能源类基础课程学生科学素养和创新能力培养模式研究

“新工科”背景下能源类基础课程学生科学素养和创新能力培养模式研究主要探讨工程热力学本科生科研素质和创新能力培养的教学模式。该教学模式下在基础知识和框架的基础上,课程内容充分融合科技前沿,并引入工程实践案例,激励和培育学生自主探索的学习精神和科研思维,提升工科学生工程领域核心技术的创新意识。 在学生课程成绩评价方面细化为课程基础知识考核成绩和科研创新拓展能力考核成绩,采取综合考核和评价方式来客观反映课程改革效果。

深水网箱养殖水性给料投饲机设计与研究

为解决水产养殖中投饲劳动强度大、饲料破损率高、饲料浪费多,尤其是在深水网箱养殖中普通投饲机难以输送饲料至一定深度的问题,设计了一种专用的深水养殖水性给料投饲机。该投饲机结合了深水养殖的特点,以及之前在沉浮式网箱养殖方面的经验,并进行了相应试验来确定适宜的饲料与水质量比,以及进水泵功率和送料高度对吸料效率的影响,进行了饲料和水不同配比,以及不同水泵功率和不同输料深度等试验。结果显示:适宜的饲料与水质量比为1∶6;随着进水泵功率的增加,吸料效率升高;当进水泵功率保持不变,随着水深深度的增加,吸料效率逐渐减小;在进水泵功率为7.50 kW、扬程46 m时,该投饲机的吸料效率均值可达到9.46 kg/min,输送深度为水下10 m以下,满足了沉浮式网箱深水养殖的饲料投喂需求。研究表明,该水性给料投饲机可以在深水养殖中实现水下投饲,解决了深水网箱养殖面临的重要问题,并且具有较高的性价比,具有广泛应用和推广的潜力。

丁酸钠对凡纳滨对虾生长性能、消化酶活性、抗氧化力和相关基因表达的影响

研究旨在探讨丁酸钠对凡纳滨对虾[初始体重(5.45±0.74)g]生长性能、消化酶活性、抗氧化能力及相关基因表达的影响。用添加0、0.5、1.0和2.0 g/kg丁酸钠的饲料(分别记为对照组、0.5 g/kg组、1.0 g/kg组和2.0 g/kg组)饲喂对虾42 d,结果表明:与对照组相比,1.0 g/kg组显著提高了对虾的增重率和特定生长率(P<0.05),显著降低了饲料系数(P<0.05),显著增加了饲料干物质、粗蛋白和粗脂肪的表观消化率(P<0.05);1.0 g/kg组对虾的蛋白酶和脂肪酶活性显著提高(P<0.05);1.0 mg/kg组显著提高了对虾肝胰腺和肠道总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)活性(P<0.05);丁酸钠组凡纳滨对虾肝胰腺中GSH-Px、CAT、谷胱甘肽硫转移酶(GST)及胰蛋白酶(trypsin)和肠道中的SOD、GSH-Px、CAT及trypsin的基因表达水平显著提高(P<0.05)。建议凡纳滨对虾饲料中丁酸钠的适宜添加量为1.0 g/kg。

基于空间投影和聚类划分的SVR加速算法

数据不仅能产生价值,还对统计学的科学发展提供了动力。随着科技的飞速发展,海量数据得以涌现,但大规模的数据会导致很多传统处理方法很难满足各领域对数据分析的需求。面对海量数据时代学习算法的低效性,分治法通常被认为是解决这一问题最直接、最广泛使用的策略。SVR是一种强大的回归算法,在模式识别和数据挖掘等领域有广泛应用。然而在处理大规模数据时,SVR训练效率低。为此,该文利用分治思想提出一种基于空间投影和聚类划分的SVR加速算法(PKM-SVR)。利用投影向量将数据投影到二维空间;利用聚类方法将数据空间划分为k个互不相交的区域;在每个区域上训练SVR模型;利用每个区域的SVR模型预测落入同一区域的待识别样本。在标准数据集上与传统的数据划分方法进行对比实验,实验结果表明该算法训练速度较快,并表现出更好的预测性能。

计算传热学课程混合式教学新形态探究

以“计算传热学”研究生课程为代表的混合教学亟需完善“线上+线下”混合式教学体系完整性、布局科学性、联系紧密性和学科交叉前沿性。同时,针对“计算传热学”课程的“线上+线下”混合式教学评价体系也需要与时俱进,进一步改革混合式课程教学方法,建立相应的教学质量监控保障体系,重塑“新工科”背景下的“计算传热学”课程教学新形态。

5-羟色胺和热刺激对菲律宾蛤仔催产效果的比较研究

为了高效诱导贝类产卵排精,以性腺发育成熟的菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)为研究对象,采用性腺内注射化学药物5-羟色胺(5-HT)和升高海水温度8~9℃(热刺激)及其联合处理诱导蛤仔产卵排精,比较了上述3种不同处理方式对蛤仔亲贝产卵排精的诱导效果。结果显示,采用浓度为2 mmol·L-1的5-HT注射蛤仔性腺,20 min内的雌性亲贝产卵率为52.4%,雄性亲贝排精率为50.0%,诱导效应时间超过60 min;热刺激组,在30~40 min和20~30 min分别有1枚雌性产卵和1枚雄性排精;利用5-HT注射和热刺激的联合处理,20 min内蛤仔亲贝产卵率可达到80.9%,排精率可达到91.3%。结果表明,在整个实验周期内,5-HT注射和热刺激联合处理对蛤仔亲贝排精产卵的诱导率最高,达85.19%;5-HT注射的亲贝诱导率为75.0%;而单独采用热刺激的亲贝诱导率不足5.0%。研究证实,5-HT和热刺激的联合处理对蛤仔排精产卵的诱导效果最好,研究结果为蛤仔及其他贝类产卵诱导及遗传改良等提供了必要的理论基础和技术支撑。

新能源汽车车载储氢罐设计中CATIA的应用研究

随着环境危机的日益严峻,具备清洁、高效、可再生等特点的氢能源备受人们关注,发展氢能源汽车要解决的首要问题就是车载储氢装置。本文结合吉利氢能源客车储氢罐数据和国内外的研究,通过CATIA设计了高压气态储氢罐三维模型,为新能源客车企业的汽车工程师们提供了一套车载储氢罐的设计方案。

不同地理群体菲律宾蛤仔壳形态对体重性状的影响研究

采集我国南北沿海9个地理群体的菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum),利用通径分析等方法评估各群体形态性状对活体重和软体重的影响。结果显示,各群体壳长、壳高、壳宽和壳厚4个形态性状对菲律宾蛤仔活体重和软体重的影响存在显著差异。除壳厚外,其他形态性状与活体重和软体重呈显著相关(P<0.05)。通径分析和决定系数分析显示,大多数群体的壳宽对活体重和软体重的直接作用最大。2个形态比例参数(壳宽/壳长和壳高/壳长)最大值出现在山东莱州群体(0.49和0.74),而最小值出现在大连东港群体(0.42和0.67)。壳厚的变异系数最大(22.74),而壳高的变异系数最小(9.47)。通过检验偏回归系数的显著性,建立了各群体形态性状对软体重的最优回归方程。聚类分析表明,菲律宾蛤仔不同群体未出现明显的地域分布特征,而呈现出不规律的南北交替聚类现象。本研究查明了不同地理群体菲律宾蛤仔壳形态性状对体重性状的影响,为菲律宾蛤仔地理群体的形态判别、种质资源分析和遗传育种研究等提供了重要科学依据。

应用于动力电池热管理的重力型热管仿真研究

针对应用于车用动力电池热管理的重力型热管开展了建模与仿真研究,采用控制变量法分析了不同充液率、内壁面接触角和初始压力对热管启动性能与换热特性的影响。结果表明,随着充液率的增大,传热性能在提升,当充液率为85.7%时传热速率达到峰值。随着接触角的增大,传热性能在降低,当接触角为60o时传热速率达到峰值。随着初始压力的增大,传热性能在降低,当初始压力为3361 Pa时传热速率达到峰值。

中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)人工选育群体不同世代的微卫星分析

采用微卫星DNA技术对中国对虾人工选育快速生长基础群体和4个连续世代共计100个个体进行了遗传分析。对8个基因位点进行了扩增,共得到71个等位基因。每个位点的等位基因数从6到16不等,其大小在159—600bp之间,PIC(PolymorphismInformationContent)值为0.6628—0.9051,基因型数为17—67。5个世代群体的平均杂合度分别为0.7188、0.5687、0.6188、0.6438、0.66937。从F检验的数据来看,配对比较Fst值表明5个世代群体间的遗传分化程度较弱。Fis值的计算结果表明,有5个群体位点杂合度处于过剩状态,但对整个群体而言,5个世代群体均表现为一定程度的杂合子缺失。通过计算每个位点的等位基因数(na)、有效等位基因数(αe)、基因型数目(G)、最高频率等位基因的频率(F),以及基于基因型的P值,比较了5个群体的遗传变化。另外,5个世代群体间的相似性系数以及彼此间的遗传距离,体现出人工选育群体间的遗传分化程度较低,说明5个世代群体间的遗传分化程度较低,还有较大的选育潜力,可以继续保持遗传响应。

用微卫星DNA技术对中国对虾人工选育群体遗传多样性的研究

利用微卫星技术对中国对虾人工选育群体第1代和第6代群体的遗传多样性进行了分析。对10个微卫星位点进行了扩增,共产生74个等位基因,每个位点产生的等位基因数从3到13不等。在两个群体中,所观察到的等位基因数都比有效等位基因数多。多态信息含量PIC值0.5567～0.8877,说明这10个微卫星位点在中国对虾中具有较高的信息含量。两个群体的平均杂合度分别为0.6400(CP1)、0.6300(CP6),并通过计算基因型的P值,确定了对Hardy Weinberg平衡的偏离情况。对Fis值的计算表明两个群体内共有5个微卫星位点存在杂合度观察值过剩的现象。两个群体的Shannon多样性指数分别为1.6830、1.7382,整个选育群体(两个群体作为一个群体)的遗传多样性指数为1.7742。从遗传多样性所占的比例来看,96.415%的遗传变异是来自群体内,只有3.585%的遗传变异是来自群体间。两个群体间的相似性系数高达0.9187,彼此间的遗传距离仅为0.0848,体现出人工选育群体的遗传分化程度较低。结果均说明第6代群体还有较大的选育潜力,可以继续保持遗传效应,最终保证选种育种工作的成功。

中国对虾家系建立及不同家系生长发育的初步研究

在中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)家系建立过程中,我们采用定向交配对子代进行选育的方法.采用4种中国对虾人工授精方法,即整个精荚移植、精荚切块移植、输精管移植和精液移植,共进行了155例雌虾的人工授精实验,有108尾雌虾成功产卵并孵化出仔虾,成功率为69.7%,建立了101个全同胞家系和29个半同胞家系.在受精卵孵化、育苗的基础上,同时进行了不同家系幼体生长情况的研究,结果表明受精率、孵化率、存活率以及初期生长在4个实验组间都没有显著性差异.另外对其他家系之间的比较也得出同样的结果,说明不同家系在早期的生长中,没有表现出显著性差异.而在养成阶段,方差分析结果表明家系间在生长上表现出差异极其显著.

不同对虾种间共用微卫星DNA引物的研究

采用已发表的斑节对虾的30对微卫星引物,对部分微卫星引物在中国对虾、凡纳对虾、日本对虾中的通用性进行了研究。通过所建立的降温PCR(Touchdown PCR)方法对3种对虾的DNA进行PCR扩增,筛选出3对引物在3种对虾中均能产生清晰谱带。根据上述结果适当调整PCR反应体系中各试剂的量及反应条件,达到了理想的结果。利用这3对引物对3种对虾进行遗传标记分析,结果显示,PCR扩增产物条带清晰,特异性强,每对引物在3种对虾间扩增出的特异性片段大小几乎一致。研究表明,3种对虾基因组间存在一定程度的相似性,引物W15-16、W21-22和W45-46可直接应用于中国对虾、凡纳对虾、日本对虾、斑节对虾分子标记的基因组比较作图,也为图谱克隆法提供了新的思路。

电动汽车动力电池液体冷却系统构建及其工作过程仿真

为保障电动汽车电池组较佳的工作温度,提出一种热泵辅助液体循环电池冷却系统,并利用理论和实验表征方法基于MATLAB平台建立各构件模型。计算结果表明,该冷却系统能够满足电池高温高负荷冷却需求,其中热泵辅助冷却作用明显。同时,通过一维计算初步分析表明,电池散热器前置于冷凝器的布置形式相比后置形式具备更好的电池冷却换热效果。此外,在行驶工况下,电池冷却过程中水泵液流量的作用相比风扇更加敏感,在高温高负荷工况下应以水泵调节为主。

饵料和养殖密度对中国对虾幼虾生长及存活率的影响

在实验用虾遗传背景一致的情况下,分析了3种饵料(配合饲料、冰冻鲜鱼肉和活卤虫)和4个不同的养殖密度对小水体中国对虾幼虾生长和存活率的影响。结果表明,饵料和饲养密度对中国对虾幼虾生长及存活率有显著影响。在饵料、养殖密度单因子实验及饵料和养殖密度相结合的双因子实验中,幼虾的生长均表现出极其显著的差异(P<0.01),活卤虫对幼虾生长的效应尤为突出。而养殖密度对中国对虾的行为生物学、个体间体重增量均有影响。随着养殖密度的提高,中国对虾增重变慢;同时,个体间体重增量差异变大。随着养殖密度的增加,中国对虾幼虾的存活率呈下降趋势,但不同饵料对存活率影响变化幅度较大,波动在58.1%～85.2%之间,其中投喂活卤虫养殖密度为50尾/桶的存活率最高(85.2%);投喂配合饵料4个养殖密度梯度的存活率变化不明显;而投喂冰冻鱼肉4个养殖密度梯度的存活率变化较大。因此,采用合适的饵料和养殖密度,能够提高中国对虾的生长速度,提高对虾养成存活率,改善生长过程中对虾群体体长、体重的整齐度。

中国对虾与生长性状相关微卫星DNA分子标记的初步研究

利用分群分离分析法对中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)人工选育生长快的第6代群体生长性状发生分离的群体进行了微卫星DNA的遗传分析。7个多态性微卫星位点对分离群的大个体组和小个体组扩增时产生7个片段表现差异,扩增片段大小为0.1～1.0kb之间。同时对中国对虾人工选育的生长快群体4个连续世代进行了验证,扩增的结果显示,7个微卫星位点在4个连续世代中大部分的扩增带出现的频率相近,但是有一些扩增片段的基因频率出现差异,这些等位基因频率或增或减,这是否可作为具有良好生长特性的人工定向选育群体的遗传标记尚有待进一步研究。

中国对虾体重育种值估计的动物模型分析

育种值是选种和配种计划制定的基础,其准确性与选择效果密切相关。利用中国对虾2005年21个父系半同胞组共1387个个体体重数据,将家系标记时的平均体重、全同胞组效应等因子组合,建立了4种不同的动物模型,应用BLUP法估计体重育种值。4种模型的估计结果分析表明,家系标记时的平均体重和全同胞家系效应是两个重要影响因子,建立的AFB动物模型比其他模型所估计的结果更准确。AFB动物模型估计中国对虾145d的体重遗传力为0.14±0.076,据此计算育种值并进行模拟留种分析。结果显示,在根据表型值或育种值选种的情况下,育种值选种的留种家系或个体的育种值比表型值选种分别提高50%和80.59%,育种值选择的效率更高。

沉浮式养殖网箱自动化控制与管理系统研究

针对沉浮式养殖网箱沉浮时易造成网箱倾角过大和侧翻等问题,研究开发了沉浮式养殖网箱自动化控制与管理系统。该系统主要基于PID控制技术,探究PID控制系统合适的参数,利用倾斜角度信号和控制算法来调节执行器,实现网箱倾斜角度的自动控制;研发了沉浮式养殖网箱自动化控制相应的管理系统,主要功能包括:浮沉控制、饲喂控制、清洗网箱、GPS定位和摄像头清洗,以及水下摄像头监控、水质、流速、液位和压力等数据监测等。经过浮重比、沉浮时间、PID控制试验,结果显示:适宜的网箱浮重比为1.2,浮筒进水口管径和直径比为0.03,P、I、D参数值分别为100、1000、0,并将沉浮式养殖网箱的各个模块的控制和信息集成到了一套系统中,全面改善了沉浮式养殖网箱自动化控制系统的性能。本系统能够及时且稳定地进行控制输出,实现网箱平稳下沉和上浮,本研究成果具有一定的理论和实践意义。

中国对虾(Fenneropenaeus Chinensis)自然感染与人工感染WSSV抗病力的比较

取30个通过人工授精和自然交尾建立的中国对虾家系,分别进行人工感染和自然感染实验。实验过程中,两实验组样本总体存活率在35%左右时统计各家系的存活率,以分析其抗白斑综合征病毒情况。用四格表的卡方检验分析中国对虾各家系存活率,结果发现23个家系的存活率在两种感染方式实验间差异不显著(P>0.05),两种感染方式实验间家系存活率一致性为77%。用独立样本T检验对两种感染方式实验中4个杂交组合的存活率进行比较,结果发现4个杂交组合的存活率在两种感染方式实验间差异不显著(P>0.05),说明人工感染和自然感染实验对中国对虾抗病力的反映情况基本是一致的。另外,对两个实验中各家系的抗病力进行分析,综合结果表明有5个家系对WSSV可能有较强的抗病力。

动力电池组扁管束液流热管理增效

针对电动汽车动力电池组热管理需求,设计了一种扁管束叠层液流换热结构,并通过CFD计算对比分析了添加高导热石墨膜前、后电池组冷却过程中的温变性、温度一致性和温均性等。仿真计算结果表明:未添加石墨前电池片间扁管束和单片电池表面扁管间换热一致性较好,但相同电池片上不同特征点间温度差异较大;此外,电池表面铺垫柔性石墨后电池温降速率明显增大,同时单片电池温均性得到显著提升。这表明本文设计的管束叠层液流换热结构能够保障电池组较佳的热管理效果,与整板式液体换热电池包相比进一步实现了轻量化。