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不同水文情景下白洋淀水体好氧反硝化菌群对水质因子的动态响应

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环境科学 2024年第6期45卷 3627-3637页

作者：孟佳靖张甜娜陈哲周石磊底怡玲武辰彬王晨光张家丰崔建升河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术实验室石家庄050018

为探究不同水文情景下白洋淀水体好氧反硝化菌群的演变规律和驱动机制,基于水质调查和高通量测序技术,进行了水体水质因子分析、好氧反硝化菌群α多样性分析、物种组成和网络分析.结果表明,白洋淀水体呈弱碱性,丰水期水体T最高,DO最低,... 详细信息

为探究不同水文情景下白洋淀水体好氧反硝化菌群的演变规律和驱动机制,基于水质调查和高通量测序技术,进行了水体水质因子分析、好氧反硝化菌群α多样性分析、物种组成和网络分析.结果表明,白洋淀水体呈弱碱性,丰水期水体T最高,DO最低,冰封期T最低,DO最高.白洋淀水体在枯水期、丰水期、平水期和冰封期下NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N、NO_(3)^(-)-N、TN、高锰酸盐指数、Fe和Mn之间均存在显著差异(P0.05).不同水文情景下水体中最大的细菌门类为Proteobacteria,相对丰度较高的属为Magnetospirillum、Aeromonas、Pseudomonas、Azospirillum和Bradyrhizobium.此外,好氧反硝化菌群的α多样性均存在显著差异(P<0.001),冰封期菌群丰富度最高,枯水期和冰封期菌群的多样性和均匀度最高.经RDA、Mantel分析,菌群的水质驱动因子在不同水文情景下有所差异,枯水期菌群的水质驱动因子为p H、NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N和高锰酸盐指数,丰水期菌群的驱动因子为p H、T、DO、NO_(2)^(-)-N和TP,平水期的驱动因子为NO_(2)^(-)-N、Fe和高锰酸盐指数,冰封期菌群的驱动因子为NO_(3)^(-)-N和NO_(2)^(-)-N.网络分析表明与水质驱动因子相关的物种存在时间差异,枯水期与水质驱动因子相关的属为Magnetospirillum、Aeromonas和Azoarcus,与丰水期相关的属为Magnetospirillum、Pseudomonas和Aeromonas,与平水期相关的属为Magnetospirillum、Pseudomonas和Limnohabitans,与冰封期相关的属为Magnetospirillum、Azoarcus和Pseudomonas.不同水文情景关键水质因子(主要是T、DO、NO_(3)^(-)-N和高锰酸盐指数)与好氧反硝化菌群之间的关联关系,随着时间演变也在逐渐发生变化.综上,通过对不同水文情景下白洋淀水体好氧反硝化菌群演变特征及环境因子驱动机制进行研究,可为认识天然环境中好氧反硝化菌群演变机制提供依据.

关键词：好氧反硝化白洋淀水文情景网络分析水质因子

基于MoS_(2)薄膜耦合波导的高品质因数传感特性研究

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中国激光 2024年第2期51卷 186-194页

作者：陈颖王建坤丁志欣李美洁赵蒙赵国廷燕山大学电气工程学院测试计量技术与仪器河北省重点实验室河北秦皇岛066004

在波导耦合表面等离子体共振传感器结构中引入MoS_(2)材料,提出了一种全介质MoS_(2)薄膜混合耦合波导结构传感器,该结构使得低品质因数(FOM)波导中产生了频域较宽的宽共振,而高FOM波导中产生了频域较窄的窄共振,实现了双波导耦合,进而... 详细信息

在波导耦合表面等离子体共振传感器结构中引入MoS_(2)材料,提出了一种全介质MoS_(2)薄膜混合耦合波导结构传感器,该结构使得低品质因数(FOM)波导中产生了频域较宽的宽共振,而高FOM波导中产生了频域较窄的窄共振,实现了双波导耦合,进而产生了Fano共振。对传感结构进行了数值模拟与分析研究,探究了MoS_(2)层数及各结构参数对传感性能的影响,并依据其影响将两波导厚度、相邻两层介质材料厚度、MoS_(2)层数作为输入参数,将FOM值作为输出参数,建立了基于深度极限学习机的优化算法。利用优化算法对权值参数进行优化,对比不同优化算法对光谱的优化能力,最终得到了GWO-DELM预测模型。结果表明,Fano形状可以通过改变结构参数进行动态调控。在最佳条件下,经过优化算法优化后的Fano共振的FOM值高达50000。

关键词：传感器 Fano共振 MoS_(2)薄膜双波导耦合 GWO-DELM

基于模型预测反馈技术的救援车辆液压悬挂系统控制方法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第3期54卷 610-619页

作者：李文航倪涛赵丁选邓英杰师小波吉林大学机械与航空航天工程学院长春130022 燕山大学车辆与能源学院秦皇岛066004 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

针对现有救援车辆的液压悬挂系统存在作动器非线性、参数不确定性以及对动力学模型依赖性较强等问题,提出了一种液压主动悬挂系统控制方法——基于扩张状态观测器的模型预测控制方法(ESO-MPC)。首先,通过车载惯性导航系统实时获取车辆... 详细信息

针对现有救援车辆的液压悬挂系统存在作动器非线性、参数不确定性以及对动力学模型依赖性较强等问题,提出了一种液压主动悬挂系统控制方法——基于扩张状态观测器的模型预测控制方法(ESO-MPC)。首先,通过车载惯性导航系统实时获取车辆位姿信息,并基于位姿偏差方法计算出各个液压作动器的输出位移量。其次,完成救援车辆液压悬挂系统动力学建模,通过扩张状态观测器估计系统中的非线性扰动和未知输出信号。最后,基于扩张状态观测器的模型预测控制方法,使每个液压作动器的输出在限制范围内对期望位移信号进行有效追踪。为验证该控制方法的有效性,搭建了液压悬架整车试验平台,并与被动悬架和传统PID控制方法进行了多种路面对比试验。结果表明,相比于被动悬挂和传统的PID控制方法,本文提出的基于扩张状态观测器的模型预测控制方法可以降低垂向高度均方根值35%,俯仰角度均方根值17%,侧倾角度均方根值23%,显著提升了车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。

关键词：自动控制技术液压悬挂系统扩张状态观测器模型预测控制反馈控制

姜黄油成分分析及其微乳液的制备、表征、生物活性及体外消化

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食品科学 2024年第4期45卷 77-87页

作者：张佳诺杨兵高伟范丽鹏桑亚新河北农业大学食品科技学院河北保定071000 河北省植物资源综合利用重点实验室晨光生物科技集团股份有限公司河北邯郸057250

采用气相色谱-质谱联用仪、气相色谱-离子迁移谱联用仪和电子鼻对姜黄油的活性成分进行分析,结果显示相对含量较高组分为芳姜黄酮(23.09%)、姜黄酮(21.36%)和β-姜黄酮(14.93%)。为最大限度提高姜黄油的稳定性以及掩盖其刺激性呈味物质... 详细信息

采用气相色谱-质谱联用仪、气相色谱-离子迁移谱联用仪和电子鼻对姜黄油的活性成分进行分析,结果显示相对含量较高组分为芳姜黄酮(23.09%)、姜黄酮(21.36%)和β-姜黄酮(14.93%)。为最大限度提高姜黄油的稳定性以及掩盖其刺激性呈味物质,通过构建微乳液对其进行包封。采用水滴定法制备并以伪三元相图获得姜黄油微乳液的最佳工艺:油相为姜黄油,表面活性剂为吐温80,助表面活性剂为1,2-丙二醇,水相为去离子水,表面活性剂与助表面活性剂的质量比为4∶1,混合表面活性剂与油相的质量比为8∶2,微乳液水分质量分数为70%,此时形成的微乳液区面积最大。对姜黄油微乳液进行表征,测得其pH值为6.81±0.02,密度为(1.053±0.001)g/mL,多分散性指数为0.27±0.11,平均粒径为(32.81±14.54)nm,其为水包油型微乳液,姜黄油微乳液液滴呈球形或椭球形。制备的姜黄油微乳液具有良好的离心稳定性、贮藏稳定性和口腔胃液消化稳定性,可以在肠道中释放并被消化利用。构建微乳液体系可显著提高姜黄油的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基和2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基清除率。综上所述,微乳液包封可显著提高姜黄油的稳定性和抗氧化活性,能进入肠道进行有效释放消化,研究结果可为姜黄油高值化开发利用提供理论基础。

关键词：姜黄油微乳液伪三元相图表征生物活性体外消化

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木质重组材单板卷曲辊压成型平台设计与试验

农业工程学报 2024年第11期40卷 271-281页

作者：张国梁沈明哲胡继文邢义虎李文浩河北农业大学机电工程学院保定071001 河北农业大学林学院保定071000 河北省智慧农业装备技术创新中心保定071001 河北农业大学智慧木匠创新工作室保定071000

低品质木制单板制备重组材是其高值化利用的重要途径,研发连续式重组材成型技术有利于提高其生产效率,对促进木材可持续发展和经济社会绿色发展具有重要意义。该研究设计一种木制重组材单板卷曲辊压成型平台,并以木质管道制备为例对工... 详细信息

低品质木制单板制备重组材是其高值化利用的重要途径,研发连续式重组材成型技术有利于提高其生产效率,对促进木材可持续发展和经济社会绿色发展具有重要意义。该研究设计一种木制重组材单板卷曲辊压成型平台,并以木质管道制备为例对工艺参数进行优化试验研究以测试平台工作性能。设计单板卷曲辊压成型平台的整机机械结构并描述其工作原理,对辊压机构、卷木轴刹车防滑机构、施胶压紧装置等关键部件进行详细设计和理论计算。对物理样机进行性能试验,以芯轴转速、单板厚度、施加压力为试验因素,木质管道的环刚度和轴向压缩强度为试验指标,运用Box-Benhnken试验方法,建立因素与试验指标的回归方程,优化参数组合为芯轴转速16 r/min,单板厚度2.15 mm,施加压力293 N。此时预测木质管道的环刚度为26 016.6 N/m^(2),轴向压缩强度为23.11 MPa验证环刚度与预测值误差为1.07%,轴向压缩强度误差为4.46%。进一步使用优化参数对内径为5.08、7.62、12.70 cm的木质管道进行试验,得到环刚度分别为43 812、32 655、17 532 N/m^(2),轴向压缩强度为25.83、24.71、20.17 MPa。该研究成果可为木质重组材卷曲辊压成型技术及装备的工业化应用提供参考。

关键词：单板辊压成型木质管道响应面试验

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基于势博弈的智能电网需求侧管理问题

控制与决策 2024年第2期39卷 545-550页

作者：刘敏王金环河北工业大学理学院天津300401

基于矩阵半张量积方法研究智能电网需求侧管理问题.首先,基于势博弈的判定条件,利用势博弈对智能电网需求侧管理问题建模并构造相应的势函数;其次,当策略更新规则为时间级联型短视最优响应时,设计牵制控制使得势博弈在演化过程中镇定到... 详细信息

基于矩阵半张量积方法研究智能电网需求侧管理问题.首先,基于势博弈的判定条件,利用势博弈对智能电网需求侧管理问题建模并构造相应的势函数;其次,当策略更新规则为时间级联型短视最优响应时,设计牵制控制使得势博弈在演化过程中镇定到最优纳什均衡;然后,在牵制控制设计过程中,为减少控制成本,设计算法得到尽可能少的控制玩家;最后,通过算例验证理论结果的有效性.

关键词：势博弈矩阵半张量积演化博弈智能电网需求侧管理牵制控制纳什均衡

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有限地层三孔并行海底隧道渗流场解析研究

铁道工程学报 2024年第1期41卷 45-52页

作者：韩智铭闫科宇王雪朱正国崔会敏石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学石家庄050043 河北工程技术学院石家庄050091

研究目的:目前对海底隧道渗流场的研究大多基于半无限空间的单孔隧道,考虑实际工程常采用三孔并行的排布方式,且实际工程中隧道下方常存在相对不透水层或基岩等不透水边界,本文以渗流力学为基础采用镜像法和竖井理论推导有限厚度地层海... 详细信息

研究目的:目前对海底隧道渗流场的研究大多基于半无限空间的单孔隧道,考虑实际工程常采用三孔并行的排布方式,且实际工程中隧道下方常存在相对不透水层或基岩等不透水边界,本文以渗流力学为基础采用镜像法和竖井理论推导有限厚度地层海底隧道渗流场解析解,将公式进行退化和数值验证,并对不透水边界距离、三孔隧道埋深、间距及注浆参数进行分析。研究结论:(1)隧道下方不透水边界对涌水量影响较大,当不透水边界距隧道中心为25r1时,对涌水量基本没有影响;(2)三孔并行隧道间渗流场存在相互影响,且随隧道间距的增加影响逐渐减弱,当隧道间距大于30r1时,涌水量基本没有影响;(3)三孔并行隧道涌水量随埋深增大呈现出先减小后增大趋势,埋深为2r1时涌水量最小;(4)三孔并行隧道涌水量随注浆圈厚度增大和渗透系数减小而减小,实际工程中应注浆密实度和注浆厚度并重;(5)本研究成果可为相关海底隧道工程的设计与施工提供参考。

关键词：海底隧道三孔并行有限厚度地层渗流场解析解涌水量

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储能虚拟惯量主动支撑与调频状态转移控制

中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2628-2640,I0010页

作者：付媛万怿张祥宇金召展河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学) 河北省保定市071003

释放储能装置的频率支撑潜力,将是提升风、光高占比系统并网稳定性的关键。该文首先对比分析常规发电机组的固有惯量、风电机组的虚拟惯量及储能的惯性支撑特性。其次,根据系统中的储能容量配置,约束量化储能的虚拟惯量,为系统惯量需求... 详细信息

释放储能装置的频率支撑潜力,将是提升风、光高占比系统并网稳定性的关键。该文首先对比分析常规发电机组的固有惯量、风电机组的虚拟惯量及储能的惯性支撑特性。其次,根据系统中的储能容量配置,约束量化储能的虚拟惯量,为系统惯量需求提供评估依据,以保障频率安全。在此基础上,利用储能独特的功率支撑特性,提出恒频控制与调频状态转移控制结合的储能并网频率主动支撑控制策略,突破虚拟惯量及一次调频的传统控制模式。最后,搭建风电高渗透电网仿真系统,验证储能装置在所提控制策略下能够显著提升系统的频率稳定性,改善其对电网的主动支撑性能。

关键词：风力发电虚拟惯量频率响应主动支撑惯量约束

磁性液体摩擦-电磁复合能量收集器的力电耦合机制研究

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中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4406-4416,I0019页

作者：杨晓锐郑昊龙辉安国庆杨文荣河北科技大学电气工程学院河北省石家庄市050018 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津市北辰区300000

基于摩擦发电和电磁感应发电原理,利用磁性液体同时作为摩擦层和磁体,文中提出一种将低频振动能转化为电能输出的磁性液体摩擦-电磁复合发电机。理论分析磁场作用下复合振动能量收集系统不同工作模块的动力学特性和力电耦合机制,借助有... 详细信息

基于摩擦发电和电磁感应发电原理,利用磁性液体同时作为摩擦层和磁体,文中提出一种将低频振动能转化为电能输出的磁性液体摩擦-电磁复合发电机。理论分析磁场作用下复合振动能量收集系统不同工作模块的动力学特性和力电耦合机制,借助有限元仿真软件建立复合能量收集系统磁场、电场、流体场和输出电动势的多场耦合仿真模型,设计低频正弦激励下复合能量收集系统输出电能实验测试平台,探究外部激振频率和外磁场强度等因素对电能输出特性的影响。实验结果表明,所提磁性液体摩擦-电磁复合能量收集器可以在低频环境中将振动能量有效转换为电能。

关键词：磁性液体复合能量收集器摩擦纳米发电机电磁感应能量转换