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低成本大规模直播流量工程

清华大学学报（自然科学版） 2024年第3期64卷 591-600页

作者：邰进刘辰屹杨芫王旸旸徐明伟清华大学深圳国际研究生院深圳518055 清华大学计算机科学与技术系北京100084 清华大学网络科学与网络空间研究院北京100084 清华大学北京信息科学与技术国家研究中心北京100084

近年来,基于直播的网络应用大量出现,此类应用对互联网服务质量的要求更严格。目前,虽然一些专用骨干网可以为此类应用提供优质服务,但是服务价格昂贵,且无法覆盖世界各地的所有用户。因此,服务提供商选择依赖Overlay网络或云计算、雾... 详细信息

近年来,基于直播的网络应用大量出现,此类应用对互联网服务质量的要求更严格。目前,虽然一些专用骨干网可以为此类应用提供优质服务,但是服务价格昂贵,且无法覆盖世界各地的所有用户。因此,服务提供商选择依赖Overlay网络或云计算、雾计算和边缘计算等技术提升网络性能,改善用户体验。该文研究了用于大规模直播的Overlay网络中基于成本敏感的流量工程问题。经实际调研可知,成本由服务器的峰值数据速率决定,因此该流量工程问题涉及时间序列的路由决策。首先,将流量工程问题形式化,转化为一系列基于时间序列的整数规划。其次,提出了以可微函数逼近不可微函数的方法,并使用Lagrange乘子法和梯度下降算法有效求解该整数规划。最后,提出基于成本敏感的方案——在线路由算法LiveTE,从运行的Overlay网络收集真实数据,并通过数值模拟评估了LiveTE。结果表明:与现有方案相比,LiveTE的总成本降低幅度达52%,平均传输延时降低幅度达6%以上。

关键词：流量工程 Overlay网络直播流服务

±500 kV直流换流阀用饱和电抗器温度场与电场仿真研究

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高压电器 2024年第1期60卷 128-135页

作者：毛颖科张天枫朱正一官瑞杨贾志东龚震东国网上海市电力公司上海200063 广东省复杂滨海环境电力装备可靠性工程技术研究中心清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055

高压直流换流阀饱和电抗器在工作过程中发热量大、电场分布不均匀,使其成为阀厅的安全隐患。为改善饱和电抗器的温升效应,文中以实际±500 kV直流换流阀用饱和电抗器为研究对象,建立了改进的流体场与温度场耦合模型,该仿真模型综合考虑... 详细信息

高压直流换流阀饱和电抗器在工作过程中发热量大、电场分布不均匀,使其成为阀厅的安全隐患。为改善饱和电抗器的温升效应,文中以实际±500 kV直流换流阀用饱和电抗器为研究对象,建立了改进的流体场与温度场耦合模型,该仿真模型综合考虑流体传热、空气对流散热、绕组焦耳热和铁心涡流热损耗等实际因素,仿真计算电抗器各部件的温度场分布及其影响因素。现场验证表明该模型计算结果更接近实际工作状况。还建立静电场仿真模型,仿真计算电场畸变情况。温度场结果表明:饱和电抗器的铁心温度最高、环氧树脂次之、冷却水管路温度最低;铁心最高温度可达342 K。提高冷却水入口流速是降低饱和电抗器温度的有效方法,阀塔冷却系统的入水流速设置为1 m/s时可达最佳的冷却效果。环氧树脂、铁心和冷却水管的最高温度均与冷却水入口温度呈线性递增关系,实际工作中应使冷却水的初始温度越低越好。电场结果表明:环氧树脂与铁心交界面处出现明显的电场畸变现象,最大电场强度可达1.26×105 V/m。应在此处采取均压措施以防止电场集中而导致的局部温度过高。文中所得结论可为直流换流阀用饱和电抗器的设计提供参考。

关键词：换流阀饱和电抗器温度场电场仿真

合成生物学表型测试生物反应器及其装备化研究进展

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合成生物学 2024年第1期5卷 16-37页

作者：郭肖杰剪兴金王立言张翀邢新会清华大学化学工程系生物化工研究所北京100084 工业生物催化教育部重点实验室北京100084 清华大学无锡应用技术研究院生物育种中心无锡214000 清华大学合成与系统生物学中心北京100084 清华大学深圳国际研究生院生物医药与健康工程研究院深圳518055

合成生物学经过多年的发展,形成了典型的细胞工厂创制“设计-构建-测试-学习”(design-build-testlearn,DBTL)循环,成为支撑面向加速生物制造发展的智慧生物育种的重要方法。其中,测试环节是对前期所设计与构建的生物体系进行表型测试,... 详细信息

合成生物学经过多年的发展,形成了典型的细胞工厂创制“设计-构建-测试-学习”(design-build-testlearn,DBTL)循环,成为支撑面向加速生物制造发展的智慧生物育种的重要方法。其中,测试环节是对前期所设计与构建的生物体系进行表型测试,以提供大量数据用于后续的学习和迭代升级。测试阶段的通量主要依赖于细胞自身或其培养测试所使用的生物反应器及其装备,是整个DBTL流程的限速步骤。本文系统综述了合成生物学表型测试所开发的面向不同通量的生物反应器及装备,从单细胞检测和筛选及不同尺度生物反应器包括皮纳升级生物反应器、微升级生物反应器、毫升级生物反应器和升级生物反应器等,系统地介绍了各自的特点和应用场景。同时,指出了现有生物反应器及其装备的应用潜力、面临的挑战与发展趋势,为合成生物学表型测试技术研究提供重要参考。

关键词：合成生物学高通量筛选液滴微流控生物反应器微孔板微型管式生物反应器

堆肥过程中耐高温菌群的分离鉴定与群落结构分析

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环境工程学报 2024年第8期18卷 2264-2276页

作者：刘克椿崔韵唯韦纯忠蒋严波申佩弘魏源送张俊亚中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室广西大学生命科学与技术学院广西北投环保水务集团有限公司广西壮族自治区智慧水务工程研究中心清华大学深圳国际研究生院中国科学院大学

高温菌剂能够缩短堆肥周期，提高堆肥品质，是一种常见的堆肥技术提升手段。通过结合培养组学研究方法，设置48种培养条件，包含6种培养基、2种氧环境(好氧&厌氧)和4种高温情境(50、60、70、80℃)，从堆肥高温期样品中分离纯化获得196... 详细信息

高温菌剂能够缩短堆肥周期，提高堆肥品质，是一种常见的堆肥技术提升手段。通过结合培养组学研究方法，设置48种培养条件，包含6种培养基、2种氧环境(好氧&厌氧)和4种高温情境(50、60、70、80℃)，从堆肥高温期样品中分离纯化获得196株耐高温菌株。基于16S rRNA生物学分类方法，共鉴定出4个门14个属35个种，其中厚壁菌门(98%)、芽孢杆菌属(51.5%)、地衣芽孢杆菌(28.6%)分别为在门、属、种水平上的优势菌，也包含一些嗜热菌属如热杆菌属(Caldibacillus)、栖热菌属(Thermus)等。有27株耐高温菌表现出了嗜热特性，在高温条件下对至少一种大分子(淀粉、纤维素、蛋白质、脂肪酸)有更强的降解作用，且有6株嗜热菌同时表现出对这4种大分子有机物的强降解作用。通过16s rRNA扩增子测序对比分析了不同来源高温堆肥样品中耐高温菌群结构。结果表明，厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门为优势菌门，而芽孢杆菌属、Savagea、热杆菌属、Limnochorda和嗜蛋白菌属为优势耐高温菌属，堆肥过程中仍有很多耐高温/嗜热细菌资源有待筛选和挖掘，需要设置更多样化的培养条件；基于PICRUSt2的耐高温菌群功能预测结果表明，高温阶段糖代谢、氨基酸代谢及辅助因子和维生素相关代谢为主要代谢途径。

关键词：堆肥耐高温菌分离纯化耐高温菌群结构功能预测

城市水资源联合调配的综合效益评估——以北京市为例

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南水北调与水利科技（中英文） 2024年第2期22卷 237-246页

作者：郑文婷韩京成吴颖菊曾洁薇魏加华深圳大学化学与环境工程学院水科学与环境工程研究中心深圳518055 清华大学水利系北京100084 清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084

通过分析城市水资源调配对“系统结构-社会-经济-生态环境”的影响,系统梳理水资源联合调配与综合利用的效果,基于层次分析和熵值的综合指数方法构建综合效益的评估体系。以北京市为例,评价2014-2021年多水源联合调配的实施效果。研究表... 详细信息

通过分析城市水资源调配对“系统结构-社会-经济-生态环境”的影响,系统梳理水资源联合调配与综合利用的效果,基于层次分析和熵值的综合指数方法构建综合效益的评估体系。以北京市为例,评价2014-2021年多水源联合调配的实施效果。研究表明:北京市水资源调配对系统均衡结构、经济社会发展、生态环境改善等方面产生了不同程度的影响,其中生态环境效益显著。此外,综合效益指数的逐年提升表明近年来北京市水资源的联合调配有效促进了城市的可持续发展。

关键词：水资源调配评价体系空间均衡综合指数效益评估

梯度多孔结构设计提升高镍层状氧化物正极材料高压循环稳定性

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化学学报 2024年

作者：王舒玮张建勋成业章立寒田华军李宝华华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室清华大学深圳国际研究生院深圳市下一代动力与储能电池关键技术工程研究中心矿冶科技集团有限公司北京工业大学材料科学与工程学院

高镍层状氧化物(LiNixCoyMn1-x-yO2， x≥0.8， NCM)由于其具有较低的生产成本、较高的能量密度和工作电压，是下一代高能量密度锂离子电池的重要正极材料. 然而，由于锂化/去锂化时高镍正极材料内部应变累积和颗粒破裂，导致其高压... 详细信息

高镍层状氧化物(LiNixCoyMn1-x-yO2， x≥0.8， NCM)由于其具有较低的生产成本、较高的能量密度和工作电压，是下一代高能量密度锂离子电池的重要正极材料. 然而，由于锂化/去锂化时高镍正极材料内部应变累积和颗粒破裂，导致其高压循环稳定性受二次颗粒机械失效的严重影响，限制其大规模的应用. 本工作报道了一种简单的共沉淀合成方法，成功地将梯度分布的孔结构引入到多晶NCM二次颗粒中，可以有效地缓解NCM一次颗粒中各向异性带来的体积变化、抑制晶间裂纹和晶内裂纹，同时减缓阻抗增加. 此梯度多孔结构的高镍NCM正极材料可以充电到4.5 V的高电压，同时具有180.1 mAh·g-1（1 C， 25 ℃）的超高比容量，在充放电循环300次后仍有87.6%的容量保持率. 而且，该正极材料在－20～60 ℃的宽温度范围内，都能表现出高的可逆容量和显著增强的循环稳定性. 这项研究表明，梯度多孔结构设计能够有效均匀化应力分布，有望解决高镍层状氧化物高压循环过程的结构不稳定性，该方法简单可行，易于大规模工业化.

关键词：高镍层状氧化物高电压机械失效梯度多孔结构宽温度范围

Mo添加对Al_(19)Fe_(20-x)Co_(20-x)Ni_(41)Mo_(2x)共晶高熵合金摩擦学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第1期53卷 17-22页

作者：彭振郭庆宇孙健李可然栾亨伟龚攀江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013 华中科技大学材料科学与工程学院湖北武汉430074 香港城市大学机械工程系中国香港999077 香港城市大学国家贵金属材料工程技术研究中心香港分中心中国香港999077 清华大学材料学院北京100084 深圳华中科技大学研究院广东深圳518057

研究了Al_(19)Fe_(20-x)Co_(20-x)Ni_(41)Mo_(2x)(x=0,1,2,3,4,5)共晶高熵合金(EHEAs)的摩擦学性能。结果表明,添加微量Mo的EHEA可形成面心立方(fcc)+B2共晶组织,而添加相对较高含量Mo的EHEAs可形成fcc+B2+μ树枝状组织。Mo元素有利于提高L1_(2)相的强度和B2相的延性。然而,随着Mo含量的增加,生成的富Moμ相降低了EHEAs的强度和塑性。Al_(19)Fe_(18)Co_(18)Ni_(41)Mo_(4)EHEA具有高强度和高延展性的最佳组合。增加Mo含量可以提高EHEAs的抗氧化性。随着Mo含量的增加,EHEA在滑动过程中形成了抗氧化性增强的摩擦氧化物层,摩擦系数单调下降。本研究为Al_(19)Fe_(20-x)Co_(20-x)Ni_(41)Mo_(2x)EHEAs的摩擦学性能研究提供了指导。

关键词：共晶高熵合金摩擦学性能强度塑性

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钨掺杂镍铁水滑石高效电催化析氧反应

物理化学学报 2024年第1期40卷 44-45页

作者：段欣漩 Marshet Getaye Sendeku 张道明周道金徐立军高学庆陈爱兵邝允孙晓明北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京软物质科学与工程高精尖创新中心北京100029 清华大学深圳研究院海洋氢能研发中心广东深圳518071 中核战略规划研究总院北京100048 新疆工程学院新疆煤矿机电工程技术研究中心乌鲁木齐830023 河北科技大学化学与制药工程学院石家庄050018

电解水对制备可持续和清洁的氢气能源至关重要。电解水的阳极析氧反应设计复杂的4-电子转移过程,所需能耗较高,是电解水的速控步骤。催化剂对于析氧反应的进行具有重要作用。镍铁水滑石是最具潜力的碱性非贵金属析氧反应(OER)催化剂,但... 详细信息

电解水对制备可持续和清洁的氢气能源至关重要。电解水的阳极析氧反应设计复杂的4-电子转移过程,所需能耗较高,是电解水的速控步骤。催化剂对于析氧反应的进行具有重要作用。镍铁水滑石是最具潜力的碱性非贵金属析氧反应(OER)催化剂,但是由于水滑石导电性差、活性位点暴露不充分、对反应中间体吸附较弱等问题,催化活性还需要进一步提高。如何提升催化活性已经被科学家们广泛关注,比如:制造缺陷、掺杂、将水滑石剥离为单层结构和组装为阵列结构等。在本论文中,通过简单的“一锅法”醇解合成了一系列不同量W掺杂NiFe-LDH的样品。XRD结果表明合成的NiFeW-LDH的衍射峰与完美NiFe-LDH标准卡片相同,没有其他的衍射峰,表明W没有单独成相,被成功掺杂进入NiFe-LDH。扫描电镜表明NiFeW-LDH为纳米片(尺寸约为~500 nm)组成的3d立体花状结构,且材料中Ni、Fe和W均匀分布。XPS表明材料中W的价态为6+,与未掺杂的NiFe-LDH相比,Fe向高价态移动,表面吸附的OH增多。在密度泛函理论(DFT)计算中,结果同样表明W6+掺杂有利于H2O和O*中间体的吸附,提高了Fe位点的活性。在1 mol∙L^(−1) KOH中,NiFeW-LDH达到10 mA·cm^(−2)所需过电位是199和237 mV,这比大多数的NiFe基粉末催化剂的性能好。综上,实验和计算表明W掺杂调控催化剂中Fe位点电子结构,优化对反应中间体的吸附,使催化剂具有更高活性。

关键词：析氧反应水滑石钨掺杂电子相互作用电催化

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嵌入式自动聚焦摄像模组控制系统的设计

光学精密工程 2012年第10期20卷 2222-2228页

作者：马建设李合银程雪岷林家用张志清清华大学深圳研究生院光盘国家工程研究中心深圳分中心广东深圳518055

针对手机等移动终端设备中的摄像模组,提出了一种嵌入式自动聚焦控制系统。该系统以AD5820作为聚焦电机的驱动IC,以OV5642作为图像传感器,利用68013单片机进行数据处理并控制驱动IC调整镜头的位置,完成准确自动聚焦。系统通过控制音圈... 详细信息

针对手机等移动终端设备中的摄像模组,提出了一种嵌入式自动聚焦控制系统。该系统以AD5820作为聚焦电机的驱动IC,以OV5642作为图像传感器,利用68013单片机进行数据处理并控制驱动IC调整镜头的位置,完成准确自动聚焦。系统通过控制音圈电机带动镜头行程变位,获取一系列图像;计算每幅图像清晰度评价值构成清晰度评价曲线;采用梯度函数作为图像清晰度评价标准;并用全程搜索的方式找到图像清晰度最大值时镜头的位置,从而达到聚焦的目的。实验验证显示,系统的聚焦分辨率能达到5～10μm,响应速度小于70ms。自动聚焦实物拍摄图像清晰,能够很好地满足摄像模组自动聚焦的需求。

关键词：驱动IC 图像传感器摄像模组自动聚焦清晰度