氮氧同位素示踪湿沉降NO_(3)^(-)来源及氧化途径

为探明焦作市大气湿沉降中硝态氮的污染水平,识别其来源及其形成过程,于2020年1月-2021年12月采集了焦作市大气湿沉降样品41个,测定并分析了TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N浓度以及δ^(15)N-NO_(3)^(-)、δ^(18)O-NO_(3)^(-)值.结果表明:①TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N浓度范围分别为2.52~13.27、0.11~1.70、1.64~8.31 mg/L,焦作市湿沉降中氮的主要存在形态为NO_(3)^(-)-N,占比为52.11%~83.92%.②δ^(18)O-NO_(3)^(-)、δ^(15)N-NO_(3)^(-)值的范围分别为54.9‰~93.9‰、-9.8‰~3.0‰,非雨季δ^(18)O-NO_(3)^(-)值(62.5‰~93.3‰)更接近于N2O5氧化途径生成的δ^(18)O-HNO_(3)值(100.9‰~103.1‰),雨季δ^(18)O-NO_(3)^(-)值(53.2‰~73.0‰)更接近于OH氧化途径生成的δ^(18)O-HNO_(3)值(50.9‰~60.9‰),说明非雨季大气湿沉降NO_(3)^(-)主要来自N2O5的氧化,而雨季主要来自OH的氧化.③雨季,OH和N2O5氧化途径对湿沉降NO_(3)^(-)的贡献率分别为80.32%和19.67%,非雨季,两种氧化途径的贡献率分别为65.37%和34.62%;在考虑了同位素分馏情况下,基于贝叶斯模型识别了湿沉降NO_(3)^(-)的主要来源,即土壤排放、生物质燃烧、机动车尾气排放和煤炭燃烧,其贡献率平均值分别为31.70%±4.90%、28.30%±14.00%、22.80%±12.10%、17.20%±0.08%.该研究结果将为降雨中硝酸盐的来源及形成途径提供证据.

国产化无人机机载数据链路系统模拟器设计

针对无人机链路系统在可靠性设计和有效性验证过程中的仿真要求,设计了一种模拟器,利用国产现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)作为主控芯片,生成虚拟航迹信息,模拟链路数据解析和通信协议转换。使用滑窗式数据处理与环形缓存相结合,实现虚拟航迹信息并行缓存与计算;通过数据流加和校验法来实现通信过程差错控制;运用并行存取数据来模拟多端口RS422机载总线通信;利用千兆以太网UDP组播方式实现模拟器与无人机地面站之间通信,并采用星型拓扑结构,由FPGA完成对系统中任务载荷设备数据轮询和调度。当数据帧长度为1200 B时,模拟器以太网传输速率947.52 Mb/s。研究成果在无人机链路系统模拟方面有一定工程化应用价值。

山区既有线降雨预警曲面研究

对某山区既有线路基边坡溜坍风险点的地形特征以及降雨特征展开调研,得到该线路路堑边坡典型参数;基于提高多种致灾降雨类型条件下的预警成功率现实要求,提出以有效累积降雨量、时激发降雨量、降雨历时作为降雨预警空间建立降雨预警曲面;运用2012—2019年降雨数据统计分析确定了适用于该线路溜坍病害的降雨预警曲面参数,对比分析了相同区段内降雨预警曲面与传统I‐D降雨预警曲线的预警效果,并采用2020年降雨数据对该降雨预警曲面进行了验证。结果表明:应用降雨预警曲面可对山区既有铁路溜坍病害进行有效预警,预警成功率达到90%。

海藻酸肥对草莓生长、产量和品质的影响

为筛选出适用于京郊草莓生产的海藻酸肥,以‘红颜’草莓为供试材料,选择市场关注度较高的4种海藻酸肥产品,通过田间试验,研究不同海藻酸肥对草莓生长性状、产量和品质的影响。结果表明,不同海藻酸肥处理均可促进草莓植株的生长,以海藻精海藻酸肥处理(T_(2))的株高和叶柄长效果最好,与清水对照处理(CK)相比,128号棚株高显著增长32.0%,234号棚叶柄长显著增长25.71%。海藻酸肥可以通过提高果个数提高草莓产量,与CK处理相比,128号棚T_(2)处理产量显著增加18.47%,234号棚T_(3)处理显著增加23.36%,各海藻酸肥处理间差异不显著。海藻酸肥可以提高草莓果实品质,提高可溶性固形物含量、糖酸比和维生素C含量,降低可滴定酸和硝酸盐含量。研究认为,海藻酸肥可以促进草莓生长、提高产量、改善品质,并以T_(2)处理施肥效果最佳。

石油钻机液压盘式刹车安全性分析

为了提高液压盘式刹车在石油钻机上的工作安全性,对液压盘式刹车工作原理、安全风险进行了分析,说明了设计上采取的安全风险削减措施。同时分析了维修保养不善导致的安全隐患,针对安全隐患提出了设置刹车监测系统,以及对液压盘刹刹车功能、性能及阀件工作状态进行实时检测及预警的安全性提升策略。该刹车监测系统的实施将大幅提升钻井作业的安全性。

水分胁迫对半干旱区马铃薯产量形成的影响研究

马铃薯是继水稻、小麦和玉米之后的第四大主粮作物,对保障国家粮食安全有重要意义,为探索黄土高原半干旱区马铃薯(Solanum tuberosum L.)产量、叶片光合生理及干物质积累对水分胁迫的响应特征,以马铃薯主栽品种“新大坪”为试验材料,于2021年进行土壤水分胁迫试验,在块茎膨大关键期(8月)控制土壤水分,设置田间持水量的40%±5%(中度水分胁迫,T1处理)、55%±5%(轻度水分胁迫,T2处理),以田间持水量的75%±5%(充分供水处理,T3)为对照进行分析。结果表明:水分胁迫条件下,马铃薯单株最大块茎重、块茎重和产量均下降,块茎个数减少,屑薯重和屑薯个数显著增加(P<0.05),T1和T2处理产量较T3分别下降30%和13%;叶片净光合速率(Net Photosynthetic Rate,Pn)、气孔导度(Conductance to H_(2)O,Gs)、胞间CO_(2)浓度(Intercellular CO_(2)Concentration,Ci)显著下降,其中气孔导度(Gs)降幅最大(59%),T1处理水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)较T3提高31%;在弱光区,中度和轻度水分胁迫对Pn影响不显著(P>0.05),在光强大于等于300μmol·m^(-2)·s^(-1)时,处理间差异增大,T1、T2处理Pn较T3平均下降42%和32%;受水分胁迫影响,最大净光合速率(P_(nmax))、光补偿点(Light Compensation Point,LCP)和暗呼吸速率(Rd)显著下降(P<0.05),轻度水分胁迫光饱和点(Light Saturation Point,LSP)最高,为893.32μmol·m^(-2)·s^(-1),中度水分胁迫叶片可利用的光合有效辐射(Photosynthetically Active Radiation,PAR)区间缩小,对强光的利用能力下降;水分胁迫导致根、茎、叶、叶柄干物重下降,其中中度水分胁迫叶柄降幅最大(63%),叶片次之(57%),根最小(53%)。该研究可为黄土高原半干旱区马铃薯干旱灾损评估和土壤水分的高效利用提供理论依据。

北非重要矿产资源时空分布与典型矿床地质特征

北非地处冈瓦纳与特提斯两大构造域的交汇部位,经历了泛非、海西和阿尔卑斯等多期造山运动,构造、岩浆、变质、热液活动剧烈,为成矿作用创造了优越的地质条件,形成了丰富的金、铜、磷、铁、铬、铅锌、银、铌钽等矿产资源。通过对已有研究成果的梳理总结,发现北非地区最重要且最集中的矿床类型为花岗伟晶岩型矿床、造山带型金银多金属矿床、沉积型磷矿床、MVT型铅锌矿床以及VMS型铜锌金矿床。空间上分布阿特拉斯褶皱带和努比亚造山带,呈现聚集分布的特征。除沉积型矿床成矿时代集中在中生代以外,其他类型矿床主要形成于新元古代。区内典型矿床中,造山型金矿主要与泛非构造运动有关,沉积型磷矿主要受控于海相沉积环境,锡铌钽等稀有金属成矿主要与新元古代晚期花岗伟晶岩密切相关。

缅甸稀土资源潜力及产业发展现状分析

稀土被誉为“高科技的命脉”,广泛应用于高端装备、航空航天、电子信息、新能源及新能源汽车等多个行业领域,在科技创新和产业发展中发挥着关键支撑作用,已成为中国、欧盟、美国、日本等经济体博弈的重要角力场。确保稀土资源的稳定可靠供给,对于巩固和增强我国在全球稀土产业体系的优势地位,以及维护相关产业的安全,具有重要的战略意义。首先,结合成矿地质背景和区域资源分布对缅甸离子吸附型稀土的资源潜力做出研判,缅甸以离子吸附型中重稀土为主,从北部佤邦、克钦邦到南部德林达依省、墨吉地区的广大区域均有产出,资源潜力巨大。其次,从稀土产量、中缅稀土贸易形势、市场主体、矿业投资环境等方面分析了缅甸稀土产业发展现状,近年来,缅甸快速跃升为全球第三大稀土生产国,亦是我国中重稀土资源保障的重要支柱,中缅稀土贸易形成了“三驾马车”式产品结构,中资企业担当缅甸稀土开发的主力军,基础设施水平仍有较大提升空间,矿业投资政策有全面收紧的趋势。最后,从合作发展、自身保障、区域拓展、再生资源开发等角度,提出了进一步强化稀土资源保障的发展建议。

水分关键期干旱胁迫对冬小麦矿质元素积累、产量和品质的影响

干旱是制约我国粮食产量和品质提升的主要农业气象灾害之一。土壤水分与矿质元素交互作用,共同影响冬小麦的生长发育及产量、品质,探究水分关键期冬小麦叶片矿质元素积累、产量和籽粒品质对不同程度干旱胁迫的响应,对科学施肥和干旱灾害防御具有现实意义。本文以冬小麦品种“齐麦2号”为试材,在水分关键期(拔节—扬花期)设计5个梯度的水分控制试验(T1处理为适宜水平,T2、T3、T4处理分别按照基准补水量75.0 mm的80%、50%、25%一次性补水,T5处理不补水),模拟研究水分关键期干旱胁迫对冬小麦叶片氮、磷、钾矿质元素积累和光合色素、光合参数以及产量和籽粒品质的影响。结果表明:水分控制期间至复水后,T1处理下冬小麦叶片全氮、全磷、光合色素含量及最大净光合速率(Maximum Net Photosynthetic Rate,P_(nmax))、表观量子效率(Apparent Quantum Efficiency,AQE)、光饱和点(Light Saturation Point,LSP)均最高,受干旱胁迫影响,T2、T3、T4和T5处理下上述要素均显著降低,且干旱胁迫程度越重降低幅度越大,T5处理叶片全氮、全磷含量和叶绿素a、叶绿素a+b、类胡萝卜含量及P_(nmax)、AQE、LSP分别较T1处理降低1.68%、0.15%、0.90 mg·g^(-1)、1.05 mg·g^(-1)、0.21 mg·g^(-1)、64.6%、65.8%、31.2%,而叶片全钾含量、光补偿点(Light Compensation Point,LCP)则随干旱胁迫加剧而升高,T5处理分别较T1处理升高1.20%和84.0%;干旱胁迫还造成冬小麦穗粒数、成穗率、千粒重显著降低,T5处理理论产量和籽粒蛋白质含量分别较T1处理降低56.6%和30.1%,而籽粒淀粉含量较T1处理升高11.6%。

基于FPGA的SRIO多通道控制系统设计与实现

在板间互联及芯片互联方式上,SRIO具有更高的带宽及实时性。使用MSG(消息)接口的HELLO格式,发送端采用多接口设计方法,内部采用Round-Robin处理机制,实现了多通道接口在同时发送数据时共用一个SRIO接口的竞争处理;同时封装为多通道的输入输出的方式,支持接口数量、时钟域的任意扩展。经过测试验证,该系统最大可实现64个不同时钟下通道的数据收发,单通道下包和包之间延时最低可到4μs,在SRIO传输应用方向上,具有较好的应用价值。

小球藻对小麦生长及土壤性质的影响

为了研究小球藻作为生物肥料的潜能,以盆栽小麦为实验材料,探究施用不同浓度的小球藻对小麦生长及土壤质量的影响。结果表明:小麦根部冲施小球藻能提高小麦生长指标,其中株高增加4.01%~11.99%,地上部鲜重增加16.01%~29.42%,叶绿素a增加4.90%~80.72%,叶绿素b增加9.38%,总叶绿素增加11.99%~48.56%。同时,小球藻可以改善土壤质量,其中有机质增加5.26%~6.93%,碱解氮增加2.89%~10.14%,有效磷增加3.79%~13.11%,速效钾增加6.63%~13.08%,土壤pH也提升0.46%~1.62%。综上所述,施用小球藻不仅可以促进小麦的生长,增加小麦的生物量,还可以一定程度上改善土壤质量。

更高速度条件下高速铁路路基动力响应及长期动力稳定性研究

高速铁路路基结构设计合理,可避免长期列车动力作用导致的路基累积变形,以确保行车安全。为提出更高速度条件下满足长期动力稳定性要求的高速铁路路基结构,本文建立高速铁路轨道-路基有限元动力分析模型,分析列车以更高速度运行条件下不同基床结构的路基动力响应,对该动荷载条件下满足路基长期动力稳定性的基床厚度进行设计。计算结果表明,动应力、动变形不是限制基床厚度的主要控制条件;为满足长期动力稳定性要求,基床厚度设计应以基床底层顶面动剪应变和累积附加沉降量作为设计指标,基床表层厚度不应小于0.4 m,基床底层厚度不应小于2.3 m。本文系统分析了不同基床结构的路基动力响应和长期动力稳定性,所得成果可对高速铁路路基基床结构设计提供理论支撑。

高速铁路地基泥岩膨胀变形计算方法及应用研究

泥岩地区高铁地基膨胀变形病害问题突出,而目前针对结构的膨胀变形计算分析方法相对匮乏,为此提出基于热力学理论的泥岩膨胀变形湿度场理论。以西北某高速铁路地基膨胀病害工点处泥岩为研究对象,在明确泥岩吸水膨胀体变与吸水率线性关系的基础上,以热力学中吸热膨胀方程为原型,将泥岩的吸水率、线膨胀系数及渗透系数类比为稳态分析中物体的温度、热膨胀系数及导热系数,同时对泥岩中水的渗透方程和吸水膨胀方程进行推导,提出适用于高速铁路泥岩地基的膨胀变形计算方法,并通过室内试验和典型工点处长期变形监测数据对计算方法进行验证。结果表明:该方法充分考虑了泥岩的吸水膨胀特性,室内试验获得的标准样膨胀体变与计算值最大误差仅为4.3%。结合确定的渗透系数、渗透深度以及降水情况,运用该方法能够预测膨胀岩地区高速铁路地基的膨胀变形趋势,明确轨道结构的上拱变形量,可为泥岩地区高速铁路前期设计以及后期养护维修提供依据。

基于LuGre摩擦模型的两轮自平衡车系统动力学

准确描述轮式机器人系统的运动状态是对其进行轨迹控制的关键,而当驱动轮与地面存在相对滑移或侧滑时,添加非完整约束的动力学描述方法通常会失效。为了得到适用于非结构化环境的轮式机器人动力学模型,本研究以两轮自平衡车为例,为LuGre模型添加摩擦力,以描述驱动轮与地面之间的粘滞-滑移效应;基于虚功率原理,建立包含摩擦力的轮式机器人系统动力学方程,并针对不同驱动力及不同工况条件对系统进行了动力学仿真及分析。仿真结果表明:相比于传统的添加非完整约束,基于LuGre摩擦模型的动力学建模方法可以有效侦测到驱动轮与地面的相对滑移及侧滑状态,在真实工况下反映系统动力学行为方面表现出有效性和优越性,为轮式机器人后续的优化设计及轨迹控制提供理论依据。

电子安全系统备用解除保险模块逻辑设计

基于引信电子安全与解除保险装置所强调的安全性与可靠性设计思想,提出了一种备用解除保险模块的设计方案。该设计方案针对电子安全与解除保险装置中双逻辑控制芯片的组成结构,在实现原有逻辑控制功能的基础上,利用逻辑控制芯片上剩余的硬件资源,同时对电子开关电路进行优化,实现了在任何一片逻辑控制芯片失效的情况下,另一片芯片依靠备用逻辑控制模块仍能完成解除保险工作。使用FPGA芯片搭建功能验证电路,并通过测试软件对模块预设功能进行时序仿真验证。(运用马尔可夫理论,对所设计的备用保险模块的保险与解除保险逻辑进行分析验证,能够满足提高引信安全性的要求)该模块在保证原有电子安全与解除保险装置结构与功能的同时,提高了安全性与抗干扰能力,对电子安全系统的安全性冗余设计提供新的思路。

双闭环系统应用于液压拉力轴承测试

某试车台项目主要用于主减拉力轴承试验,该试验器具备施加载荷和转速的功能。试验过程中,传统的单闭环控制无法满足试验需求。为了完成试验内容,在这个项目调试中不断改进控制方式,利用PID控制器自整定计算PI参数,灵活运用单闭环控制和双闭环控制方法,并在双闭环控制的基础上增加了线性输入的改进,提升系统的动态响应特性,最终完成对系统拉力、弯矩、侧向力的控制。试验结果表明,相比于单闭环控制,双闭环控制系统的动静态性能更好,更加符合试验要求。

老旧风电场优化升级与退役处置

风能作为新能源体系的重要组成部分,具有易获得、成本低等特点。中国从20世纪90年代开始在国内部分场址开展风力发电的相关研究与工程应用工作,随着相关产业的不断发展,21世纪初部分300~850k W陆上风电机组陆续投运。风电机组的设计寿命通常为20a,早期投运的兆瓦级以下机组已超过20a的设计寿命,经历持久运行,机组设备的可靠性不同程度地下降,部分风电场已进入“老龄化”阶段。在保增量、促发展的新形势下,如何解决风电存量资产的优化升级与退役处置难题,已经成为当前行业面临的突出问题。通过梳理老旧风电场面临的一些典型问题,结合行业现状及发展趋势,提出了切实可行的措施,为老旧风电场提质增效、等容替代及增容扩产、安全可靠运行及退役管理提供了思路。

双挂汽车列车右转弯内轮差分析与改善

由于双挂汽车列车的车辆组成单元多且车身较长,在右转弯时其一挂车、二挂车后轮与牵引车前轮会产生内轮差,导致车辆整体的运动轨迹向弯道内侧偏移,对弯道内侧的行人及车辆会造成安全威胁。鉴于此,论文基于多体系统运动学理论建立了双挂汽车列车双轨运动学模型,推导出车辆右转弯的运动方程并用MATLAB软件计算仿真得出各个车轮的运动轨迹;通过对一挂车、二挂车后轮轴进行主动转向控制,分析了车辆右转弯时的内轮差和各车轮运动轨迹的变化情况。结果表明,双挂汽车列车右转弯的过程中会产生较大的内轮差并存在尾部放大效应,越靠近车辆尾部的车轮与牵引车前轮的轨迹差值越大,适当对一挂车、二挂车后轮轴进行主动转向控制可以有效减小双挂汽车列车的内轮差,提高车辆的行驶安全性。

河流要素比例尺变化与中位数Hausdorff距离的关系

地图综合本质上是一种相似变换过程,针对该变换过程的定量化分析具有重要实践意义。本文通过大批量样本统计的方式,获得了河流要素比例尺变化与中位数Hausdorff距离之间的普适函数规律。首先,在1∶1万矢量河流数据库中随机选择河流样本,并经由制图员手工化简构建多尺度河流要素数据集。然后,采用中位数Hausdorff距离测度河流要素的多尺度相似性,并探究了中位数Hausdorff距离随比例尺变化的定量函数关系。最后,给出了将上述函数关系应用于地图综合过程控制的初步探索,实现了BS算法、DP算法及WA (weighted-area)算法的阈值自动确定。试验结果表明,本文所提出的函数关系具有较强的普适性,可以较好地指导已有半自动综合算法的全自动化。

不同营养液配方对水培韭菜生长发育和品质的影响

水培环境配合一定设施条件,可以实现蔬菜的周年生产,增产效果显著。营养液的配制和管理是无土栽培的关键环节,本文研究了水培条件下不同营养液配方对韭菜生长发育和品质的影响。结果表明,在本试验条件下,日本千叶农试葱配方处理的韭菜产量、可溶性糖含量最高,硝酸盐含量及用肥量适中,综合评价产量、品质、成本等因素条件,日本千叶农试葱配方处理表现最优,对于促进水培韭菜的生长发育,提高其品质具有重要意义。