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淀粉基凝胶-多酚递送体系:从结构设计到食品应用

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食品科学 2024年第3期45卷 307-316页

作者：蔡杰桂玥张碟武汉轻工大学硒科学与工程现代产业学院国家富硒农产品加工技术研发专业中心湖北省绿色富硒农产品精深加工技术研发工程中心湖北武汉430023 武汉轻工大学大宗粮油精深加工教育部重点实验室农产品加工与转化湖北省重点实验室湖北武汉430023

多酚是存在于植物性食物中的一类化合物,具有抗氧化、抗炎和抗肿瘤等生物活性。然而,在食品加工、储藏和消化的过程中,多酚容易遭受外界不利因素(如高温、光照、碱性环境等)的影响而降低甚至丧失生物活性。淀粉基凝胶体系不仅具有天然... 详细信息

多酚是存在于植物性食物中的一类化合物,具有抗氧化、抗炎和抗肿瘤等生物活性。然而,在食品加工、储藏和消化的过程中,多酚容易遭受外界不利因素(如高温、光照、碱性环境等)的影响而降低甚至丧失生物活性。淀粉基凝胶体系不仅具有天然来源多糖类物质良好的生物相容性、可降解性和安全性,而且自身三维网络结构对小分子表现出优异的包封能力和有效的控释作用。近年来,通过不同方式(如3D打印、共价或非共价交联以及作为凝胶填充物)所构建的淀粉基凝胶,在提高多酚类小分子活性成分的稳定性和生物利用率等方面表现出较大的应用前景。本文首先介绍了多酚的生物活性以及自身的局限性,着重探讨了淀粉自身的特性(如糊化、老化、胶凝性等)以及不同交联方式与淀粉基凝胶形成之间的联系,进一步分析了多酚在淀粉基凝胶形成中的作用,以及所构建的淀粉基凝胶对多酚封装和释放性能的影响,在此基础上,对淀粉基凝胶-多酚体系在食品中的应用前景和挑战进行了展望。

关键词：多酚生物活性递送体系淀粉凝胶

计及碳配额的电动公交车⁃配电网协同优化调度策略

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电力系统自动化 2024年第12期48卷 48-57页

作者：张良黄久鸿戚佳金尹清波龙彦良张超锐现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林省吉林市132012 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司浙江省杭州市310016 国网浙江省电力有限公司台州供电公司浙江省台州市318000

考虑个人碳交易机制在电动公交车优化调度中的应用,提出一种基于动态碳价格的碳配额激励机制,电动公交车用户可以通过出售碳配额获取一定的收益。首先,计及路况对电动公交车运行时间产生的影响,根据工作日与休息日交通指数对电动公交车... 详细信息

考虑个人碳交易机制在电动公交车优化调度中的应用,提出一种基于动态碳价格的碳配额激励机制,电动公交车用户可以通过出售碳配额获取一定的收益。首先,计及路况对电动公交车运行时间产生的影响,根据工作日与休息日交通指数对电动公交车进站时间进行修正,构建电动公交车工作日与休息日充电负荷模型;然后,将基于动态碳价格的碳配额激励机制运用于电动公交车与新能源协同调度策略,构建综合考虑用户与电网利益的多目标函数,并运用鲸鱼算法对目标函数进行求解;最后,基于经济指标和性能指标,对固定碳价格、动态碳价格两种激励机制进行对比分析,通过算例验证了基于动态碳价格的碳配额激励机制的电动公交车与新能源协同调度策略的优越性。

关键词：配电网电动公交车碳配额激励机制协同优化调度

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基于李雅普诺夫直接法的MMC控制策略研究

电力系统保护与控制 2024年第19期52卷 35-46页

作者：郑征魏梦雨李绍令史梦瑶河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003 河南省智能装备直驱技术与控制国际联合实验室河南焦作454003

为改善PI控制下模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的控制效果,提出了基于李雅普诺夫直接法的MMC控制策略。首先,建立MMC整流器的数学模型。其次,构造出MMC系统的李雅普诺夫能量函数。然后,在MMC数学模型和能量函数... 详细信息

为改善PI控制下模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的控制效果,提出了基于李雅普诺夫直接法的MMC控制策略。首先,建立MMC整流器的数学模型。其次,构造出MMC系统的李雅普诺夫能量函数。然后,在MMC数学模型和能量函数的基础上设计了控制系统。由奈奎斯特稳定判据分析了直流电压稳定性的影响因素,并在经典频域下通过伯德图对比分析了李雅普诺夫控制策略和PI控制策略的控制性能。最后,在负载阶跃、交流侧电压幅值阶跃和交流侧三相电压不平衡工况下对两种控制策略进行了仿真和半实物在环仿真研究。结果表明,李雅普诺夫控制策略较PI控制策略有着更好的控制效果,李雅普诺夫控制策略更适用于MMC此类非线性强耦合系统。

关键词：模块化多电平变换器李雅普诺夫直接法 PI控制控制性能

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深度学习颅骨重建和平面波经颅超声成像方法

声学学报 2024年第3期49卷 381-391页

作者：周江锦郭远洋周宸宸许凯亮复旦大学信息科学与工程学院生物医学工程系上海200438 复旦大学脑科学前沿科学中心上海200432 复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室上海201203

为解决颅骨声阻抗失配导致平面波经颅超声成像质量下降的问题,提出一种基于深度学习的颅骨重建技术,结合快速行进法可实现平面波经颅成像的相位畸变校正。根据人类颅骨CT图像设置颅骨形状进行数值仿真,颅骨重建的时间开销为0.97 s,基于... 详细信息

为解决颅骨声阻抗失配导致平面波经颅超声成像质量下降的问题,提出一种基于深度学习的颅骨重建技术,结合快速行进法可实现平面波经颅成像的相位畸变校正。根据人类颅骨CT图像设置颅骨形状进行数值仿真,颅骨重建的时间开销为0.97 s,基于重建结果计算平面波的走时平均相对误差约为0.25%,单点目标散射波走时平均相对误差约为0.76%。经颅仿体实验中,强回声点目标图像经过校正之后,平均位置偏移从1.42 mm减少为0.28 mm,半峰全宽从1.82 mm减少为0.99 mm;圆形目标图像经过校正后对比度噪声比从7.5 dB提升为9.8 dB,偏心率从0.31降低为0.24。以上结果表明,该方法能够准确计算经颅超声的走时并且显著改善成像的质量,可用于经颅脑超声成像的相位畸变校正。

关键词：平面波成像经颅超声相位畸变校正快速行进法深度学习

GX4CrNi13-4马氏体不锈钢激光熔覆工艺参数优化和仿真模拟

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材料工程 2024年第7期52卷 83-93页

作者：张华炜何凌欢侯娟李家民黄爱军上海理工大学材料与化学学院增材制造研究院上海200093 蒙纳士大学增材制造中心澳大利亚诺丁山3168

为提升激光熔覆质量,建立以激光功率、扫描速度及送粉量为主要工艺参数的有限元分析过程,减少熔覆工艺参数优化的研发周期和经济成本。通过温度场和应力场模拟GX4CrNi13-4马氏体不锈钢激光熔覆数据对照实验结果的方法,验证不同参数下的... 详细信息

为提升激光熔覆质量,建立以激光功率、扫描速度及送粉量为主要工艺参数的有限元分析过程,减少熔覆工艺参数优化的研发周期和经济成本。通过温度场和应力场模拟GX4CrNi13-4马氏体不锈钢激光熔覆数据对照实验结果的方法,验证不同参数下的成形质量,优化激光熔覆工艺参数。结果表明:为避免基体熔穿和高质量致密度,激光功率的调整范围应控制在1800~2000 W之间;增加送粉量可以有效降低温度和残余应力。3个工艺参数中激光功率是主要调控参数,对熔覆质量影响最大。综合致密度分析和显微硬度测试评估不同参数下样品的熔覆质量和残余应力分布,发现最佳工艺参数组合为激光功率1800 W、扫描速度10 mm/s以及送粉量10 g/min。实验结果与应力场模拟的趋势一致,进一步验证模拟数据的准确性。

关键词： GX4CrNi13-4马氏体不锈钢工艺参数优化有限元模拟温度场应力场

热处理对激光熔覆GX4CrNi13-4显微组织和力学性能的影响

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核技术 2024年第6期47卷 99-109页

作者：何凌欢李家民张华炜侯娟田馨妮黄爱军上海理工大学材料与化学学院上海200082 蒙纳士大学增材制造中心澳大利亚诺丁山3168 蒙纳士大学材料科学与工程系澳大利亚克莱顿3800 苏州工业园区蒙纳士科技研究院苏州215004

激光熔覆凭借低成本、高效率被激光再制造领域重点关注,激光熔覆制造的GX4CrNi13-4马氏体不锈钢是一种核电站中应用广泛的结构材料。为改善激光熔覆制件低塑性问题,需进行热处理组织结构调控,改善其力学性能。采用激光熔覆技术制备了GX4... 详细信息

激光熔覆凭借低成本、高效率被激光再制造领域重点关注,激光熔覆制造的GX4CrNi13-4马氏体不锈钢是一种核电站中应用广泛的结构材料。为改善激光熔覆制件低塑性问题,需进行热处理组织结构调控,改善其力学性能。采用激光熔覆技术制备了GX4CrNi13-4不锈钢样品,对其热处理组织开展调控研究。首先通过热膨胀试验推导出该合金的奥氏体相变开始温度为620℃,作为热处理工艺开发的基准参考温度。分别制定了固溶时效(1050℃保温1 h+550℃保温4 h,简称固溶时效处理)和单时效(620℃保温2 h,简称单时效处理)两种热处理工艺,对比研究了热处理对覆层金属显微组织和力学性能的影响作用。然后采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对热处理后的显微组织结构和物相分布等进行表征,并对热处理前后的样品进行室温拉伸性能测试。结果表明:激光熔覆GX4CrNi13-4马氏体不锈钢沉积态样品基体组织主要为马氏体/铁素体双相组织,铁素体相呈连续网状结构,沿马氏体晶界析出,此外还存在少量残余奥氏体。经固溶时效热处理后,基体仍主要由马氏体和铁素体组成,但连续网状铁素体发生分解,且出现大量微米级马氏体晶内析出物,这导致材料塑性略有提升,但强度显著下降。对覆层样品进行单时效热处理,由于温度处于奥氏体相转变临界温度,样品中产生了逆变奥氏体相,该相在拉伸过程中引发相变诱发塑性(Transformation Induced Plasticity,TRIP)效应。此外,单时效处理后沿马氏体析出的网状铁素体进一步得到分解,呈离散分布。TRIP效应和铁素体分解的共同作用下,有效改善了激光熔覆GX4CrNi13-4不锈钢的塑性同时使得强度被较好地保持。激光熔覆工艺在修复和再制造领域具有广泛的应用前景,但熔覆过程的高冷却速度、复杂的热循环对材料的组织结构产生影响,使得修复件往往具有高强度但塑韧性不足。开展合适的热处理组织性能调控是改善材料综合力学性能的有效手段,在激光熔覆GX4CrNi13-4不锈钢的热处理工艺研究中,选择奥氏体相变温度作为时效温度,利用逆变奥氏体TRIP效应和网状铁素体分解的联合作用,获得强度-塑性匹配的良好力学性能。

关键词：马氏体不锈钢激光熔覆逆变奥氏体热处理增韧热膨胀系数奥氏体转变温度

基于交叉注意力的多源数据融合的气体泄漏检测

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中国安全科学学报 2024年第7期34卷 91-97页

作者：王新颖杨阳田豪杰陈俨张敏常州大学安全科学与工程学院江苏常州213164 中国安全生产科学研究院交通安全研究所北京100012 中国石油化工股份有限公司华东油气分公司泰州采油厂江苏泰州225300

为解决单一传感器在管道气体泄漏检测时容易出现误报、漏报的问题,及时预警并反馈泄漏状况,提出一种基于交叉注意力的多源数据融合管道泄漏检测方法。首先,利用预训练的ShuffleNetV2模型提取热像仪数据的空间特征;然后,结合一维卷积神... 详细信息

为解决单一传感器在管道气体泄漏检测时容易出现误报、漏报的问题,及时预警并反馈泄漏状况,提出一种基于交叉注意力的多源数据融合管道泄漏检测方法。首先,利用预训练的ShuffleNetV2模型提取热像仪数据的空间特征;然后,结合一维卷积神经网络(1DCNN)和双向门控循环单元(BiGRU),构建1DCNN-BiGRU模型,以提取气体传感器数据的时序特征;最后,运用交叉注意力捕获数据的时空关联性得到2个数据源的特征表示,通过残差方式进行特征连接后输入到分类层中,得到识别结果。结果表明:所构建的多源数据融合模型(SCGA)对气体识别准确率为99.22%,损失值在0~0.04内波动;与仅使用气体传感器数据的支持向量机(SVM)、1DCNN、BiGRU模型相比,准确率至少提升4.12%;与仅使用热图像传感器数据的MobileNetV3、ShuffleNetV2、ResNet18模型相比,准确率至少提升1.14%;与将时序特征和空间特征直接拼接的多源数据融合模型(SCG)相比,准确率提升1%。SCGA模型对气体识别具有较高精度。

关键词：交叉注意力多源数据融合气体泄漏检测卷积神经网络(CNN) 双向门控循环单元(BiGRU)

等离激元CuNi合金/凹凸棒石复合材料制备及其光热催化纤维素重整产氢

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硅酸盐学报 2024年第9期52卷 3027-3035页

作者：业绪华高镕榕王宾彦吴梦姚超李霞章常州大学江苏省绿色催化材料与技术重点实验室江苏常州213164

太阳能驱动光催化产氢有望解决能源短缺和环境问题。利用可再生生物质或其衍生物作为光催化过程中的空穴牺牲剂,不仅可以降低水分解中析氧反应的热力学势垒,动力学上有利于加速氢气的生成,而且可将生物质转化为高价值的化学品。本工作... 详细信息

太阳能驱动光催化产氢有望解决能源短缺和环境问题。利用可再生生物质或其衍生物作为光催化过程中的空穴牺牲剂,不仅可以降低水分解中析氧反应的热力学势垒,动力学上有利于加速氢气的生成,而且可将生物质转化为高价值的化学品。本工作制备了一种非贵等离子体CuNi合金/凹凸棒石(Pal)纳米复合材料用于纤维素的光催化转化,发现凹凸棒石的胶体特性利于纤维素的吸附富集,CuNi合金由于2种金属之间的协同作用不仅保留了铜单质的等离子共振效应,而且可以提高稳定性和抑制氧化;CuNi合金与磷酸酸化的凹凸棒石(H-Pal)形成的肖特基结提供了电荷转移通道,提高了电荷转移效率,促进了电子空穴分离。等离子共振产生的热效应与H-Pal表面酸性位点协同作用,提供了丰富的活性位点,提高了纤维素的转化率和H2的生成率。当CuNi合金负载量为30%(质量分数)时,产氢效率最高,达到了1.67 mmol·g^(-1)·h^(-1),与此同时纤维素转化为高附加值甲酸和乳酸。

关键词：凹凸棒石铜镍合金等离激元光热催化生物质产氢

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深层隧道进流式泵站前池流态及整流措施研究

水利水电科技进展 2024年第2期44卷 1-6,21页

作者：冯建刚曹亚萍王晓升费照丹河海大学水利水电学院江苏南京210098 河海大学农业科学与工程学院江苏南京211100 河海大学水科学研究院江苏南京210098

为改善深层隧道进流式泵站前池内的旋流、偏流等不良流态,基于RNG k-ε湍流模型对前池流态进行数值模拟,研究适用于此类城市排涝泵站的整流措施。数值计算结果表明:泵站前池、进水池内存在局部立面旋滚、螺旋流、斜向流、流速分布上高... 详细信息

为改善深层隧道进流式泵站前池内的旋流、偏流等不良流态,基于RNG k-ε湍流模型对前池流态进行数值模拟,研究适用于此类城市排涝泵站的整流措施。数值计算结果表明:泵站前池、进水池内存在局部立面旋滚、螺旋流、斜向流、流速分布上高下低等不良水力现象,致使泵站进水流道水力条件不佳;采用双层环形板和两组导流墩的组合式整流措施可抑制前池、进水池中的立面旋滚、螺旋流和斜向流流态,从而有效改善流道的进水条件,提高进水流道进口处流速分布均匀度,使泵进水状况变好,提高泵站运行的可靠性。

关键词：深层隧道进流式泵站前池流态整流措施数值模拟