叶轮中心淹没深度对特低扬程下立式泵装置流道水力性能的影响

为提高特低扬程泵站立式轴流泵装置的水力性能,该研究对叶轮直径为3.0、2.5、2.0、1.5 m的立式轴流泵装置在不同叶轮中心淹没深度下的进、出水流道流场分别进行了三维湍流流动数值计算,并对流道流场和水头损失进行了分析比较;对某特低扬程泵站在叶轮中心淹没深度为3.08、2.38、1.68 m下的立式轴流泵装置水力性能分别进行了数值计算及比较,并进行了泵装置模型试验验证。研究结果表明:叶轮中心淹没深度对肘形进水流道的水流流态及水头损失的影响很小,但对虹吸式出水流道的流态和水头损失影响较大;随着叶轮中心淹没深度的增大,虹吸式出水流道内的流态逐渐改善,流道水头损失基本呈下降趋势,泵装置效率逐渐增大,特低扬程工况下泵装置模型试验最优工况点的效率达75.92%,泵装置能量性能数值模拟结果与模型试验结果基本一致。研究结果可为特低扬程泵站采用立式泵装置的设计提供一定参考依据。

经脐无气腹单孔腔镜联合罗哌卡因局部浸润麻醉在妊娠合并卵巢肿瘤中的应用

目的:研究妊娠合并卵巢肿瘤患者应用经脐无气腹单孔腔镜联合罗哌卡因局部浸润麻醉的临床疗效及安全性。方法:28例妊娠患者合并卵巢肿瘤行经脐无气腹单孔腔镜手术,按随机数字表分2组,观察组16例采用腰麻联合缝皮前罗哌卡因浸润麻醉,对照组12例采用腰麻,比较两组孕妇术后首次下床时间、通气时间、术后住院天数,术后6 h无创血压、心率(HR)、呼吸频率(RR)、血氧饱和度(SpO2),Ramsay镇静评分、术后6、24、48 h静息和运动状态下的疼痛评分,SAS焦虑评分、术后并发症、患者满意度、恢复质量表QoR15。结果:两组比较,术后住院天数、Ramsay评分、RR、SpO2及并发症发生率差异无统计学意义(P>0.05);观察组下床时间、通气时间缩短,无创血压、HR、疼痛评分、焦虑评分低于对照组,患者满意度、QoR15评分优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:妊娠合并卵巢肿瘤患者应用经脐无气腹单孔腔镜联合罗哌卡因局部浸润麻醉,可以减轻术后疼痛,减少孕妇焦虑,临床效果良好,值得推广应用。

融合多源海洋大地测量数据的南海海底地形多层感知机反演

本文融合SIO(Scripps Institution of Oceanography)发布的垂线偏差、重力异常和垂直重力梯度数据及NCEI(National Centers for Environmental Information)发布的船载测深数据,利用多层感知机神经网络(Multi-Layer Perceptron,MLP)建立南海海域(108°E—121°E,6°N—23°N)分辨率为1'×1'的海底地形模型(MLP_Depth).首先,将642716个船载测深控制点的位置信息与周围4'×4'格网点处的地球重力信息(垂线偏差、重力异常、垂直重力梯度)作为输入数据,将船载测深控制点处实测水深值作为输出数据,训练MLP神经网络模型,训练结束时决定系数R2为99%,平均绝对误差MAE为39.33 m.然后,将研究区域内1'×1'格网正中心点处的输入数据输入于MLP模型中,可得格网正中心点处的预测海深值.最后,根据预测海深值建立研究区域范围内分辨率为1'×1'的MLP_Depth模型.将MLP_Depth模型预测水深与160679个检核点处实测水深对比,其差值的标准差STD(75.38 m)、平均绝对百分比误差MAPE(5.89%)与平均绝对误差MAE(42.91 m)皆优于GEBCO_2021模型、topo_23.1模型、ETOPO1模型与检核点实测水深差值的STD(108.88 m、113.41 m、229.67 m)、MAPE(6.11%、6.94%、18.37%)与MAE(47.33 m、52.24 m、130.08 m).同时,为了研究不同区域内利用该方法建立的海底地形模型的精度,本文在研究区域内分别建立了A、B区域的海底地形模型(MLP_Depth_A、MLP_Depth_B).经过验证得:MLP_Depth_A、MLP_Depth_B相比于MLP_Depth模型具有更高的精度,更能反应海底地形的变化趋势.

微滤联合大孔树脂纯化蓝莓果脯糖浆中花色苷的工艺优化

本文使用微滤技术联合大孔树脂技术对蓝莓果脯糖浆分离纯化,以回收其中的蓝莓花色苷。首先通过静态试验对大孔树脂进行筛选,并在动态试验中以花色苷回收率和总糖去除率为指标,在单因素和Box-Behnken响应面试验的基础上,优化了上样流速、乙醇浓度和洗脱流速等工艺参数。结果表明:微滤透过液中花色苷含量为6.84 mg/100 mL,总糖含量为31.76 mg/mL。AB-8、D101、HPD600三种树脂中,优选出AB-8用于蓝莓果脯花色苷的纯化,大孔树脂纯化花色苷最佳工艺条件为:上样流速2.0 mL/min、乙醇浓度83%、洗脱流速2.0 mL/min,该条件下花色苷的回收率为86.68%,总糖去除率为84.13%。花色苷解吸液经旋转蒸发浓缩后,花色苷质量浓度为5.56 mg/100 mL,总糖浓度为5.24 mg/mL,花色苷的色价为31.43,约为原料中花色苷色价的5倍。微滤联合大孔树脂纯化蓝莓果脯糖浆花色苷效果明显,本研究为蓝莓花色苷的分离纯化提供了一定的技术参考。

基于对比训练的联邦学习后门防御方法

针对现有联邦学习后门防御方法不能实现对模型已嵌入后门特征的有效清除同时会降低主任务准确率的问题,提出了一种基于对比训练的联邦学习后门防御方法 Contra FL。利用对比训练来破坏后门样本在特征空间中的聚类过程,使联邦学习全局模型分类结果与后门触发器特征无关。具体而言,服务器通过执行触发器生成算法构造生成器池,以还原全局模型训练样本中可能存在的后门触发器;进而,服务器将触发器生成器池下发给各参与方,各参与方将生成的后门触发器添加至本地样本,以实现后门数据增强,最终通过对比训练有效消除后门攻击的负面影响。实验结果表明,Contra FL能够有效防御联邦学习中的多种后门攻击,且效果优于现有防御方法。

高压下二元富氢超导体的实验研究进展

自从1911年著名物理学家Onnes发现超导电性以来,人们不断努力提高超导转变温度,室温超导体是人类追逐的百年梦想。在近百年的研究历程中,铜基超导体、铁基超导体及麦克米兰极限MgB_(2)超导体的发现不断刷新了人们对超导领域的认知,也增强了人们进一步提高超导转变温度和挖掘高温超导机制的信心。最近,理论预测并被实验验证的新型富氢化合物显示了高温乃至室温超导电性的巨大潜力,成为室温超导体的最佳候选体系之一。值得注意的是,高压下硫氢化物和镧氢化物均具有超过200 K的超导转变温度,引领了富氢化合物的研究热潮,涌现了一些重要的理论和实验成果。本文聚焦于目前富氢化合物超导体的实验研究进展,从不同氢结构单元及氢成键特征的角度总结和归纳新型富氢化合物的晶体结构性质及超导性能。主要介绍了5种在实验上成功获得的富氢化合物超导体:间隙型、离子型、共价型、笼型及分子型。通过对比分析不同类型的富氢化合物超导体,总结出一些影响超导转变温度的普适规律,并提出目前实验上亟待解决的问题和未来主攻的实验方向。

高强度金属棒料高速与应力集中复合剪切断裂行为

针对传统剪切工艺不适用于高强度金属棒料高效精密切断的难题,提出了高速与应力集中复合的精密剪切新原理工艺,分析了环形槽几何参数对理论应力集中系数的影响,建立了42CrMo高强度棒料的高速剪切断裂有限元模型,研究了铣削和激光旋切环形槽对槽根等效应力应变场、应力三轴度、损伤起裂及三维裂纹扩展断裂行为的影响,并通过高速剪切试验,获得了不同环形槽对棒料剪切断面质量的影响规律。研究结果表明:对于表面不带环形槽的棒料,损伤起裂需要较大程度的塑性变形累积,切断后的棒料存在压塌及飞边缺陷;所提工艺方法有效约束了槽根附近材料的塑性变形,提高了高速剪切断面质量,圆度误差由11.2%减少到2.3%~4.7%,平面度误差由1.08 mm降低为0.58~0.65 mm,最大弯曲变形度由1.5 mm降低为0.4~0.5 mm,最大剪切载荷和断裂能量也得到了显著降低;相比铣削环形槽,激光旋切获得的尖角窄槽进一步降低了剪切载荷和断裂能量。新工艺方法可为高强度金属棒料的高效、精密及低能耗剪切行为提供参考。

警犬呼吸道和肠道细菌的鉴定及其特性分析

为了快速检测犬类动物呼吸道和消化道细菌的分布状况并研究其特性,选取南京警犬研究所部分患病警犬为试验对象,收集呼吸道、肠道分泌液,使用TaqMan探针-荧光定量PCR技术进行扩增鉴定,分离细菌后进行药敏试验、细菌侵染细胞试验并检测凋亡相关斑点样蛋白(ASC)的变化。结果表明:试验犬呼吸道内以β-内酰胺酶抗性基因菌、金黄色葡萄球菌、无乳链球菌为主要细菌,消化道内以大肠杆菌、β-内酰胺酶抗性基因菌、支原体为主流细菌;药敏试验表明肺炎克雷伯氏菌对头孢类抗生素敏感,无乳链球菌对多种抗生素敏感,经过无乳链球菌的侵染后的细胞凋亡率为4.08%,而经过肺炎克雷伯氏菌侵染后的细胞凋亡率为13.47%,侵染细胞后0~4 h炎症因子ASC显著上升。综上,TaqMan探针-荧光定量PCR技术可以快速检测出警犬呼吸道和肠道细菌,筛选出患犬呼吸道和肠道的主流菌,这些细菌对头孢类等抗生素敏感,可为兽医针对性地用药提供参考。

基于GAN的联邦学习成员推理攻击与防御方法

针对联邦学习系统极易遭受由恶意参与方在预测阶段发起的成员推理攻击行为,以及现有的防御方法在隐私保护和模型损失之间难以达到平衡的问题,探索了联邦学习中的成员推理攻击及其防御方法。首先提出2种基于生成对抗网络(GAN)的成员推理攻击方法:类级和用户级成员推理攻击,其中,类级成员推理攻击旨在泄露所有参与方的训练数据隐私,用户级成员推理攻击可以指定某一个特定的参与方;此外,进一步提出一种基于对抗样本的联邦学习成员推理防御方法(Def MIA),通过设计针对全局模型参数的对抗样本噪声添加方法,能够在保证联邦学习准确率的同时,有效防御成员推理攻击。实验结果表明,类级和用户级成员推理攻击可以在联邦学习中获得超过90%的攻击精度,而在使用Def MIA方法后,其攻击精度明显降低,接近于随机猜测(50%)。

铁尾矿制备高性能莫来石复相陶瓷的研究

以铁尾矿微粉、铝粉、氧化铝为主要原料,采用固相烧结法制备莫来石复相陶瓷材料。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)、万能试验机、阿基米德排水法等研究了配铝系数(0.90~2.10)、烧结温度(1100~1300℃)两个因素对莫来石复相陶瓷材料的微观组织、抗压强度、气孔率、体积密度的影响。结果表明,所制备的样品均为莫来石-石英复相陶瓷;配铝系数和烧结温度增加均可提高陶瓷材料中莫来石含量,且后者的影响较大;莫来石复相陶瓷试样的最佳制备工艺为烧结温度为1250℃,配铝系数为2.10,此条件下所制得的莫来石复相陶瓷材料的莫来石晶须更长且更完整,气孔率为13.40%,抗压强度为112.12 MPa。

洞道与流化床组合干燥青椒的工艺研究

以新鲜青椒为原料,采用洞道与流化床组合的方法对其进行干燥,首先确定不同切片宽度下洞道与流化干燥的含水率转换点,并在流化阶段以复水比、Vc和叶绿素保留率作为评价指标,通过单因素和正交试验对青椒切片宽度、风速、流化温度等进行工艺参数优化。结果表明,洞道与流化相结合干燥青椒的最佳工艺条件:青椒的切片宽度为4 mm,洞道干燥的热风温度65℃,风速0.85 m·s^(-1),由洞道转为流化干燥时的干基含水率转换点为1.17 g·g^(-1),流化干燥的风速为1.0 m·s^(-1),热风温度60℃,此时青椒干制品的复水比为7.86,Vc保留率为55.38%,叶绿素保留率35.40%。研究开发的干燥工艺将为青椒干制品的规模化生产提供技术参考。

基于重力异常迭代延拓的南海海底地形反演

通过迭代延拓法对重力异常进行向下延拓,并对导纳法反演的中国南海海底地形进行精度评估。首先,利用HY-2A高度计数据通过最小二乘配置法计算得到重力异常,使用迭代延拓法将重力异常延伸至延拓面;然后,利用重力异常与海底地形的相干性,确定海深反演波段为20~115 km。基于CRUST 1.0全球地壳模型,得到均衡补偿模型参数,海深反演结果表明,均衡补偿导纳海深模型比未补偿导纳海深模型的精度提高约9 m,并且两个反演水深模型略优于ETOPO1水深模型和DTU10水深模型,利用迭代延拓法提升重力异常计算海底地形的精度;最后,给出影响海底地形反演精度的主要因素。

大型筒形件对轮旋压设备及应用进展

阐明了对轮旋压设备的结构形式,内外旋轮的径向、轴向进给机构以及工件的旋转机构,介绍了国内外典型的对轮旋压设备产品及其应用。6米级对轮旋压机的工件旋转驱动机构设计理念,以及1米级对轮旋压样机的分散多动力、全电伺服驱动方式对我国大直径对轮旋压设备设计制造有一定的借鉴意义。

面向SOC估计的计及温度和循环次数的锂离子电池组合模型

锂离子电池荷电状态(SOC)估计的准确性依赖于精确的电池模型,为此提出一种基于改进的Shepherd模型并耦合温度和循环次数因素的锂离子电池组合模型(SCM)。将Shepherd模型受温度和循环次数影响的满电开路电压、极化常数、可用容量、内阻等参数进行热建模和循环损失建模,同时将模型参数辨识方法简化为仅需两组不同环境温度下放电实验数据的非线性最小二乘法。通过对不同循环次数的锂离子电池在不同温度环境下模拟电动汽车实际工况,进行放电实验,并结合扩展卡尔曼滤波算法实现对SCM模型和ECM模型的SOC动态估计。仿真和实验结果表明所提模型相对误差小于1.5%,SOC估计误差小于3%,从而验证了所提出模型的优越性。

基于组合模型的锂电池参数辨识和电池荷电状态在线联合估计

针对电池荷电状态(SOC)估算过程中开路电压与SOC之间的迟滞效应以及充放电电流和端电压中噪声的影响,提出了基于组合模型的Frisch方案双滤波(FSDF)法。先通过一阶RC等效电路模型结合Preisach离散模型建立新的模型,随后采用Frisch方案对模型的输入输出进行噪声方差估计,滤除部分输入输出噪声,最后使用扩展卡尔曼滤波结合无迹卡尔曼滤波进行参数实时更新和电池单体SOC估算。实验证明,FSDF方法对锂电池SOC估算结果与Frisch方案递推最小二乘-无迹卡尔曼滤波法等其他方法相比,具有精度高、鲁棒性好等特点。

基于幅值平方相干谱的电池故障诊断方法

针对锂离子电池故障诊断中存在测量噪声等不确定因素的问题,提出一种基于幅值平方相干谱的电池故障诊断方法。该方法的流程为:首先建立电池的二阶RC等效电路模型,进行参数辨识;然后用正弦电流激励电池模型和实际电池系统,分别获得电池模型和实际系统的频率响应,引入幅值平方相干函数和动态阈值对电池进行评估;判断存在故障后,采用多故障模型的方法生成特定故障的发生概率,确定发生故障的类型,进一步完成故障隔离。以单体锂离子电池为研究对象,设计过充过放实验进行验证,结果表明,与传统方法相比,过充和过放故障误检率分别降低了67%和63%;最后在实际电池系统中验证所提出方法的有效性。

基于Fly-back变压器模块化均衡方法

文章针对锂离子串联电池组提出均衡方法,基于多绕组反激式(Fly-back)变压器的正向和反向变换分别实现单体与单体、模块与模块之间的能量流动。变压器的正向电路结合通用滤波器能显著降低均衡后单体电池间电压差,减小变压器线圈匝数不均匀带来的系统误差;Fly-back变压器可通过反向电路实现去磁,且无需额外去磁电路。使用一对互补的脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号控制金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)开关,将8节磷酸铁锂电池均分成2个模块进行动静态均衡实验。实验结果表明,该均衡方法可以有效降低单体间电压差,均衡结果比现有的同类均衡器更精确。

集成奇异谱分析和自回归滑动平均预测日本近海海平面变化

本文从日本沿岸选取了28个验潮站及联测的GPS站,利用奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis,SSA)和SSA+自回归滑动平均(Auto Regression Moving Average,ARMA)方法预测了2014—2018年的近海海平面变化和地壳垂直变化.并用同时段的验潮及GPS的实际测量值进行验证,结果显示,SSA+ARMA预测的相对海平面精度为0.0357~0.0607 m,地壳垂直运动的精度为0.0049~0.0077 m,绝对海平面的精度为0.0433~0.0683 m,且三者SSA+ARMA的预测结果均优于只用SSA预测的结果.在此基础上本文利用SSA+ARMA预测了日本沿岸2019—2023年的近海绝对海平面变化,结果显示,2019—2023年的平均海面高较往年(2014—2018)升高0.0353 m,2003—2023年绝对海平面的变化率为0.0039 m·a^-1,预测结果较为理想.

基于微流控的海藻酸钙空心纤维的制备及其在细胞培养中的应用

海藻酸钙水凝胶空心纤维在药物传递、组织工程等领域具有潜在的应用价值。但传统的纤维制备方法,如静电纺丝或模具法等,很难或无法制备海藻酸钙空心纤维。本研究首先采用自制的两相微流控装置,连续制备出形貌均一稳定的海藻酸钙空心纤维,并通过显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对其空心结构进行了表征。然后考察了装置中内相毛细管尖端管径、内外相流体流速比以及氯化钙浓度对空心纤维内外径尺寸和厚度的影响,结果表明,空心纤维的尺寸在一定范围内可以进行调控。最后将这种空心纤维应用于封装和培养L929成纤维细胞,结果表明,成纤维细胞存活率较高,并且有沿着空心纤维内壁成直线生长的趋势。这种方法为纤维状细胞的培养提供了一种思路。

蓝莓果脯糖浆凝固型酸奶制备工艺优化

以浓缩蓝莓果脯糖浆和全脂灭菌纯牛奶为原料制备凝固型酸奶,考察了浓缩蓝莓果脯糖浆添加量、白砂糖添加量、发酵剂接种量及发酵时间对凝固型蓝莓酸奶感官品质、乳清析出率和酸度的影响,并在单因素实验的基础上进行响应面试验,优化了制备凝固型蓝莓酸奶的最佳工艺参数,并对比市面酸奶分析了其质构参数。结果表明凝固型蓝莓酸奶的最佳制备工艺为:浓缩蓝莓果脯糖浆(浓缩2倍后总糖含量为0.679 mg/mL)的添加量为7%、白砂糖添加量4%、发酵剂接种量0.6%、乳清蛋白粉添加量2%,发酵控制时间为11 h。在此条件下,乳清析出率为12.43%,酸度为83.66°T,感官评分达最高值88.13分。凝固型蓝莓酸奶呈淡紫色,具有浓郁的乳香味和蓝莓风味。本产品的硬度、内聚性、胶黏性比市售发酵乳的测定值低,但持水能力较强,比添加了增稠剂的市售产品更细腻清爽,口感较好。本研究确定了蓝莓果脯糖浆凝固型酸奶的基本制备工艺条件,为提高蓝莓果脯糖浆的综合利用价值、新型果味凝固型酸奶的开发提供了有益的参考。