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Macroscopic model and statistical model to characterize electromagnetic information of a digital coding metasurface

National Science Review 2024年第3期11卷 159-171页

作者： Rui Wen Shao Jun Wei Wu zheng xing Wang Hui Xu Han Qing Yang Qiang Cheng Tie Jun Cui Institute of Electromagnetic Space Southeast University State Key Laboratory of Millimeter Waves Southeast University Peng Cheng Laboratory Pazhou Laboratory(Huangpu)

A digital coding metasurface is a platform connecting the digital space and electromagnetic wave space, and has therefore gained much attention due to its intriguing value in reshaping wireless channels and realizing new communication architectures. Correspondingly, there is an urgent need for electromagnetic information theory that reveals the upper limit of communication capacity and supports the accurate design of metasurface-based communication systems. To this end, we propose a macroscopic model and a statistical model of the digital coding metasurface. The macroscopic model uniformly accommodates both digital and electromagnetic aspects of the meta-atoms and predicts all possible scattered fields of the digital coding metasurface based on a small number of simulations or measurements. Full-wave simulations and experimental results show that the macroscopic model is feasible and accurate. A statistical model is further proposed to correlate the mutual coupling between meta-atoms with covariance and to calculate the entropy of the equivalent currents of digital coding metasurface. These two models can help reconfigurable intelligent surfaces achieve more accurate beamforming and channel estimation, and thus improve signal power and coverage. Moreover, the models will encourage the creation of a precoding codebook in metasurface-based direct digital modulation systems, with the aim of approaching the upper limit of channel capacity. With these two models, the concepts of current space and current entropy, as well as the analysis of information loss from the coding space to wave space, is established for the first time, helping to bridge the gap between the digital world and the physical world, and advancing developments of electromagnetic information theory and new-architecture wireless systems.

关键词： electromagnetic information theory current entropy current space digital coding metasurface macroscopic model statistical model

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Multiple factors influencing high-purity indium electrolytic refining

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2024年第7期71卷 148-160页

作者： Hong-Qiang Fan Fei Li Hong-xing zheng Wu-ji Pan Mei-Zhen Wu Yashar Behnamian Ju-Bo Peng Dong-Hai Lin State Key Laboratory of Advanced Special Steel&School of Materials Science and Engineering Shanghai UniversityShanghai 200444China Shanghai Engineering Research Center for Integrated Circuits and Advanced Display Materials Shanghai UniversityShanghai 200444China Research&Development Center Yunnan Tin Group(Holding)Limited CompanyKunming 650032China Department of Chemical and Materials Engineering University of AlbertaEdmonton T6G 2V4AlbertaCanada School of Energy and Materials Shanghai Key Laboratory of Engineering Materials Application and EvaluationShanghai Polytechnic UniversityShanghai 201209China

The effects of various contaminants in the electrolytic refinement of indium were investigated using a glow discharge mass spectrometer(GDMS).The effects of several factors such as the indium ion(In3+)concentration,the sodium chloride(NaCl)concentration,the current density,the gelatin concentration,the pH,and the electrode distance,were *** variations in impurity levels concerning gelatin concentration were *** the gelatin and In3+concentration were moderately positively correlated with the Pb *** Sb concentration was associated positively with the NaCl concentration,while the Ti concentration had an adverse correlation with the NaCl *** Bi element content was positively linked to the electrode *** the current density increased,Cu,Pb,and Bi impurities initially rose and then eventually ***,a critical current density of 45 A·m^(-2) was identified in this behavior.

关键词： High-purity indium Electrolysis Multiple factors Electrochemistry Purification

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An improved analysis method for assessing the nuclear-heating impact on the stability of toroidal field magnets in fusion reactors

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Nuclear Science and Techniques 2024年第6期35卷 163-176页

作者： Yu-Dong Lu Jin-xing zheng Xu-Feng Liu Huan Wu Jian Ge Kun Xu Ming Li Hai-Yang Liu Lei Zhu Fei Liu Institute of Plasma Physics Hefei Institutes of Physical ScienceChinese Academy of SciencesHefei 230031China University of Science and Technology of China Hefei 230026China

The superconducting magnet system of a fusion reactor plays a vital role in plasma confinement,a process that can be dis-rupted by various operational factors.A critical parameter for evaluating the temperature margin of superconducting magnets during normal operation is the nuclear heating caused by D-T *** study investigates the impact of nuclear heat-ing on a superconducting magnet system by employing an improved analysis method that combines neutronics and thermal *** the magnet system,toroidal field(TF)magnets are positioned closest to the plasma and bear the highest nuclear-heat load,making them prime candidates for evaluating the influence of nuclear heating on *** enhance the modeling accuracy and facilitate design modifications,a parametric TF model that incorporates heterogeneity is established to expedite the optimization design process and enhance the accuracy of the computations.A comparative analysis with a homogeneous TF model reveals that the heterogeneous model improves accuracy by over 12%.Considering factors such as heat load,magnetic-field strength,and cooling conditions,the cooling circuit facing the most severe conditions is selected to calculate the temperature of the *** selection streamlines the workload associated with thermal-hydraulic *** approach enables a more efficient and precise evaluation of the temperature margin of TF ***,it offers insights that can guide the optimization of both the structure and cooling strategy of superconducting magnet systems.

关键词： Superconducting magnet Nuclear heating Neutronics Thermal hydraulics

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Propolis as a promising functional ingredient: A comprehensive review on extraction， bioactive properties， bioavailability， and industrial applications

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Food Science and Human Wellness 2024年

作者： Mengyao Liu Xiangxin Li Hualei Chen Fei Pan xing zheng Maurizio Battino Wenli Tian Wenjun Peng State Key Laboratory of Resource Insects， Institute of Apicultural Research， Chinese Academy of Agricultural Sciences School of Food and Biological Engineering， Jiangsu University Department of Clinical Sciences， Faculty of Medicine， Polytechnic University of Marche

Propolis is a resinous complex mixture made from plant resins collected by worker bees and mixed with their own secretions. It is rich in polyphenols and flavonoids and thus has a wide range of biological activities and is considered a functional source for promoting human health. However， propolis and its bioactive compounds have poor water solubility， rapid and intense metabolism， and low oral bioavailability， which limits their wide application. In this paper， the main bioactive substances in propolis were summarized， and the biological characteristics and therapeutic potential of propolis and its bioactive substances were discussed. In addition， this paper discussed the factors affecting the bioavailability of propolis and its functional ingredients， focusing on the research progress in improving the bioavailability and bioactivity of propolis and its functional ingredients using nanoencapsulation technology. Finally， the current situation of the global propolis market and the applications of propolis products in the pharmaceutical， food， cosmetic and other industrial fields are discussed， providing useful references for promoting the development of the propolis industry.

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混合交通环境下降雨对车辆跟驰行为的影响分析与模型构建

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长安大学学报（自然科学版） 2024年第3期44卷 138-148页

作者：邢国政高超长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学民航机场智慧建造与维养重点实验室陕西西安710064

针对混合交通环境下车辆跟驰分析时缺少对降雨环境考虑的问题,通过研究驾驶人在降雨环境下驾驶行为的改变,构建在不同降雨强度下适用的跟驰模型。首先,通过Python程序从云控平台数据库中提取车辆跟驰数据和降雨强度数据,分析了车辆在不... 详细信息

针对混合交通环境下车辆跟驰分析时缺少对降雨环境考虑的问题,通过研究驾驶人在降雨环境下驾驶行为的改变,构建在不同降雨强度下适用的跟驰模型。首先,通过Python程序从云控平台数据库中提取车辆跟驰数据和降雨强度数据,分析了车辆在不同降雨强度和交通流状态下的跟驰速度、加速度和车头间距等变化特征以及其相互作用关系,进一步探索了降雨与正常天气下车辆跟驰行为的差异。其次,从优化速度跟驰模型出发,使用加速度衡量跟驰行为特性,综合考虑降雨对前后车相对距离和相对速度的影响,提出了适用于不同降雨强度下的安全间距和驾驶人期望速度确定方法,构建了不同降雨强度下的跟驰模型,并采用遗传算法对新模型进行了参数标定。最后,通过交叉验证方法对标定结果进行了评估,计算了模型输出值与实际值之间的误差。研究结果表明:降雨环境下车辆速度和加速度随着降雨强度的增加有不同幅度的降低,但是车辆加速度变化程度比车辆速度变化程度明显,这说明加速度对于降雨反应更加灵敏;降雨环境下,车头间距受前车速度影响,进而控制后车跟驰速度,不同降雨强度和不同前车速度区间都影响车头间距大小,后车跟驰速度随着车头间距的增大而增大;模型计算结果与实测值的均方根百分比误差不超过0.5,说明所构建的考虑降雨强度的跟驰模型能够很好地描述在不同降雨强度下高速公路驾驶人的跟驰行为。

关键词：交通工程高速公路车辆跟驰模型优化速度模型降雨环境

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浮式风机气动推力和扭矩同时满足相似条件的模型试验方法研究

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中国造船 2024年第2期65卷 86-101页

作者：郝红彬郑兴陈淑玲香港理工大学土木与环境工程学系中国香港999077 哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001 江苏科技大学船舶与海洋工程学院镇江212003

在风浪水池中基于弗劳德相似开展的浮式风机模型试验无法同时满足雷诺相似,导致模型风机难以同时满足推力和扭矩相似。基于气动推力和扭矩相似条件,应用模型叶片几何重构方法重新求解模型风机的叶轮转速和叶片桨距角,提出了一种风机气... 详细信息

在风浪水池中基于弗劳德相似开展的浮式风机模型试验无法同时满足雷诺相似,导致模型风机难以同时满足推力和扭矩相似。基于气动推力和扭矩相似条件,应用模型叶片几何重构方法重新求解模型风机的叶轮转速和叶片桨距角,提出了一种风机气动推力和扭矩同时满足相似要求的试验方法。首先进行风洞模型试验,验证模型风机可在全风速范围内同时满足推力相似和扭矩相似要求;然后通过数值模拟验证实型和模型关于风机和浮式支撑平台之间相互作用的相似性,结果表明缩尺模型试验能较准确地预报实型系统的运动响应以及风机的气动推力和扭矩。

关键词：模型试验浮式风机气动推力相似气动扭矩相似

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金属离子对二甲亚砜依赖的RNA切割型脱氧核酶催化活性的影响

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高等学校化学学报 2024年第4期45卷 35-42页

作者：崔力李素慧郑星常天俊邴涛河南理工大学资源环境学院焦作454003 中国科学院杭州医学研究所杭州310022

在高浓度有机溶剂中工作的RNA切割型脱氧核酶(RNA-cleaving DNAzyme,RCD)及其构筑的分子器件不仅拓展了DNA作为酶的能力,还可将功能核酸推进新的应用领域.本文研究了一个需要二甲亚砜才能工作的RCD(命名为E3)对金属离子的需求,发现二价... 详细信息

在高浓度有机溶剂中工作的RNA切割型脱氧核酶(RNA-cleaving DNAzyme,RCD)及其构筑的分子器件不仅拓展了DNA作为酶的能力,还可将功能核酸推进新的应用领域.本文研究了一个需要二甲亚砜才能工作的RCD(命名为E3)对金属离子的需求,发现二价金属离子对其催化活性至关重要,活性顺序为Zn^(2+),Mg^(2+)>Fe^(2+)>Pb^(2+)>Mn^(2+)>Co^(2+).以Mg^(2+)或Zn^(2+)为辅因子,表征了E3的速率-pH值关系及其与二者的结合比例.E3的催化速率-pH曲线在Mg^(2+)存在下为“钟形”,高速率的pH值范围为7.0~9.0;Zn^(2+)存在下为“尖峰”,速率最高时pH=7.0;E3与Mg^(2+)和Zn^(2+)的数量结合比例均为1∶1.另外,E3以Fe^(2+)为辅因子时易失活,Fe^(2+)被氧化成Fe^(3+)是失活的关键,加入还原剂可使其复活.进一步研究发现,Cu^(2+),Fe^(3+)和Ni^(2+)等金属离子可抑制Mg^(2+)或Zn^(2+)的作用,使E3的催化活性急剧降低.本文研究结果为理解E3的性质及催化机制提供了有用信息.

关键词： RNA切割型脱氧核酶功能核酸有机溶剂金属离子

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小水深下浮式风机系泊系统配件特性研究

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船舶力学 2024年第7期28卷 1051-1062页

作者：郑兴张天胤胡振红马刚哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学烟台研究院山东烟台264006

海上风能资源远超陆地,而我国海域随着离岸距离增加,大陆架水深增加幅度减缓,针对此特点,如何优化设计适应我国海域水深条件的系泊系统是目前发展浮式风机遇到的重大难题之一。本文以5MW-OC4半潜式浮式风机作为研究对象,浮式风机采用悬... 详细信息

海上风能资源远超陆地,而我国海域随着离岸距离增加,大陆架水深增加幅度减缓,针对此特点,如何优化设计适应我国海域水深条件的系泊系统是目前发展浮式风机遇到的重大难题之一。本文以5MW-OC4半潜式浮式风机作为研究对象,浮式风机采用悬链线式系泊方式,使用SESAM软件在渤海某海域40 m水深下对浮式风机进行频域和时域计算。系泊配件在单独和组合使用时分别进行参数敏感性分析,再将浮筒和配重块组合使用对系泊系统进行优化。研究结果表明:浅水条件下,系泊配件组合使用和单独使用时改变相同系泊参数对浮式风机整体响应影响规律相同,但组合使用时改变系泊参数对系泊系统性能优化的效果要更明显,组合使用时更改配重块位置参数时均值的优化差值能达到15.7%,而纵荡、纵摇以及张力响应的优化差值基本都在10%以内,因此选择合理的配件组合方式可以显著改变浮式系统的整体特性并影响系统的安全性和成本。

关键词：浮式风机浅水敏感性分析系泊配件

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大口径爆炸激波管出口冲击波流场图像测量

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光学精密工程 2024年第15期32卷 2355-2362页

作者：郑星黄海莹毛勇建张军周东中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621900

为了获取大视场下爆炸冲击波的纹影图像以及冲击波与被测模型相互作用后的流场演化特征,开展了基于聚焦纹影的反射式高速纹影测试。利用激光光源和高反射膜建立了系统所需的光源输入,并通过简化刀口栅设计,实现了远距离大口径爆炸激波... 详细信息

为了获取大视场下爆炸冲击波的纹影图像以及冲击波与被测模型相互作用后的流场演化特征,开展了基于聚焦纹影的反射式高速纹影测试。利用激光光源和高反射膜建立了系统所需的光源输入,并通过简化刀口栅设计,实现了远距离大口径爆炸激波管出口冲击波流场图像演化特征以及与固体模型相互作用的高时空分辨特征。研究结果表明,设计的聚焦式反射纹影系统在80 m以上距离处获取了大口径大当量爆炸激波管出口处6 m×3 m视场的冲击波特征,以及与固体相互作用的高时空分辨图像和状态数据;相比传统聚焦纹影系统,该系统具有结构简单、可实现性强、测试距离远,覆盖视场大等特点;通过设计不同光源输入,探讨了激光光源在远距离拍摄中的优势;通过冲击波阵面与固体模型的相互作用特征,揭示了冲击波作用于被测固体模型后的形成、演化和绕流状态。该测量结果能够为武器装备在受到冲击波作用后的状态评估和响应特性分析提供直观的图像数据支撑。

关键词：聚焦纹影大视场冲击波图像爆炸激波管

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基于风味组学和脂质组学分析不同品种原料鸭对卤鸭挥发性风味的影响

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食品科学 2024年第12期45卷 176-186页

作者：滕飞刘小琳钟强邢政吴婷徐晓云华中农业大学食品科技学院湖北武汉430072 环境食品学教育部重点实验室湖北武汉430072 果蔬加工与品质调控湖北省重点实验室湖北武汉430070

本研究以樱桃谷鸭、荆江鸭和番鸭制成的卤鸭为研究对象,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术和液相色谱-串联质谱联用技术对3种卤鸭的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)和脂质进行分析,共鉴定出53种VOCs和3538... 详细信息

本研究以樱桃谷鸭、荆江鸭和番鸭制成的卤鸭为研究对象,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术和液相色谱-串联质谱联用技术对3种卤鸭的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)和脂质进行分析,共鉴定出53种VOCs和3538种脂质。此外,确定了16种特征VOCs,筛选出1387种可区分3种卤鸭的潜在脂质标志物。通过网络分析和京都基因与基因组百科全书富集分析发现,磷脂与各脂质间联系密切,含18个以上碳原子的不饱和脂肪酸可能是脂质降解的主要产物。相关性分析结果表明,VOCs与脂质关系密切,以磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺为主的磷脂标记物可能有助于形成特征VOCs。通过聚类分析可知,荆江鸭和番鸭制成的卤鸭风味和脂质组成比较相似,本实验结果可为卤鸭风味调控和原料鸭选育提供理论依据。

关键词：卤鸭品种挥发性风味物质风味组学脂质组学

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