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红外偏振辐射模型对铬和铜元素的优化识别

哈尔滨工程大学学报 2024年第3期45卷 615-621页

作者：徐将姚明印王晓万敏杰江西农业大学工学院江西南昌330045 江西农业大学江西省生物光电及应用重点实验室江西南昌330045 南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094

针对优化激光诱导击穿光谱技术识别铬和铜元素的问题,本文提出了一种结合红外偏振检测理论的方法。利用菲涅尔反射定律和基尔霍夫理论分析了红外偏振产生机理,根据能量守恒定律验证了目标红外自发热辐射的偏振特性;利用红外偏振辐射传... 详细信息

针对优化激光诱导击穿光谱技术识别铬和铜元素的问题,本文提出了一种结合红外偏振检测理论的方法。利用菲涅尔反射定律和基尔霍夫理论分析了红外偏振产生机理,根据能量守恒定律验证了目标红外自发热辐射的偏振特性;利用红外偏振辐射传输模型及菲涅尔反射穆勒矩阵,结合温度的麦克斯韦-玻尔兹曼分布特性,推导出了等离子体红外偏振辐射信号模型,用于识别各激发能量下的重金属元素;利用5种不同能量的脉冲激光验证了模型的精准性。结果表明:在相同的激光能量下,红外偏振辐射光谱可以收集到更多的特征信号峰;在低能量激励下,红外偏振辐射光谱的优势更为突出。红外偏振辐射模型的构建是科学有效的,可用于优化重金属元素的快速检测。

关键词：红外偏振辐射模型重金属特征信号激光诱导击穿光谱菲涅尔反射定律脉冲激光穆勒矩阵

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紧凑型感应电磁驱动的液态金属高热通量散热技术研究

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中国科学：技术科学 2024年第7期54卷 1305-1317页

作者：刘传科何志祝中国农业大学工学院机械工程系北京100083

本文提出了一种用于高热流密度电子器件热管理的新型液态金属小通道散热方法,研制了一种可提供4.55 L/min流量和64.2 kPa驱动压头的紧凑型感应电磁泵.搭建了基于电磁驱动高热通量液态金属热控平台,实现了热流密度高达249 W/cm^(2)的散... 详细信息

本文提出了一种用于高热流密度电子器件热管理的新型液态金属小通道散热方法,研制了一种可提供4.55 L/min流量和64.2 kPa驱动压头的紧凑型感应电磁泵.搭建了基于电磁驱动高热通量液态金属热控平台,实现了热流密度高达249 W/cm^(2)的散热需求.发展了三维流固耦合的多参量优化仿真模型并实验验证了数值模拟有效性.研究发现,低流量下液态金属热容热阻是影响液态金属散热的主要因素(约占总热阻23.6%),优化热源相对位置有利于提高其表面均温性.

关键词：液态金属高热流密度电磁驱动小流道散热

基于LES方法的新型涡激振动风能采集器俘能特性分析

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太阳能学报 2024年第5期45卷 70-76页

作者：胡捷黄俊仕李红文建萍肖志峰黎波江西农业大学工学院南昌330045 江西省畜牧设施技术开发工程研究中心南昌330045

以所研制的涡激振动能量收集器(VIVPEHS)为研究对象,联合开源软件OpenFOAM和Matlab对大涡模拟(LES)方程、二阶范德波尔(Van der Pol’s)方程和高斯定律(Gauss’law)进行涡街振动俘能耦合计算,建立流机电耦合VIVPEHS数值模型,同时搭建并... 详细信息

以所研制的涡激振动能量收集器(VIVPEHS)为研究对象,联合开源软件OpenFOAM和Matlab对大涡模拟(LES)方程、二阶范德波尔(Van der Pol’s)方程和高斯定律(Gauss’law)进行涡街振动俘能耦合计算,建立流机电耦合VIVPEHS数值模型,同时搭建并列双圆柱VIVPEHS俘能测试平台对数值模型开展实验验证。结果表明:升/阻力、压电梁位移、机电转换效率和尾流形态的预测值与实验数据符合良好。实验和计算结果表明,当圆柱直径(D)不变时,随着俘能距离(Sn)的增加,输出电压先增大后减小,在S_(n)=8D时输出电压最大;随着负载阻抗的增大,输出功率先增大后减小,存在最优负载阻抗(25000Ω),此时并列双圆柱VIVPEHS的输出功率可达72 mW,且直接点亮21只商用LED。

关键词：风能涡激振动模型压电流机电耦合

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顾及尺度效应的矿粮复合区耕地非粮化空间异质性及其关联因素

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农业工程学报 2024年第1期40卷 265-275页

作者：罗松开罗志军※ 江西农业大学国土资源与环境学院南昌330045

深入研究耕地非粮化空间异质性及其关联因素,有助于科学管控耕地非粮化和有效保障粮食安全。该研究以矿粮复合区德兴市为例,从尺度效应和空间近邻效应出发,综合采用莫兰指数、最小二乘法、空间自相关等方法,借助空间自相关模型探讨了耕... 详细信息

深入研究耕地非粮化空间异质性及其关联因素,有助于科学管控耕地非粮化和有效保障粮食安全。该研究以矿粮复合区德兴市为例,从尺度效应和空间近邻效应出发,综合采用莫兰指数、最小二乘法、空间自相关等方法,借助空间自相关模型探讨了耕地非粮化在不同尺度下关联因素的变化情况。结果表明:1)矿粮复合区的耕地非粮化存在3种形式,整体非粮化分布呈现强空间自相关性和强空间异质性,多数尺度下呈现显著的空间溢出效应;2)矿粮复合区耕地非粮化空间异质性存在明显的尺度效应,依据情况可以划分为4个区块尺度等级;3)耕地非粮化关联因素在不同尺度上呈现的显著性不一致,小尺度等级下耕地非粮化回归结果的显著率为90.2%,拟合度平均值为0.236,优于其他尺度等级,集水区尺度优于行政村尺度;4)耕地非粮化的关联因素强弱程度也具有明显的尺度效应,在小尺度下最显著,主要因素的回归系数平均值均大于0.250,显著率达到92%。研究结果可为耕地非粮化管控和农业高质量发展提供依据。

关键词：尺度效应空间近邻效应空间异质性耕地非粮化关联因素矿粮复合区

基于PND-Net模型的水稻钾素胁迫程度诊断识别

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江西农业大学学报 2024年

作者：吴正杨红云孙爱珍孔杰黄淑梅吴建富江西农业大学计算机与信息工程学院江西农业大学软件学院江西农业大学国土资源与环境学院

【目的】为了快速、准确的诊断水稻钾素胁迫程度，在水稻营养诊断中推广深度学习技术的应用。【方法】以平板扫描仪获取不同程度钾素施肥胁迫栽培的水稻叶片图像为研究对象，采用随机角度旋转，水平翻转，对比度增强，锐化增强，混合增... 详细信息

【目的】为了快速、准确的诊断水稻钾素胁迫程度，在水稻营养诊断中推广深度学习技术的应用。【方法】以平板扫描仪获取不同程度钾素施肥胁迫栽培的水稻叶片图像为研究对象，采用随机角度旋转，水平翻转，对比度增强，锐化增强，混合增强，高斯噪声，椒盐噪声，乘性噪声等方法扩充数据集。提出水稻钾素胁迫程度深度学习诊断模型PND-Net（Potassium Nutrition Diagnosis Network），旨在精确识别水稻钾素胁迫程度类别。PND-Net集成了两种多尺度特征提取模块MS（multi-scale）和RMS（Residual multi-scale），从图像的不同尺度中提取对钾素胁迫反应敏感的特征。同时引入Coordinate Attention模块，以关注叶片图像中的方向和位置信息，从而提升模型捕捉与钾素胁迫相关信息的能力。最后引入Multi-Branch Inverted residual模块来增强模型的长距离特征捕获能力。【结果】与DenseNet-201、ResNet-34和GoogLeNet-V3等主流模型相比，PND-Net在识别水稻钾素胁迫程度方面表现更为出色，水稻分蘖期和拔节期的识别准确率达到了最高的77.11%与84.31%。此外，在植物病害公共数据集（Plant Village）上，PND-Net也取得了显著的成绩，进一步验证了模型的泛化能力。模型评估结果进一步证实，研究提出的PND-Net有优异的召回率与精密度，分蘖期为77.23%和77.14%，拔节期分别为84.4%和84.33%。【结论】PND-Net能够准确识别水稻的钾素胁迫程度，为水稻各个生长期及时追肥提供理论依据，也为水稻等农作物的营养诊断识别提供了一种新的可行方法。

关键词：水稻深度学习钾素胁迫程度诊断 Coordinate Attention 多尺度特征

LIBS结合机器学习算法的江西名优春茶采收期鉴别

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激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 479-485页

作者：陶雷蔡广源程占东黄林何秀文徐将姚明印江西农业大学工学院江西南昌330045 江西省高校生物光电及应用重点实验室江西南昌330045 江西农业大学生物科学与工程学院江西南昌330045

春茶采收期极大地影响其经济价值和消费者接受度。为快速鉴别不同采收期春茶,以庐山云雾茶和狗牯脑茶的明前茶、雨前茶为对象,研究激光诱导击穿光谱(LIBS)结合机器学习的茶叶鉴别方法。每类茶叶和茶水采集100幅光谱数据,并以3∶2的比例... 详细信息

春茶采收期极大地影响其经济价值和消费者接受度。为快速鉴别不同采收期春茶,以庐山云雾茶和狗牯脑茶的明前茶、雨前茶为对象,研究激光诱导击穿光谱(LIBS)结合机器学习的茶叶鉴别方法。每类茶叶和茶水采集100幅光谱数据,并以3∶2的比例随机划分训练集和测试集。对LIBS光谱进行基线校正预处理后优选出11组谱线数据,分别输入线性判别分析(LDA)、支持向量机(SVM)、K最近邻(KNN)、集成学习(EML)分类模型进行分析。结果表明,将茶叶茶水数据融合可有效鉴别春茶采收期,且数据融合后表现出更好的稳定性和鲁棒性,其中,LDA模型在庐山云雾春茶和狗牯脑春茶的测试集识别率分别达到98.60%、99.38%。即LIBS结合机器学习算法区分不同采收期春茶具有可行性。

关键词：光谱学激光诱导击穿光谱机器学习线性判别分析茶叶鉴别

镉胁迫对屎肠球菌CX2-6生理代谢及胞外多糖合成的影响

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环境科学学报 2024年第2期44卷 441-452页

作者：李敏罗晟鄢祖旋万娟娟卢时康程新江西农业大学应用微生物研究所南昌330045 江西农业大学生物科学与工程学院南昌330045

过量合成胞外多糖是微生物在抵御外界不良环境时重要的应激手段,探索不同胁迫条件对微生物合成胞外多糖的影响对于理解微生物应激代谢至关重要.本研究对屎肠球菌CX2-6所产胞外多糖进行分离纯化和初步结构解析,进而探索了镉胁迫对屎肠球... 详细信息

过量合成胞外多糖是微生物在抵御外界不良环境时重要的应激手段,探索不同胁迫条件对微生物合成胞外多糖的影响对于理解微生物应激代谢至关重要.本研究对屎肠球菌CX2-6所产胞外多糖进行分离纯化和初步结构解析,进而探索了镉胁迫对屎肠球菌CX2-6生理代谢及其产胞外多糖结构的影响,并采用动力学模型探索了不同多糖对镉吸附性能的差异.结果表明,CX2-6所产胞外多糖主要单糖组成为葡萄糖、甘露糖等,且由3个单一组分构成,其中,含量较高的EPS-1组分为粗糙的片状,而EPS-2组分为不规则扭曲的片状.镉胁迫下屎肠球菌CX2-6胞外多糖产量明显增加,其中,培养基中镉浓度为200 mg·L^(-1)时胞外多糖产量最高,达到1110.89 mg·g^(-1),较胁迫前增加了51.71%,且此时胞外多糖对镉的吸附能力最高.镉胁迫条件下所产生的胞外多糖对镉的吸附能力显著提高,且其吸附过程符合二级动力学,其中,Langmuir等温模型可以更好地拟合胞外多糖对重金属镉的吸附.综上所述,屎肠球菌CX2-6所产生的胞外多糖对重金属离子具有良好的吸附作用,并且在镉胁迫下胞外多糖的产量和吸附性能明显增加,这一特性使得该胞外多糖在重金属污染防治领域显示出巨大的应用前景.

关键词：胞外多糖屎肠球菌CX2-6 镉胁迫吸附

5%Ag掺杂对MNO_(2)纳米棒和海胆微球形貌及其甲苯氧化性能的影响

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环境工程技术学报 2024年第4期14卷 1239-1246页

作者：鲁美娟方汉孙黄华军李丹萍吴玮玲屈小路喻成龙江西农业大学国土资源与环境学院

采用水热法制备了MNO_(2)纳米棒和海胆微球,并原位掺杂5%Ag制备了Mn-Ag复合氧化物,利用SEM、XRD、BET、Raman等表征技术对其结构进行表征,并考察不同催化剂对甲苯的去除性能。结果表明:(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)的掺入量会对MNO_(2)的形... 详细信息

采用水热法制备了MNO_(2)纳米棒和海胆微球,并原位掺杂5%Ag制备了Mn-Ag复合氧化物,利用SEM、XRD、BET、Raman等表征技术对其结构进行表征,并考察不同催化剂对甲苯的去除性能。结果表明:(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)的掺入量会对MNO_(2)的形貌产生影响,当其掺入量为2.28 g时,形成MNO_(2)纳米棒,当其掺入量为6.84 g时,形成MNO_(2)海胆微球;MNO_(2)纳米棒掺杂5%的Ag后,形貌未发生变化,但当MNO_(2)海胆微球掺杂5%Ag时,表面的纳米线较MNO_(2)海胆微球有所增长,且出现了缠绕现象,形成了空心鸟巢状结构;5%Ag掺杂后,对MNO_(2)纳米棒和MNO_(2)海胆微球的晶型未产生影响,均为α-MNO_(2),但5%Ag-MNO_(2)纳米棒出现了Mn2O_(3)的衍射峰;MNO_(2)海胆微球较MNO_(2)纳米棒的比表面积、孔径和孔容均增大,且Ag的掺杂进一步提高了MNO_(2)海胆微球的比表面积、孔径和孔容;MNO_(2)海胆微球比MNO_(2)纳米棒具有更好的甲苯去除性能,且5%Ag掺杂后,MNO_(2)海胆微球对甲苯的去除性能达到最好。

关键词： MNO_(2)纳米棒 MNO_(2)海胆微球 Ag掺杂形貌影响甲苯去除

细菌素高产菌株的诱变选育及其液体发酵动力学分析

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食品与发酵工业 2024年

作者：李梦瑶徐静宇肖四生杨代康徐靖宇姚明印黄林江西农业大学生物科学与工程学院/江西省农业微生物资源开发与利用工程实验室/江西农业大学应用微生物研究所江西特康科技有限公司江西农业大学工学院/江西省现代农业装备重点实验

为提升植物乳杆菌C010（Lactobacillus plantarum C010）所产新型细菌素Plantarum C010的含量。试验以L. plantarum C010为出发菌株，采用紫外线、亚硝酸、吖啶橙和激光进行诱变处理，运用双层平板拮抗抑菌圈法初筛和高效液相色谱法复... 详细信息

为提升植物乳杆菌C010（Lactobacillus plantarum C010）所产新型细菌素Plantarum C010的含量。试验以L. plantarum C010为出发菌株，采用紫外线、亚硝酸、吖啶橙和激光进行诱变处理，运用双层平板拮抗抑菌圈法初筛和高效液相色谱法复筛选育细菌素Plantarum C010高产突变株。结果表明，4种诱变处理均能提升细菌素Plantarum C010产量，其中激光诱变后所得突变株JG-2产细菌素Plantarum C010高达17.79 mg/mL，较原始菌株C010（9.60 mg/mL）提高了85.31%。进一步对原始菌株C010和突变株JG-2进行液体发酵动力学分析，结果显示两菌株菌体生长、总糖消耗和细菌素合成的拟合模型较好，其所产细菌素Plantarum C010与菌体均呈部分生长偶联型，且突变株JG-2细菌素Plantarum C010合成相关参数优于原始菌株C010。该结果为细菌素Plantarum C010的产量提升提供数据基础和研究思路。

关键词：植物乳杆菌C010 细菌素诱变选育高产突变株动力学分析