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In sight of K-deficient layered K_(x)MnO_(2) cathode for potassium-ions batteries

Journal of Energy Chemistry 2022年第1期31卷 335-343,I0009页

作者： tiezhong liu Shuang Hou Youpeng Li Shoufeng Xue Junhua Hu Haikuo Fu Chenghao Yang Lingzhi Zhao Guangdong Provincial Engineering Technology Research Center for Low Carbon and Advanced Energy Materials Institute of Semiconductor Science and TechnologySouth China Normal UniversityGuangzhou 510631GuangdongChina Guangzhou Key Laboratory for Surface Chemistry of Energy Materials New Energy Research InstituteSchool of Environment and EnergySouth China University of Technology Guangzhou 510631GuangdongChina Institute of Science and Technology Innovation South China Normal UniversityQingyuan 511517GuangdongChina SCNU Qingyuan Institute of Science and Technology In novation Co. Ltd.Qingyuan 511517GuangdongChina School of Materials Science and Engineering Zhengzhou UniversityZhengzhou 450001HenanChina(Qingyuan Jiazhi New Materials Research Institute Co.Ltd.Qingyuan 511517GuangdongChina

Potassium-ions batteries(PIBs)are attracting increasing attention as up-and-coming youngster in largescale grid-level energy storage benefiting from its low-cost and high energy density.Nevertheless,enough researches regarding indispensable cathode materials for PIBs are badly absent.Herein,we synthesize K-deficient layered manganese-based oxides(P2-K_(0.21)MnO_(2) and P3-K_(0.23)MnO_(2))and investigate them as cathode of PIBs for the first time.As the newcomer of potassium-containing layered manganese-based oxides(K_(x)MnO_(2))group,P2-K_(0.21)MnO_(2) delivers high discharge capacity of 99.3 mAh g^(-1) and P3-K_(0.23)MnO_(2) exhibits remarkable capacity retention rate of 75.5%.Besides,in-situ XRD and ex-situ XRD measurements reveal the reversible phase transition of P2-K_(0.21)MnO_(2) and P3-K_(0.23)MnO_(2) with the potassium-ions extraction and reinsertion,respectively.This work contributes to a better understanding for the potassium storage in K-deficient layered K_(x)MnO_(2)(x≤0.23),possessing an important basic scientific significance for the exploitation and application of layered K_(x)MnO_(2) in PIBs.

关键词： Potassium-ions battery Cathode Layered K_(x)MnO_(2) P2/P3-type structure Low potassium content

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大肠杆菌肌苷酸节点代谢优化高效合成肌苷

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食品与发酵工业 2024年第4期50卷 44-50页

作者：刘铁重高志强侯德欣谢希贤吴鹤云天津科技大学生物工程学院天津300457 工业发酵微生物教育部重点实验室(天津科技大学) 天津300457

该研究以产肌苷的大肠杆菌INO4-5为出发菌,针对其发酵过程中副产物含量高、肌苷产量低以及需要额外添加腺嘌呤等问题,对肌苷酸节点代谢流进行了优化。首先使用不同启动子和核糖体结合位点对枯草芽孢杆菌来源的purA_(bsu)基因进行了表达... 详细信息

该研究以产肌苷的大肠杆菌INO4-5为出发菌,针对其发酵过程中副产物含量高、肌苷产量低以及需要额外添加腺嘌呤等问题,对肌苷酸节点代谢流进行了优化。首先使用不同启动子和核糖体结合位点对枯草芽孢杆菌来源的purA_(bsu)基因进行了表达,以强化腺苷合成支路,使菌株5 L发酵罐上的肌苷产量达到了29.5 g/L,且无需额外添加腺嘌呤。接着通过替换guaB基因的原有启动子以弱化鸟苷合成支路,并过表达guaC基因促使鸟苷酸回流至肌苷酸,使菌株副产物含量显著降低且肌苷产量提升至35.1 g/L;最后对不同5′-核苷酸酶进行了筛选和强化,发现引入来自酿酒酵母的特异性5′-核苷酸酶基因(introduction of specific 5′-nucleotidase gene,ISN1)可有效促进肌苷生产。最终所得菌株INO7-6在5 L发酵罐上发酵,肌苷产量为41.2 g/L,转化率为0.17 g/g葡萄糖,生产强度为0.86 g/(L·h),为目前报道的基因工程菌株的最高产量。

关键词：肌苷肌苷酸大肠杆菌代谢工程发酵

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基础研究动态社团演化规律研究

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科技进步与对策 2022年第7期39卷 1-11页

作者：董金阳刘铁忠张翔董平北京理工大学管理与经济学院北京100081 军事科学院国防科技创新研究院北京100071 北京理工大学珠海学院商学院广东珠海519088

从社团演化入手,构建基础研究动态社团演化分析框架,揭示基础研究科技人才队伍发展规律。首先,构建基础研究动态科研合作网络,运用派系过滤算法提取静态社团,基于社会分层理论与帕累托原则改进即时最优法,揭示关键学者在动态社团识别中... 详细信息

从社团演化入手,构建基础研究动态社团演化分析框架,揭示基础研究科技人才队伍发展规律。首先,构建基础研究动态科研合作网络,运用派系过滤算法提取静态社团,基于社会分层理论与帕累托原则改进即时最优法,揭示关键学者在动态社团识别中的作用;其次,改进动态社团生命周期模型,增加稳定事件以更好地描述动态社团演化活跃度;再次,基于系统理论与竞合理论,从结构、演化和产出3个方面提取16个动态社团演化特征要素,并将其划分为规模与数量、产出与速度、竞合与活跃性、发展与延续性4部分,分析动态社团演化规律。基于以上研究,以集成电路领域为案例,比较中美前沿领域基础研究动态社团发展现状,并给出我国基础研究管理与人才培养的对策建议。

关键词：基础研究动态社团社团演化前沿领域动态科研合作网络

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基于知识关联性的科研合作网络隐性知识扩散模型研究:以重大科技工程为例

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数据分析与知识发现 2021年第9期5卷 10-20页

作者：鲁云蒙刘铁忠北京理工大学管理与经济学院北京100081

【目的】隐性知识是重大科技工程研发创新的重要资源,针对工程中隐性知识的关联性特征,研究多类相互关联的隐性知识同时扩散具有实践意义。【方法】考虑知识关联性,提出科研团队间的知识距离评估方法,并构建了基于科研合作网络的隐性知... 详细信息

【目的】隐性知识是重大科技工程研发创新的重要资源,针对工程中隐性知识的关联性特征,研究多类相互关联的隐性知识同时扩散具有实践意义。【方法】考虑知识关联性,提出科研团队间的知识距离评估方法,并构建了基于科研合作网络的隐性知识扩散模型,通过多主体仿真分析知识关联性和交互策略对隐性知识扩散的影响机理。【结果】扩散初期,知识强关联下的知识扩散速度高于知识弱关联的情况,但随着时间增长,科研团队间知识量差距变小,知识结构相似性增加,知识关联性对知识扩散的影响逐渐弱化。科研团队间的知识交互策略对知识扩散影响较大。【局限】隐性知识的载体网络是真实的科研合作网络,但其传播过程来源于模拟仿真。【结论】分析了工程中相互关联的多类隐性知识扩散的动态过程与效果,并提出了促进隐性知识扩散与学习的建议。

关键词：科研合作网络知识扩散重大科技工程知识关联性

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基于VMD-CNN-LSTM模型和迁移学习框架的风暴潮预测研究

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灾害学 2023年第4期38卷 195-202页

作者：王甜甜鲁云蒙刘铁忠北京理工大学管理与经济学院北京100081 北京理工大学危机管理研究中心北京100081 重庆邮电大学管理与经济学院重庆400065

针对数值风暴潮预测模型耗时长及可操作性差的问题,基于“分解-预测-集成”的思想,融合变分模态分解算法(VMD)、“点-窗”采样模型、卷积神经网络(CNN)、长短期记忆网络(LSTM)及数值集成方法,构建了风暴潮组合预测模型。首先,采用VMD分... 详细信息

针对数值风暴潮预测模型耗时长及可操作性差的问题,基于“分解-预测-集成”的思想,融合变分模态分解算法(VMD)、“点-窗”采样模型、卷积神经网络(CNN)、长短期记忆网络(LSTM)及数值集成方法,构建了风暴潮组合预测模型。首先,采用VMD分解风暴潮增水时序数据,得到多个分量;其次,利用“点-窗”采样模型对分量数据进行采样,构建输入矩阵;之后,将输入矩阵输入到CNN-LSTM组合预测框架中进行预测;最后,集成各分量预测结果,得到风暴潮最终预测结果。实证结果表明,VMD-CNN-LSTM预测模型与目前广泛采用的单一模型和其他组合预测模型相比,具有更高的预测精度。为了将模型更好地运用于实际工程中,采用迁移学习方法,将大数据训练模型“迁移”到小数据领域,结果表明:即使新样本数据量较少,迁移后的模型仍具有较好的泛化能力。

关键词：风暴潮预测时间序列变分模态分解卷积神经网络长短期记忆网络迁移学习

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代谢工程改造大肠杆菌生产肌苷

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食品与发酵工业 2022年第24期48卷 1-7,I0001,I0002页

作者：朱彦凯刘铁重伍法清吴鹤云谢希贤天津科技大学生物工程学院天津300457 天津科技大学食品科学与工程学院天津300457

肌苷是一种具有重要生理功能的嘌呤核苷,被广泛应用在医药和食品领域。为构建肌苷工程菌株,该研究对阻断肌苷降解途径的大肠杆菌INO1-1进行了系统的代谢工程改造。结果显示,引入解淀粉芽孢杆菌的嘌呤操纵子和枯草芽孢杆菌来源的purF_(bs... 详细信息

肌苷是一种具有重要生理功能的嘌呤核苷,被广泛应用在医药和食品领域。为构建肌苷工程菌株,该研究对阻断肌苷降解途径的大肠杆菌INO1-1进行了系统的代谢工程改造。结果显示,引入解淀粉芽孢杆菌的嘌呤操纵子和枯草芽孢杆菌来源的purF_(bsu)^(D293V,K316Q,S400W)突变基因,增强了肌苷合成途径,肌苷产量达到308.3 mg/L;将自身purA基因替换为枯草芽孢杆菌来源的purA_(bsu)^(P242N)突变基因,弱化了腺苷合成支路,使肌苷产量提升至1412.5 mg/L;敲除purR基因及引入prs eco D128A突变基因,增强了前体物5-磷酸核糖-1-焦磷酸的供应,使肌苷产量提升至3.1 g/L;引入解淀粉芽孢杆菌的pbuE基因以促进肌苷外排,又敲除nupC基因以减弱肌苷吸收,使肌苷产量提升至5.0 g/L;最终菌株INO4-5经5 L发酵罐发酵48 h,肌苷产量达到20.2 g/L,糖酸转化率和生产强度分别为0.12 g/g葡萄糖和0.42 g/(L·h)。该研究从头构建了一株可稳定高效合成肌苷的工程菌株,为肌苷的发酵法生产提供了新的参考。

关键词：肌苷大肠杆菌代谢工程途径优化发酵

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重大科技工程体系管理能力评估方法

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科研管理 2020年第2期41卷 267-276页

作者：刘铁忠王晓陈妍北京理工大学管理与经济学院北京100081

科学有效的组织管理是重大科技工程成败的关键要素。针对重大科技工程组织管理面临的基础研究与工程研制并行推进、参与主体价值诉求多元化等挑战,基于体系管理理论构建研究框架,提出体系管理能力评估方法。主要研究结论:构建涵盖组织... 详细信息

科学有效的组织管理是重大科技工程成败的关键要素。针对重大科技工程组织管理面临的基础研究与工程研制并行推进、参与主体价值诉求多元化等挑战,基于体系管理理论构建研究框架,提出体系管理能力评估方法。主要研究结论:构建涵盖组织管理、项目管理、系统工程管理三个维度的评估框架,在此基础上提出包括管理体制潜能、运行机制潜能、系统工程管理潜能、项目管理能力的评估指标体系;构建以"两次定性集成、一次定量集成"为特征的集成评估方法;选取典型案例进行应用研究,发现潜能类指标中的基础研究、科学决策与组织结构分数偏高,组织文化分数偏低,项目管理能力类指标中的合同管理分数偏高,规划管理分数偏低。研究成果从机理角度拓展了大规模科学技术研制工作的组织管理理论,为组织管理能力评估实践提供了新方法。

关键词：重大科技工程体系管理能力综合集成方法

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多用途无人机模块化布局气动设计

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航空学报 2022年第7期43卷 103-118页

作者：李春鹏张铁军钱战森刘铁中航空工业空气动力研究院高速高雷诺数气动力航空科技重点实验室沈阳110034

针对执行侦察和攻击任务的多用途无人机(UAV)开展了模块化布局气动设计研究,结合内部布置特点将主要部件分为共用、专用和通用3类模块,完成了前机身、机翼和尾翼的多种模块方案设计分析,并从气动角度筛选了最佳的专用和通用模块划分方案... 详细信息

针对执行侦察和攻击任务的多用途无人机(UAV)开展了模块化布局气动设计研究,结合内部布置特点将主要部件分为共用、专用和通用3类模块,完成了前机身、机翼和尾翼的多种模块方案设计分析,并从气动角度筛选了最佳的专用和通用模块划分方案,利用基于代理模型的多目标优化平台,从布局和部件两个层面搭建了模块耦合优化设计流程,以现有典型无人机布局为参照,完成了多用途无人机模块化布局优化设计以及气动特性的对比评估。研究表明,作为专用模块的攻击构型前机身优选保证容积要求的短机身方案,作为通用模块的机翼优选侦察构型为前缘拐折平直翼、攻击构型为后掠梯形翼的模块划分方案,作为通用模块的尾翼优选变外形、变倾角的模块划分方案。针对通用模块的模块耦合优化设计能够有效提高侦察构型和攻击构型的升阻比,实现多用途无人机综合气动性能最优。

关键词：无人机多用途模块化气动布局耦合优化

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通用飞机富勒襟翼多目标优化

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空气动力学学报 2017年第4期35卷 572-578页

作者：魏闯张铁军刘铁中中国航空工业空气动力研究院高速高雷诺数重点实验室辽宁沈阳110034 中国航空工业空气动力研究院低速高雷诺数重点实验室黑龙江哈尔滨150001

针对通用飞机高效增升装置设计的需求,提出了同时优化富勒襟翼缝道宽度、搭接量、襟翼偏角和襟翼外形的多目标优化设计方法。建立了基于椭圆方程的富勒襟翼参数化方法和RBF网格变形方法,优化算法采用快速非支配排序遗传算法(NSGAⅡ),以... 详细信息

针对通用飞机高效增升装置设计的需求,提出了同时优化富勒襟翼缝道宽度、搭接量、襟翼偏角和襟翼外形的多目标优化设计方法。建立了基于椭圆方程的富勒襟翼参数化方法和RBF网格变形方法,优化算法采用快速非支配排序遗传算法(NSGAⅡ),以求解雷诺平均N-S方程为气动评估方法并采用集群分布并行计算以缩短优化时间。以GA(W)-1为基准翼型,以增加线性段(6°)和接近失速迎角(13°)升力系数为目标进行富勒襟翼优化,16计算节点下耗时约8h,获得最终Pareto前沿面,并对优化变量进行了相关性分析,相比初始构型,Pareto前沿面构型最大使迎角6°和13°升力系数增加7.03%和3.42%,说明该优化方法快速有效的。

关键词：富勒襟翼多目标优化 NSGAⅡ N—S方程 Pareto前沿面

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飞翼布局纵向气动特性的等离子体激励控制

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高电压技术 2018年第9期44卷 3049-3057页

作者：龙玥霄刘国政孟宣市李华星刘铁中西北工业大学航空学院西安710072 中国航空工业空气动力研究院哈尔滨150001

为提升飞翼布局飞行器的升/阻力、俯仰力矩和失速特性,利用纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体激励对飞翼模型进行控制实验研究,分析激励对全机绕流的控制机理,讨论最佳激励位置。实验在直径1.5 m的低速风洞中进行,风速30 m/s,迎角范围0°～3... 详细信息

为提升飞翼布局飞行器的升/阻力、俯仰力矩和失速特性,利用纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体激励对飞翼模型进行控制实验研究,分析激励对全机绕流的控制机理,讨论最佳激励位置。实验在直径1.5 m的低速风洞中进行,风速30 m/s,迎角范围0°～30°。实验结果发现：纳秒脉冲等离子体激励输出纳秒级的脉冲波形,能耗低,其诱导速度几乎为零,快速的瞬时温升产生平面–半球形组合压缩波,该压缩波在20μs内以超音速传播,随后迅速降低至亚音速水平,最终表现为弱的速度扰动;来流速度v∞=30 m/s下,应用纳秒脉冲激励控制飞翼前缘流动分离,全机最大升力系数提高7.5%,失速迎角推迟3°,俯仰力矩系数平均降低11.6%;小迎角下,前缘分离从机翼外侧翼尖部位开始,位于前缘外侧的激励器控制效果明显,随着迎角逐渐增大,分离点位置向机翼上游内侧移动,位于前缘内侧的激励器控制效果明显。实验研究表明纳秒脉冲等离子体激励可有效控制机翼前缘流动分离,提升飞翼布局的全机纵向气动特性及其失速特性。

关键词：飞翼布局纳秒脉冲等离子体激励纵向气动特性失速特性

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