能有效改善叶片通道内的流动阻塞问题,降低流动损失。针对某带分流叶片的有机朗肯循环(ORC)向心透平,研究了不同分流叶片长度和周向偏移量对透平性能的影响,对不同叶片布置方案进行数值模拟,分析了内部流动状况、叶片载荷... 详细信息

利用分流叶片能有效改善叶片通道内的流动阻塞问题,降低流动损失。针对某带分流叶片的有机朗肯循环(ORC)向心透平,研究了不同分流叶片长度和周向偏移量对透平性能的影响,对不同叶片布置方案进行数值模拟,分析了内部流动状况、叶片载荷和损失分布。结果表明:分流叶片能有效削弱通道中的涡流,改善流动状况,使通道内部的压力分布合理;同时在一定程度上分担了主叶片的载荷。与分流叶片长度系数相比,周向偏移量对熵产率的影响较为明显;随着长度系数和周向偏移量的增加,高熵产率范围和总压损失系数均呈现先减后增的趋势,等熵效率的变化则相反,当l=0.5、d=0.5时等熵效率最大,为91.26%,而功率与叶片长度大体呈正相关;将长度系数和周向偏移量分别控制在0.5~0.6时,能保持较为理想的流动状况及叶片载荷分布,高熵产率范围较小,有利于透平性能的提升。

关键词：向心透平分流叶片熵产法数值模拟