基于无线供能和节点间合作的二进制计算卸载方案

针对性研究了无线供能下的移动边缘计算,其中计算节点能够自主执行计算任务或将其卸载给空闲节点或边缘服务器,以最大化节点的总计算速率(Sum Computing Rate,SCR)。首先,将SCR最大化问题建模为一个非凸问题,考虑到能量因果和任务因果等约束。接着,提出了一个基于深度强化学习的解决方案,采用深度神经网络输出近似最优的二进制卸载决策。最后,设计了高效算法来解决在给定卸载决策下的子问题。该方案具备在线学习能力,具有快速收敛和低计算复杂度的特点,实现了近似最大SCR。

痴呆健脑方调控NEK7/NLRP3炎症小体通路防治血管性痴呆

目的探讨痴呆健脑方调控NEK7/NLRP3炎症小体通路防治血管性痴呆的作用机制。方法按照改良双侧颈总动脉分次结扎法复制血管性痴呆大鼠模型。将100只SD大鼠随机分为假手术组,模型组,多奈哌齐组,痴呆健脑方高、中剂量组;采用Morris水迷宫法评价大鼠记忆功能,苏木精—伊红染色观察大鼠海马组织形态学变化,TUNEL法检测大鼠海马区神经元凋亡率,透射电子显微镜观察大鼠海马组织超微结构,分别采用Real-time PCR法和Western blot法检测大鼠海马NIMA相关激酶7(NIMA-related kinase 7,NEK7)、Nod样受体家族含pyrin结构域蛋白3(Nod-like receptor family,pyrin domain-containing protein 3,NLRP3)、含CARD结构域的凋亡相关斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing CARD,ASC)、半胱氨酸天冬氨酸特异蛋白酶(cysteinyl aspartate specific proteinase 1,Caspase-1)、消皮素D(gasdermin D,GSDMD)mRNA和蛋白表达水平,ELISA法检测各组大鼠海马区白细胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-6、IL-18、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平。结果与模型组比较,多奈哌齐组,痴呆健脑方高、中剂量组大鼠逃避潜伏期明显缩短(P<0.05),穿越平台次数明显增加(P<0.05),目标象限时间比明显升高(P<0.05)。与模型组比较,多奈哌齐组,痴呆健脑方高、中剂量组大鼠海马区虽有部分核染色凋亡神经元,但神经元凋亡率明显低于模型组。与模型组超微结构不同,多奈哌齐组,痴呆健脑方高、中剂量组神经元整体形态规则,神经元间隙均匀致密,神经元结构层次分明、结构相似,核固缩、碎裂及坏死神经元极少。与模型组比较,多奈哌齐组,痴呆健脑方高、中剂量组海马区NEK7、NLRP3、ASC、Caspase-1、GSDMD mRNA和蛋白表达水平以及IL-1β、IL-6、IL-18、TNF-α水平均明显降低(P<0.05)。结论痴呆健脑方通过抑制NEK7/NLRP3炎症小体通路相关蛋白水平,降低神经元凋亡后下游炎症因子表达水平,达到改善血管性痴呆大鼠认知、记忆功能的目的。

经鼻高流量鼻导管湿化氧疗联合氨溴索双途径给药对重症肺炎合并呼吸衰竭患者的疗效

目的分析经鼻高流量鼻导管湿化氧疗(high-flow nasal cannula,HFNC)联合氨溴索双途径给药对重症肺炎合并呼吸衰竭患者动脉血气指标、超敏C反应蛋白(hypersensitive C-reactive protein,hs-CRP)、肺表面活性蛋白D(surfactant protein D,SP-D)水平的影响。方法选取收治的重症肺炎合并呼吸衰竭患者92例,用随机数字表法分为观察组和对照组,每组46例。对照组给予氨溴索双途径给药(氨溴索肺泡灌洗和氨溴索雾化)治疗,观察组在对照组治疗的基础上联合应用HFNC。2组均连续治疗7 d。比较2组临床相关指标和临床疗效,治疗前后动脉血气指标和血清hs-CRP、SP-D水平的变化,记录治疗期间2组不良反应的发生情况。结果治疗后,观察组机械通气时间、住院时间均短于对照组,再插管率低于对照组(P<0.05)。观察组的总有效率(89.13%)高于对照组(71.74%),P<0.05。观察组动脉血氧分压(PaO_(2))、动脉血氧饱和度(SaO_(2))均高于对照组(P<0.05),动脉血二氧化碳分压(PaCO_(2))、血清hs-CRP和SP-D均低于对照组(P<0.05)。治疗期间,2组患者均未出现严重不良反应。结论重症肺炎合并呼吸衰竭患者接受HFNC联合氨溴索双途径给药治疗,可有效改善患者的动脉血气指标,减轻炎性反应,提高治疗效果,促进患者病情恢复。

陇东地区深井钻井循环温度预测及应用分析

长庆油田陇东地区部分天然气井深度约为5000 m,相应的地层温度会超过130℃。然而随着该地区对深层油气、非常规油气以及页岩气等资源的不断开发,高温已成为钻井作业的重要制约因素。为了防范井下高温可能引发的工程事故,构建了一个二维钻井循环温度预测模型,对井筒温度特性进行了分析,并为钻井液和钻井工具的选择提供了理论支持。研究结果表明:1)在开始泵送循环的初期,井口温度迅速升高,井底温度迅速下降,之后的1.5 h内,井口和井底温度变化逐渐趋缓;2)在相同的井深下,随着循环时间的增加,井筒内的钻柱内钻井液温度和环空内钻井液温度逐渐下降,同时相应位置的环空内钻井液温度和钻柱内钻井液温度也下降;3)在预测的温度范围内,对该井的3种钻井液体系进行了表观黏度和塑性黏度实验,结果显示黏度的变化受温度影响较大;4)在预测的温度范围内,以三元乙橡胶为研究对象,随着老化时间的增加以及温度的升高,橡胶密封圈的厚度逐渐减小,硬度逐渐增加,压缩永久变化率也逐渐增加。该预测模型的预测结果与实际生产相符,为设计和选型提供了有价值的指导,具有重要的研究意义。

基于羟丙基纤维素制备乙醇凝胶推进剂

传统的乙醇胶凝剂甲基纤维素(MC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)必须加入一定比例的水作为溶剂才能形成凝胶。为了制备高性能的乙醇凝胶绿色推进剂,采用羟丙基纤维素(HPC)作为无水胶凝剂,并对其制备的乙醇凝胶推进剂进行剪切测试、屈服应力测试、应变扫描和频率扫描等测试。结果表明,HPMC凝胶需加入质量分数为6%的水作为溶剂,其临界胶凝剂质量分数为10%;HPC凝胶不需要加水,其临界胶凝剂质量分数为8%。当胶凝剂质量分数为8%时,HPMC、HPC凝胶的屈服应力分别在2.5 Pa左右和24.8 Pa,HPC凝胶具有更大的屈服应力;同时HPC比HPMC具有更大的线性黏弹区域,临界应变更大。

A joint optimization scheme of resource allocation in downlink NOMA with statistical channel state information

In a real communication scenario,it is very difficult to obtain the real-time channel state infor-mation(CSI)accurately,so the non-orthogonal multiple access(NOMA)system with statistical CSI has been researched.Aiming at the problem that the maximization of system sum rate cannot be solved directly,a step-by-step resource allocation optimization scheme based on machine learning is proposed.First,in order to achieve a trade-off between the system sum rate and user fairness,the system throughput formula is derived.Then,according to the combinatorial characteristics of the system throughput maximization problem,the original optimization problem is divided into two sub-problems,that are power allocation and user grouping.Finally,genetic algorithm is introduced to solve the sub-problem of power allocation,and hungarian algorithm is introduced to solve the sub-problem of user grouping.By comparing the ergodic data rate of NOMA users with statistical CSI and perfect CSI,the effectiveness of the statistical CSI sorting is verified.Compared with the orthogonal multiple access(OMA)scheme,the NOMA scheme with the fixed user grouping scheme and the random user grouping scheme,the system throughput performance of the proposed scheme is signifi-cantly improved.

基于煤颗粒−结合水复合相的水煤浆导热系数预测模型

水煤浆气流床气化是目前大型先进煤气化技术之一,提升水煤浆气化效率有助于推动煤炭清洁高效利用。水煤浆预热技术被认为是提高煤气化能源利用效率的关键技术之一。目前,复杂液固悬浮液导热系数的变化规律和内在机理仍未被完全认识。导热系数是介质流动换热的重要基础参数,表征着其在稳态导热过程的导热能力。利用瞬态热线法测定不同温度下相同质量分数水煤浆的导热系数,实验结果表明:温度越高,导热系数越高。在室温下测定不同质量分数下水煤浆的导热系数,实验结果表明可以分为2个阶段:质量分数从51%增大到58%时为下降区,导热系数快速下降,由0.401 W/(m·K)降至0.358 W/(m·K);而质量分数继续增加,从58%到67%时为恒定区,导热系数基本保持在0.358 W/(m·K)。基于实验结果,综合考虑平行模型、麦克斯韦模型、广义自洽模型等复合材料模型,提出煤颗粒−结合水复合的水煤浆导热系数平行预测模型。水煤浆中的水分包含自由水和结合水,结合水会和煤颗粒形成煤颗粒−结合水复合相,将水煤浆视为复合相和自由水相组成的两相复合材料。在下降区,随着煤颗粒质量分数的增加,自由水相减少,复合相不变,水煤浆导热系数快速降低;在恒定区,随着煤颗粒质量分数的进一步增加,复合相中的结合水量减少,但复合相的导热系数基本维持稳定。

基于钴酸锂/镍酸锂体系的18650锂离子电池针刺滥用热失控颗粒喷发物特性

为揭示锂离子电池热失控颗粒喷发物特性,以钴酸锂/镍酸锂体系的圆柱型18650锂离子电池为研究对象,在满电状态下进行了针刺滥用实验研究。收集颗粒喷发物并按照粒径区间0~0.1、0.10~0.25、0.25~0.5和>0.5 mm分成4份样品,表征和分析颗粒喷发物质量、形貌、粒径和元素组成等理化特性。结果表明:热失控后电池质量损失了40.22%,颗粒喷发物占电池损失质量的40.64%;粒径区间为0~0.1 mm的颗粒喷发物主要为球形或不规则状的黑色固体粉末,表面粗糙有裂痕;累计体积百分比为10%、50%和90%的颗粒喷发物分别对应的颗粒直径为15.66、131.46和481.64μm;颗粒喷发物中主要金属元素为镍、铝、钴、铜和锂,共占总元素含量的49.98%。该研究为揭示圆柱型18650锂离子电池颗粒喷发物形成机理以及合理处置提供参考。

平板热管式锂离子电池热管理系统仿真分析研究

锂离子电池是航空混合电推进系统的关键子系统,本文针对基于平板热管的航空锂离子电池热管理方案进行设计与性能评估。针对一款锂离子电池模组进行建模与验证,初步设计平板热管方案并进行仿真分析;在原方案基础上,对平板热管散热翅片进行结构优化设计并开展了实验验证,结果表明:优化后的方案可提高系统对流换热量。以优化后的平板热管为基础,结合航空器高空巡航工况的环境温度,平板热管换热性能将得到进一步提升:电池平均温度可降低10.6℃,降幅达18.83%。与水冷方案相比,平板热管优化方案散热能力与之相当,系统减重30%、能耗降低约63%。

京津冀城市群虚拟水流动格局变化对区域水资源压力的影响

【目的】合理的虚拟水调动是缓解水压力的重要途径,尤其在人口聚集的城市群地区,用水需求激增导致区域缺水问题严重。城市群内部不同地区间的紧密关联有助于促进虚拟水贸易,对优化城市群水资源配置、缓解水资源压力具有重要意义。【方法】采用多区域投入产出法,解析极端缺水的京津冀城市群内外间及其内部的虚拟水流动格局与变化,并揭示其对缓解区域水压力的作用。【结果】结果表明:(1)2012—2017年京津冀城市群与外部地区的虚拟水贸易量先增加后减少,而城市群内部虚拟水自给量却先减少后增加,2015年后京津冀内部虚拟水贸易增强;(2)京津冀城市群内部虚拟水流动格局呈现明显的时空异质性,虚拟水主要由经济相对欠发达的周边城市流入经济相对发达的中心城市(北京市、天津市、石家庄市和廊坊市),且随时间的推移,流动强度和向中心城市的集中程度均不断加强;(3)虚拟水流动明显缓解了京津冀中心城市的水资源压力,其实际水压力指数比虚拟水流动后的假定水压力指数年均下降12.12%,且下降程度逐年增加,但却加重了周边城市的水资源压力。【结论】京津冀城市群虚拟水流动有效缓解了中心城市的缺水压力,但不同城市的产业结构调整、虚拟水流动格局优化仍有很大提升空间。

RH底喷粉精炼过程数值模拟研究

RH真空槽底喷粉精炼将脱硫粉剂直接喷入钢液,冶金反应程度高,终点元素含量稳定,能够完成高品质钢的炉外精炼任务。对RH底喷粉过程进行数值模拟研究,探究底喷粉过程的粉剂行为及对钢液流场的影响规律,优化喷嘴布置方案,旨在推动该技术的工业化应用。研究结果表明,180°喷嘴布置方案(即下降管侧喷吹,简称方案2)的钢液环流量比0°喷嘴布置方案(即上升管侧喷吹,简称方案1)增加1.8 t/min(增量比例为1.4%);方案2的钢包最下端钢液粉剂浓度比方案1高0.2~0.9 kg/m^(3)(增量比例为6.7%~81.8%);方案2条件下,钢包内钢液流动死区的粉剂浓度随喷嘴布置高度的降低而降低。结合粉剂收得率,确定方案2喷嘴布置高度为300 mm,此时粉剂收得率较方案1提升2.59%。

融合多源信息的大型湖泊营养状态遥感评估

湖泊营养状态直接反映了水环境质量,但在复杂环境因素影响下,全面且准确评估大型湖泊的营养状态是一项挑战。为应对这一难题,综合运用卫星遥感数据和现场实测数据等多源信息,并采用光谱曲线和四分位距原则(IQR)清洗数据异常值,以反演湖泊营养状态表征指标:叶绿素a浓度(Chl-a)和营养状态指数(TSI)。通过统计分析选取关键环境因子,包括pH、温度(T)、平均风速(AWS)和含沙量(SC),基于反向传输神经网络(BP-NN)和麻雀搜索算法(SSA)构建营养状态反演模型SSA-BP-NN。结果表明:基于BP-NN模型的Chl-a和TSI反演精度分别为0.843和0.834,而经SSA算法优化后,二者反演精度提高至0.918和0.936。以洪泽湖为例,运用该模型阐明了大型湖泊营养状态的时空分布特性,即西、北部湖区高于东部湖区。此外,栅格点数据分析表明Chl-a和TSI具有较强的相关性,且TSI的变化范围更稳定。水华因其高度瞬态性而复杂,TSI作为综合性指标可反映水体富营养化的基本情况,为水华风险预警提供背景参考。本研究表明,通过引入与湖泊营养状态相关性较强的环境因子,可以显著提升遥感反演模型评估精度,为大型湖泊生态系统健康状况评估和风险预警提供参考。

液体射流撞壁液膜表面波形成演变机理及其影响

为揭示液体火箭发动机推力室内撞壁液膜形成演变机理,并优化液膜冷却设计,采用高速摄像技术实验研究了液体射流撞壁液膜表面波特征,考察了射流雷诺数(1255<Re<14116,1.6 m/s<u<18 m/s)和撞击距离L/d=30,60和90(d为喷嘴直径)对表面波频率、波间距及液滴飞溅的影响。结果表明,撞击点附近主要存在由射流动能引起的撞击波,高Re下液膜表面波前缘横向弯曲变形,呈现不规则锯齿状。当1960<Re<3920时,随Re的增加液膜表面波主频增大,频谱分布范围变宽。自撞击点向下游运动过程中波的主频、波速和波间距均不断减小。当撞击距离大于射流破碎长度,射流撞壁转变成连续液滴撞壁。对于连续液滴撞壁和高Re射流撞壁,表面波边缘沿壁面法线方向形成冠状薄膜,由于惯性力和表面张力的作用,薄膜破碎拉丝形成液滴,液滴溅射率随撞击距离的增加而增大。本文揭示了液膜撞击点附近大尺度波主要由射流表面扰动引起,并阐明了大部分飞溅液滴由表面波边缘薄液膜的破碎产生。

太阳能-余热联合驱动吸收过冷CO_(2)制冷-淡水联产系统性能分析

为了同时满足制冷和淡水的共同需求,提出了太阳能-余热联合驱动吸收过冷CO_(2)制冷-淡水联产系统(AbsCWCS),在提高CO_(2)制冷系统能效的同时可生产淡水。建立系统的热力学模型,分析了环境温度和太阳辐射强度对系统能效(COP)的影响。此外,为进一步分析气候条件的影响,选取5个典型缺水城市,对年度性能系数(APF)和年淡水产量进行了评估。结果表明:Abs-CWCS的COP和淡水产量均显著提升,与基础CO_(2)增压制冷-淡水联产系统(Base-CWCS)相比,COP提高了1.95%~41.02%,淡水产量增加了0.8~28.6倍,Abs-CWCS的CO_(2)制冷系统排气压力可降低7.86%;AbsCWCS可有效提高系统的APF,5个典型缺水城市的APF可提升3.66%,年淡水产量的提升率可达9.54%~64.62%。研究结果为同时解决制冷和淡水需求提供了可靠的解决方案。

血管性痴呆患者VILIP-1、MMP-9、ApoE水平变化及危险因素分析

目的探讨血管性痴呆(VD)患者视锥蛋白样蛋白1(VILIP-1)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)、载脂蛋白E(ApoE)的变化及危险因素。方法选取VD患者116例为VD组,无认知功能障碍的脑梗死患者110例为对照组。比较2组患者血清VILIP-1、MMP-9、ApoE水平及简易精神状态量表(MMSE)评分。采用简单线性相关法分析VILIP-1、MMP-9、ApoE水平与MMSE评分的相关性,采用单因素及多因素分析探讨血管性痴呆的危险因素。结果VD组入院时美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分、脑梗死部位、梗死病灶大小、颈动脉斑块检出率与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。VD组血清VILIP-1、MMP-9、ApoE水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。VD组定向力、注意力和计算力、记忆力、回忆能力、语言能力、MMSE总分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。VD组的血清VILIP-1、MMP-9、ApoE水平与MMSE总分均呈显著负相关(P<0.05)。Logistic回归模型结果显示,血清VILIP-1、MMP-9、ApoE水平增高,入院时NIHSS评分较高,额叶部位脑梗死以及大梗死病灶是脑梗死患者并发VD的独立危险因素(P<0.05)。结论血清VILIP-1、MMP-9、ApoE水平升高会增高脑梗死患者并发VD的风险,且与患者认知受损程度有关。

混合动力飞行汽车建模与性能仿真分析

飞行汽车作为未来立体交通的重要运载工具,具备垂直起降和巡航功率切换的能力,增程式混合动力飞行汽车结合了动力电池和燃气轮机的优点,能更好地满足城际交通的能源需求。目前研究主要涉及飞行汽车气动特性分析、交通网规划和推进系统建模等方面,但缺乏关于飞行任务参数对混合动力系统最优配置以及相应飞行任务经济性的定量描述的研究。本文选用1000~3000kg量级的混合动力飞行汽车作为研究对象,分析对比了上述飞行汽车在不同功率等级燃气轮机发电装置配置下,在60~360km航程下的任务经济性及有效载荷占比。结果表明,航程在120km以上的飞行任务飞行的平均成本有极小值,此时的燃气轮机功率在巡航功率附近;同时,飞行汽车的有效载荷占比与燃气轮机功率等级呈正相关。对于1000kg量级的飞行汽车,在航程为60km时,其任务平均成本与燃气轮机功率呈正相关。在航程大于120km时,其任务平均成本极小值约为0.004元/(km/kg)。对于2000~3000kg量级的飞行汽车,在航程大于120km时,其任务平均成本极小值稳定在0.004元/(km/kg)左右。本文定量分析了航程和载荷对纯电动和混合动力飞行汽车任务经济性的影响,说明了纯电动和混合动力飞行汽车分别适用的任务场景,从而为飞行汽车及部件生产商提供参考。

两种分析方法在芝麻品种选育中的应用比较

为综合评价芝麻品种的产量性状及均衡性,筛选优质芝麻品种,本试验以20个芝麻高代材料为研究对象,采用雷达图和灰色关联分析法对千粒重、株高、每蒴粒数、单株蒴数、小区均产、单株产量、果轴长、有效果蒴数等8个性状进行综合分析。结果表明,Z06、Z12和Z16优于对照品种Z10,可选为苗头品系进行下一步区域试验。雷达图和灰色关联分析法作为多维度分析的方法,能够综合多个性状评价,更客观准确地评价对象,适宜于芝麻品种选育。

情感养老:何以必要与何以可为

情感养老是当前我国老龄化社会发展过程中面临的重要挑战,老年群体的情感需求能否被满足,关涉到老年人晚年生活的获得感和幸福感,同时也是社会文明发展程度的重要表征。通过梳理情感养老的历史脉络与时代诉求,可以明晰情感养老在当前的重要性与必要性。从情感养老客体、情感养老主体、情感养老环境三个层面反思当前情感养老的现实困境,进而提出情感养老的实践路径:首先,重构“家庭—社区—国家”三位一体的情感养老共同体;其次,重塑“文化—空间—制度”三维合一的情感养老环境。与此同时,需要对情感养老与情感科技、情感养老与情感消费等问题保持审慎思考。

周口生态区芝麻新品种筛选

为筛选适宜在周口地区推广的芝麻品种,以豫芝4号为对照,对周口市农业科学院选育的3个芝麻品种和9个引进芝麻品种进行筛选试验,比较不同芝麻品种的生育期、农艺性状、产量性状、抗病性及产量表现,了解不同芝麻品种在周口生态区的丰产性和适应性。结果表明,供试12个芝麻品种中,周芝16号产量最高,达1 597.2 kg/hm^(2),较对照增产18.02%,株高最低(147.9 cm)、株蒴数较高(91.7个)、蒴粒数(74.5粒)及千粒质量(3.158 g)均最高,高抗枯萎病、抗茎点枯病;驻芝25号和商芝1306的株高适中(158.1、154.3 cm),产量相对较高(1 568.1、1 505.4 kg/hm^(2)),均高抗枯萎病和茎点枯病。可见,周芝16号、驻芝25号和商芝1306三个芝麻品种具有较高的增产潜力,适宜在周口地区推广。

周黑芝1号选育及高效栽培技术

周黑芝1号是周口市农业科学院从河北省农林科学院选育的黑芝麻冀黑芝2号变异单株系统选育而成的黑芝麻新品种。2018年参加安徽省黑芝麻品种区域试验,平均产量为1 475.71 kg/hm^(2),比对照冀9014增产8.71%。2019年9月通过安徽省非主要农作物新品种鉴定委员会鉴定(皖品鉴登字第1804012)。周黑芝1号具有高产、稳产、耐渍、抗病、广适等优点,适宜在河南省、安徽省及周边区域推广种植。介绍了周黑芝1号的选育过程及高效栽培技术,为其推广提供参考。