一种基于耦合电感的高增益软开关谐振变换器

该文提出了一种具有高增益、软开关的新型谐振变换器。该谐振变换器使用耦合电感来提高电压增益,升压比不仅取决于占空比,还取决于耦合电感的变比,具有高增益的优点。此外,由于采用了有源钳位技术,漏感中的能量可以被回收利用,用来对开关管的结电容充放电提供能量,从而实现软开关。由于采用了耦合电感,所提出的变换器可以在较低的开关管电压应力的情况下实现较高的输出电压,因此可以使用低导通电阻的低压器件,从而提升系统的效率。该文分析了该谐振变换器的工作原理,并推导了输出电压、关断电流应力等参数的解析表达式。在此基础上,从理论上分析了该变换器取得软开关的条件,并对该变换器的各个器件的电压电流应力进行分析,为器件选型提供了理论依据。最后,搭建1kW实验样机,针对该文提出的基于耦合电感的谐振变换器的高增益、软开关、低电压应力、高效率等性能进行了实验验证。通过实验得出所提出的拓扑可以在10倍增益的情况下达到最高97.5%的效率,表明所提拓扑的优越性。

基于AHP-FCE的舰炮装备维修保障能力评估

良好的维修保障能力是舰炮装备保持战斗力的前提,不同单位的维修保障能力存在一定的差异,为了合理反映不同指标因素对于维修保障能力的影响,评估不同单位在装备维修保障过程中的维修能力,运用德尔菲法结合专家意见构建装备基地级修理情况下的各保障单位维修能力评价体系,运用层次分析法(AHP)确定各指标因素权重,运用模糊综合评价法(FCE)对各保障单位的维修能力进行综合评价。案例分析结果表明该方法思路清晰,计算简便,评价方法客观有效;对于检验不同维修保障单位的能力、指导军民融合维修保障体系建设,客观与科学选择维修保障单位具有重要意义。

煤矿充填开采虚拟仿真实验系统建设与教学改革探索

煤矿充填开采是采矿工程专业课程的重点学习内容。受限于“实验贵、下井难”等客观问题,煤矿充填开采实践教学效果难以满足新工科背景下矿业类人才培养要求。文章结合煤矿充填开采虚拟仿真实验系统建设思路与架构特征,从煤矿充填开采实验原理和知识结构入手,探讨了虚拟仿真技术如何在煤矿充填开采实验教学中发挥作用,系统阐述了煤矿充填开采虚拟仿真实验的教学方法与应用过程,总结分析了煤矿充填开采虚拟仿真的教学特色,展望了其未来发展状况,以期促进煤矿充填开采实验教学的发展与进步,为虚拟仿真技术应用于采矿工程专业实践教学改革提供参考。

科技创新驱动第二产业增长的路径探索——以安徽省为例

文章聚焦科技创新与第二产业的关系,以安徽省为例,基于柯布-道格拉斯生产函数和索洛余值法,测算第二产业科技进步贡献率,并运用灰色关联度法分析第二产业科技进步贡献率的影响因素。研究表明,观测期内安徽省第二产业科技进步贡献率由2006年的-71.13%波动上升至2021年的50.13%,规上工业企业技术获取和技术改造、工业固体废物综合利用率与第二产业科技进步贡献率的关联度分别为0.898和0.881。为此提出科技创新驱动第二产业增长的三大路径:第一,利用新一代信息技术带动第二产业数字化、智能化转型;第二,助推重点领域国有企业以技术改造、技术改进等手段引领技术革新;第三,以绿色低碳经济为方向、创新与完善全产业资源综合利用体系。

基于GTWR模型的济南都市圈生态系统服务价值对城市扩张时空响应

【目的】随着我国城镇化发展进入到以中心城市引领都市圈、城市群的发展阶段,如何促进都市圈城镇化与生态环境协调发展成为高质量城镇发展的重要议题。生态系统服务价值对城市扩张的时空响应研究有助于把脉城市发展与生态系统服务的时空演进特征,推动城市与生态系统的协同发展,助力可持续规划以及建设策略的拟定与实施。【方法】本文以济南都市圈为研究对象,基于城镇扩展指数的计算,定量描述各城市扩张的时空特征。采用生态系统服务当量因子法,从多个角度刻画研究区生态系统服务的时空分异特征,并分析生态系统权衡与协同效应。在此基础上,运用时空地理加权回归(GTWR)模型,探究城市扩张对生态系统服务功能变化的驱动方向与驱动强度。【结果】(1)1980—2020年间济南都市圈内城市扩张显著,具有时序阶段性与区域分异性两方面特征,城市空间扩展速率与强度由高到低依次为小城市、大城市、特大城市、中等城市。(2)都市圈内整体生态服务价值量呈逐年下降趋势,黄河干流、东平湖及周边区域与鲁中山区等地区是重要的生态系统服务价值高值聚集区,都市圈内协同关系占比略低于权衡关系,其中特大城市协同关系占比最高。(3)济南都市圈内城市扩张对生态系统服务价值整体具有负面影响,随着时间的推进,影响强度有所下降。城市扩张对各亚类生态系统服务功能的影响作用具有显著差异,对供给服务与支持服务价值量变化具有负面影响,其中对供给服务变化的驱动强度不断增强,对调节服务价值量变化具有正向作用且影响力整体变化不大,对文化服务价值量变化的影响具有两面性,在不同地区的驱动方向与强度差异性较大。【结论】本研究明确了研究期限内济南都市圈中不同等级城市空间扩展的时空分异规律以及生态系统服务逐渐劣化的发展状态,所构建的GTWR模型在空间层面上量化了城市扩张对生态系统服务总量及各亚类变化量的不同驱动特征与驱动强度,研究成果可为都市圈高质量可持续发展提供决策依据。

食道病灶检测的多尺度细节增强金字塔网络

针对食道卢戈染色内窥镜(Lugol’s chromoendoscopy,LCE)检查图像中病变类间相似度高和类内尺度变化大等问题,提出了一种以Sparse R-CNN作为基底网络并搭载多尺度细节增强金字塔网络(multi-scale detail enhancement pyramid network,MDEPN)结构的多类食道病灶检测方法。为了改善Sparse R-CNN中的特征金字塔网络(feature pyramid network,FPN)结构在对多尺度特征进行融合时存在的信息丢失和语义差异问题,MDEPN结构首先使用Gabor调制卷积模块对不同尺度特征进行增强,利用Gabor对方向和尺度的强关注度提高了特征图中纹理信息的表达能力;其次使用方向通道池化模块提取不同尺度特征的局部特征方向相似性和局部与全局特征的相关性,减轻了不同尺度特征融合时的语义差异。在自建的多类食道LCE病灶数据集上进行测试,结果表明该方法的mAP0.50检测精度达到了65.0%,相同条件下,比基准模型Sparse R-CNN提升了2.4个百分点,并超过了对比的其余主流检测方法。所设计的MDEPN模块可作为一种独立的结构融入其他检测模型中以提升性能,具有一定的通用性。

碳化条件下循环流化床粉煤灰的水化性能

以固废——循环流化床粉煤灰和脱硫石膏为矿物掺合料制备砂浆,通过碳化试验、强度试验以及X射线衍射仪、扫描电镜-能谱等微观测试手段,探究了砂浆在碳化条件下的固碳能力、力学性能和反应机理.结果表明:固废的掺入增加了浆体孔隙,提高了钙源含量,使砂浆的CO_(2)吸收量显著提高;碳化养护后砂浆的力学性能显著提高,消除了高硫带来的膨胀问题;应用该工艺可将内蒙古地区工业固废利用率提高至36.5%.

台阶式斜篦齿封严压降与风阻温升数值分析

为研究转速、进口压力及齿隙和齿宽的比对斜篦封严压降与风阻温升特性的影响,建立二维阶梯式斜篦齿封严模型,对台梯式斜篦齿封严进行数值仿真计算,获得不同转速、进口压力及齿隙和齿宽的比下的进出口压差和风阻温升,以及最后一级齿隙处射流的温度和压力。结果表明:斜篦齿的背风面存在高温带,主要是由于旋转的摩擦效应、阶梯几何结构和2个大尺寸涡相遇处的掺混效应所导致;贴壁大尺寸涡与主流的动量交换随着转速的增加而增强,主流与齿腔大尺寸涡的动量交换随着转速的增加而减弱;风阻温升随着齿隙和齿宽的比的增大而降低,随着转速的增加而升高,但与进口压力的关系不明显;进出口压差随着转速的增加而增大,随着齿隙和齿宽的比的增大而减小;出口射流的压力随着进口压力的增加而增加。分别得到压差比和风阻温升系数的拟合式,拟合效果符合预期。

微生物诱导矿化修复阿尔寨石窟红砂岩壁面酥碱病害试验研究

阿尔寨石窟寺是内蒙古地区规模最大且保存最为完整的石窟寺建筑群,其蕴含了珍贵的关于历史、宗教、科学、文化的艺术价值,被誉为“草原上的敦煌”。由于当地典型的沙旱寒区气候特征,酥碱成为石窟壁面最为严重的病害之一,目前阿尔寨石窟正处于保护阶段,因此通过室内对病害进行模拟和研究尤为重要。本研究通过微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,对以红砂岩风化土为基质的壁面的酥碱病害进行修复,通过激光粒度分析了病害前后土颗粒粒径的变化,提出酥碱高度、酥粉体积、盐壳厚度的量化指标用以评价病害的发展程度。基于微生物矿化技术生成矿化覆膜对病害进行抑制,推荐使用微生物菌液浓度OD_(600)大于1.5的具有耐盐碱性能的矿化菌株,修复后酥碱高度下降幅度大于20%,酥粉体积下降幅度大于30%,盐壳厚度下降幅度大于25%。研究成果对生物矿化技术应用于红砂岩石窟壁面的酥碱病害的修复进行试验验证和可行性评估,为绿色生态环保的岩壁病害修复与加固技术的推广应用进行科学预研。

龄期对剑麻纤维风积沙改性土工程特性的影响

为了研究养护龄期对剑麻纤维风积沙改性土的物理和力学特性的影响,改善水泥固化风积沙改性土脆性开裂特性,选取通辽—新民北高铁所经的科尔沁沙地的实际高速铁路路堤风积沙改性土(95%风积沙+5%水泥),分别添加0%、0.1%、0.2%和0.4%的剑麻纤维,开展不同养护龄期(7,14,21及28 d)条件下的电阻率测试、纵波波速测试和无侧限抗压试验。试验结果表明:风积沙改性土的电阻率和纵波波速会随着养护龄期的增加而上升,前期增长显著而后期趋于平缓;在标准养护条件下,随着养护龄期的增加(从7~28 d),各组剑麻纤维掺量风积沙改性土的割线模量呈现对数函数形式增加,各组剑麻纤维掺量风积沙改性土的泊松比均呈小幅度下降趋势,其中不掺加剑麻纤维风积沙改性土的泊松比降幅较大(0.315~0.336,降幅6.63%),另外3组掺加剑麻纤维风积沙改性土的泊松比降幅较小(0.300~0.308,降幅2.60%),说明剑麻纤维的掺入对于改善风积沙改性土抵抗侧向变形的能力有限。风积沙改性土的无侧限抗压强度也会随着养护龄期和纤维含量的增加呈现抛物线形式上升,说明养护龄期的增加和剑麻纤维的掺入能有效提高风积沙改性土的抗压强度和延性特征,减轻风积沙改性土的脆性破坏。研究结果对沙漠地区风积沙改性土的工程应用与理论研究具有一定的参考价值。

综合考虑材料热各向异性与多种传热方式的磁性元件热阻网络精准模型

磁性元件正在向高频化、小型化、高功率密度的方向发展,随着功率密度的提高,散热已成为影响器件可靠运行的关键因素,因此对磁性元件的热分析提出更高的要求。传统的热分析模型存在运算时间长、传热方式单一等问题,该文引入已有研究中提出的三轴九热阻网络模型,在此基础上添加热对流与热辐射两种传热方式,综合考虑材料热各向异性与热传导、热对流、热辐射。并通过精细划分元件温度计算子区域、实际器件损耗场分析、热电耦合迭代提高模型的计算精度,提出一种更加完善的三轴十五热阻网络模型,基于该模型对实际磁性器件建模,验证了该模型的准确性,并于最后提出一种通用的针对EE、EI、UU等典型磁心构成的磁性元件的热阻网络建模方法。

纳米磁性聚合物微球在石油工业中的研究进展

随着纳米技术的持续发展,磁性聚合物微球作为一种磁响应型纳米材料,在石油工业中展现出极具潜力的应用前景。该文对磁性聚合物微球的多样化结构类型进行了系统的概述,对单体聚合法、活性聚合法进行了详细介绍,并分析了相应的技术特征及其优势与局限性。评述了磁性聚合物微球在油水分离、高效脱硫、催化改质和智能驱油石油应用领域的最新研究成果和技术进展,总结了当前磁性聚合物微球在石油工业应用中所面临的挑战,并对未来的发展趋势进行了展望。未来的研究应侧重于创新制备技术,对磁性核心的表面进行改性、对聚合物外层基团进行精准设计,以提升材料的磁性质量和在石油环境中的稳定性。此外,对磁性聚合物微球的性能进行精细调控,以实现高效率和目标导向的应用效果,即研发具备高磁含量、单一粒径分布、表面易于功能化且具备可调节亲/疏水性质的磁性聚合物微球,以满足石油工业不同场景下的需求。

无蜂窝大规模MIMO系统信道估计中基于加权图的叠加导频分配

针对无蜂窝大规模多输入多输出(cell-free massive multiple-input multiple-output, CF-mMIMO)系统信道估计中导频污染问题,提出了基于加权图的叠加导频(superimposed pilot, SP)分配方案。首先分析导频污染对SP信道估计的影响,引入一种全新度量表示用户间潜在导频污染程度;其次根据接入点与用户间大尺度衰落系数完成用户加权干扰图构建,将系统吞吐量最大化问题转化为有容量最大k切割问题求解;最后采取顶点交换局部搜索算法实现SP次优分配。仿真结果表明:本文方案能够有效地改善SP信道估计误差以及系统吞吐量。

城市科技创新崛起的安徽经验及提升策略研究

基于安徽省16个地级市2017—2021年的面板数据,运用熵值-TOPSIS法对各城市的科技创新能力进行动态评价。以指标贡献度为切入口,挖掘近年来安徽省持续发挥创新优势的原因与经验,并采用Dagum基尼系数按子群分解的方式,探究科技创新能力差异的来源。研究结果表明,创新环境和创新投入对安徽省地方科技创新能力的提升贡献较大,而企业创新的贡献度较小;观测期内安徽省各市的科技创新能力整体上呈现正增长趋势,创新滞后城市进步明显;皖北、皖中和皖南三大区域科技创新能力差异主要来源于区域间差异。为此,提出持续营造包容的创新环境和加大创新投入力度的同时注重企业创新、鼓励跨区域跨城市共享科技创新建设基础资源等促进安徽省科技创新能力提升的对策建议。

乌海矿区奥灰岩单轴声发射响应特征及损伤演化规律研究

奥灰岩的变形破坏特征及其损伤演化规律对分析煤矿奥灰岩底板受采动影响的突水灾变防治具有重要的研判作用,为此通过时域和派生等声发射参数表征了奥灰岩单轴压缩条件下压密、弹性、塑性及破坏等阶段的力学特性响应特征,分析了奥灰岩内部裂纹扩展、岩石能量释放和声发射信号捕捉随时间的变化特征,并基于损伤力学基本原理,建立以声发射累积能量表征的奥灰岩损伤模型,揭示了奥灰岩损伤演化规律。研究表明:随着奥灰岩破坏程度的加深,声发射振铃计数与能量逐渐增长;声发射B值与裂纹尺度的演变过程呈现负相关,S值的演化与破裂源密度及能量尺度呈现正相关;基于声发射累计能量建立的奥灰岩损伤模型曲线能够较好地反映奥灰岩在单轴压缩情况下的渐进损伤过程,根据损伤曲线的变化趋势可将奥灰岩损伤过程分为初始损伤阶段、损伤稳定发展阶段和损伤急速发展阶段。

2016—2023年成都市某区食源性疾病病原学监测与暴发事件特征分析

目的了解成都市某区食源性疾病流行现状,掌握其发病特点和规律,为预防控制食源性疾病和保障食品安全提供依据。方法综合分析2016年1月—2023年8月成都市某区2家哨点医院食源性疾病病原学监测情况与食源性疾病暴发事件应急处置相关资料,了解成都市某区食源性疾病流行情况与趋势。结果2016年1月—2023年8月,共采集样本4208份,其中男性样本1894份,女性样本2314份。检出阳性样本109份,其中沙门氏菌阳性样本103份,志贺氏菌阳性样本2份,副溶血性弧菌阳性样本4份。不同月份样本沙门氏菌阳性检出率的差异有统计学意义(χ2=52.01,P<0.001),5—8月样本沙门氏菌阳性检出较多且集中,12月及1—3月样本检出较少。不同月份样本副溶血性弧菌、志贺氏菌、致泻大肠埃希菌阳性检出率的差异均无统计学意义(P>0.05)。不同年龄段人群样本沙门氏菌阳性检出率差异有统计学意义(χ2=22.42,P=0.003),70岁及以上年龄段人群样本阳性检出率最高,为6.59%,20~29岁年龄段人群样本阳性检出率最低,为1.04%。不同年龄段人群样本副溶血性弧菌、志贺氏菌、致泻大肠埃希菌阳性检出率的差异均无统计学意义(P>0.05)。该区共接报、处置疑似食源性疾病暴发事件97起,确认22起,其中13起因食用了被沙门氏菌污染的皮蛋导致。结论沙门氏菌是成都市某区食源性疾病主要病原体,皮蛋是重要风险食品。提醒相关部门应做好夏季风险食品监管,开展风险评估,并加大食品安全宣传力度,保障居民身体健康。

羊驼精液集存与人工授精的应用研究进展

近年来,人民生活水平逐渐提高,观光畜牧业正快速发展。作为观赏动物的羊驼,养殖规模将进一步扩大。人工授精不仅可以提高优质种畜的利用率和畜群质量,降低生物安全风险,还有利于制定科学合理的繁育计划,提高养殖场生产效率。然而人工授精在羊驼养殖中并没有得到广泛应用,国内对于羊驼人工授精的相关报道较少,因此,该文对羊驼精液的采集、精液的稀释和保存、人工授精技术等方面进行综述。

海洋细菌Vibrio fluvialis的分离鉴定、产琼胶酶条件优化及酶的分离纯化

利用琼胶酶生产琼胶寡糖具有良好的应用前景,然而目前产琼胶酶菌株的性状不稳定、酶活力低等因素限制了琼胶酶的工业化应用。从龙须菜表面筛选出1株具有高琼胶酶活力的菌株A8,利用VITEK 2 GN微生物鉴定系统和16S rRNA基因序列分析,分别进行生理生化和分子生物学鉴定,确定该菌为Vibrio fluvialis A8。通过单因素试验和正交试验确定该菌的最适产酶培养基为:在人工海水中添加2 g/L琼脂、3 g/L半乳糖、3 g/L酵母浸粉、5 g/L Na Cl;最适培养条件为:接种量2%、温度20℃、p H 7.0。优化后发酵液琼胶酶的活力为21.80U/m L,是优化前的4.05倍。Pearson相关性分析表明,菌株生长对其产酶有正相关影响(P<0.01)。采用(NH4)2SO4分级沉淀和DEAE阴离子交换层析对琼胶酶进行分离纯化,琼胶酶的纯化倍数为3.26,比活力为141.52 U/mg,回收率为15.21%。SDS-PAGE凝胶电泳分析显示,琼胶酶的分子质量约为37 k Da。

基于地磁感应的柱塞到达传感器设计

柱塞到达检测是柱塞气举排水采气工艺的重要组成部分。针对传统柱塞到达传感器易受油管振动影响产生漏检而导致气举井生产效率偏低的问题,提出一种基于地磁感应的柱塞到达传感器设计方法。该柱塞到达传感器以STM32微处理器为核心,通过采集地磁传感器RM3100传送的数据,经过滑动平均滤波后采用自适应阈值算法判断柱塞运动状态,最后输出柱塞到达信号。实验室测试及实地应用表明,该柱塞到达传感器检测精度高,运行稳定,在柱塞气举排水采气工艺中具有一定的实用价值。

基于ISODATA空间镶嵌聚类的流域生境质量演变--以河南省黄河流域周边城镇为例

基于空间异质性原理和大量实证研究结果认为,在生境质量评估过程中,使用空间镶嵌分类代替土地利用/覆被分类可以更加完整地捕捉土地空间组分、结构与生态功能差异。以河南省黄河流域周边城镇为研究区,提出以ISODATA聚类为核心的空间镶嵌分类框架,并将分类结果用于InVEST生境质量模型评估过程,最终探讨研究区2000—2020年生境质量演变的整体与样带特征。结果显示:研究区拥有5类支柱性和6类过渡性空间镶嵌类型,各类空间的演变体现出建设用地等扩张对空间镶嵌模式全局的差异性和联动性影响;研究区生境质量整体呈“西北高、中东低”的分布格局,研究期内Ⅲ等生境质量空间大幅减少,Ⅰ、Ⅱ等生境质量空间逐渐增加,过渡性空间在其中起到了重要影响,该影响在自然地理样带和城镇发展样带典型的过渡地段均有所体现。研究结果对黄河流域生物多样性保护和生态系统功能调控具有一定理论与实践价值。