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探地雷达正演的间断伽辽金法影响因素分析

地球物理学报 2024年第3期67卷 1273-1284页

作者：冯德山刘硕王珣丁思元张华苏玄陈磊颜照坤中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 东华理工大学地球科学学院南昌330032

时域间断伽辽金(discontinuous Galerkin time-domain, DGTD)算法具有守恒性、稳定性、高精度性和间断性等优点,现已成为一种有效的探地雷达(Ground penetrating radar, GPR)正演方法.为了提高DGTD算法的计算效率和精度,作者详细分析了... 详细信息

时域间断伽辽金(discontinuous Galerkin time-domain, DGTD)算法具有守恒性、稳定性、高精度性和间断性等优点,现已成为一种有效的探地雷达(Ground penetrating radar, GPR)正演方法.为了提高DGTD算法的计算效率和精度,作者详细分析了数值通量、时间离散格式、单元大小与局部基函数阶次、网格剖分方式等影响因素.数值实验表明,局部Lax-Friedrichs中τ=1/2的补偿数值通量既可以消除伪解,又可以提高计算精度;在精度相同的情况下,低存储显式Runge-Kutta方案(low-storage explicit Runge-Kutta, LSERK)的稳定性条件和低存储优势要明显优于其它两种时间离散格式,尤其是在大型复杂模型和三维正演模拟中更有优势.而提高基函数的阶次或增大网格数,均可以提高其误差的收敛性,局部基函数阶次N和单元大小d与电磁波波长λ的适用关系为d/N约等于λ/15;当单元数目大致相等时,网格剖分方式对于高阶DGTD算法的影响较小,说明DGTD算法对网格具有较好的适应性.最后,采用DGTD算法对火星乌托邦平原模型进行正演,验证了基于最优参数的DGTD算法模拟精度高,可为火星乌托邦平原GPR实测数据的解译奠定理论基础.

关键词：探地雷达时域间断伽辽金数值通量时间离散格式高阶基函数

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金属有机框架材料电池隔膜的最新应用

化学进展 2024年第8期36卷 1217-1236页

作者：肖鹏程聂赛群罗明亮陈佳瑶罗伏利赵田刘跃军湖南工业大学包装与材料工程学院

随着新能源行业的快速发展，对于各种不同高性能电池的研究已成为当前的热点。隔膜作为电池的重要组成部分之一，能有效防止电池正负极直接接触并为离子传输提供有利通道。然而，传统聚合物电池隔膜通常存在热稳定性不足、离子输运能力... 详细信息

随着新能源行业的快速发展，对于各种不同高性能电池的研究已成为当前的热点。隔膜作为电池的重要组成部分之一，能有效防止电池正负极直接接触并为离子传输提供有利通道。然而，传统聚合物电池隔膜通常存在热稳定性不足、离子输运能力差、电解液浸润性差等问题。金属-有机框架材料（MOFs）作为一种新型的多孔晶体材料，由于其高孔隙率、高比表面积和出色的热稳定性，已成为当前高性能电池隔膜的研究热点。本文综述了各类MOFs/MOFs基材料在电池隔膜中的应用，并全面讨论了MOFs基电池隔膜的优缺点。最后，介绍了MOFs基电池隔膜领域亟待解决的问题以及MOFs在电池隔膜上的发展前景。

关键词：金属-有机框架电池隔膜制备

基于发电机定子接地燃弧电阻变化特征的主动降压熄弧机理与抑制方法

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电工技术学报 2024年第17期39卷 5379-5393页

作者：李理喻锟曾祥君王沾贺世庚电网防灾减灾全国重点实验室(长沙理工大学) 长沙410114

定子接地燃弧故障是制约大型发电机安全可靠运行的技术瓶颈。为解决定子绕组接地电弧引发的绝缘击穿与铁心损伤问题,该文提出基于发电机定子接地燃弧电阻变化特征的柔性接地主动降压熄弧方法。该文建立了定子接地燃弧电阻与弧道电压的... 详细信息

定子接地燃弧故障是制约大型发电机安全可靠运行的技术瓶颈。为解决定子绕组接地电弧引发的绝缘击穿与铁心损伤问题,该文提出基于发电机定子接地燃弧电阻变化特征的柔性接地主动降压熄弧方法。该文建立了定子接地燃弧电阻与弧道电压的解析关系,揭示了定子接地故障点电压降低过程中,接地燃弧电阻增大的变化规律;明确了将接地故障点电压抑制在电弧重燃电压以下时,可实现定子绕组击穿间隙回归正常绝缘状态的抑制方法。根据大型发电机定子柔性接地方式降压熄弧策略,在接地故障燃弧阶段,中性点电压源输出故障点工频与3次谐波反向电势,主动降低故障点电压,将故障点电压降低至燃弧电压以下,使定子接地电弧熄灭。利用注入信号感知定子接地燃弧状态,实时监测定子阻尼率矢量角变化趋势,判定降压消弧过程中接地燃弧故障是否消除。所提方法无需将故障点电压降低至零,可有效降低非故障相电压抬升,降低定子非故障相绕组槽内击穿风险。在PSCAD/EMTDC仿真环境模拟定子接地故障燃弧工况,对所提方法进行试验验证。试验结果表明,基于定子接地燃弧电阻变化特征的柔性接地消弧方法可主动降低定子接地故障点电压,助增故障点间隙绝缘电阻回归,抑制接地电弧重燃,降低定子非故障相绝缘击穿风险,实现定子接地燃弧故障的可靠消弧。

关键词：发电机定子弧光接地故障主动降压消弧弧道电阻故障感知

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基于固态断路器主动注入式直流故障测距方法

电工技术学报 2024年第8期39卷 2360-2370页

作者：王伟帅智康李杨何梨梨方辰晨湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

随着直流配电网的快速发展与深化应用,准确可靠的故障测距技术对直流故障检修和恢复至关重要。该文提出一种基于固态断路器(SSCB)主动注入式直流故障测距方法。首先,利用SSCB开断主动注入不同脉冲宽度的信号,并检测注入脉冲首末端和反... 详细信息

随着直流配电网的快速发展与深化应用,准确可靠的故障测距技术对直流故障检修和恢复至关重要。该文提出一种基于固态断路器(SSCB)主动注入式直流故障测距方法。首先,利用SSCB开断主动注入不同脉冲宽度的信号,并检测注入脉冲首末端和反射波首末端的时间差作为注入波形传播时间间隔,能够减小采样频率带来的误差。然后,提取电缆线路电压线模量作为检测量,削弱正负极线路之间的耦合作用,获得稳定波速。最后,基于小波变换原理提出改进自适应模极大值方法来检测脉冲首末端时刻,减小噪声和过渡电阻对测距精度的影响。仿真结果表明,基于SSCB主动注入式测距方法在直流配电网单极接地和极间短路故障情况下均能够实现准确且快速的定位。

关键词：直流配电网故障测距固态断路器主动注入自适应模极大值

前蛋白转化酶枯草溶菌素9在慢性肝病的作用与机制研究进展

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中国普通外科杂志 2024年第1期33卷 114-121页

作者：方开晗彭秀达费书珂南华大学衡阳医学院附属第二医院肝胆胰脾外科湖南衡阳421001

前蛋白转化酶枯草溶菌素9(PCSK9)是一种主要由肝脏合成的丝氨酸蛋白酶,在胃肠道、胰腺、肾脏和中枢神经系统中也有表达。PCSK9参与脂质代谢调节的肝细胞内外分子靶点众多,在肝脏中主要通过与肝细胞膜表面低密度脂蛋白受体(LDLR)结合靶... 详细信息

前蛋白转化酶枯草溶菌素9(PCSK9)是一种主要由肝脏合成的丝氨酸蛋白酶,在胃肠道、胰腺、肾脏和中枢神经系统中也有表达。PCSK9参与脂质代谢调节的肝细胞内外分子靶点众多,在肝脏中主要通过与肝细胞膜表面低密度脂蛋白受体(LDLR)结合靶向溶酶体降解,升高血浆低密度脂蛋白胆固醇水平。既往PCSK9在家族性遗传性高胆固醇血症、动脉粥样硬化、心肌梗死、肿瘤等疾病中得到广泛关注,并促进PCSK9抑制剂的快速研发,在治疗高胆固醇血症、降低心血管疾病风险中发挥重要作用。随着PCSK9研究的深入及慢性肝病发病率的逐渐提高,PCSK9与慢性肝病发生发展的关系也逐渐被揭示。基于上述背景,本文阐述PCSK9在多种临床常见慢性肝脏疾病(酒精性肝病、非酒精性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎、病毒性肝炎以及肝癌)中所发挥的作用,以期为慢性肝脏疾病的临床诊疗提供新思路。

关键词：肝疾病前蛋白转化酶9 脂类代谢综述

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基于点模式法的湖南省林火时空分布特征

中南林业科技大学学报 2024年第7期44卷 29-35,76页

作者：蔡晓晶石蓉丹肖化顺刘发林中南林业科技大学林学院、水土保持学院湖南长沙410004

【目的】林火是影响森林生态系统的一个既特殊又重要的生态因子,发现林火在时间、空间上的动态与趋势有助于掌握林火发生规律,部署森林防火重点区域,为防灾减灾提供应急决策方案。【方法】以湖南省24年间(1999—2022年)林火档案资料为... 详细信息

【目的】林火是影响森林生态系统的一个既特殊又重要的生态因子,发现林火在时间、空间上的动态与趋势有助于掌握林火发生规律,部署森林防火重点区域,为防灾减灾提供应急决策方案。【方法】以湖南省24年间(1999—2022年)林火档案资料为数据源,采用Ripley K函数、中心点和标准差椭圆法、核密度分析法进行了林火的空间聚集性、林火密度和扩展趋势等空间统计分析。【结果】湖南省1999—2022年林火发生总密度为0.008 7次/(km^(2)·a),空间上存在3个林火聚集点。1999—2003年的年均单位面积林火密度为0.016 7次、2004—2008年为0.034 8次、2009—2013年为0.021次、2014—2018年为0.005次、2019—2022年为0.006次,1999—2013年内的3个时序区间湖南省林火分布都具有多个聚集区域,自2014年之后林火聚集区不明显;【结论】湖南省1999—2022年间的林火空间分布存在显著的空间聚集性与地理相关性,存在明显的森林火灾高密度区域,林火密度整体呈波动下降趋势,林火密度最高的区域为娄底市、株洲市、郴州市和邵阳市东部;并且2013—2018年以及2019—2022年区间的林火密度明显下降;1999—2022年的总体林火平均中心位于邵阳市,同时也是林火高密度区域,林火高密度区域还包括株洲市、郴州市,湖南省林火总体扩散趋势是向湖南省东南方向的永州市、郴州市扩展;湖南省各区划1999—2022年间的GDP发展分布呈现高度聚集性,聚集区域主要是长株潭区域以及衡阳市、益阳市范围,GDP分布的空间变异极小,与林火空间分布方向重叠区域面积占71.29%,重叠面积较高。

关键词：森林火灾特征聚集分布密度分析湖南省

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模拟高放废液玻璃固化体热学性能

化学工程 2024年第3期52卷 6-12页

作者：黄文珑谭盛恒李春光于明玥夏良树南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413 南华大学放射性废物处理处置与数学模型研发中心湖南衡阳421001

玻璃固化技术是目前国内外HLW(高放废液)固化处理最主要的手段。高放废液中含有镧和铀,但镧、铀对固化工艺的影响鲜有报道。为对比镧、铀对玻璃固化体熔制工艺和产品性能的影响,分析不同镧铀比例下的各方面差异,以模拟高放废液的硼硅酸... 详细信息

玻璃固化技术是目前国内外HLW(高放废液)固化处理最主要的手段。高放废液中含有镧和铀,但镧、铀对固化工艺的影响鲜有报道。为对比镧、铀对玻璃固化体熔制工艺和产品性能的影响,分析不同镧铀比例下的各方面差异,以模拟高放废液的硼硅酸盐玻璃固化体作为实验材料,采用XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电子显微镜)等表征方法研究玻璃固化体在不同热处理温度下的析晶行为和热稳定性。结果表明:在800、900、1000℃下,不同镧/铀配比的样品外观差别不大,热处理实验证实固化体样品在800—900℃热处理温度内有晶体析出,其中800℃热处理温度析晶最为严重。

关键词：玻璃固化高放废物铀热学性能

1.27 μm O_(2)(a^(1)Δ g)气辉临边观测辐射传输特性

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1088-1097页

作者：王道琦王后茂何微微胡向瑞李娟李发泉武魁军烟台大学物理与电子信息学院山东烟台264005 中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院湖北武汉430071

1.27μm波段的O_(2)(a^(1)Δg)气辉辐射具有辐射信号强、空间跨度大、自吸收效应弱等诸多内禀优势,是临近空间大气遥感的重要目标源,对于中高层大气的动力学及热学特性研究,全球温室气体探测,以及臭氧浓度三维层析等卫星遥感具有重要的... 详细信息

1.27μm波段的O_(2)(a^(1)Δg)气辉辐射具有辐射信号强、空间跨度大、自吸收效应弱等诸多内禀优势,是临近空间大气遥感的重要目标源,对于中高层大气的动力学及热学特性研究,全球温室气体探测,以及臭氧浓度三维层析等卫星遥感具有重要的科学意义和应用价值。首先基于O_(2)(a^(1)Δg)光化学反应模型,研究了O_(2)(a^(1)Δg)气辉的产生机制及湮灭机理,在此基础上,计算得到了O_(2)(a^(1)Δg)气辉体辐射率廓线,并基于HITRAN数据库给出的谱线强度及爱因斯坦系数,提出了两种计算O_(2)(a^(1)Δg)气辉光谱分布的方法。采用最新的分子光谱参数、光化学反应速率常数及F10.7太阳紫外通量等参数,结合光化学反应模型计算得到的O_(2)(a^(1)Δg)气辉体辐射率廓线信息,借助逐线积分算法,建立了1.27μm O_(2)(a^(1)Δg)气辉临边观测辐射传输理论模型,并分析了自吸收效应对不同临边观测高度处气辉辐射光谱强度的影响。然后,利用剥洋葱算法,对大气图像扫描成像吸收光谱仪(SCIAMACHY)在临边观测模式下测得的O_(2)分子近红外大气带的气辉辐射信号进行处理得到了目标层O_(2)(a^(1)Δg)气辉辐射光谱,并通过谱积分算法反演得到了O_(2)(a^(1)Δg)气辉的体辐射率廓线信息。最后通过对比气辉临边观测辐射传输理论模型计算得到的以及SCIAMACHY仪器测量反演得到的1.27μm O_(2)(a^(1)Δg)辐射光谱及体辐射率廓线信息,验证1.27μm O_(2)(a^(1)Δg)气辉临边观测辐射传输理论模型的可靠性与合理性。基于比对结果,对O_(2)(a^(1)Δg)气辉临边辐射强度和体辐射率的影响因素进行了分析。分析结果表明,在50 km以上的高空区域,理论计算结果与卫星实测结果吻合性较好,而随着海拔高度的降低,两者的偏差逐渐增大,这是因为在临边观测模式下,中低空区域的卫星遥感信号受自吸收效应及大气散射效应影响严重。此外,与HITRAN数据库给出的谱线强度参数相比,基于爱因斯坦系数建立的O_(2)(a^(1)Δg)气辉临边辐射模型与卫星实测结果更加吻合。1.27μm O_(2)(a^(1)Δg)气辉临边观测辐射传输理论模型的建立,对于临近空间大气遥感,奠定了理论基础。

关键词： O_(2)(a^(1)Δg)气辉体辐射率临边观测辐射传输理论模型

基于N掺杂Ti_(3)C_(2)MXene量子点的荧光探针用于Hg2+和S2-的传感检测

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高等学校化学学报 2024年第5期45卷 38-45页

作者：张慧莲杨新杰李军李泉张福娟张艳丽王红斌杨文荣庞鹏飞云南民族大学云南省教育厅功能纳米材料基化学生物传感科技创新团队昆明650504 迪肯大学生命与环境科学学院吉朗3217澳大利亚

基于N掺杂Ti_(3)C_(2) MXene量子点(N-Ti_(3)C_(2) MQDs)荧光探针和配位相互作用,构建了一种检测Hg^(2+)和S^(2-)的“开-关-开”型荧光传感新方法.研究发现,制备的N-Ti_(3)C_(2) MQDs发射蓝色荧光(λem=440 nm),荧光量子产率为15.7%.Hg^(2+)与N-Ti_(3)C_(2) MQDs表面的—NH2,—COOH,—OH等官能团产生选择性配位作用,导致N-Ti_(3)C_(2) MQDs体系荧光猝灭.当加入S^(2-)后,由于S^(2-)与Hg^(2+)之间强的结合力,形成HgS沉淀,从而使N-Ti_(3)C_(2) MQDs体系荧光恢复.基于该原理,构建了一种“开-关-开”型荧光传感方法,实现了对Hg^(2+)和S^(2-)的定量检测.N-Ti_(3)C_(2) MQDs探针的荧光强度与Hg^(2+)浓度在0.02~200μmol/L范围内呈良好线性关系,检出限为10 nmol/L(S/N=3);与S^(2-)浓度在0.07~150μmol/L范围内呈良好线性关系,检出限为30 nmol/L(S/N=3).该方法具有成本低、操作简单、灵敏度高和选择性好等特点,并可用于水样中Hg^(2+)和S^(2-)的检测.

关键词：汞离子硫离子 N掺杂Ti_(3)C_(2)MXene 量子点荧光探针