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极性交换电场辅助植物修复稻田土壤镉污染研究

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农业机械学报 2024年第3期55卷 331-339页

作者：栾雅珺徐俊增李亚威胡哲伟王海渝王永红徐锡华河海大学农业科学与工程学院南京211100 河海大学水灾害防御全国重点实验室南京210098 生态环境部南京环境科学研究所南京210042 昆山市水务局昆山215300 高邮市水利局高邮225600

通过盆栽试验,采用太阳能供电方式,探究在干湿交替的水分条件下,水稻种植过程中极性交换电场辅助植物修复(EKPR)土壤重金属镉(Cd)污染的可行性。控制灌溉条件下,两电极板附近的土壤区域种植水稻作物,中间土壤区域种植水葱作富集植物。... 详细信息

通过盆栽试验,采用太阳能供电方式,探究在干湿交替的水分条件下,水稻种植过程中极性交换电场辅助植物修复(EKPR)土壤重金属镉(Cd)污染的可行性。控制灌溉条件下,两电极板附近的土壤区域种植水稻作物,中间土壤区域种植水葱作富集植物。结果表明,交换电极使电解水反应产生的氢离子(H~+)和氢氧根离子(OH~-)不断被中和,有效避免了土壤pH值极化。土壤电流变化范围为0.08~0.36 A,说明极性交换和较高的土壤含水率有效确保土壤中的可迁移离子数量和离子流动性,能够驱动重金属迁移。与对照处理(CK)相比,EKPR处理水葱根部干物质量显著增加34.93%;水稻根部和稻谷干物质量显著降低17.21%~30.16%、16.18%~22.28%,叶片和茎部干物质量分别提高3.82%~13.17%、7.59%~30.91%。EKPR处理水葱根部、地上部Cd含量分别提高15.49%~22.45%、33.30%~35.45%;水稻根部、稻谷Cd含量分别降低14.48%~35.06%、39.04%~57.43%。极性交换电场辅助植物修复技术可提高水葱对Cd的富集量,同时降低水稻对Cd的富集量,与CK处理相比,EKPR处理水葱Cd生物富集量显著增加46.48%,水稻Cd生物富集量显著降低24.75%。试验结束后,水稻根系附近的土壤Cd含量下降16.33%~19.14%。研究结果表明,在控制灌溉水稻种植过程中,极性交换电场辅助植物修复是一种可行的修复手段,在作物生产过程中利用电动修复和植物修复实现土壤净化,具有良好的应用前景和现实意义。

关键词：镉极性交换电动修复植物修复水稻控制灌溉

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太湖常见3种沉水植物附着生物的生物量及潜在反硝化速率

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湖泊科学 2024年第1期36卷 77-87页

作者：任天一徐向华宋玉芝郭婧南京信息工程大学应用气象学院南京210044 中国气象局生态系统碳源汇开放重点实验室南京210044 南京信息工程大学固碳减排与全球变化研究中心南京210044

反硝化作用是将氮素从湖泊中彻底去除的重要途径之一,对于减轻湖泊富营养化具有重要意义。为了探究太湖沉水植物附着生物的生物量、潜在反硝化速率变化规律及其与环境因素的关系,在沉水植物生长盛期(7月),以太湖沉水植物主要分布区域东... 详细信息

反硝化作用是将氮素从湖泊中彻底去除的重要途径之一,对于减轻湖泊富营养化具有重要意义。为了探究太湖沉水植物附着生物的生物量、潜在反硝化速率变化规律及其与环境因素的关系,在沉水植物生长盛期(7月),以太湖沉水植物主要分布区域东部湖湾作为采样区域,研究了太湖常见的3种沉水植物上附着生物的生物量,并利用乙炔抑制法测定沉水植物上附着生物的潜在反硝化速率,分析了太湖沉水植物附着生物的生物量及其潜在反硝化速率的主要影响因素。结果表明,太湖常见的3种沉水植物单位体表面积附着生物的生物量(AFDM)在0.037~0.789 mg/m^(2)之间,均值为(0.389±0.261)mg/m^(2),沉水植物上附着生物的生物量存在空间差异,最大值出现在贡湖湾G1采样点((0.794±0.007)mg/m^(2)),最小值出现在胥口湾X1采样点((0.041±0.005)mg/m^(2))。太湖沉水植物单位体表面积附着生物的潜在反硝化速率在3.09~58.80μmol/(m^(2)·h)之间,均值为(24.75±5.96)μmol/(m^(2)·h)。太湖沉水植物附着生物的潜在反硝化速率存在空间差异,其中最大值出现在贡湖湾G1采样点((58.80±20.20)μmol/(m^(2)·h)),最小值出现在胥口湾X1采样点((3.09±1.79)μmol/(m^(2)·h))。相同条件下,沉水植物附着生物的生物量及潜在反硝化速率因植物种类的不同而存在差异,狐尾藻(Myriophyllum spicatum)上的附着生物的生物量及潜在反硝化速率显著高于苦草(Vallisneria natans)。相关性分析结果表明,沉水植物上附着生物的生物量与水体氮磷浓度相关。沉水植物附着生物的潜在反硝化速率与附着藻类的生物量、水体溶解有机碳及pH存在显著相关关系,这3种因子可以解释81.2%的沉水植物附着生物潜在反硝化速率变化,本研究结果可为进一步研究浅水湖泊脱氮过程及富营养化治理提供一定的理论依据。

关键词：附着生物潜在反硝化速率太湖沉水植物

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无人机非确定性等价自适应容错飞行控制

控制理论与应用 2024年第4期41卷 587-596页

作者：季海宁陈谋雍可南南京航空航天大学自动化学院江苏南京211106

针对存在执行器复合故障的固定翼无人机跟踪控制问题,本文提出一种基于非确定性等价原理的自适应容错飞行控制策略.该策略能够有效地估计无人机纵向动态中执行器的失效及漂移故障,保证故障发生后闭环系统的最优性能指标.在自适应容错飞... 详细信息

针对存在执行器复合故障的固定翼无人机跟踪控制问题,本文提出一种基于非确定性等价原理的自适应容错飞行控制策略.该策略能够有效地估计无人机纵向动态中执行器的失效及漂移故障,保证故障发生后闭环系统的最优性能指标.在自适应容错飞行控制设计中,通过引入辅助系统并动态调节因子,构造非确定性等价原理中偏微分方程的近似解,以简化自适应律设计复杂度.此外,借助Lyapunov稳定性分析方法,证明了在所设计的自适应容错控制器作用下闭环系统的稳定性.最后,仿真验证表明所设计的控制方法能够保证故障无人机的闭环系统性能.

关键词：无人机非确定性等价容错控制

自适应多视图融合图神经网络地铁客流预测模型

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交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 194-203页

作者：鲁文博张永李培坤王亭丛雅蓉东南大学交通学院南京211189 北京交通大学综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室北京100044 中铁长江交通设计集团有限公司重庆401121

针对传统方法对地铁车站的多视角空间交互建模不足的问题,本文提出自适应多视图融合图神经网络模型(Adaptive Multi-view Fusion Graph Neural Network Model, AMFGNN)进行地铁车站短时客流预测。在空间维度,模型包括了物理拓扑图、线... 详细信息

针对传统方法对地铁车站的多视角空间交互建模不足的问题,本文提出自适应多视图融合图神经网络模型(Adaptive Multi-view Fusion Graph Neural Network Model, AMFGNN)进行地铁车站短时客流预测。在空间维度,模型包括了物理拓扑图、线路可达性图、空间距离图等多个局部视图,并使用图注意力网络(Graph Attention Networks, GAT)学习每个视图内车站间的动态空间交互;以单视图车站为中心节点,结合其他视图中该车站作为邻居节点构建融合视图,并使用GAT学习多视图间动态交互;在时间维度,使用门控循环单元神经网络学习车站客流的时变特征。以重庆市地铁网络为例,全网出站客流的预测实验结果表明:相较于基线中的物理虚拟结合图网络模型(PVCGN),AMFGNN的平均绝对误差和均方根误差分别降低3.06%和2.49%。多视图内节点间注意力分数可视化结果表明,基于GAT的多视图建模思路能够自适应地融合不同视图中提取到的车站空间信息。此外,AMFGNN模型性能影响因素分析结果表明,以物理拓扑、线路可达性等结构稳定的视图作为中心节点构建融合视图能够获得更准确、稳定的预测模型。

关键词：城市交通地铁客流预测图注意力机制多视图建模图神经网络

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电子剪切散斑3CCD传感图像特征去噪优化检测方法

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传感技术学报 2024年第2期37卷 310-316页

作者：杜朝卫雅芬山西运城农业职业技术学院山西运城044000 集美大学海洋信息工程学院福建厦门361021

针对CCD(Charge-Coupled Device)光学传感器采集电子剪切散斑干涉图像特征由于散斑指数高、峰值信噪比低,导致剪切散斑图质量差、检测效果不佳的问题,提出一种电子剪切散斑3CCD传感图像特征去噪优化检测方法。该方法分析了电子剪切散斑... 详细信息

针对CCD(Charge-Coupled Device)光学传感器采集电子剪切散斑干涉图像特征由于散斑指数高、峰值信噪比低,导致剪切散斑图质量差、检测效果不佳的问题,提出一种电子剪切散斑3CCD传感图像特征去噪优化检测方法。该方法分析了电子剪切散斑技术在三维物体表面变形检测中产生问题的原因,采用3CCD图像传感器替代单CCD图像传感器,引入同态滤波降噪处理图像,设计一种相位干涉技术,结合Canny检测算法,实现电子剪切散斑去噪优化检测。实验结果表明,应用3CCD传感器结合去噪技术的电子剪切散斑智能检测方法,图像散斑指数更低、峰值信噪比更高、检测时间更短,分别为0.0234、19.5 dB、16.2 ms,并且三维物体表面变形测量误差在0.09 mm内,该方法有效提高了图像质量,从而提高了实际应用价值。

关键词：光学传感器电子剪切散斑检测同态滤波相位干涉 3CCD 降低误差去噪优化

桑黄总黄酮的提取、组分分析及其生物活性评价

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食品工业科技 2024年第7期45卷 191-200页

作者：付婷伟周紫微邵颖张朋宁晓雅杨洋陈安徽徐州工程学院食品(生物)工程学院江苏徐州221111 江苏省食品资源开发与质量安全重点建设实验室徐州工程学院江苏徐州221111 徐州天益食品科技研究院有限公司江苏徐州210009

为系统研究桑黄中总黄酮的提取工艺,明晰总黄酮中黄酮类化合物的组成及含量,探讨桑黄总黄酮的生物活性,本研究采用响应面法优化了桑黄总黄酮的提取工艺,高效液相色谱法分析了桑黄总黄酮的组成,并检测其生物活性。实验结果表明,以桑黄总... 详细信息

为系统研究桑黄中总黄酮的提取工艺,明晰总黄酮中黄酮类化合物的组成及含量,探讨桑黄总黄酮的生物活性,本研究采用响应面法优化了桑黄总黄酮的提取工艺,高效液相色谱法分析了桑黄总黄酮的组成,并检测其生物活性。实验结果表明,以桑黄总黄酮得率为指标的最优提取条件为提取温度73℃、固液比1:50 g/mL、提取时间3 h,在此提取条件下桑黄总黄酮的得率达到了2.68%;采用高效液相色谱法测定了桑黄总黄酮中的黄酮种类及其含量,发现桑黄总黄酮中主要含有花旗松素、槲皮素和山奈酚,其中花旗松素含量最高达到3727.31 mg/kg;桑黄总黄酮生物活性分析结果显示,其具有一定的体外抗氧化、降脂、降糖活性,在其浓度为14μg/mL时对DPPH自由基的清除率达到58.63%±0.45%,浓度为0.08 mg/mL时,对羟基自由基的清除率达到52.51%±1.49%;桑黄总黄酮的降脂活性实验结果显示,桑黄总黄酮在浓度为6 mg/mL时对胰脂肪酶的抑制率达到10.56%±0.06%,在浓度为4 mg/mL时对胆固醇胶束溶解度的抑制率达到了32.59%±0.78%;桑黄总黄酮具有明显的降糖活性,其对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的IC_(50)分别为71.42 mg/mL和97.28 mg/mL。

关键词：桑黄总黄酮提取组分分析生物活性

污泥同农林废弃物共热解重金属迁移转化特性研究

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化工进展 2024年

作者：赵佳琪黄亚继李志远朱志成祁帅杰高嘉炜刘俊张煜尧东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室

城镇化的加速推进带来污泥处置压力的不断增大。热解法作为资源化处置污泥的有效手段，重金属是处置过程中需要格外关注的一种污染物。本文在水平固定床反应器中开展污泥和农林废弃物的共热解实验，探究不同热解温度下（500℃、700℃）... 详细信息

城镇化的加速推进带来污泥处置压力的不断增大。热解法作为资源化处置污泥的有效手段，重金属是处置过程中需要格外关注的一种污染物。本文在水平固定床反应器中开展污泥和农林废弃物的共热解实验，探究不同热解温度下（500℃、700℃）农林废弃物种类（稻壳、木屑、玉米秸秆）以及掺混比例（25%、50%）对重金属元素Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn在生物炭中迁移转化特性的影响。研究发现，随着热解温度由500℃升至700℃，重金属在生物炭中的残余率呈现下降趋势，而掺混农林废弃物共热解则会使生物炭中Co、Cr、Mn的残余率上升；对重金属赋存形态的研究发现，热解温度的升高以及掺混农林废弃物共热解在大部分情况下可以使重金属以更稳定的形态赋存在生物炭中，但也应注意700℃时掺混农林废弃物共热解不利于生物炭中Ni向稳定形态转化；总体上看，掺混农林废弃物共热解会使生物炭的潜在生态风险系数呈下降趋势。本文可望为实际工业生产中污泥热处置重金属排放控制方面提供有价值的参考。

关键词：污泥农林废弃物共热解重金属生物炭

高轻载效率少功率器件的可模块化扩展ZVS高增益变换器

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3235-3247,I0025页

作者：许兴秦岭茅靖峰杨毓段冰莹周磊南通大学电气工程学院江苏省南通市226019

提出一种高轻载效率且少功率器件的可模块化扩展零电压开关高增益Boost变换器。该变换器可以通过增加升压模块数量n,极大地提高变换器的升压能力;具有2个开关管和n+1个二极管,且各功率管承受相同的电压应力,均为[(n+1)U_(in)+U_(o)]/(n+... 详细信息

提出一种高轻载效率且少功率器件的可模块化扩展零电压开关高增益Boost变换器。该变换器可以通过增加升压模块数量n,极大地提高变换器的升压能力;具有2个开关管和n+1个二极管,且各功率管承受相同的电压应力,均为[(n+1)U_(in)+U_(o)]/(n+2);输入电感工作在连续导通模式,其余电感工作在双向导通模式,且反向峰值电流之和大于输入电感电流的谷值,从而实现所有功率管的软开关。所提变换器采用柔性开关频率控制策略,即根据输入电压和负载大小适当地调整开关频率,使电感电流脉动量维持在合适的范围内,既确保实现功率管的软开关,又具有较小的通态损耗,因此在整个负载范围内均具有较高的运行效率。以一个扩展模块为例,对所提变换器的工作原理、稳态特性、软开关条件、控制方法进行深入分析,并通过一台250 W的样机实验验证了理论分析的正确性。

关键词： Boost变换器高增益低电压应力零电压开关柔性开关频率

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电动汽车用新型模块化聚磁转子永磁电机设计及其对比分析

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中国电机工程学报 2024年第3期44卷 1184-1194,I0028页

作者：王晶耿伟伟刘东旭吴彩权李磊李强郭健南京理工大学江苏省南京市210094

将轮辐型内置式转子和Halbach永磁阵列结合,并取消转子铁心加强筋,减小漏磁达到高聚磁同时兼顾凸极比,实现高转矩/功率密度和宽调速范围。在保证永磁体用量相同的情况下,建立新型高凸极比聚磁转子和V型转子两种电机模型,针对两者的分段... 详细信息

将轮辐型内置式转子和Halbach永磁阵列结合,并取消转子铁心加强筋,减小漏磁达到高聚磁同时兼顾凸极比,实现高转矩/功率密度和宽调速范围。在保证永磁体用量相同的情况下,建立新型高凸极比聚磁转子和V型转子两种电机模型,针对两者的分段转子拓扑,开展电磁性能对比分析,包括气隙磁密、凸极比、功率以及弱磁扩速能力等。同时,考虑到无转子铁心加强筋会导致转子分段存在结构强度问题,仿真验证新型高凸极比聚磁转子结构在最高转速6000 r/min时给予碳纤维护套保护下转子结构强度的可靠性;分析温度限制下新型高凸极比转子电机的功率输出。另外,对比两种不同电机结构的振动噪声情况。最后,研制一台16极/72槽新型高凸极比转子永磁电机样机,实验验证有限元分析结果的准确性。进一步说明了新型高凸极比转子永磁电机在转矩/功率密度和宽调速运行等方面的性能优势。

关键词：聚磁转子宽调速范围分段转子弱磁扩速碳纤维护套减小漏磁高凸极比