液氮冻结和冻融条件下煤体力学特性及裂隙演化教学实验设计

该文设计了液氮冻结煤岩实验装置,并进行了液氮冻结和冻融条件下煤体力学特性实验,研究了液氮冻结时间和冻融次数对煤体力学强度及裂隙演化的影响规律,定量分析了液氮冷浸对煤体力学特征的影响。通过基于机理分析的实验教学拓展延伸,能够使学生从原理层面分析实验结果,学习宏微观结合的分析方法,加深对实验课程的理解,提高创新能力,开拓学术视野。

水路交通系统的发展现状与未来展望

水路交通系统是以船舶等为载运工具、以港口为节点、以海洋、江河、湖泊等水域为通道的一种运输方式,能够实现货物、人员的搭载与时空位移,是综合交通体系中不可或缺的重要组成部分。本文分析了国内外水路交通系统发展现状,梳理了水路交通系统未来需求及技术特征,提出了水路交通运输规划与组织优化、绿色船舶动力系统及供给体系、人机共融船舶岸基驾控系统、海域立体综合运输系统、水路交通系统控制体系、气象导航与安全航行等未来水路交通系统发展方向,为提高水路交通系统运营效率与服务质量提供理论基础与技术参考。

齐聚物改性剂BVS合成及BVS@绢云母分散性能研究

以丙烯酸丁酯(BA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和乙烯基三乙氧基硅氧烷(VTES)为单体,通过自由基聚合合成三元共聚齐聚物BAVTES-SSS(BVS)。以BVS为界面修饰改性剂对绢云母粉体进行界面有机化改性,制备BVS@绢云母。研究了BVS@绢云母的粒径大小及粒径分布、悬浮性能、分散性能。实验结果表明,齐聚物改性剂BVS对绢云母具有良好的有机化改性效果。与空白样相比,BVS@绢云母粒径显著减小,比表面积由0.539 m^(2)/g升高至0.839 m^(2)/g,表面积平均粒径由11μm下降至7μm,体积平均粒径由16μm下降至9μm,D50由14μm下降至8μm,D97由39μm下降至19μm,沉降实验静置12 h无沉降。

水下人-机协同搜救作业人因可靠性分析研究

为分析水下人-机协同搜救作业人因可靠性并识别其关键影响因素,根据水下搜救训练实际和相关研究结论提取人因可靠性影响因素;建立人因可靠性影响因素体系,利用解释结构模型定性分析各影响因素间相关关系,将建立的各影响因素的解释结构模型转换为贝叶斯网络拓扑结构,分别构建潜水员作业、无人遥控潜水器(ROV)作业、人-机协同作业人因可靠性分析贝叶斯网络;通过对3类贝叶斯网络进行推理,揭示影响人因可靠性的关键因素及其依赖关系,并定量分析3种作业模式下的人因可靠性变化。结果表明:人-机协同搜救作业中“误解意图”“通信不畅”“信息不对称”“作业精度不足”“丧失救助能力”等影响因素起到关键作用;当上述因素得到较好控制时,人-机协同搜救作业的人因可靠性将会表现出优于单纯的ROV或潜水员独立施救的效能。研究结果可为水下搜救作业人因可靠性分析与提升提供参考。

内河船舶机会性互联的复杂网络模型及其时变特性

针对内河船舶间出现时空邻近的机会性现象开展建模及实证研究。在社会网络分析方法的基础上,提出了1种考虑时序特征的网络分析方法,将大尺度时间跨度上的网络聚类转化为小尺度跨度上的网络聚类,进而分析内河船舶在有限水域内的动态行为;考察船舶间形成邻近关系网络的时变特征,利用复杂网络表示船舶社会网络随时间的演化特性,并借助复杂网络模型对内河水域内存在较多互相熟识船舶的现象给出统计解释。基于长江下游200 km河段1个月的AIS数据,按时隙划分得到网络模型的序列,由此表现船舶间发生单跳数据交换关系的互联形态。实证结果表明:①船舶联网瞬时的度分布可用高斯分布拟合,拟合度在96%以上;②随着时间尺度的增加船舶社会网络的小世界特性和无标度特征愈加明显,网络形态在空间维度上呈现簇团情形,局部密集的组团网络由大部分静止和少量运动船舶连接起来,网络密度随时间缓慢增加至0.1左右,相对平均路径长度稳定在0.2~0.3之间,平均赋权集聚系数呈现缓慢下降的趋势最后趋于0.4~0.5,离散度较快趋向于1,并实现整体上的连通;③度值较高的船舶节点,其平均速度在不同时隙的船舶社会网络中分时段呈现相关性;④相对于船舶密度的增加,船舶在1 d内的平均友邻时间以指数形式递增,而船舶的重复相遇近似服从负指数分布。上述结果表明,内河船舶航行中数据交换关系的建立或断开是由物理空间中船舶间邻近关系的时变性决定的;内河船舶的历史交互行为对未来交互行为具有记忆性并产生影响。

基于法线微分的3维声呐点云自适应简化方法

在不损失原始点云数据质量的前提下,大幅约简点云数据量是减少存储空间、降低后期计算强度的重要预处理步骤。针对这一需求,提出了针对水下3维声呐点云数据的自适应简化方法。首先,定义法线微分算子来识别点云中几何尺度的骤变,从而实现原始点云中边界部分点云和主体部分点云的分割。其次,对于点云的边界部分,应用移动最小二乘法来对边界点进行优化,降低噪点的影响,并保持其曲面的几何一致性;基于体素栅格结构,在边界上使用八叉树进行降采样,并在此基础上实施局部最远点采样,在实现均匀简化的同时保证已简化点云的边界部分具有各向同性,有效保留边界部分点云的几何特征信息。再次,对于点云的主体部分,为保持简化后点云整体的各向同性,使用体素中心采样法来减少数据量。然后,通过高斯滤波平滑点云表面,最后,整合简化后的边界点云和主体点云,得到简化结果。实验结果表明,提出的简化方法计算成本低、处理速度快,在与现行典型算法保持一致简化率的情况下,对水下点云数据的简化速度提高了约32%。另外,通过表面密度对比与几何失真分析,证明了提出方法对水下3维点云边界点及整体分布的优化作用。综上,此方法能提高水下作业目标探测效率,得到保留重要几何特征信息并具有各向同性的水下任务目标点云简化结果。

基于改进时空图卷积网络的道路行程时间预测模型

为提高道路网行程时间预测精度,综合考虑行程时间的空间依赖性、时间依赖性和天气因素影响,提出了基于属性增强和注意力机制的时空图卷积网络模型.首先,构建属性增强单元,将行程时间和天气信息融合;然后,利用图卷积网络捕获空间依赖性,利用门控递归单元捕获时间依赖性,并利用注意力机制增强模型对特征的学习;最后,利用该模型在真实数据集上对未来15、30、45和60 min的行程时间进行预测.结果表明:预测结果的均方根误差(RMSE)分别为0.0453、0.0456、0.0457和0.0468,与其他模型相比表现更优;考虑了时间、空间和天气因素后,相较于不考虑天气的情况,预测误差降低了约10.3%;相较于不考虑空间依赖性的情况,降低了约24.2%,表明所提模型能更好表达时空依赖性和外部条件影响.

ZDMA改性Si_(3)N_(4)制备ZDMA@Si_(3)N_(4)/EPDM复合材料及性能研究

以羧酸锌盐二甲基丙烯酸锌(ZDMA)为改性剂,湿法改性处理陶瓷纳米氮化硅粉体(n-Si_(3)N_(4)),制备ZDMA@Si_(3)N_(4)/EPDM复合材料,研究ZDMA@Si_(3)N_(4)对复合材料力学性能、耐磨性能及耐油性能的影响。实验结果表明,ZDMA对Si_(3)N_(4)具有很好的表面有机化改性效果,改善了其在EPDM基体中的分散性,同时结构中不饱和键与橡胶大分子链形成共硫化,有效提高了复合材料的交联密度和极性,二者具有良好的协同作用。当ZDMA@Si_(3)N_(4)添加量为15 phr时,ZDMA@Si_(3)N_(4)/EPDM复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别提高24.2%和42.8%,阿克隆磨耗磨损体积由0.52 cm^(3)/1.6 km降低至0.14 cm^(3)/1.6 km,100℃*70 h耐热油质量变化率由102%降至87%。

“植物育种学”课程思政教学探索与实践

在全面推进课程思政建设的大背景下,专业课程是思政建设的基本载体,因此在专业课程教育中要发挥教师主力军、课堂主渠道的作用,进而发挥专业课程立德树人的作用。本文在落实课程思政理念、立德树人为根本任务的目标下,以植物育种学课程为例,从开展课程思政的意义、挖掘该课程教学中潜在的思政教育元素入手,将植物育种学发展史上育种家的科学精神、科学的价值观、人生观、辩证唯物主义等思政元素融入课程教学全过程,使学生在汲取专业知识营养的同时,接受育种家爱国、敬业和奉献的精神的洗礼,实现专业课程与思政课程同向同行,达到课程思政建设的目标。

施钾量与密度对胡麻木质素合成积累及抗倒伏特性的调控

为探索胡麻木质素代谢与抗倒伏性能对钾肥和密度的响应规律,以‘陇亚11号’胡麻为供试材料,设置施钾(K_(2)O)量(0 kg·hm^(-2)、60 kg·hm^(-2)、90 kg·hm^(-2)分别记作K0、K1、K2)和种植密度(6.0×106株·hm^(-2)、7.5×106株·hm^(-2)、9.0×106株·hm^(-2)分别记作D1、D2、D3)二因素随机区组试验,研究施钾和密度对胡麻茎秆抗折力、抗倒伏指数、木质素代谢关键酶活性、木质素含量及分布和产量构成的影响。结果表明,随着胡麻生育时期的推进,PAL、TAL活性迅速增加,在青果期达到最大值;青果期,各钾肥水平PAL、TAL活性较K0水平显著升高2.90%~16.78%、12.39%~33.72%,中密度D2水平下木质素含量较其他密度水平显著增加1.32%~14.01%,茎秆抗折力和抗倒伏指数均达到最大值,与其他密度水平差异显著;密度/钾肥互作条件下,生育后期,D2K1处理显著提高了木质素生物合成酶活性(TAL和PAL)和茎秆横截面积,促进了胡麻茎秆中木质素的合成积累,显著提高了茎秆抗折力和抗倒伏指数,籽粒产量显著增加15.67%~67.48%。相关性分析表明,茎秆抗折力和抗倒伏指数、茎秆抗折力和木质素含量以及抗倒伏指数和木质素含量在青果期均呈显著正相关关系。

抗旱丰产春小麦新品种会宁22号选育报告

为了促进旱地春小麦新品种的更新换代,实现小麦抗旱、抗病、丰产、稳产,以定西35号为母本、甘春25号为父本进行杂交,采用系谱法选育出了旱地春小麦新品种会宁22号。该品种生育期107 d,株高115 cm,穗粒数31粒,千粒重48.8 g。在2019—2020年甘肃省旱地春小麦区域试验中,会宁22号平均折合产量3772.80 kg/hm^(2),较对照品种西旱2号增产7.58%;在2021年甘肃省旱地春小麦生产试验中,平均折合产量2733.00 kg/hm^(2),较对照品种西旱2号增产7.29%。该品种中熟,籽粒含蛋白质(干基)131.3 g/kg、湿面筋(14%水分基)301.0 g/kg,降落数值339 s,Zeleny沉淀值20.8 mL,吸水率63.6%,容重804 g/L。中抗条锈病、高抗白粉病。适宜在甘肃中部在甘肃中部干旱半干旱区的春麦区及类似生态区种植,尤其适合旱山塬地种植。

轮作模式对旱地胡麻光合生理特性及其产量的影响

为探明不同轮作模式及茬口对胡麻光合生理参数和产量的影响,本研究基于2012-2020年的田间长期定位试验,以胡麻为主要研究对象,研究了胡麻→胡麻→胡麻→胡麻(FFFF)、胡麻→小麦→马铃薯→胡麻(FWPF)、胡麻→马铃薯→胡麻→小麦(FPFW)、胡麻→胡麻→小麦→马铃薯(FFWP)、胡麻→小麦→胡麻→马铃薯(FWFP)和胡麻→小麦→马铃薯→小麦(FWPW)6种不同轮作模式下作物茬口、胡麻种植频率及连作年限对西北旱作区胡麻叶面积指数、SPAD值、光合势、净同化速率、光合特性及产量的影响,以期为优化旱作农业区胡麻种植制度和明确胡麻高产的光合生理机制提供理论依据和技术指导。结果表明:与连作相比,轮作处理下胡麻叶面积指数、SPAD值和光合势分别显著提高了8.11%~86.49%、3.54%~42.86%和10.38%~76.58%,小麦茬和马铃薯茬较胡麻茬显著提高,25%和50%频率较100%频率显著提高,且随连作年限缩短而增加,而净同化速率上升的趋势在现蕾期后逐渐显现。此外,轮作改善了胡麻光合特性,净光合速率和叶片水分利用效率分别显著提高了8.26%~106.00%和20.77%~51.84%(盛花期(F)WPF处理除外)。成熟期轮作处理下胡麻籽粒产量、非籽粒产量与总生物产量较连作分别显著增加了29.89%~109.59%,44.60%~111.90%和38.98%~111.01%,四年连作分别较两年连作显著降低了23.01%,30.85%和28.05%,且随茬口的更换、胡麻种植频率的降低而增加。相关性分析发现,胡麻地上部生物产量和籽粒产量呈显著正相关关系,二者与现蕾期和盛花期胡麻净光合速率、蒸腾速率均为显著正相关关系,与胞间CO_(2)浓度呈显著负相关关系,且盛花期相关系数大于现蕾期。综上表明,轮作有利于为胡麻创造良好的个体和群体光合作用能力,维持生育中后期较强的光合作用能力,增加光合产物积累,从而提高胡麻籽粒产量和生物产量,其中,胡麻→小麦→马铃薯→小麦为最佳轮作模式。

氮肥运筹对旱地胡麻氮代谢及氮肥利用的调控效应

为进一步提高西北旱区胡麻氮肥利用效率,降低化肥投入量,采用田间二因素裂区试验设计,以不施氮为对照,研究了3个施氮水平(N1:60 kg·hm^(-2);N2:120 kg·hm^(-2);N3:180 kg·hm^(-2))和3个施肥时期(T1:全部基施;T2:2/3基施+1/3现蕾初期追施;T3:1/3基施+1/3分茎初期追施+1/3现蕾初期追施)互作对旱地胡麻氮代谢及氮肥利用率的调控效应。结果表明:随氮肥施用量增加,胡麻叶片氮代谢酶活性、氮素积累、氮素转运及籽粒产量均呈先升高后降低的趋势,胡麻氮肥农学利用率和氮肥偏生产力则呈降低的趋势。从同一氮肥水平不同施肥时期来看,上述指标均表现为T2处理最高。氮肥综合运筹表现为N2T2处理的胡麻氮代谢酶(硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶)活性和氮素积累量分别较传统模式(N3T1)显著提高。其中,硝酸还原酶提高14.21%~34.93%,亚硝酸还原酶提高18.66%~29.27%,谷氨酰胺合成酶提高14.92%~55.82%,氮素积累量提高10.63%~36.74%;较不施氮对照分别显著提高22.75%~54.84%、23.62%~69.81%、43.61%~78.09%和23.33%~57.88%。籽粒产量、氮素籽粒生产效率、花前氮素转运量及其对籽粒的贡献率均在N2T2处理较高,分别较其它处理平均提高14.35%、4.20%%、28.45%和17.37%。相关分析表明,胡麻氮素积累量与氮代谢酶活性、氮素转运、籽粒产量、氮肥利用效率呈极显著正相关关系。可见,120 kg·hm^(-2)氮肥按2/3基施+1/3现蕾初期追施可显著提高胡麻氮代谢酶活性和氮肥利用效率,可作为实现旱地胡麻高效生产的氮肥运筹模式。

磁控溅射时长对复合羟基磷灰石涂层性能的影响

采用射频磁控溅射技术在Ti-6Al-4V基体沉积复合羟基磷灰石(HA,Ca_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2))涂层,研究掺杂Ti和TiN在不同HA溅射时长下对HA复合涂层微观结构、摩擦学性能、钙磷比(Ca/P)及电化学的影响。结果表明:复合HA涂层随着HA溅射时长增加,涂层表面的半球形颗粒状结晶体更明显,对细胞附着生长及生物相容性有重要影响;复合涂层主要由HA相、Ti相和TiN相组成,溅射时间越长的复合HA涂层物相更接近标准值,且涂层Ca/P随着溅射时间的增加逐渐接近标准值;摩擦系数随溅射时长的增加逐渐趋于稳定,涂层的摩擦磨损情况随溅射时间增加而逐渐减小;溅射时长最长的涂层获得了最低的腐蚀电流密度和最大的腐蚀电位。

显微镜辅助腰椎减压融合内固定术治疗复发性腰椎间盘突出症的安全性

目的:分析显微镜辅助在腰椎减压融合内固定术治疗复发性腰椎间盘突出症中的安全性。方法:回顾性分析2020年1月1日~2022年4月1日73例在我医学中心治疗的经皮脊柱内镜下腰椎间盘摘除术(percutaneous endoscopic lumbar discectomy,PELD)术后复发的腰椎间盘突出症患者资料,所有患者复发后于我院再次行单节段腰椎减压固定融合术,其中42例术中使用显微镜辅助操作(显微镜组),男31例,女11例,年龄53.4±16.4岁;31例术中未使用显微镜辅助操作(常规组),男18例,女13例,年龄49.6±11.4岁。两组患者性别、年龄、体重指数等一般资料均无统计学差异(P>0.05)。记录两组患者首次PELD的手术入路、手术节段,翻修术手术时间、术中出血量、术后总引流量、术后住院时间、术中是否出现硬膜破损、术后是否出现神经损伤及术后伤口是否出现浅部感染等资料,比较分析两组差异。结果:所有患者手术顺利。显微镜组手术时间168.0±33.1min,术中出血量125.0±40.2mL,术后总引流量379.6±220.6mL,术后住院时间5.2±1.3d,术中出现脑脊液漏2例,术后未出现神经损伤症状及伤口浅部感染;常规组手术时间155.8±29.4min,出血量133.9±59.7mL,术后总引流量452.2±464.5mL,术后住院时间5.0±1.7d,术中出现脑脊液漏4例,术后出现神经损伤症状1例,术后未出现伤口浅部感染。两组患者围手术期及并发症相关数据均无统计学差异(P>0.05)。结论:显微镜不会增加PELD术后复发翻修手术的手术时间、术中出血量、术后住院时间以及感染、硬膜破损和神经损伤的发生率。

基于DSSAT模型的施氮量对胡麻产量及生理因子的影响

为研究不同氮肥施用量对坝选3号胡麻产量及生理因子的影响,利用2021—2022年张北县胡麻田间的实测数据,采用DSSAT-Flax模型建模并模拟不同施氮量下的胡麻产量及相关生理因子。结果表明:胡麻农艺性状均方根误差(RMSE)与决定系数(R2)指标的拟合度在张北县表现良好。在90 kg/hm^(2)的氮肥施用量下,胡麻的产量、单株籽粒数和单株粒质量达到最高,产量为2206 kg/hm^(2),且此条件下的水分利用率最佳。增加氮肥施用量虽能提高各器官的氮素含量,但降低了氮素利用率、叶片和茎秆的碳水化合物含量。综合分析,本试验条件下,90 kg/hm^(2)的氮肥施用量是提高胡麻产量和水分利用率的最佳管理策略。

快速路与所接普通道路资源利用动态评价方法

中国的城市道路网络大多是由快速路和普通道路组成的混合路网,快速路与其衔接普通道路间的交通运行高度关联.为了能够从整个混合路网系统的角度准确评价交通运行状况,从而提出针对性的拥堵改善措施,本研究构建快速路与所接普通道路资源利用动态评价方法.综合考虑两个路网系统的差异性,以及交通运行的随机性和动态性,提出基于运行通行能力的动态道路利用率指标,在此基础上建立道路利用率不均衡度用于描述该区域的均衡特征.建立基于生存分析法的动态道路利用率计算方法,进行混合路网交通流失效判别,并分别计算交通流失效前后道路运行通行能力,最终得到动态道路利用率的取值.以上海市南北高架路为例,进行道路资源利用动态评价分析.结果表明,快速路与所接普通道路在不同路段组合和不同时段的道路资源利用程度差异较大,快速路与所接普通道路的道路利用率存在显著不均衡特征.研究结果可为交通管理部门实施动态交通诱导与协同控制策略提供依据.

超疏水表面在抗/促凝血领域的研究进展

近年来,随着超疏水材料在冷凝传热、油水分离、除冰防雾、表面防腐、管道减阻等方面应用的研究逐步趋于成熟,其在生物医疗领域的应用前景也备受学者关注,由于医疗设备与血液接触时产生的凝血血栓及大量出血引发的失血性休克问题会对患者生命安全造成极大威胁。为了能够有效解决血栓出现及大量失血问题,国内外诸多学者展开了大量研究,超疏水材料由于其特殊的表面润湿性及较低的表面自由能可显著降低材料表面的血小板粘附量,其与亲水材料的组合可在止血的前提下减少出血量并降低伤口二次撕裂出血的可能,同时,研究表明超疏水材料还具有良好的抗菌性,故针对超疏水材料的研究成为了该领域的热点与方向。基于此,首先介绍了超疏水材料基本理论,主要包括Young润湿模型、Wenzel润湿模型以及Cassie-Baxter润湿模型,其次详细阐述了其在抗/促凝血过程中的作用机理,然后以部分研究为代表着重讨论了目前超疏水材料在血液接触应用领域的研究现状,指明超疏水材料在该领域的应用中主要存在的问题,最后对其未来的发展前景进行了展望。

永磁无刷直流空心轴电机定子槽参数减振优化

为了保证永磁无刷直流空心轴电机的输出性能和抑制电磁振动,提出了一种基于非线性多元回归的修正代理模型优化方法.首先,通过AE(Audze-Elglajs)准则确定最优空间填充抽样,并采用核主成分分析(Kernel Principal Components Analysis,KPCA)算法筛选出4个主要变量用于构建代理模型;其次,采用非线性多元回归构建代理模型,决定系数R^(2)值均大于0.9,验证了代理模型的精度;最后,采用鲁棒多目标遗传算法求解代理模型,获得了最优定子槽参数.结果表明,通过优化定子槽参数,电机平均转矩降低了1.3%,不影响输出性能,电机空载、额定负载时最大振动加速度分别降低19%和34.5%,有效地降低了电磁振动,验证了优化方法的有效性和可靠性.