多波长转换及注入锁定全光3R再生技术

根据相干光注入半导体激光器产生的注入锁定和增益开关特性,提出了一种基于非简并四波混频多波长转换及注入锁定定时的全光3R再生技术,能同时实现基于NDFWM的多波长转换和信号3R再生,避免了交叉增益和交叉相位调制仅适用于单波长转换的限制。

基于吉布斯自由能最小化法煤气化反应器模型开发及应用

本研究开发的煤气化专有模块集成了煤气化的热解过程与气化过程模型。根据热解模型计算得到煤热解后的组成,基于吉布斯自由能最小化的原理构建平衡模型,采用Rand法将有平衡约束的最优化问题转换为无约束的最优化问题,简化煤气化过程模型的求解方法,得到煤气化反应产物的组成,并以煤气化工业数据为例,检验开发的煤气化模型的准确性。基于开发的煤气化反应器模型,考察了煤浆浓度和氧煤比对气化产品组成的影响。结果表明,当煤浆体积分数为52.5%~65.5%时,有效气体体积分数由71.6%增加至81.2%;当氧煤比由491增大到560时,有效气体体积分数增大至最大值77.75%后又逐渐减小。有效气体体积分数随着煤浆浓度增大而增大,随着氧煤比浓度增大呈先增大后减小趋势。开发的煤气化专有模块对煤气化过程的模拟结果准确可靠,具有重要的实用价值。

左氧氟沙星在水环境中的赋存、风险及降解技术研究进展

水环境中的抗生素不仅诱导微生物产生抗性基因(ARGs)及耐药细菌,而且危害生物安全,对人类生命健康产生严重威胁。氟喹诺酮类抗生素(FQs)及其引发的ARGs问题已引起国内外学者广泛关注。左氧氟沙星(LVFX)是使用最广泛的FQs之一,因生物体代谢率低且化学结构稳定,在环境中被广泛检出。因此亟需掌握LVFX在水环境中的赋存特征,厘清其对生态环境的危害,并比较分析现有技术对其去除效果。在现有研究基础上综述了LVFX在水环境中的赋存特征,从诱导微生物产生ARGs和耐药细菌及威胁水生态安全两个方面阐述了LVFX的生态风险,系统阐述了物理法、化学法和生物法去除LVFX的效果及研究进展,分析了这些技术的优缺点,以期为高效低耗降解LVFX并抑制ARGs的传播提供一定的参考。

一种基于分段电阻的低功耗电流舵DAC

基于SMIC 180 nm标准CMOS工艺,设计了一款面积仅为320μm×150μm的10 bit分段式电流舵数模转换器(DAC)。该设计采用“5+5”式分段,通过电阻实现高位子DAC的量化阶梯,从而减小高位子DAC所需电流。与原始的电阻量化结构相比,改变电流流向,节约了一半的电流源数量。同时通过校准电阻的方式,有效校准了结构中存在的特殊非理想特性。仿真验证结果表明,本分段电流舵DAC微分非线性(DNL)和积分非线性(INL)最大值分别为0.09 LSB和0.34 LSB,无散杂动态范围为64.52 dB,功耗为8.58 mW。与传统结构相比,该结构面积减小约80%,有效减小分段式电流舵DAC的功耗以及面积。

电阻型直流故障限流器的冲击特性研究

直流故障限流器能够快速限制故障电流上升,但需要关注其在故障冲击过程中的限流动态特性。为此,开展电阻型限流器的故障冲击特性研究。首先,理论分析并推导限流器串入前后系统直流电压、限流器耐受冲击电流的数学表达式。然后,搭建直流大电流冲击平台,研发限流器实验室样机;在MATLAB/Simulink仿真平台中搭建限流器模型并开展冲击特性仿真分析。最后,分别对单线圈和多线圈并联结构的电阻型限流器进行大电流冲击测试。仿真与实验结果表明:故障冲击越大,限流器失超后电阻上升越快且幅值越大,限流效果越好;在冲击电压较低时,限流电阻会呈现先迅速上升然后下降的趋势。

基于斩波稳定技术的可编程增益放大器

为满足模拟前端检测电路的低噪声、低失调的要求,介绍一种采用0.18μm CMOS工艺制作的基于斩波稳定技术的可编程增益放大器。采用斩波稳定技术降低失调与低频1/f噪声,利用可编程增益级提高模拟前端电路输出摆幅的利用率,以满足不同环境下的检测需求。该款放大器从1 Hz到10 kHz的等效输入噪声积分值为1.43μV,使用阻抗增强电路实现4.52 GΩ的运放输入阻抗;采用C-2C电容阵列作为可变电容阵列,可实现0~15倍最小步长1/64倍的增益调节,对于需要精细化调节增益的低噪声电路有广泛的应用场景。

苏里格气田长水平段水平井钻井关键技术——以S77-35-H5井为例

为了进一步降低钻井作业成本、提高单井产量、解决长水平段水平井使用“常规动力工具+水基钻井液”替代“旋转导向+油基钻井液”过程中出现的系列问题,采用鄂尔多斯盆地苏里格气田长水平段水平井配套技术实现了低成本开发。研究结果表明:(1)采用“双二维七段制”轨道,可以解决螺杆工具面摆放困难及钻具屈曲的问题;(2)应用数学建模+工程干预技术,能有效提高井筒清洁度;(3)采用井筒压力监测+漂浮下套管综合技术,可以实现顺利下套管;(4)近钻头GR地质导向技术能提高砂层钻遇率;(5)有机盐钻井液体系能有效预防井下坍塌及漏失。现场应用结果表明,起下钻摩阻下降11%,钻进扭矩下降17%,综合钻井速度提高28%,有效降低钻井成本。结论认为,该技术的成功研究为苏里格气田长水平段水平井低成本开发提供了借鉴,也为油气田提质增效开辟了新思路。

一种基于摆率增强的快速瞬态响应LDO电路

设计了一种基于摆率增强的快速瞬态响应无片外电容LDO电路。其中,误差放大器采用电流镜跨导结构,降低了频率补偿的难度系数;设计了一种可以为功率管栅极提供额外充放电电流的瞬态提升电路(TEC),能快速响应负载的变化,增大摆率,有效提升了负载瞬态响应。仿真结果表明,电路仅使用简单的密勒密勒补偿,即可实现相位裕度在全负载范围内大于60°;在0.5μs的时间内,负载在100μA和100 mA之间发生跳变,电路的下冲电压和过冲电压分别是69 mV和64 mV,稳定时间分别是0.89μs和0.86μs。相较无TEC,本文电路的下冲/过冲电压分别衰减73%和78%,负载瞬态响应显著提升。

《人工湿地水质净化技术指南》编制思路与体系

人工湿地是水生态修复、污染削减、增加生态空间、改善生物多样性的重要手段,对于恢复流域水生态系统、为水体提供生态流量、促进区域再生水循环利用和推进生态文明建设具有重要意义。2021年4月30日,生态环境部发布《人工湿地水质净化技术指南》(简称《指南》),旨在指导各地做好人工湿地水质净化相关工作。重点解读了《指南》制定的背景与意义、编制思路、主要内容和实施的建议,系统阐述了人工湿地净化工程的设计、施工与验收、运行维护的技术要点。《指南》针对当前人工湿地重建设、轻维护,设计、施工与验收和运行维护各环节不统一等问题,基于工程实践和科研成果,紧扣影响湿地功能、净化效率和长效运行的重要因素,开展全国气候分区,并分区提出设计参数、细化施工与验收及运行维护的技术要求,可为全国因地制宜开展人工湿地水质净化工作提供思路参考与技术支撑。

类火星环境的低气压和水对发状念珠藻复苏的影响

为了考察发状念珠藻(发菜)在类火星表面半开放体系复苏的可行性,搭建了在线监测模拟类火星环境密闭体系内发菜复苏时放氧速率的试验装置,并考察了水对发菜光合放氧复苏的影响。结果显示,在气压超过5℃、15℃、25℃所对应的水饱和蒸气压时,发菜放氧最高速率分别为5、7和10μmol O_2·h^(-1)·g^(-1)(DW),分别是发菜最大放氧速率的1%、2%和3%;而在气压低于相应的水饱和蒸气压时,发菜放氧平均速率分别下降为1、2和3μmol O_2·h^(-1)·g^(-1)(DW),且随着反应时间的延长,发菜在5℃放氧速率下降为0;然而,在5℃,气压为1.7~1.9 k Pa,加入10 mL BG11时,发菜放氧速率最高上调至12μmol O_2·h^(-1)·g^(-1)(DW)。以上结果显示,水对发菜在类火星表面半开放体系复苏的影响大于气压。

水下蓝绿光GRU接收机

水下光信道严重的随机非线性时变特性导致建立准确信道模型的困难,门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)是一种优化的深度循环神经网络(DRNN),具有对时间序列信号之间关系的准确的建模能力。把GRU应用到水下光接收机中,通过训练数据优化GRU网络结构,使GRU接收机具备检测接收码元序列与对应发送码元序列对应关系的功能。同传统接收机比较,这种方法明显改善了水下蓝绿光接收机的性能。

一种计算非负矩阵最大特征值的对角相似变换下的原点位移法

利用矩阵的原点位移和正对角相似变换,给出了非负矩阵最大特征值和对应特征向量的一种算法,在适当选择平移参数下,算法具有较好的收敛效率.

基于Visual MODFLOW的地下水流数值模拟——以四川垮梁子滑坡为例

以四川省中江县冯店镇垮梁子滑坡为研究对象,通过工程地质勘察查明了研究区基本地层结构,结合水文地质调查与现场试验(电阻率成像法、直流充电法、示踪试验、注水试验等)获得的水文地质参数和边界条件,建立了滑坡区水文地质概念模型,并运用Visual MODFLOW软件构建了垮梁子岩质滑坡体中地下水各向异性三维渗流模型,经过模型的识别及验证,对模型的水文地质参数进行了敏感性分析。结果显示:渗透系数对模型的准确性影响较大,后缘水位对滑坡的稳定性起关键作用。模拟结果可以对垮梁子滑坡预警预报模型的建立提供科学依据。

基于RNN的水下光通信系统误比特率性能

水下光信道的时变非线性特性严重地影响了水下光通信系统的可靠性,借助循环神经网络(RNN)对时间序列信号的预测能力,以提高水下传输光信号序列的接收可靠性。通过RNN对水下光通信系统光信号序列进行强度均衡,实现了对水下光信道非线性的补偿,使得接收的16QAM数字调制信号的误比特率明显降低,从而改善了水下光通信系统的误比特率性能。

极端低气压处理后低温高温交替对发状念珠藻的光合生理活性的影响

为考察发状念珠藻在类地行星环境中生存的可行性,搭建了模拟类地行星环境的极端低气压实验装置,并研究极端低气压与低温-高温交替作用对发状念珠藻光合生理活性的影响。结果显示,在气体组成为CO_2和N_2(体积比为95∶5)的氛围中,在-20℃、100 Pa、600 Pa和1200 Pa气压下,分别处理发菜4天、7天、15天、30天和60天,发菜的呼吸和光合放氧速率与未处理样品没有差别。此外,不同气压下,-20℃到25℃交替处理发菜10天、20天和30天,发菜的光合及呼吸速率与正常相比也没有差异。以上结果表明,发菜能够生存在极端低气压下的低温-高温交替环境。通过分析样品的脂肪酸组成和游离脯氨酸含量发现,处理后样品的游离脯氨酸含量升高,脂肪酸组成也发生了相应的变化,这些变化是维持发菜耐受极端低气压和低温-高温交替的物质基础。

四川省风能资源详查和评估

特殊的地理位置使四川省成为风能资源贫乏区,复杂的地形条件又增加了该地区风能资源的详查评估难度。本文运用测风资料及数值模拟结果对四川省的风能资源和详查结果进行了分析研究,结果表明四川省风能资源主要集中于川西高原、西南山地和盆地周边山区,尤其是受"高空风动量下传"和"地形峡管效应"影响的山脊及河谷地区;在考虑海拔、地形坡度等不利风能开发要素后,四川省潜在风能开发区位于凉山州境内;详查结果也表明凉山州东部、南部存在3级风能资源丰富区,可作为重点开发区域。

磺胺甲恶唑胁迫下人工湿地植物与根际微生物的响应

为探究磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMX)胁迫下人工湿地植物与根际微生物的响应机制,对不同浓度SMX在5种植物与根际微生物联合修复中的去除效率进行表征;依据SMX的去除效率,对唐菖蒲和风车草的根系活力、活性氧与抗氧化系统进行研究,同步分析其根际微生物群落在SMX和温度胁迫下的响应特征。结果表明:5种人工湿地植物与根际微生物联合修复中,唐菖蒲、风车草对SMX的去除率较高,平均值分别为40.38%、44.70%。当SMX浓度超过30 mg/L时,与0 mg/L时相比较,唐菖蒲、风车草的根系活力受到抑制,分别下降了69.77%、67.26%;随着SMX浓度的升高,唐菖蒲和风车草的活性氧含量分别增加了69.08%、72.67%,抗氧化酶活性降低了19.32%、24.83%;与常温条件(20~25℃)相比,低温条件下(4~12℃)下唐菖蒲、风车草的活性氧含量分别增加了2.26%、1.98%,抗氧化酶活性降低了47.72%、44.42%。高通量测序技术对根际微生物群落的测定结果表明,高浓度SMX对植物根际微生物群落多样性与物种丰富度有抑制作用,利用PICRUSt功能预测软件对微生物群落功能预测发现,以氨基酸和碳水化合物代谢功能为主的微生物细菌相对丰度较高。

基于Diels-Alder反应的石墨烯基自修复材料

合成了糠基功能化的氧化石墨烯(GO-Fu)和带糠基侧基的聚甲基丙烯酸酯共聚物(PMA-Fu),进而与双马来酰亚胺(BMI)反应,制备了基于Diels-Alder反应的具有共价键可逆交联结构的石墨烯基自修复塑料复合材料,并采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、热失重分析、原子力显微镜、流变测试、力学性能测试等方法,对GO-Fu和PMA-Fu的结构及复合材料的力学性能、流变行为和自修复性能进行了研究。结果表明,在自修复复合材料中,交联结构的存在导致复合材料的拉伸强度提高60%,玻璃化温度提高20℃,少量功能化石墨烯的引入,可以显著提高材料的自修复效率(接近100%)和修复速度,使得复合材料表现出优异的自修复性能。今后还需进一步研究如何通过材料结构和化学组成调控实现环氧树脂等热固性聚合物基复合材料的高效自修复。

顶部富水复杂环境采空区综合处置技术研究

某铁矿山于1980年开始投产,采用竖井开拓,采矿方法为空场法,截至目前形成了诸多采空区,其中上部一矿体回采结束后未及时处理,并且采空区已积水,而下部三矿体正处于回采阶段,其回采过程以及所留采空区可能对上部采空区造成扰动,具有导致上部采空区积水涌至现有回采范围的危险。为保障下部三矿体安全回采,消除上部采空区积水对下部矿体回采过程的安全威胁,采用现场调查、理论分析、定量与定性分析相结合的方式,综合分析了采空区自稳性、后续安全回采范围、综合处置技术方案等。研究表明:下部三矿体回采范围内的8个独立采空区暂时处于相对稳定状态,但长时间暴露会有顶板冒落的危险,其中KQ1#和KQ8#采空区影响波及上部一矿体采空区积水范围,其余6个采空区未波及上部采空区范围,通过技术分析,确定对KQ5#、KQ6#、KQ8#采空区进行充填处理,对KQ1#、KQ2#、KQ3#、KQ4#、KQ7#采空区进行封闭处理,能够保证上部采空区安全和下部三矿体后续回采工作安全,消除矿山开采安全隐患。

切开复位内固定与经皮复位有限内固定结合外固定架治疗C型桡骨远端骨折的对比性研究

目的比较切开复位内固定与经皮复位有限内固定结合外固定架固定治疗C型桡骨远端骨折的疗效。方法回顾性分析2015年1月至2019年12月入我院治疗的50例C型桡骨远端患者,切开复位内固定组(IF组)25例,C1型10例,C2型11例,C3型4例。有限内固定结合外固定架固定组(EF组)25例,C1型9例,C2型11例,C3型5例。比较两组患者的手术时间、术中出血量、术后骨折愈合时间、术后Gartlang-Werley评分。结果所有患者均随访6至12个月,EF组手术时间、术中出血量及术后骨折愈合时间方面优于IF组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组间Gartlang-Werley评分即优良率差异无统计学意义(P>0.05)。结论对于C型桡骨远端骨折,经皮复位有限内固定结合外固定架固定更微创、操作简单、出血少,优于切开复位内固定组,但两种术式在术后功能恢复方面无明显差别。