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新型混合式贯通牵引供电系统及其复合控制策略

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中国电机工程学报 2024年第3期44卷 981-991,I0011页

作者：王鑫郭祺涂春鸣肖凡侯玉超国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 湖南省长沙市410082

电分相与负序等电能质量问题是制约电气化铁路向高速化、重载化发展的桎梏。贯通牵引供电系统为消弭上述问题提供了契机,但既有贯通方案依然存在所需器件数目多、改造成本高、可靠性差等弊端。为此,在充分利用既有牵引变压器基础上,该... 详细信息

电分相与负序等电能质量问题是制约电气化铁路向高速化、重载化发展的桎梏。贯通牵引供电系统为消弭上述问题提供了契机,但既有贯通方案依然存在所需器件数目多、改造成本高、可靠性差等弊端。为此,在充分利用既有牵引变压器基础上,该文设计一种新型混合式贯通牵引供电装置。该装置通过共直流侧与功率均分手段有效抵消输入侧纹波功率,降低有源/无源器件数目与电容容量。同时,针对直流侧二次纹波与负荷功率冲击,提出一种输入端口复合控制策略,有效解决纹波传递与冲击波动问题。最后通过仿真与实验验证所提装置及其控制策略的可行性与可靠性。

关键词：新型混合式牵引供电装置公共直流母线复合控制

基于“规则+优化”的电气化铁路站点实时能量管控策略

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电工技术学报 2024年第11期39卷 3339-3352页

作者：李俊豪涂春鸣王鑫郭祺肖凡国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 长沙410082

构建“网-源-储-车”协同供电架构以实现电气化铁路的实时、可靠、高效能量管控,对推进“双碳”目标的实现具有重要意义。然而,既有规则管控策略主要针对“网-储-车”架构、管控,效果有限;优化管控策略往往关注于经济性等单一指标,可靠... 详细信息

构建“网-源-储-车”协同供电架构以实现电气化铁路的实时、可靠、高效能量管控,对推进“双碳”目标的实现具有重要意义。然而,既有规则管控策略主要针对“网-储-车”架构、管控,效果有限;优化管控策略往往关注于经济性等单一指标,可靠性较低。为此,该文首先补充了适用于“网-源-储-车”架构的规则管控策略,并构建了计及经济性与电压不平衡度的多目标管控优化模型;然后,提出一种基于“规则+优化”的电气化铁路站点实时能量管控策略,采用优化管控为主、规则管控为辅的形式,以实时管控时间阈值为导向,有序切换输出指令,在保证站点能量管控的可靠性与实时性的同时,实现整体运行效果的优化提升;最后,基于刘家沟牵引变电所实测数据对所提策略进行验证,结果表明,该文所提策略在实现新能源就地消纳与再生制动能量高效利用的同时,可改善牵引网电压水平与公共电网电能质量。

关键词：电气化铁路网-源-储-车实时能量管控规则管控优化管控

用于VCSEL阵列光分布调控的自由曲面透镜阵列设计

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光学学报 2024年第9期44卷 219-226页

作者：薛宇扬苏宙平江南大学理学院江苏省轻工光电工程技术研究中心

针对垂直腔面发射激光器（VCSEL）设计了自由曲面整形透镜，使VCSEL输出光束在目标面呈均匀的辐照度分布。自由曲面透镜前表面为非球面，后表面为自由曲面。在设计自由曲面的设计过程中，在自由曲面透镜中间区域设置虚拟平面，根据虚拟... 详细信息

针对垂直腔面发射激光器（VCSEL）设计了自由曲面整形透镜，使VCSEL输出光束在目标面呈均匀的辐照度分布。自由曲面透镜前表面为非球面，后表面为自由曲面。在设计自由曲面的设计过程中，在自由曲面透镜中间区域设置虚拟平面，根据虚拟平面和目标面能量之间的关系，确定自由曲面入射光束和出射光束的方向矢量，获得自由曲面采样点上各点的法向矢量。自由曲面的矢高和法向矢量之间构成了一个泊松方程。引进离散余弦变换的方法求解泊松方程，获得了自由曲面的矢高。模拟结果表明使用自由曲面整形透镜可将目标面辐照度均匀度提升到93.9%。为了适应在高功率场景中的应用，基于单个VCSEL模组的辐照度分布，应用蚁狮算法优化VCSEL模组之间的距离，对VCSEL模组阵列进行了二次光分布调控，使得阵列在目标面上的辐照度均匀度可以达到85.2%，光效率达到91.8%。

关键词：光学设计垂直腔面发射激光器自由曲面泊松方程离散余弦变换

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单细胞多组学技术和应用

海军军医大学学报 2024年第2期45卷 161-167页

作者：张静江燕訾晓渊江苏省单细胞测序工程技术研究中心南京市高通量单细胞测序工程技术研究中心南京210016

单细胞多组学技术是指结合多种不同的生物学技术,对单个细胞进行多方面的分析和研究,从而获得更全面、更准确的单细胞数据。该技术包括单细胞基因组学、单细胞转录组学、单细胞蛋白质组学、单细胞表观组学等。单细胞多组学技术的发展为... 详细信息

单细胞多组学技术是指结合多种不同的生物学技术,对单个细胞进行多方面的分析和研究,从而获得更全面、更准确的单细胞数据。该技术包括单细胞基因组学、单细胞转录组学、单细胞蛋白质组学、单细胞表观组学等。单细胞多组学技术的发展为我们提供了一种更加精确理解生物体内复杂的细胞类型和功能的方式,尤其是对于异质性细胞群体中少数的特殊细胞类型如干细胞或罕见癌细胞,具有非常重要的应用价值。通过融合不同技术获得的信息,单细胞多组学可以更准确地描述单个细胞在多个生命事件和过程中的状态与变化,为生命科学的研究提供更加全面和深入的视角。本文系统概述了目前代表性单细胞多组学技术的发展现状,总结了其在生物学研究中的重要应用和巨大潜力。

关键词：单细胞测序单细胞多组学基因组学转录组学蛋白质组学表观组学异质性

赤眼鳟LGP2序列结构、组织表达及与MDA5互作特征

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水产学报 2024年第1期48卷 28-41页

作者：李耀国廖依静王静安肖调义湖南农业大学湖南省特色水产资源利用工程技术研究中心

为探究赤眼鳟遗传学和生理学实验室蛋白2 (laboratory of genetics and physiology 2,LGP2)的功能特征及抗草鱼呼肠孤病毒(grass carp reovirus, GCRV)育种参考潜力，实验克隆获得了2 940 bp的赤眼鳟lgp2 (Sclgp2)全长cDNA和721 bp的5... 详细信息

为探究赤眼鳟遗传学和生理学实验室蛋白2 (laboratory of genetics and physiology 2,LGP2)的功能特征及抗草鱼呼肠孤病毒(grass carp reovirus, GCRV)育种参考潜力，实验克隆获得了2 940 bp的赤眼鳟lgp2 (Sclgp2)全长cDNA和721 bp的5’端上游序列。Sclgp2 cDNA编码680个氨基酸，包含DEXDc(DExD/H-box helicase domain)、HELICc (helicase superfamily C-terminal domain)和CTD (C-terminal regulatory domain)结构域；其5’端上游序列含有MafB (muscle aponeurosis fibromatosis B)和IRF3 (interferon regulatory factor 3)等转录因子结合位点。不同物种LGP2的功能结构域、磷酸化修饰位点数具有相似性，同时也存在结构域排布位置及序列的差异。赤眼鳟和草鱼lgp2 cDNA序列比较初步发现2个位于RNA结合功能区的GCRV抗性关联位点。系统进化分析显示，赤眼鳟LGP2先与草鱼、鲫和青鱼聚在一起，再与鲤科鱼类等聚为一大支。荧光定量表达分析显示，赤眼鳟脾脏中sclgp2表达水平显著高于其他组织，肌肉、心脏中表达量次之，而肠中表达量最低。GCRV感染后，肝脏中ifn1表达水平在24～72 h显著下降，其他组织sclgp2和ifn1表达水平未有显著变化。相关性分析结果显示，赤眼鳟肌肉sclgp2与ifn1表达水平呈极显著正相关(0.999)。酵母双杂交互作检测发现，赤眼鳟LGP2与MDA5存在弱相互作用，而其DEXDc (1～201 aa)、HELICc (390～476 aa)以及CTD(553～668 aa)结构域与MDA5无互作。该研究成功获得了sclgp2全长cDNA及5’端上游序列，明确了其序列结构、免疫表达及与MDA5的互作特征，为赤眼鳟LGP2免疫功能属性研究奠定了基础，并为草鱼抗GCRV育种提供了参考。

关键词：赤眼鳟生理学实验室蛋白2(LGP2) 序列结构表达特征蛋白互作 GCRV抗性

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射流撞击式低压喷头设计与水力性能试验

农业工程学报 2024年第6期40卷 220-227页

作者：王子鑫蒋跃潘绪伟王莉莎江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013

为分散喷头主射流,提高喷头的喷洒均匀度,使喷头适用于农业低压喷灌,该研究结合射流与撞击流提出了一种射流撞击式旋转喷头。首先对比了射流撞击喷头与射流不撞击喷头的水力性能,通过正交试验分析了各结构参数值对射程和组合均匀系数的... 详细信息

为分散喷头主射流,提高喷头的喷洒均匀度,使喷头适用于农业低压喷灌,该研究结合射流与撞击流提出了一种射流撞击式旋转喷头。首先对比了射流撞击喷头与射流不撞击喷头的水力性能,通过正交试验分析了各结构参数值对射程和组合均匀系数的影响,得到副喷嘴结构优化参数,最后将优化后的射流撞击喷头与改进前的传统15PY2喷头进行水力性能及水滴粒径分布对比。研究结果表明,射流撞击使射程末端水量高点降低,同时射程得到提升,射程平均提升4.39%,在相同压力及组合间距下覆盖范围更大。影响喷头工作性能的结构参数依次为副喷管长度、副喷嘴进口锥角、副喷管内径、副喷嘴仰角,而副喷嘴仰角对射程与组合均匀系数影响最大,15型射流撞击喷头最佳结构参数组合为:副喷管长度20 mm、副喷嘴进口锥角55°、副喷管内径6 mm、副喷嘴仰角33°。射流撞击喷头在压力150~300 kPa下组合均匀系数和综合评分均高过传统15PY2喷头,组合均匀系数平均提升4.84%,综合性能平均提升4%,证明了射流撞击应用于旋转式喷头具有优势。在射程前中段,150和250 kPa下射流撞击喷头水滴直径更大;在射程后段,150 kPa下射流撞击喷头水滴直径更大,但在250 kPa下水滴直径更小。研究所得到的喷头结构及结论可为后续研究射流撞击对水力性能的影响提供参考。

关键词：灌溉喷嘴水力性能射流撞击正交试验

应急供水多级泵意外停机水力过渡过程瞬态特性

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农业工程学报 2024年第4期40卷 72-81页

作者：司乔瑞夏欣武凯鹏邓凡杰袁寿其江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013

应急供水多级泵的意外停机会引起系统性能参数的剧烈变化,严重威胁供水安全。为了探究多级泵停机水力过渡过程内部流场的瞬态效应,该研究建立了基于叶轮转动平衡方程的泵停机过程转速预测方法,数值模拟分析了意外停机过程中多级泵内部... 详细信息

应急供水多级泵的意外停机会引起系统性能参数的剧烈变化,严重威胁供水安全。为了探究多级泵停机水力过渡过程内部流场的瞬态效应,该研究建立了基于叶轮转动平衡方程的泵停机过程转速预测方法,数值模拟分析了意外停机过程中多级泵内部流动特性。研究结果表明:在意外停机过程中,多级泵分别经历水泵工况、制动工况、反转工况以及飞逸工况4个阶段,转速呈现先减小至0后沿负方向增大的趋势,最后稳定在飞逸转速-4210 r/min附近;流量呈现先减小至0后沿负方向增大的趋势,然后再沿正方向增大,最终稳定在飞逸流量-14.32 kg/s附近;扭矩呈现先减小再增加,最后减小并稳定在零点附近。泵内流量和转速的大小、方向不断变化引起叶轮流道内流体的流动分离和回流,伴随着涡的形成、发展和破碎等时空演变;熵产值的变化与多级泵内不稳定流动密切相关,由湍流耗散所带来的损失起主导作用,在达到飞逸工况后湍流耗散熵产占比约65.2%,能量损失主要发生在叶轮流道内,且制动工况中内流场的损失较大;多级泵首级流道内监测点压力变化最为剧烈,各级监测点的压力脉动系数波动幅值随着级数的增加呈减小趋势;压力脉动振幅主导频率与多级泵转速呈现正相关关系,主导分量对应于叶轮流道的叶片通过频率,且沿着流体流动方向压力脉动频率振幅逐渐增大,压力脉动的频率特性可以反应出意外停机过程中流量的不稳定变化。研究成果可为应急供水系统安全稳定运行提供理论指导。

关键词：离心泵瞬态效应内部流动意外停机熵产分析

土壤-水稻前茬离散元仿真参数标定及其旋耕轨迹分析

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农业工程学报 2024年第7期40卷 72-82页

作者：赵智豪吴明亮谢双鹏罗海峰黎鹏程曾熠蒋啸虎湖南农业大学机电工程学院长沙410128 湖南省现代农业装备工程技术研究中心长沙410128

在进行稻油轮作区域水稻收获后旋耕作业中的前茬运动、受力仿真分析时,由于缺乏可靠的离散元仿真参数难以准确计算土壤-水稻前茬运动规律和相互间受力。该研究采用EDEM软件对土壤-水稻前茬混合物内部各物质的物理与接触参数进行离散元... 详细信息

在进行稻油轮作区域水稻收获后旋耕作业中的前茬运动、受力仿真分析时,由于缺乏可靠的离散元仿真参数难以准确计算土壤-水稻前茬运动规律和相互间受力。该研究采用EDEM软件对土壤-水稻前茬混合物内部各物质的物理与接触参数进行离散元仿真标定。首先测定了土壤-水稻前茬混合物内各物质物理与相互间接触参数,以堆积角作为评价指标,利用仿真试验进行了显著因素筛选、最优水平取值范围确定及二阶回归模型下最佳参数寻优,对参数进行了标定,得到土壤-水稻前茬混合物模型极显著参数的最优组合为土壤-土壤恢复系数0.407、土壤-土壤动摩擦系数0.123、土壤-水稻前茬静摩擦系数0.596、土壤表面能1.860 J,此时与试验堆积角误差为0.58%。并进行了土壤-水稻前茬间的直剪试验与仿真,得到了稳定后不同垂直应力下试验与仿真的直剪切应力误差分别为:5.4%(50 kPa),4.1%(100 kPa),3.1%(150 kPa)。最后在最优参数组合下,开展了基于MBD-DEM的旋耕土壤-水稻前茬轨迹分析试验,前茬跟随旋耕刀及直接被掩埋两种埋覆场景下仿真与土槽试验轨迹的Spearman秩相关系数分别为0.91、0.84,验证了仿真模型标定参数的准确性。研究结果可为水稻前茬旋耕轨迹调控过程的离散元仿真分析提供可靠的接触参数。

关键词：离散元直剪试验堆积角水稻前茬接触参数旋耕轨迹

^(60)Co-γ射线和电子束辐照对辣椒干制品颜色的影响

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辐射研究与辐射工艺学报 2024年第2期42卷 89-95页

作者：张祺玲徐远芳周毅吉易靖超郭峰张勇邓超刘涛李文革湖南省核农学与航天育种研究所湖南省农业生物辐照工程技术研究中心生物辐照技术湖南省工程研究中心长沙410125

本研究通过比较分析色差、非酶褐变值、色价和R/Y值来探讨^(60)Co-γ射线和电子束辐照对辣椒干制品颜色的影响。实验中设定不同剂量(0 kGy、3 kGy、7 kGy、16 kGy)处理和不同贮藏时间(0 d、30 d)。结果显示:在0 d贮藏条件下,经过16 kGy ... 详细信息

本研究通过比较分析色差、非酶褐变值、色价和R/Y值来探讨^(60)Co-γ射线和电子束辐照对辣椒干制品颜色的影响。实验中设定不同剂量(0 kGy、3 kGy、7 kGy、16 kGy)处理和不同贮藏时间(0 d、30 d)。结果显示:在0 d贮藏条件下,经过16 kGy ^(60)Co-γ射线处理的干辣椒样品a*值减小13%,非酶褐变值增加12%,R/Y值降低16%;而经过7kGy电子束处理的干辣椒样品a*值、b*值和L*值明显低于经过^(60)Co-γ射线处理的样品。此外,无论是经过^(60)Co-γ射线还是电子束处理后,随着剂量增加,0 d贮藏条件下辣椒粉样品的色差增加,非酶褐变值降低;在16kGy剂量下,经过^(60)Co-γ射线处理得到的辣椒粉样品ΔE*高于电子束处理得到的样品,并且非酶褐变值明显低于电子束处理。在贮藏30d后,经过7kGy剂量的^(60)Co-γ射线和电子束处理得到的辣椒粉样品ΔE*显著高于其他剂量组,并且以经过7 kGy ^(60)Co-γ射线处理得到的样品ΔE*最高。结果提示,与^(60)Co-γ射线相比电子束对于辣椒干制品颜色产生更小程度的影响;辐照对于辣椒粉的颜色影响大于干辣椒。

关键词： ^(60)Co-γ射线辐照电子束辐照干辣椒辣椒粉颜色变化