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分布式光纤系统大范围高温的非线性测温标定

光学技术 2024年第4期50卷 472-476页

作者：张学军陈天豪王梓齐刘成柱杨展邓琴郭恩陶浙江浙能中煤舟山煤电有限责任公司浙江舟山316131 浙江大学控制科学与工程学院浙江杭州310000 浙江大学湖州研究院浙江湖州313002

近年拉曼光纤分布式测温系统在常温领域有了广泛的应用,然而在诸如电厂锅炉此类温度从室温20℃到600℃的大范围高温测温场景,国内外光纤测温少有研究和应用。面对大范围高温光纤测温问题,采用特殊铜涂覆层高温光纤,搭建分布式光纤系统,... 详细信息

近年拉曼光纤分布式测温系统在常温领域有了广泛的应用,然而在诸如电厂锅炉此类温度从室温20℃到600℃的大范围高温测温场景,国内外光纤测温少有研究和应用。面对大范围高温光纤测温问题,采用特殊铜涂覆层高温光纤,搭建分布式光纤系统,用高温箱模拟从室温升到六百摄氏度高温环境,采集反射光相应信息。经过实验发现,利用双通道解调理论公式解析出的测量温度偏差较大,同时常温应用中广泛使用的线性拟合也无法适应大范围高温场景。针对大范围高温场景温度解调,采用多种非线性标定方法,成功实现光纤大范围高温跟踪,最终实现在高温段550℃至600℃精度±2℃测温。

关键词：分布式光纤测温双通道解调非线性拟合

大气湍流对LIF探测海面溢油影响的BRRDF仿真研究

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1379-1385页

作者：谢贝贝赵佳伟周炫宇张晓丹刘俣佳燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室河北秦皇岛066004 河北农业大学信息科学与技术学院河北保定071001 北京信息科技大学信息与通信工程学院北京100029

及时定位海面溢油事故发生地并监测海面溢油信息对海洋污染治理和海洋生态环境保护有重要意义。激光诱导荧光(LIF)可搭载于无人机构建LIF雷达系统并应用于海洋环境监测。LIF雷达系统以大气为传输信道,大气湍流会导致信号衰落。双向反射... 详细信息

及时定位海面溢油事故发生地并监测海面溢油信息对海洋污染治理和海洋生态环境保护有重要意义。激光诱导荧光(LIF)可搭载于无人机构建LIF雷达系统并应用于海洋环境监测。LIF雷达系统以大气为传输信道,大气湍流会导致信号衰落。双向反射再辐射分布函数(BRRDF)利用受激辐射荧光光子的权重、位置和方向描述物质的荧光特性,为LIF探测海面溢油提供理论指导。基于大气湍流理论和蒙特卡罗方法模拟海面溢油的受激辐射荧光过程,建立光子传输模型进行海面溢油BRRDF的仿真研究。仿真分析不同湍流强度下,光强闪烁、光束漂移、光束扩展效应对海面溢油BRRDF的影响。仿真结果表明,海面溢油受激辐射荧光信号具有各向同性,其强度与激发光的强度成正比。光束漂移效应对荧光漂移范围影响微弱,可以忽略;在弱大气湍流下(湍流强度参数σ_(R)^(2)系统可以正常进行探测工作;大气湍流强度到达中等后(σ_(R)^(2)≈1),荧光信号强度在10^(-5)~10^(-4)范围内波动,荧光光斑半径扩展至15mm,此时大气湍流的不利影响无法忽视,LIF雷达系统探测到的荧光信号不够稳定,最终导致光谱不理想。在实际探测中,可通过适当提高探测器性能参数来增强系统的抗湍流能力。强大气湍流下(σ_(R)^(2)=25),出现光斑破裂现象,荧光信号分散并衰落至某一阈值之下,LIF雷达系统无法探测到荧光信号。文中的分析与提出的可行的研究建议,为LIF探测海面溢油相关研究提供参考依据,对LIF雷达系统设计具有一定的参考价值。

关键词：激光诱导荧光双向反射再辐射分布函数海面溢油探测大气湍流蒙特卡罗法

基于NSGA-Ⅱ算法的ATR发动机PI控制器多目标优化方法研究

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推进技术 2024年第2期45卷 183-191页

作者：焦昱翔赵庆军任三群蔡伟东许诚赵巍华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学航空宇航学院北京100190 中国科学院分布式冷热电联供系统北京市重点实验室北京100190

为了使空气涡轮火箭发动机(ATR)从慢车快速、稳定和准确地加速到最大状态,以ATR发动机燃气发生器流量和尾喷管喉部面积为控制变量,采用快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ算法)建立了发动机控制器参数多目标优化方法。将超调量、稳态误差... 详细信息

为了使空气涡轮火箭发动机(ATR)从慢车快速、稳定和准确地加速到最大状态,以ATR发动机燃气发生器流量和尾喷管喉部面积为控制变量,采用快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ算法)建立了发动机控制器参数多目标优化方法。将超调量、稳态误差、上升时间及误差积分值四个指标以加权的形式作为目标函数,引入执行机构超调惩罚机制,建立了PI控制器参数Pareto最优解集,完成了ATR发动机从慢车加速到最大状态的动态过程仿真。结果表明,将双回路多个控制性能指标以加权的形式组合作为目标函数,可以获得均匀分布的Pareto前沿;联合应用多目标优化方法和基于熵权法的优劣解距离法(TOPSIS),能够在双回路耦合下获得满足设计要求的ATR发动机动态特性,极大地缩短了人工整定控制器参数的时间;在加速过程中,多目标优化方法将涡轮膨胀比上升时间作为目标函数之一,与尾喷管面积开环控制动态过程相比,可以使涡轮膨胀比更早到达目标值,共同工作线远离喘振边界。

关键词：空气涡轮火箭发动机动态过程 PI控制器参数优化遗传算法

页岩气开发的地下水环境效应评估——以贵州习水浅层页岩区块为例

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工程地质学报 2024年第4期32卷 1459-1477页

作者：利振彬黄天明李义曼李关访杨平恒龙吟赵雅静昝朝耀张芬李晓庞忠和电力规划设计总院北京100120 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 西南大学地理科学学院重庆400715

大规模水力压裂可能产生一系列环境地质问题,包括了地下水污染、诱发地震以及水资源消耗。目前尚未系统地建立页岩气开发的地下水环境效应评价框架,且对地下水主要污染物来源认识不清。本文以贵州习水浅层页岩气区块为例,通过了解页岩... 详细信息

大规模水力压裂可能产生一系列环境地质问题,包括了地下水污染、诱发地震以及水资源消耗。目前尚未系统地建立页岩气开发的地下水环境效应评价框架,且对地下水主要污染物来源认识不清。本文以贵州习水浅层页岩气区块为例,通过了解页岩气开发前地下水环境背景状况、确定水力压裂中水循环过程以及地下水污染源、建立地下水敏感性监测及污染示踪指标确定方法、揭示污染溯源中关键地球化学过程对同位素污染示踪的影响,初步形成了页岩气开发的地下水环境效应评估框架。本研究确定了研究区浅层地下水背景值状况,包括水化学、同位素以及溶解性气体指标。现场水力压裂试验和具有长周期商业开采井的结果表明页岩地层水存在于整个页岩气开发和生产过程,并作为返排液和产出水的主要组成部分,是浅层地下水污染的主要来源。根据页岩地层水和浅层地下水水文地球化学特征的差异,建立了确定地下水敏感性监测和污染示踪指标的方法,识别出研究区地下水敏感性指标(Cl^(-)、Na^(+)、Ba^(2+)、Li^(+)、B、87Sr/86Sr和δ11B)。针对气体污染(甲烷作为地下水污染物),建立了浅层地下水溶解气和页岩气甲烷同位素(δ13C-CH_(4))及惰性气体同位素(3He/4He和4He/20Ne)组成的端元。同时揭示了当有黏土矿物存在的情况下,吸附-解吸对同位素示踪的影响。在研究区,黏土矿物B的解吸造成水体B含量的增加及δ11B的减少;溶解态Sr与吸附态Sr的同位素再平衡,增加了水中87Sr/86Sr比值。本项研究对于页岩气开发的地下水环境保护具有重要的意义,有助于完善页岩气开发过程中地下水环境效应的评估。

关键词：页岩气地下水背景值地下水污染同位素吸附-解吸

纳米硒（SeNPs）缓解烟草幼苗铅胁迫和促生效应

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生物技术通报 2024年第7期40卷 183-196页

作者：杜仲阳杨泽梁梦静刘义珍崔红利史达明薛金爱孙岩张春辉季春丽李润植山西农业大学农学院分子农业与生物能源研究所山西省特用作物遗传与代谢工程研究中心中国科学院烟台海岸带研究所海岸带生物学与生物资源利用重点实验室

【目的】旨在探究纳米硒（SeNPs）对铅（Pb）胁迫烟草幼苗的生长、抗逆性、铅吸收和转运的影响，以揭示SeNPs的促生效应、富硒和阻滞铅吸收及转运的机制。【方法】以普通烟草（Nicotiana tabacum）为研究对象，通过盆栽实验设置不同处... 详细信息

【目的】旨在探究纳米硒（SeNPs）对铅（Pb）胁迫烟草幼苗的生长、抗逆性、铅吸收和转运的影响，以揭示SeNPs的促生效应、富硒和阻滞铅吸收及转运的机制。【方法】以普通烟草（Nicotiana tabacum）为研究对象，通过盆栽实验设置不同处理，包括低剂量（100 mg/L）和高剂量（200 mg/L）Pb胁迫，无机硒（Na2SeO3）、SeNPs处理和空白对照组。测定各处理组烟草幼苗的生物量、光合生理参数、抗氧化酶活性、脂质过氧化产物含量以及相关基因表达水平，分析铅和硒在植物体内的含量和分布。【结果】与对照组相比，硒处理显著促进了烟草幼苗的生长和光合作用，SeNPs促生效应更显著。硒处理还增强了烟草幼苗的抗氧化酶（SOD、POD和APX等）活性和抗氧化物质（抗坏血酸和谷胱甘肽等）的含量，降低了脂质过氧化产物（H2O2和MDA）的积累。在铅胁迫条件下，硒处理可显著提高烟草幼苗中硒的含量，同时降低铅的吸收和转运率。【结论】纳米硒能显著提高植物生物量，保护光合系统，激活抗氧化系统，阻滞铅吸收和转运，促进植物硒富集和改善植物对铅胁迫的抗性。

关键词：纳米硒铅胁迫烟草幼苗促生效应抗氧化系统生物有效性分子机制

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未知干扰下电液伺服系统模型预测控制

组合机床与自动化加工技术 2024年第7期 109-112+118页

作者：周成宝侯艳茹于存贵杭州智元研究院有限公司南京理工大学机械工程学院

电液伺服系统采用阀控双出杆液压缸的数学模型，针对系统的非线性、不确定性与未知干扰等问题，提出一种基于干扰观测器的模型参数变化的模型预测控制方案。为了处理阀控双出杆液压缸负载流量系统非线性特性和负载压力时变的问题，采用... 详细信息

电液伺服系统采用阀控双出杆液压缸的数学模型，针对系统的非线性、不确定性与未知干扰等问题，提出一种基于干扰观测器的模型参数变化的模型预测控制方案。为了处理阀控双出杆液压缸负载流量系统非线性特性和负载压力时变的问题，采用预测模型时变的模型预测控制策略。把系统建模误差、未建模摩擦不确定性和外界扰动作为系统混合未知干扰，对混合干扰采用指数收敛干扰观测器进行在线观测，观测结果对预测模型进行实时补偿。仿真结果表明，所提方法对干扰和不确定性有很好的鲁棒性，具有较高的控制精度。

关键词：电液伺服系统模型预测控制干扰观测器鲁棒性

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湖、库水体CH_(4)冒泡排放研究进展

湖泊科学 2024年第2期36卷 339-352页

作者：康满春刘流刘佳肖尚斌三峡大学三峡库区生态环境教育部工程研究中心宜昌443002 三峡水库生态系统湖北省野外科学观测研究站宜昌443002 云南师范大学高原地理过程与环境变化云南省重点实验室昆明650500

冒泡排放是湖、库水体CH_(4)排放的主要方式之一,其排放通量和占CH_(4)总排放量比例均具有极其显著的时空差异性,是当前水体CH_(4)排放估算不确定性的主要来源之一。然而,目前关于湖、库水体CH_(4)冒泡排放通量监测、时空分布规律、过... 详细信息

冒泡排放是湖、库水体CH_(4)排放的主要方式之一,其排放通量和占CH_(4)总排放量比例均具有极其显著的时空差异性,是当前水体CH_(4)排放估算不确定性的主要来源之一。然而,目前关于湖、库水体CH_(4)冒泡排放通量监测、时空分布规律、过程机制和模型模拟的系统梳理鲜有报道。本研究对比了目前水体CH_(4)冒泡的监测方法技术的适用性及优缺点,分析总结湖、库水体CH_(4)冒泡排放及通量的时空分布特征,梳理CH_(4)气泡在沉积物-水体中的产生-成长-迁移-释放的过程、影响因素及模型,并提出了水体CH_(4)冒泡过程模型框架。最后,本研究提出未来研究应基于湖、库水体分类、设备开发和改进来构建适应性的湖、库水体CH_(4)冒泡排放监测标准体系,开发基于过程的CH_(4)冒泡机理模型,为认识变化环境下湖、库水体CH_(4)冒泡过程和准确估算CH_(4)排放量提供支撑。

关键词：甲烷冒泡排放湖泊水库气泡模型

自平衡策略的电流互感器取能调速风冷装置设计

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电机与控制学报 2024年第5期28卷 1-8页

作者：何杰伟刘自程黄秋萍刘杉姜喆刘志刚华中科技大学电气与电子工程学院湖北武汉430074 国网智能电网研究院有限公司北京100084 江苏腾炎电气有限公司江苏苏州215000

随着我国电力系统输电量逐年上升,输电网络中的换流变压器阀侧套管等关键设备部件热功率也随之增大,因此有必要设计开发散热风机等设备,实现过热故障多发点的主动散热。设计研发一种电流互感器(CT)取能调速风冷装置,利用CT从输电线路上... 详细信息

随着我国电力系统输电量逐年上升,输电网络中的换流变压器阀侧套管等关键设备部件热功率也随之增大,因此有必要设计开发散热风机等设备,实现过热故障多发点的主动散热。设计研发一种电流互感器(CT)取能调速风冷装置,利用CT从输电线路上获取能量为散热风机供能,以解决输电线路现场常规电源无法使用的难题。针对CT的取能能力随着输电线路电流不断变化且不受控的问题,设计一种功率主动自平衡新策略,通过利用负载的控制自由度来适应CT二次侧电流的宽变化范围,从而扩展装置的稳定运行区间,提升电源的取能能力。将装置套装在交流输电母排上进行实验验证,母排电流的有效值在上千安培范围内变化,装置始终稳定且保持60%以上的功率容量利用率。

关键词：换流变压器阀侧套管电流互感器取能电源调速风冷功率平衡稳定运行区间

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樟子松根内真菌分子生态网络复杂性与稳定性

生态学报 2024年第16期44卷 7226页

作者：李启研赵珮杉高广磊丁国栋张英刘明慧北京林业大学水土保持学院林木资源高效生产全国重点实验室宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站林业生态工程教育部工程研究中心水土保持国家林业和草原局重点实验室

根内真菌通过复杂的相互作用发挥其生态功能影响宿主植物生长发育，但其互作网络复杂性和稳定性特征及其影响因素尚不明确。为揭示樟子松（Pinus ***）天然林和人工林根内真菌网络复杂性与稳定性特征及其对环境因素的响应，以呼伦贝尔... 详细信息

根内真菌通过复杂的相互作用发挥其生态功能影响宿主植物生长发育，但其互作网络复杂性和稳定性特征及其影响因素尚不明确。为揭示樟子松（Pinus ***）天然林和人工林根内真菌网络复杂性与稳定性特征及其对环境因素的响应，以呼伦贝尔沙地樟子松天然林和不同引种地（呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地和毛乌素沙地）不同林龄（中龄林、近熟林和成熟林）人工林为研究对象，采用分子生态网络分析法对根内真菌群落网络复杂性和稳定性进行比较分析，为樟子松人工林科学管理提供理论依据。主要结果有：1）樟子松根内真菌网络均以正相关关系为主，而天然林网络负相关关系比例更高；人工林根内真菌网络复杂性高于天然林，且毛乌素沙地网络最为复杂，不同引种地人工林网络复杂性在近熟林达到最大值。2）子囊菌门（Ascomycota）为天然林和人工林主要关键真菌类群；在属水平上，主要为丝盖伞属（Inocybe）、美口菌属（Calostoma）、Cladophialophora等。腐生菌与其他真菌联系密切，病原菌作为关键菌群存在于人工林。3）天然林网络稳定性更强，科尔沁沙地人工林网络稳定性高于其他人工林；不同引种地人工林网络稳定性均在中龄林达到最大值。4）根内真菌网络复杂性主要受年平均温度和年平均降水量以及土壤养分含量影响，而网络稳定性与环境因子无显著相关关系。结论：环境因素和林龄塑造了根内真菌网络复杂性和稳定性的时空动态，天然林根内真菌网络更稳定可能有利于林木生长，人工林通过更复杂的网络满足养分需求；腐生营养型真菌与其他真菌联系密切，病原菌作为关键菌群可能对人工林生长和健康有消极影响。

关键词：樟子松根内真菌分子生态网络林龄

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