快速射电暴观测数据干扰缓解方法研究

从海量的天文观测数据中快速搜寻罕见的快速射电暴(Fast Radio Burst,FRB)事件,干扰缓解是其中一项关键而具有挑战的工作.射频干扰(Radio Frequency Interference,RFI)会淹没真实的天文事件,还会导致搜寻管线输出大量的假阳性候选体.由于干扰来源及其种类的复杂性,目前并没有一种通用的方法可以解决这个问题.为了降低干扰对FRB观测搜寻的影响,分析和研究了南山26m射电望远镜L波段观测数据中的干扰情况,针对主要的窄带干扰和宽带干扰建立了3层次的干扰缓解处理流程,从而有效缓解了观测数据的干扰污染情况.将该流程嵌入到FRB色散动态谱搜寻(Dispersed Dynamic Spectra Search,DDSS)管线中,实验结果表明,搜寻管线的检测率和检测精度得到了进一步的提高.该方法为FRB观测数据干扰缓解处理提供了有价值的参考.

基于DA-DE-SVM智能模型的煤岩体SC-CO_(2)压裂效果预测

煤岩体压裂效果是超临界CO_(2)(SC-CO_(2))压裂工程设计的主要依据。为准确预测煤岩体SC-CO_(2)压裂效果,基于多孔相向裂缝动态扩展模拟,筛选确定影响煤岩体SC-CO_(2)压裂效果的6个地质因素和4个施工因素,提出了一种集成支持向量机(SVM)、蜻蜓算法(DA)、差分进化算法(DE)的混合人工智能模型,利用支持向量机构建SC-CO_(2)压裂效果与其影响因素之间的关系,并利用蜻蜓算法、差分进化算法联合优化支持向量机的超参数。以相关系数、均方根误差、平均绝对误差为评价指标对混合人工智能模型性能进行了评估,并采用MIV方法对模型输入变量进行了敏感性分析,结果表明:本文提出的DA-DE-SVM智能模型能很好预测煤岩体SC-CO_(2)压裂效果,其训练集的R值为0.9572,测试集的R值为0.9316。SC-CO_(2)压裂效果影响因素的重要程度从高到低依次为:相邻压裂钻孔水平距离>垂直地应力>压裂液注入速率>相邻压裂钻孔垂直距离>煤体抗拉强度>水平地应力>压裂液温度>煤体渗透系数>煤体初始孔隙压力>煤体弹性模量。研究成果可为SC-CO_(2)压裂工程参数优化设计及工程应用提供重要指导。

基于微环境调控的脊髓损伤修复策略及相关研究进展

脊髓损伤(spine cord injury,SCI)后,损伤部位会发生出血、炎症和瘢痕形成,脊髓微环境平衡遭到破坏,微环境中有益因子下调,有害因子上调,这些失衡不仅严重损害了神经再生,而且对脊髓功能恢复产生不良影响。为了促进再生,研究者们最近开始关注SCI产生的复杂微环境的调控策略。因此,重建合适的微环境可能是修复脊髓损伤的一种潜在治疗方案。本文将针对近年来利用不同策略调节SCI产生的不同微环境以促进SCI修复的研究进行综述,以期为SCI的研究提供相应帮助。

双中心模式:数智环境下红色档案治理模式探析

数智环境为红色档案实现从管理到治理的转变创造了有利条件,论文分析了现阶段红色档案管理面临着“事由”与“来源”和“单一”与“多元”的双重困境,并在此基础上提出红色档案治理的“双中心”治理模式。一方面,通过建立数字全宗和进行智能管理实现“以数字全宗为中心”的内部治理;另一方面,通过构建用户画像和收集用户反馈实现“以用户交互为中心”的外部治理,并将移动互联技术应用于红色档案治理的全过程,以期促进红色档案活化、社会记忆构建和文化基因传承,为相关理论研究和实践探索提供参考借鉴。

煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填方法

矿山固废处置与利用是我国煤矿开采中面临的主要问题之一,严重制约着煤炭资源开发与环境保护协调发展。井下充填是矿山固废绿色高效处置的重要技术途径之一,但现有充填技术增加了工作面生产工序,降低了15%~20%采煤效率,亟需解决矿山固废充填与煤炭开采之间时空干涉难题,突破矿山固废井下充填处置的技术瓶颈。为此,综述了矸石处置利用现状与存在问题,提出了煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填方法,系统阐述了嗣后空间矸石注浆充填方法内涵及关键科学与技术问题,给出了嗣后空间矸石注浆充填系统空间布局方式,探讨了非均质矸石料浆流动性稳态控制机理、嗣后空间空隙结构特征及时空演化规律、嗣后空间矸石料浆迁移扩散规律、嗣后空间矸石注浆充填岩层控制机理等理论的研究重点,分析了毫米级矸石注浆充填材料研发、矸石料浆高效制备与输送、注浆钻孔布局及时效控制、矸石注浆充填效果智能监控等技术的研究难点。煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填方法创新了矸石井下高效处置新模式,完善了矸石综合处置与利用技术体系,引领了我国煤炭资源绿色安全高效开发新方向,在矿山固废高效处置及生态环境保护等方面具有广阔应用前景,可促进矿山矸石固废的源头减排、就地处置、循环利用绿色发展模式的建设。

环保税的有效性分析:作用机制和异质性探讨

为应对环境污染,我国于2018年正式颁布实施了《中华人民共和国环境保护税法》,而环保税的实施能否有效减少污染,其作用机理如何,是《中华人民共和国环境保护税法》实施之后社会各界关心的一个重要议题。基于我国30个省(自治区、直辖市)的4种主要工业污染物排放情况,考察各省区市征收排污费(环保税)的政策效果。研究结果表明:排污费(环保税)总体上减少了工业污染物的排放,但减排效应较小;排污费(环保税)主要通过激励企业采用环保技术来减少污染排放;不同产业结构、不同资源依赖、不同财政压力地区的排污费(环保税)减排效果不同。因此,应从税额调整、鼓励环保技术、关注影响环保税效果的约束条件等方面入手进一步提高环保税的减排效果。

一种贴片天线阵列的测量

阵列接收机是将其前端阵列天线放置于射电望远镜焦平面处,结合后级波束合成网络以形成多个连续波束,用以同时观测一片连续天区、实现更大视场覆盖的接收机技术。本文理论设计了工作在1.25 GHz的十六阵元矩形排布贴片天线阵列,并在该贴片天线阵列样机的基础上进行了实验室测试。在等幅激励、30°设计扫描角度配相下,实测的阵列主波束增益为14.03 dBi、扫描角度约为35°。测量结果显示该贴片天线阵列满足设计指标,相关工作对阵列天线的模拟波束合成及扫描性能验证也具备较好的指导意义。

一种阵列天线的去耦合技术应用

相控阵接收机是将小型阵列天线放置在射电望远镜焦平面位置,通过波束合成器瞬时形成多个交叠波束、实现连续视场覆盖的信号接收技术。作为阵列天线的一种,相控阵接收机前端的天线阵列由于各阵元排列紧密,阵元之间的电磁耦合在所难免。本文利用常规互阻抗法对四阵元微带天线阵列进行耦合效应分析,通过各端口开路电压及阻抗矩阵求解耦合电压,借此调整波束合成网络以实现阵列的去耦合功能。通过去耦前后的实测方向图比对,可以看到阵列的主波束方向、旁瓣电平及对称性都有了一定的改善,以此验证了该解耦技术的可行性。

山西省实现“双碳”目标的思路与策略

作为能源大省,山西实现“双碳”目标任务艰巨。立足山西现状,通过完善政策保障,建立碳排放统计核算体系,完善地方法规和标准体系,大力建设绿色财政金融体系;深入推进能源革命,推动煤炭清洁高效开发利用,积极推进清洁能源替代,实施重点行业和领域减污降碳;加强科技创新,推动绿色低碳技术和碳达峰碳中和应用技术的基础研究运用;进一步夯实生态系统碳汇能力,提升生态系统碳汇增量,加强农业农村减排固碳;积极参与碳排放权市场交易,扩大市场覆盖范围,健全碳排放权市场监管体系,加强信息披露和公众参与,推动“双碳”目标的实现。

基于Arduino的微波功率测量系统设计

微波功率测量是射电天文强度校准的关键环节,本文针对微波功率测量,设计了一种基于Arduino的微波功率测量系统。该系统以Arduino UNO和AD8318对数检波器为核心,设计并编写了Arduino UNO的程序,实现了微波功率测量,并通过串口输出至PC端。通过搭建微波功率计测量系统,使用信号发生器产生5个频率下10个输出功率的测试信号,进行功率测量,实验结果显示功率测量系统能保持±1dBm的误差范围。还使用了2点法校准在5个频率下对系统做了校准,实验结果显示不同工作频率下测得的斜率和截距会有略微的差别。可通过系统本论文相关的分析研究可为射电天文接收机的功率测量提供参考,尤其对强度校准具备很好的指导作用。

四阵元微带天线阵列试制与测试

将阵列天线放置于射电望远镜焦平面处,结合波束合成网络,可以同时观测一片天区,实现更大的视场覆盖。由于需要对各个阵元的幅度和相位进行调控,阵列天线实际就是一个小型相控阵,因此在做阵列设计时,除了需要结合反射面焦面场分布及望远镜拟实现的视场以外,阵列自身的性能验证可以参照传统相控阵进行。设计并加工了工作在1.27 GHz的2×2矩形排布的微带贴片天线阵列,阵元间距为0.7倍波长。经实测,各端口S11均在-10 dB以下,4阵元合成后波束增益为12.54 dBi,通过为对应阵元添加理论偏移30°的延时线,实测阵列的波束扫描角度为28.3°。上述实测数据与仿真结果相比虽略有差异,这和阵列加工及馈电端口焊接有关,但相关工作为之后更多阵元的阵列天线设计、研制及测试积累了经验,尤其对性能验证具有较高的指导意义。

改良微管法交叉配血试剂爆珠的研制

目的研制1种新型输血前交叉配血技术方法,在战时和自然灾害等突发情况下不需要电力设备和额外试剂即可快速、准确完成交叉配血,提高野战输血救治的时效性和安全性。方法采用200μL不完全抗体快速促凝剂作为反应介质,将其包裹在爆珠中制成试剂爆珠,预置在检测管内,使用前挤破爆珠,促凝剂留在孔内,在主侧管加入受血者血浆200μL和献血者3%~5%的红细胞悬液100μL,次侧管加入献血者血浆200μL和受血者3%~5%的红细胞悬液100μL,手工摇动微管或1500 g离心15 s即可完成交叉配血试验。同时与现有技术方法平行对比测试,评价爆珠试剂用于交叉配血试验的可靠性。结果爆珠试剂置于37℃放置1周后与新鲜制备的交叉配血试剂检测结果一致,显示其野外实用性和室温条件下的稳定性良好;灵敏度与微柱凝胶法检测结果经配对资料t检验,(t=2.03,P>0.05),结果无统计学差异;50例临床标本采用微柱凝胶法和促凝剂爆珠技术进行平行交叉配血试验,经Kappa检验,Kappa值为0.9732,均检出了2例不规则抗体,二者的符合率为100%,一致性良好。结论改良微板法爆珠技术简单快速,用于输血前相容性检测结果安全可靠,特别适合战时和突发自然灾害情况下野外抢救伤员输血前使用,值得推广应用。

酸处理对KF/AC催化合成洁净高效灭火剂CF_(3)I的影响

为了探究催化剂制备过程中不同酸处理对催化性能的影响,降低三氟碘甲烷(CF_(3)I)生产成本以推进其作为灭火剂在民航领域的应用,采用无机酸(HNO_(3)、HCl、H_(2)SO_(4))和有机酸(CH_(3)COOH、CF_(3)COOH、C_(6)H_(8)O_(7))分别对活性炭(AC,activated carbon)进行预处理,以处理后的AC作为载体制备一系列KF/AC催化剂,研究其在相同工况下催化合成的性能(以CF_(3)I收率计)。结果表明:除柠檬酸(C_(6)H_(8)O_(7))外,无机酸和有机酸处理均会使AC微孔孔容增加;不同酸处理均会增加AC表面羧基和催化剂碱性位点数量;K元素在微孔中的负载量对催化剂的性能起关键作用;有机酸处理可使微孔负载量达到未处理催化剂的3倍以上,效果明显优于无机酸处理;三氟乙酸(CF_(3)COOH)处理对催化性能提升最明显。

面向SPICE仿真的专用浮点计算单元研究

稀疏矩阵求解是SPICE仿真的重要部分,目前求解所使用的算子通常为通用浮点计算单元,运算速度受限。本文通过改进通用浮点算子中加/减和乘单元,使其在SPICE仿真专用背景下能实现更快的求解速度。对传统加减单元使用舍入并行延时优化算法和双路径设计方案,利用香农扩展、非精确前导零补偿等手段优化了电路的关键路径延时。对传统乘单元通过改变传统压缩拓扑层结构、优化注入值算法中舍入进位等逻辑改善了相关延时。最终,在TSMC 28 nm工艺下对双精度浮点求解速度分别为0.46 ns和0.79 ns,对比Synopsys公司的DW库单元延时分别减小33.4%和7.1%,面积分别减小4.62%和1.6%。实验结果表明,改进后浮点单元能有效降低矩阵单次求解步骤的时间,在一定程度上加速瞬态仿真整体速度。

基于异构平台的三角矩阵回代加速求解研究

瞬态电路仿真中常建立线性系统模型,而顺序求解多右端项的三角矩阵十分耗时。为了提高瞬态电路仿真中耗时的三角矩阵回代速度,提出了一种基于异构平台的并行计算方法快速求解三角矩阵。通过优先计算与解向量相关的乘法,挖掘了回代计算的并行性。设计了核心是多个浮点计算功能的运算阵列以及主从两层状态机的控制模块。相比于使用MKL求解库的Intel 24核CPU平台,本架构基于XCZU15EG的Zynq UltraScale系列FPGA进行了线性矩阵求解实验,实验所用矩阵均为对称正定、对角占优且稠密度均大于50%。提出的加速架构求解的平均加速比达到22倍,求解误差在10-17~10-14内。实验结果表明,该架构一定程度上提高了矩阵求解速度,适合于较高维度线性矩阵的前后向回代求解。

生物聚合物对甲烷水合物动力学抑制作用研究

为保障海域天然气水合物安全高效钻井,针对常用的动力学抑制剂成本高、污染大的缺点,开展了可降解生物聚合物抑制剂对水合物的生成、分解抑制和防聚结效果实验研究。结果表明:1)羧甲基壳聚糖、黄原胶和果胶和壳聚糖盐酸盐对水合物的生成具有明显的动力学抑制作用,其中壳聚糖盐酸盐对水合物的抑制作用最强,可延长水合物诱导时间至40 min;2)羧甲基壳聚糖、黄原胶和果胶、壳聚糖盐酸盐、壳聚糖季铵盐对水合物分解具有抑制作用;3)相比于纯水,羧甲基壳聚糖和果胶的扭矩峰值更低,且无明显的聚结现象,可以作为无油体系防聚剂;4)羧甲基壳聚糖、黄原胶、果胶具有很好的耐低温性,可以在2.5%的盐浓度下将滤失量控制在15 ml内。以上成果认识可为海域水合物动力学抑制剂的合理选择提供借鉴。

基于ISSA的有杆泵抽油井产量计量方法

油井产量计量是油田开采过程中最重要的工作之一,准确计量产量对提高油田开采效率和经济效益至关重要。传统翻斗、两相分离式和示功图等量油技术存在投入大、维护成本高和适应性差等问题。为解决上述问题,提出一种基于改进松鼠搜索算法(improved squirrel search algorithm, ISSA)的油井产量计量方法。通过分析抽油井的工作过程,提出一组描述抽油泵漏失和充满度的故障参数,建立故障条件下的抽油系统过程仿真模型。针对油井故障参数优化问题,提出一种基于食物定位因子的改进松鼠搜索算法,建立基于ISSA的产量计量模型。采用大庆油田数据验证模型,算法平均预测精度为94.52%,表明本方法可为低成本数字油田建设提供支撑。

气相共转化碘化法高收率合成三氟碘甲烷

开发了一种共转化碘化法合成CF_(3)I的方法,探索CF_(3)COOH的加入对合成CF_(3)I的影响,研究了反应温度、物料比等条件对反应收率的影响,同时考察了催化剂的寿命。试验结果表明,共转化碘化法的碘单程收率、催化剂寿命、反应温度均优于传统的气相催化合成技术。

巨厚火成岩下采动覆岩应力场-裂隙场耦合演化机制

针对杨柳煤矿主采10煤层诱导上覆巨厚火成岩运移破断引发剧烈地表沉陷、瓦斯喷井以及工作面压架等动力灾害的难题,基于巨厚火成岩破断特征,采用物理模拟、数值模拟与理论分析相结合的方法研究了巨厚火成岩下覆岩裂隙发育规律与采动应力分布规律,得到火成岩破断前后裂隙发育高度、支承压力峰值和应力集中区最大高度等指标随工作面推进的变化特征,从而揭示了巨厚火成岩下采动应力场-裂隙场耦合演化致灾机制,即煤层采动→应力重新分布→应力集中→裂隙发育→覆岩破断→应力转移→裂隙扩展→"弧形"离层→火成岩破断→动力灾害。从控制应力集中与裂隙发育两方面提出了"采空区充填技术—离层注浆充填技术—保护层开采技术"的防灾技术体系。

散体充填材料压实力学特性的宏细观研究

为提高西部矿区散体充填材料的抗压性能,采用扫描电子显微镜技术、图像处理技术以及颗粒流数值模拟相结合的方法,研究散体充填材料的细观参数与宏观应变量之间的关系。通过选取颗粒等效粒径、颗粒形状系数、颗粒定向度、表观孔隙率、连通率和颗粒接触关系等6个指标对散体充填材料的形态特征、孔隙特征、接触特征进行了细观量化分析;通过PFC数值模拟对散体充填材料细观参数与宏观压实力学特性的相关性进行了模拟研究,结果表明:颗粒摩擦因数和颗粒孔隙率是散体充填材料宏观应变量的主控参数。基于西部矿区散体充填材料的细观结构,从减少充填材料孔隙率和增大充填材料摩擦性两方面出发,对其进行优化,并将优化后的散体充填材料在陕北常兴煤矿3101工作面进行工业性试验,实测地表最大下沉量为15 mm,最大水平变形为0.8 mm/m,地表沉陷得到有效控制。