检索结果-南通市图书馆

基于计算机模拟模型的林木冠层太阳短波辐射定量分析方法

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林业科学 2024年第4期60卷 16-30页

作者：张宇张怀清安锋蒋玲云挺南京林业大学信息科学技术学院南京210037 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 中国热带农业科学院橡胶研究所儋州571737 南京林业大学林学院南京210037

【目的】定量模拟和刻画林木冠层太阳短波辐射的分布和截获情况,于时空变换下反演太阳短波辐射在不同林木冠层内的辐射通量变化,为林木培育经营和提质增效提供理论依据。【方法】首先,以公共数据集和真实扫描的校园内林木激光点云数据为... 详细信息

【目的】定量模拟和刻画林木冠层太阳短波辐射的分布和截获情况,于时空变换下反演太阳短波辐射在不同林木冠层内的辐射通量变化,为林木培育经营和提质增效提供理论依据。【方法】首先,以公共数据集和真实扫描的校园内林木激光点云数据为例,结合设计的机器视觉算法,对林木激光点云进行枝叶分离和单叶分割,并用合适大小的椭圆形和圆柱体几何单元分别拟合每片叶片和骨架,开展林木真实模型重建;其次,运用计算机图形学方法,结合研究地点的经纬度和时刻,模拟太阳入射光线,并引入物理学的双向反射和透射分布函数及蒙特卡洛光线追踪算法,开展反射和透射光线与冠层内叶片的碰撞模拟;最后,根据仪器测量得到的不同树种叶片平均粗糙度和折射率,结合光线追踪算法,实现林木冠层内短波辐射分布计算和木林冠层光截获效率评估。【结果】利用本研究方法计算时空变换下不同树种(芒果、橡胶、紫薇、樱花)4株树冠及一片香樟树林的直射、反射和透射太阳辐射通量,其中直射辐射通量占比约86%、反射辐射通量占比约5%、透射辐射通量占比约9%。叶面积指数高的树冠会拦截更多直射和透射光线;在太阳高度角较小时刻(上午或下午),斜射的太阳光线反射后易与树冠中其他叶片发生二次求交,产生较多反射辐射通量。同时,由于林木的趋光性,中午树冠光线拦截率高于上午和下午10%左右。比对采用本研究方法计算的树冠辐射通量拦截比值和样地手持光电仪器实测结果,绝对误差小于6%。【结论】在测绘科学、计算机图形学及林学多学科视角融合下,本研究基于激光点云重建树木真实表观形态结构,并将蒙特卡洛光线追踪算法与物理学的双向反射和透射分布函数相融合,真实模拟光线在树冠中的传播过程,可准确获取林木冠层内太阳短波辐射分布与树冠辐射通量拦截值,对研究时空变换下林木太阳辐射吸收、光强与树冠形态结构的耦合关联及不同表型参数的林冠辐射传输模型均有重要启示意义。

关键词：太阳短波辐射激光点云计算机模拟模型树木三维重建林木辐射传输

忆阻耦合异构忆阻细胞神经网络的多稳态与相位同步研究

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电子与信息学报 2024年第09期46卷 3818-3826页

作者：武花干边逸轩陈墨徐权常州大学微电子与控制工程学院

忆阻具有天然的可塑性，可实现与生物神经元和突触所具有的相似或相同机制的硅基神经元和纳米突触。将忆阻用作突触耦合两个异构的忆阻细胞神经网络，该文构建了一个忆阻耦合异构忆阻细胞神经网络。该耦合网络含有一个与忆阻突触初值条... 详细信息

忆阻具有天然的可塑性，可实现与生物神经元和突触所具有的相似或相同机制的硅基神经元和纳米突触。将忆阻用作突触耦合两个异构的忆阻细胞神经网络，该文构建了一个忆阻耦合异构忆阻细胞神经网络。该耦合网络含有一个与忆阻突触初值条件和子网初值条件相关的空间平衡点集，可呈现出复杂的动力学演化。利用数值仿真方法，揭示了耦合网络依赖于初值条件而存在的稳定点、周期、混沌、超混沌以及无界振荡等多稳态行为。此外，在忆阻突触的调控下，两个异构子网可达成相位同步。最后，基于STM32单片机硬件平台完成了电路实验验证。

关键词：忆阻细胞神经网络异构网络多稳态相位同步

二苯并吡啶并喹喔啉类延迟荧光材料的合成及其电致发光性质

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光学学报 2024年第8期44卷 160-168页

作者：杨耀祖黄飞翔谢凤鸣张强袁国胡英元赵鑫苏州科技大学化学与生命科学学院江苏苏州215009 苏州大学功能纳米与软物质研究院江苏省碳基功能材料与器件重点实验室江苏苏州215123

为获得新颖高效的热激活延迟荧光(TADF)材料,以二苯并吡啶并喹喔啉(BPQ)为受体(A),三苯胺(TPA)、吩噁嗪(PXZ)为供体(D),合成两种TADF材料:BPQPXZ和BPQTPA。研究表明,两种材料都具有典型的延迟荧光特性、较小的单重态与三重态的能级差(Δ... 详细信息

为获得新颖高效的热激活延迟荧光(TADF)材料,以二苯并吡啶并喹喔啉(BPQ)为受体(A),三苯胺(TPA)、吩噁嗪(PXZ)为供体(D),合成两种TADF材料:BPQPXZ和BPQTPA。研究表明,两种材料都具有典型的延迟荧光特性、较小的单重态与三重态的能级差(ΔEST)和较大的振子强度(f)。基于强受体强供体组合的BPQPXZ的器件实现了深红光发射,发射波长达到660 nm,但受能隙的影响,外量子效率(EQE)仅有1.0%。基于强受体弱供体组合的BPQTPA,因其TPA刚性小于PXZ,BPQTPA的供受体扭曲程度小,轨道交盖程度大,f更大,故BPQTPA具有更大的荧光量子产率(82.7%)。同时因TPA的给电子能力比PXZ弱,BPQTPA内电荷转移效应减小,导致发射峰蓝移,因此基于BPQTPA的器件发射555 nm的黄光,与BPQPXZ相比,BPQTPA器件的启亮电压降低至2.8 V,电流效率、功率效率分别提高了32倍和36倍,EQE提升了6倍,达到7.0%。

关键词：材料延迟荧光有机发光二极管二苯并吡啶并喹喔啉电致发光

混合接种PN与PN/A颗粒污泥快速启动连续流自养生物脱氮反应器

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环境科学 2024年第7期45卷 4082-4089页

作者：贺伶俐刘亚茹刘文如王建芳俞益辉钱飞跃苏州科技大学环境科学与工程学院苏州215009 城市生活污水资源化利用技术国家地方联合工程实验室苏州215009 苏州太湖中法环境技术有限公司苏州215155

在连续流条件下,快速培养亚硝化-厌氧氨氧化(PN/A)颗粒污泥是实现污水高效生物脱氮处理的关键技术.与PN/A污泥相比,亚硝化(PN)颗粒污泥具有生长周期短、易于批量化培养的优点,并可作为富集厌氧氨氧化菌(AMX)的载体.在3个完全混合流反应... 详细信息

在连续流条件下,快速培养亚硝化-厌氧氨氧化(PN/A)颗粒污泥是实现污水高效生物脱氮处理的关键技术.与PN/A污泥相比,亚硝化(PN)颗粒污泥具有生长周期短、易于批量化培养的优点,并可作为富集厌氧氨氧化菌(AMX)的载体.在3个完全混合流反应器(R1~R3)中,分别按照质量比3∶1、1∶1和1∶3混合接种PN/A和PN颗粒污泥,并通过设置高氨氮负荷、短水力停留时间和强水力剪切条件,成功启动了连续流自养生物脱氮工艺.结果表明,尽管R3的启动时长较R1和R2更长,但污泥接种比并未显著影响连续流反应器在稳定状态下的脱氮性能,总氮去除负荷均可达到2.6 kg·(m^(3)·d)-1以上.接种的PN颗粒污泥通过提供好氧氨氧化菌种(AOB),为AMX生长供给了充足的亚硝态氮基质,充分发挥了培养PN/A颗粒污泥的前驱体作用.由高通量测序结果可知,R1~R3中成熟颗粒的微生物丰度和多样性指数均明显高于接种污泥.AOB(Nitrosomonas属)和AMX(Candidatus Kuenenia和Brocadia属)与Chloroflexi、Bacteroidetes和Chlorobi等异养菌门是驱动自养生物脱氮和维持颗粒结构稳定的关键菌群.总之,PN与PN/A颗粒污泥的混合接种是快速启动连续流自养脱氮工艺的可行策略,对工程应用具有指导意义.

关键词：自养生物脱氮颗粒污泥连续流混合接种菌群结构

基于sigmoid滤波器的永磁轮毂电机自抗扰控制

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农业工程学报 2024年第10期40卷 14-23页

作者：全力刘诗龙朱孝勇张超杜怿徐磊张丽江苏大学电气信息工程学院镇江212013

相比燃油拖拉机,电动拖拉机具有节能高效、绿色清洁的优点。分布式驱动电动拖拉机结构简单、控制维度多,能进一步提高电动拖拉机的工作效率和作业精度。但是电机检测转速噪声导致轮毂电机速度波动严重,复杂路面及多种作业工况下进一步... 详细信息

相比燃油拖拉机,电动拖拉机具有节能高效、绿色清洁的优点。分布式驱动电动拖拉机结构简单、控制维度多,能进一步提高电动拖拉机的工作效率和作业精度。但是电机检测转速噪声导致轮毂电机速度波动严重,复杂路面及多种作业工况下进一步加剧了上述问题,严重降低了拖拉机的作业质量。针对上述问题,该研究提出一种基于sigmoid滤波器的线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)以提高轮毂电机的转速稳定性和抗扰动能力。该控制策略在传统LADRC的基础上引入sigmoid滤波器至扩张状态观测器(extended state observer,ESO),根据输入噪声信号误差变化改变滤波器带宽,以抑制观测误差中的中高频干扰信号,同时避免滤波器积分环节对轮毂电机速度跟踪快速性的影响,具有较快的收敛性。搭建试验平台对所提出控制策略进行试验验证,结果表明:与传统LADRC策略相比,本文所提控制策略在变速和变载工况下的转速脉动分别减小了32%和41.67%,iq电流脉动分别减小了6.25%和4.17%,可在快速、准确跟踪给定转速的同时,大幅提高轮毂电机驱动系统的噪声抑制性能,为复杂环境下电动拖拉机高精度作业提供技术参考。

关键词：永磁电机噪声线性自抗扰控制扩张状态观测器 sigmoid滤波器

基于Bt毒素的杀虫蛋白理性设计与创新应用策略

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中国农业科学 2024年第1期57卷 96-125页

作者：徐重新金嘉凤孙晓明沈成张霄陈澄宇刘贤金刘媛江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所/省部共建国家重点实验室培育基地-江苏省食品质量安全重点实验室江苏大学食品与生物工程学院南京农业大学植物保护学院

Bt毒素是源于苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）的具有特殊杀虫功能的大分子蛋白，其制剂和转基因作物已广泛用于害虫防治，产生了巨大的经济和社会生态效益。围绕Bt毒素挖掘和提升其应用价值是持续研究的热点，特别是随着Bt毒... 详细信息

Bt毒素是源于苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）的具有特殊杀虫功能的大分子蛋白，其制剂和转基因作物已广泛用于害虫防治，产生了巨大的经济和社会生态效益。围绕Bt毒素挖掘和提升其应用价值是持续研究的热点，特别是随着Bt毒素结构功能和作用机制日趋明晰，为其功能修饰和创新应用创造了条件，相关研究蓬勃发展，成效显著。大量研究表明，采用定点突变、结构域替换或融合以及抗独特型抗体模拟等策略，是理性设计活性更高、稳定性更强、杀虫谱更广、非靶标生物安全性更高甚至是可用于害虫抗药性治理的有别于母体Bt毒素的突变体、结构杂合体乃至功能效应物抗体等新型杀虫蛋白的有效手段；此外，采用催化毒素活化、驱动毒素靶向受体结合、促进毒素表达以及同源或异源杀虫材料复配或共表达的协同促效等创新增效策略，也是助推Bt毒素应用价值的重要手段。本文总结了Bt毒素结构功能和作用机制，梳理了基于Bt毒素功能修饰的突变体、结构杂合体以及功能效应物抗体等新型杀虫蛋白理性设计和基于Bt毒素功能增效的创新应用策略等相关研究进展，并结合作者团队在模拟Bt毒素杀虫功能效应物抗体靶向设计研发方面的最新成果，探讨了基于Bt毒素的杀虫蛋白理性设计与创新应用策略未来发展动向及潜在可行捷径，为相关研究提供较为全面的最新有价值的文献资料和启发思路。

关键词： Bt毒素苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白定点突变抗独特型抗体蛋白融合表达杀虫增效物

一株糖降解噬糖菌FZY0027的多糖水解活性及基因组分析

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微生物学报 2024年第5期64卷 1593-1606页

作者：傅子玥张道锋黄梦涵李敬霖苏浩辰李文均河海大学海洋学院海洋生物研究所江苏南京210098 中山大学生命科学学院有害生物控制与资源利用国家重点实验室广东广州510275 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011

【目的】潮间带海水中分离获得一株具有水解多糖能力的菌株FZY0027,分析其对不同多糖的水解能力和基因组特征。【方法】通过形态观察、16S rRNA基因测序和基于Illumina NovaSeq和Oxford Nanopore PromethION测序技术全基因组测序对菌株F... 详细信息

【目的】潮间带海水中分离获得一株具有水解多糖能力的菌株FZY0027,分析其对不同多糖的水解能力和基因组特征。【方法】通过形态观察、16S rRNA基因测序和基于Illumina NovaSeq和Oxford Nanopore PromethION测序技术全基因组测序对菌株FZY0027进行鉴定。使用dbCAN、EasyCGTree、BRIG和Easyfig等生物信息学软件将菌株FZY0027和降解糖噬糖菌(Saccharophagus degradans)2-40^(T)进行比较。使用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid,DNS)法测定多糖水解活性。【结果】菌株FZY0027与*** 2-40^(T)的16S rRNA基因序列相似度达到99.9%,初步鉴定为降解糖噬糖菌(***)FZY0027。该菌株在水解淀粉、木聚糖和甘露聚糖时产生的还原糖浓度最高,分别为2.28、1.75和1.10 mg/mL。菌株FZY0027基因组全长5178381 bp,共编码4156个基因,G+C含量为45.8%。菌株FZY0027与*** 2-40^(T)的平均核苷酸一致性(average nucleotide identity,ANI)、平均氨基酸一致性(average amino acid identity,AAI)和DNA-DNA分子杂交(digital DNA-DNA hybridization,dDDH)值分别为96.5%、96.7%和70.0%。经碳水化合物活性酶数据库注释获得303个基因,其中,菌株FZY0027和*** 2-40^(T)分别有糖苷水解酶(glycoside hydrolases,GHs)结构域的基因137个和130个。菌株FZY0027具有多个参与淀粉、木聚糖等多糖水解的基因,这与菌株FZY0027对淀粉和木聚糖的水解能力强的结果一致。然而,与***2-40^(T)相比,菌株FZY0027在实验条件下只能水解少数多糖,这可能需要特定的诱导条件才能充分发挥其多糖水解能力。【结论】菌株FZY0027是一株多能型多糖水解菌,具有潜在开发价值。

关键词：降解糖噬糖菌多糖水解活性基因组生物信息学分析

黑果枸杞多糖结构表征及对乙醇诱导胃黏膜上皮细胞损伤的影响

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食品科学 2024年第9期45卷 109-115页

作者：钱荣安佳鑫续晓琪张涛陈爱君李莎徐虹南京工业大学食品与轻工学院江苏南京211816 保龄宝生物科技有限公司山东德州251200 南京财经大学食品科学与工程学院江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心江苏南京210023

采用热水浸提法提取黑果枸杞多糖(Lycium ruthenicum Murr. polysaccharide,LRMP),解析其单糖组成、糖苷键连接方式、链构象等结构参数,并评价其对乙醇诱导胃黏膜上皮细胞(gastric mucosal epithelial cells,GES-1)损伤的保护效果。结... 详细信息

采用热水浸提法提取黑果枸杞多糖(Lycium ruthenicum Murr. polysaccharide,LRMP),解析其单糖组成、糖苷键连接方式、链构象等结构参数,并评价其对乙醇诱导胃黏膜上皮细胞(gastric mucosal epithelial cells,GES-1)损伤的保护效果。结果表明,LRMP由阿拉伯糖、木糖、半乳糖、葡萄糖、岩藻糖和半乳糖醛酸组成,结构末端主要由阿拉伯糖、木糖、葡萄糖和半乳糖残基组成,在溶液中呈典型的无规卷曲构象,均方半径为(80.4±1.0)nm。LRMP对GES-1细胞无毒性作用,质量浓度600μg/mL LRMP可以显著抑制乙醇对GES-1细胞造成的损伤,同时恢复细胞内超氧化物歧化酶的活性,降低GES-1细胞凋亡率。综上所述,LRMP作为功能性多糖在健康食品开发中具有潜力。

关键词：黑果枸杞多糖结构乙醇诱导损伤胃黏膜上皮细胞

加气滴灌旋流式微纳米气泡发生装置成泡特性及结构优化

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农业工程学报 2024年第14期40卷 33-43页

作者：王剑王夺王秀礼王新坤陈瑞刘正亮江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013

加气滴灌在作物提质增产和提高水肥利用效率方面展现出优势,为提高气体在水中的稳定性,该研究设计了旋流式微纳米气泡发生装置,从与内腔相切的进口流道引入气液混合流,利用椭球形内腔迫使液体旋流,并在两端喷孔处螺旋向外喷出,形成剪切... 详细信息

加气滴灌在作物提质增产和提高水肥利用效率方面展现出优势,为提高气体在水中的稳定性,该研究设计了旋流式微纳米气泡发生装置,从与内腔相切的进口流道引入气液混合流,利用椭球形内腔迫使液体旋流,并在两端喷孔处螺旋向外喷出,形成剪切作用破碎气泡。通过正交试验、高速摄影和纳米粒度分析技术,研究装置内腔结构(长轴、短轴、进口直径和喷孔直径)对气泡特征(数量、粒径和均匀度)和溶氧量的影响。试验结果表明:1)随着装置运行,60~250μm的大气泡粒径分布不变,10~60μm的小气泡平均粒径在运行2 min内增加20%。装置停止1 min后,100μm以上的大气泡消散,停止3 min后,水中60μm以下的微气泡数量减少约70%,留下直径小于30μm的微纳米气泡悬浮于水中。2)装置各结构中,喷孔直径和短轴对微气泡生成阶段的影响最显著,长轴对停止后水中60μm以上的大气泡平均粒径、均匀度,以及小气泡数量影响最大,进口直径虽在运行时和停止后均对微气泡数量影响最小,但依然达到显著水平(P<0.05)。纳米级与微米级气泡生成特征上表现一致。3)溶氧试验中,水中含氧量变化分为三个阶段:运行增氧阶段、溶氧衰减阶段、溶氧稳定阶段。溶氧增加与衰减过程受进口直径影响最大,而稳定后的溶氧效果受短轴和长轴影响显著。装置溶氧效果与气泡生成效果呈正相关,且同结构尺寸在气泡生成和溶氧效果上的表现一致。以气泡个数多、粒径小、均匀度和溶氧量高为目标,得到长轴80 mm、短轴45 mm、进口直径12 mm、喷孔直径3 mm为最优参数组合。研究结果可为加气滴灌中新型加气设备的设计与研制提供参考。

关键词：灌溉试验优化微纳米气泡粒径溶解氧