INVESTIGATION ON MICROELECTRODES Ⅻ THE DETERMINATION OF THE INVERSE CURRENT IN THE PROCESSES OF STEADY-STATE OR QUASI-STEADY-STATE

A simple method for determining the inverse current of cyclic voltammetry in the processes of steady-state or quasi-steady-state was presented. The experimental result verified the theoretical relation or inverse and forward current at microelectrode. Their ratio is proportional to the square root of scan rate.

基于非局域性正交乘积态的动态量子秘密共享方案

当前的量子秘密共享(QSS)存在资源制备开销较大、安全性不强的问题,该文提出一种基于正交乘积态的可验证量子秘密共享方案弥补上述不足,且多方成员能动态地加入或退出秘密共享。该方案将正交乘积态的粒子分成两个序列,第1个序列在多个参与者之间传输,前一个参与者对其执行嵌入份额值的酉算子后传输给下一个参与者,直到全部份额聚合完成;对于另一个序列,只有最后一个参与者(验证者)对接收到的粒子执行Oracle算子。然后,验证者对两个序列中的粒子对执行全局测量,得到秘密值的平方剩余。最后,借鉴Rabin密码中密文与明文之间非单一映射的思想,验证者联合Alice验证测量结果的正确性,并从测量结果确定出秘密值。安全性分析表明,该方案能抵抗常见的外部攻击和内部攻击,且验证过程具有强安全性;由于非局域性正交乘积态以两个序列分开传输,因此增强了秘密重构过程的安全性。性能分析表明,该方案使用正交乘积态作为信息载体,量子资源开销较小,且将正交乘积基的维度从低维拓展到d维,参与者人数能动态地增加和减少,使得方案具有更好的灵活性和通用性。

水稻种子耐贮性QTL qSS-9的精细定位

[目的]在前期研究中,我们利用Koshihikari/Kasalath//Koshihikari衍生获得的回交重组自交系(backcross-inbred line,BIL)群体和染色体片段置换系(chromosome segment substitution line,CSSL)群体检测到1个控制种子耐贮性的QTL q SS-9。本研究在此基础上对q SS-9进一步进行定位分析。[方法]利用以‘Koshihikari’为背景、携带q SS-9的‘Kasalath’染色体片段置换系SL226,在多年环境下采用人工老化和自然老化两种处理方法,验证q SS-9的真实存在及稳定性;利用‘Koshihikari’×SL226构建的272个单株组成的F2分离群体对q SS-9进行遗传解析,同时,在F2分离群体中筛选出4个不同的交换单株,构建4个携带有不同长度‘Kasalath’片段的小片段置换系,对q SS-9进一步精细定位。[结果]含有q SS-9增效等位基因的置换系SL226在多年环境中老化处理后的种子发芽率均显著高于‘Koshihikari’;利用Windows QTL Cartographer 2.5软件在F2群体中检测到q SS-9,位于第9染色体标记RM7390与L9-13之间,LOD值为30.94,对表型变异的贡献率为44.02%;4个携带q SS-9的小片段置换系在人工老化处理后的种子发芽率均显著高于‘Koshihikari’。[结论]q SS-9定位在Indel标记Y7与Y13之间,该区间在‘Nipponbare’基因组上的物理距离约为478 kb。本研究为开展水稻耐贮性相关基因的克隆和耐贮性的遗传改良提供了理论基础。

热冲压加工对QSS400桥壳钢弯曲疲劳性能的影响

分别测定了QSS400桥壳钢钢板及其热冲压成型后桥壳材料在应力比R=-0.8的不对称循环载荷条件下的四点弯曲疲劳曲线,研究了热冲压加工对QSS400钢显微组织和疲劳性能的影响。结果表明:QSS400钢虽然在800℃热冲压成型过程中经历了再结晶及晶粒长大的过程,但由于钢中微量强碳化物形成元素铌的阻碍作用,桥壳材料的显微组织并没有粗化,仍然保持了11级的细小晶粒度,因此疲劳强度也降低得很少,仅减少4%。

最优协调电压紧急控制新模型研究

提出了最优协调电压紧急控制新模型,新模型考虑了负荷动态以及控制的连续/离散特性,在紧急情况下能够从全局意义上协调位于不同地理位置的各种不同类型的控制,以保持系统电压稳定,防止电压崩溃。电压稳定的性能指标采用负荷母线电压偏差的积分形式。基于最优控制原理中的变分原理,严格推导了性能指标相对控制的灵敏度。该灵敏度可以通过准稳态快速时域仿真计算得到,因而可将复杂的、难于处理的最优协调电压紧急控制模型转换为易于处理的混合整数线性规划问题。在新英格兰测试电力系统上的算例研究验证了该模型及其求解算法的有效性。

直流输电准稳态模型有效性的仿真验证

换流器的准稳态模型在高压直流输电(HVDC)工程的规划和设计中得到了广泛的应用,该模型以换流站交流母线电压作为换相电压,以换流变压器的漏抗作为换相电抗,忽略交流系统侧的影响。该文从经典换流理论出发,分析了准稳态模型与经典换流器模型(经典模型)之间的矛盾,并针对不同强度的交流系统,利用仿真的方法,对准稳态模型的有效性进行了验证。仿真结果表明:如果换流站交流母线装设有完善的滤波装置,则多桥换流器中各个换流桥之间可以认为是解耦的,因此,利用准稳态模型计算能够达到工程要求。

一种混合遗传算法在HVDC定电流控制器参数优化中的应用

为了改进遗传算法的局部收敛能力,提出了一种新的融合遗传算法和单纯形法的混合遗传算法。该算法兼具遗传算法的全局收敛性和单纯形法良好的局部收敛能力,当遗传算法陷入停滞后,由单纯形法引导进化方向。针对直流输电定电流控制器参数优化的具体问题,设计了一套系统化混合遗传算法寻优方案,并详尽叙述了该方案的流程及具体实现步骤。该方案选取ITAE为目标函数,直流输电准稳态模型为目标函数的计算模型;PI参数的可行域由基于直流输电PSCAD/EMTDC模型仿真的直流电压稳定性计算确定。最后通过CIGRE HVDC Benchmark模型的PSCAD/EMTDC仿真验证所设计参数优化方案的有效性。

中期电压稳定的并行仿真算法

文章结合电压稳定分析的特点,将并行计算方法应用到描述中期电压稳定的准稳态(quasisteadystate,QSS)仿真分析中。首先将电力网络划分成以树形分层结构相联的子网,处于同一层上的子网相互独立,可并行计算。进行QSS仿真分析时,通过前向简化(底层子网到顶层主网)和后向回代(顶层主网到底层子网)实现对牛顿法线性增量方程的求解。该算法有效提高了微分方程联立求解的效率,为大规模电力系统并行仿真计算的实现提供了新方法。在新英格兰10机39节点测试系统和我国山西电网系统上对算法的可行性进行了验证。

交直流系统暂态仿真中换流器的改进准稳态模型

当交流系统发生三相不对称故障时,忽略直流系统负序分量的准稳态模型将给交直流混合系统的仿真带来较大的误差。文中考虑了整流器、逆变器的具体差异,给出了换相电压不对称情况下的直流电压计算方法,编制了换流器的仿真程序,并应用到考虑直流系统负序分量的换流器改进准稳态模型的混合系统暂态计算中,取得了令人满意的结果。

PSD-BPA暂态稳定程序中的新直流输电准稳态模型

为适应大量直流输电工程投产的需要,为电网运行和规划设计等部门提供准确的分析研究手段,对暂态稳定程序中的两端直流输电模型进行深入研究,改进了直流输电系统的模拟方法。在国内广泛应用的PSD-BPA暂态稳定程序中增加一组新的直流输电控制系统模型。新模型中的定电流、定熄弧角、定电压等控制采用参数和特性易于调节的比例积分模块,电流定值计算、低压限流、逆变侧换相失败等主要环节的模拟与实际系统特性更为相近。仿真结果表明,与国内程序原有的直流输电模型相比,新模型能更准确地模拟直流输电系统的动态行为,提高暂态稳定仿真的准确度。

采用不同化学反应源项处理方法的胞格爆轰数值研究

采用一种改进的化学非平衡流解耦方法对Euler反应流方程进行解耦处理,对流项采用五阶WENO格式进行离散,化学反应源项分别采用梯形公式和α-QSS拟稳态逼近两种方法处理,时间步进采用二阶精度的Runge-Kutta方法,对H2/O2/Ar预混气的胞格爆轰进行了二维数值模拟。两种处理方法都得到了合理的三波点结构,计算结果接近,但α-QSS拟稳态逼近处理方法的化学反应较完全,爆轰波传播速度较高;揭示了爆轰波结构的发展变化过程,横波与横波、横波与壁面碰撞引起的二次起爆对爆轰波的稳定发展至关重要;分析了数值胞格结构,胞格长宽比与参考文献基本一致,验证了本计算方法的有效性。

基于半张量积方法与准稳态时域仿真的电力系统中长期电压稳定分析

提出了综合基于半张量积方法的非线性动力学稳定裕度指标与准稳态时域仿真的中长期电压稳定判定方法。建立了中长期电压稳定分析模型。该模型将短期动态平衡方程转化为代数方程,降低了求解稳定裕度指标过程中雅可比矩阵以及海森矩阵的计算复杂度。在此基础上,利用基于半张量积方法的中长期电压稳定指标分析中长期电压稳定性。新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性。

高压交直流并联系统的暂态稳定分析

本文阐述了交直流并联系统暂态稳定分析中的特殊问题,建立了稳定评估的数学模型并提出了相应的算法。通过算例验证了本文模型和方法的正确性。

考虑动态电压安全约束的预防控制粒子群优化算法

基于粒子群优化算法(PSO),提出一种求解含动态电压安全约束的预防控制新方法。文中考虑的含动态电压安全约束的预防控制问题是指,通过优化发电机出力分配、机端电压以及有载调压变压器分接头改善一个可信故障下的电力系统动态电压安全性。该预防控制问题不仅考虑了负荷的动态特性,而且给出了一个启发式的性能指标,即负荷母线电压偏差的积分型指标。所提出的新方法可以处理多种不同的控制类型,既可以考虑连续型控制变量,又可以考虑离散型控制变量,算法具有良好的收敛性,并可获取高质量的最优解。在Nordic 32测试系统进行的仿真验证了所述新方法的有效性。

基于量子理论的秘密共享方案研究

量子秘密共享基于量子力学的特性而不是数学难题假设无条件安全地实现对信息的共享,根据分享的信息形式可以分为对量子态的秘密共享和对经典信息的秘密共享,对经典信息的量子秘密共享方案可以分为基于纠缠态的经典信息秘密共享方案和基于非纠缠态的经典信息秘密共享方案。详细介绍了量子秘密共享这3个研究方向的代表性协议和最新的研究进展,并对量子秘密共享的未来发展作了一个展望。

选择性非催化还原化学机制简化与沉降炉内反应流动的数值模拟

化学反应动力学模型的准确性与计算量的矛盾是限制选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)数值模拟的主要因素。通过敏感性分析和引入准稳态假设,对包含60个组分、371个基元反应的SNCR详细机制—— A机制进行简化,得到包含28个组分、97个基元反应的骨架机制及最终的包含12种主要组分、8步总包反应的简化机制模型,减小了化学反应速率的计算量。进一步利用柱塞流反应器(plug flow reactor,PFR)模型计算,验证了反应温度、停留时间以及氨氮摩尔比等因素影响下简化模型的准确性,与常用的SNCR两步总包反应模型相比,有显著的改进。在此基础上,将简化机制的化学反应速率计算程序以用户自定义函数的形式加入Fluent软件,用一维几何模型验证了在商业计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件平台上使用简化机制进行SNCR反应流数值模拟的可行性,并进一步对沉降炉SNCR过程进行了CFD模拟,研究了温度、扩散、湍流等因素对SNCR的影响,模拟结果与实验吻合良好。

最优协调电压控制间接拉道排列算法

根据准稳态假设建立含连续–离散时间微分–代数方程约束的最优协调电压控制模型。该模型综合考虑长期电压稳定性和控制成本因素,协调不同地理位置和不同种类的控制手段。根据Pontryagin极大值原理建立该协调电压控制问题的1阶最优性条件,该条件是一个典型的两点边值问题。在此基础上采用拉道(Radau)排列法求解这个两点边值问题。该算法具有计算精度高、数值稳定性好等特点。此外,为考虑有载调压变压器变比、可投切电容器组和待切除负荷的离散特性,还在控制模型中引入了二次罚函数的处理方法。以新英格兰39节点系统为基础构造算例,算例结果表明了该方法的有效性。

基于局域区分的新的量子秘密共享方案

Rahaman提出了一种基于局域区分的量子秘密共享方案。在检测阶段,参与者使用特殊的X(Y)基进行局域测量,用来区分这对正交态,从而检测窃听。为了得到更为一般的方案,特将特殊基推广为一般基,并利用一般基得到了一种新的(n,n)门限量子秘密共享方案。与原方案相比,新方案在理论上更具一般性。最后讨论了新方案的安全性。

不同生态环境下籽粒大小相关性状QTL定位

为了揭示不同环境下籽粒大小性状的分子遗传基础,鉴定新的调控籽粒大小相关的基因,为培育适宜籽粒大小的高产优质品种提供新的基因"元件"。以龙稻5(Longdao 5,LD5)和中优早8(Zhongyouzao 8,ZYZ8)杂交衍生的重组自交系(Recombinant inbred lines,RILs)群体为试验材料,采用QTL Ici Mapping v4.0软件基于完备复合区间作图法在不同生态环境下(沈阳,2015;南昌,2016年;海南,2016年)对籽粒大小性状进行QTL分析。在3种环境条件下,龙稻5和中优早8的籽粒大小性状均存在显著差异,在RILs群体中,籽粒大小性状存在较大幅度变异,呈现双向超亲分离,近似于正态分布,这表明籽粒大小性状均为多基因控制的数量性状;不同环境下共检测到35个控制籽粒大小性状相关的QTL,分布于第2,3,4,5,8,10和11号染色体上,单一QTL解释5.76%~38.88%表型变异;4个QTL能在3个环境下稳定表达,分别为q ST8、q SL11、q SV11和q TGW11,7个QTL能在2个环境下被检测到,分别为q SV2b、q ST3、q SLW3、q SLW8、q TGW8、q SW8和q SV8。此外,籽粒大小相关的QTL成簇分布于第2,3,8和11号染色体上,位于第8和11号染色体上检测到的2个QTL簇q SS8(q SW8、q ST8、q SLW8、q SV8和q TGW8)和q SS11(q SL11、q SV11和q TGW11)存在明显的多效性和环境钝感特性,对籽粒大小具有明显的调控作用,其中q SS8可能是一个新的位点。结果对进一步发掘和利用新的水稻籽粒大小相关的QTL具有重要意义。