利用能量-Casimir方法研究充液对称刚体的非线性稳定性

由Newcomb、Arnold等人倡导的能量-Casimir方法是研究非线性运动稳定性的重要方法之一.本文利用能量-Casimir 方法研究了充液轴对称刚体的非线性稳定性充分条件.

大气运动非线性稳定性研究中的能量-Casimir方法

介绍使用能量－Ｃａｓｉｍｉｒ方法（Ａｒｎｏｌ＇ｄ方法）研究大气与海洋运动非线性稳定性所取得的若干新进展，建立了适用于有限振幅、任意空间结构扰动的非线性稳定性判据．用初始状态给出了扰动场在任意时刻的上界与下界估计，提供了关于扰动变化性态的有关信息．对该领域理论研究与应用的深化与发展问题也作了讨论．

砂土中能量桩单桩水平承载特性模型试验研究

为探究能量桩单桩水平承载特性,针对砂土中能量桩在水平荷载下的承载特性进行研究,基于模型试验,分析了水平荷载作用下能量桩在制冷和加热过程中的桩顶位移、桩前土压力以及桩身弯矩等的变化规律。研究结果表明:制冷会引起能量桩桩顶水平位移略微增大,增量为0.48%D(D为桩体直径),而加热会引起较大的桩顶水平位移,达到了2.38%D;制冷和加热在初始阶段会引起桩前土压力增大,初始增长阶段结束后,土压力变化较小,多为缓慢增长或基本不变。相较于初始土压力,制冷和加热结束时的土压力基本呈增长趋势,仅个别埋深处土压力减小。制冷过程中,埋深0%L~40%L(L为有效桩长)范围内的弯矩增大,埋深40%L~100%L位置处的弯矩变化较小;加热过程中,埋深0%L~60%L范围内的弯矩均有所增大,0%L~40%L位置处的弯矩增大最为明显。制冷和加热过程中均在20%L处产生了最大弯矩,最大弯矩的增加量分别为9.93%和10.32%。进一步基于圆孔扩张理论提出了弯矩计算的理论解,并与试验结果进行对比分析,理论计算值与实测值较为吻合。

胍基乙酸对斑点叉尾鮰生长、肝脏抗氧化和肌肉能量代谢的影响

为研究饲料中添加胍基乙酸(GAA)对斑点叉尾鮰生长、肝脏抗氧化以及肌肉能量代谢的影响。本实验共设计4个实验组,分别投喂含0(对照组)、300、600和900 mg/kg GAA(GAA0、GAA300、GAA600和GAA900)的等能等氮饲料,实验周期8周。结果显示,各添加GAA组末均重(FBW)和增重率(WGR)较对照组均有提高趋势,但差异不显著;添加GAA显著影响脏体比(VSI)和腹脂率(IPF),在GAA300组VSI和IPF最低;以IPF和VSI为评价指标,通过二次函数分析获得GAA最适量分别为275和150mg/kg。添加GAA对全鱼水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分均无显著影响,对肌肉中游离氨基酸和脂肪酸均无显著影响,但能显著提高肌肉中羟脯氨酸(HYP)含量,改善肌肉品质。添加GAA可提高肝脏抗氧化能力,其中GAA300组的总抗氧化能力(T-AOC)和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于对照组。添加GAA可改善肌肉能量代谢,其中GAA300组的琥珀酸脱氢酶(SDH)和丙酮酸激酶(PK)活性显著高于对照组。研究表明,饲料中添加GAA对斑点叉尾鮰生长及饲料利用无显著促进作用,但添加150~300 mg/kg GAA能降低斑点叉尾鮰腹部脂肪含量和脏体比,并能提高肝脏抗氧化能力和肌肉能量代谢。

煤矿井下金属结构等效储能模型耦合电磁波能量安全性分析

煤矿井下无线通信设备发射的电磁波能量可以被周围金属结构耦合吸收,这种现象存在点燃矿井内爆炸性气体的危险。现有针对井下金属结构耦合电磁波安全性研究只是对金属结构等效阻性模型耦合电磁波能量进行分析,缺乏对金属结构耦合电磁波能量在时间上积累的储能过程研究。针对上述问题,提出一种适用于金属结构耦合−积累−释放电磁波能量研究的等效储能结构模型,即金属结构等效容性储能模型与金属结构等效感性储能模型。首先通过低衰减度传输线模型,推导出发射天线输出功率、发射天线与金属结构之间距离与接收端感应电压之间的关系。然后建立金属结构等效储能模型,推导出接收端参数与放电火花能量之间的数学关系式,分析了接收端参数对放电火花能量的影响。最后通过接收端感应电压与感应电压有效值的关系,推导出发射天线输出功率、发射天线与金属结构之间距离与放电火花能量之间的数学关系式,分析了发射天线输出功率、发射天线与金属结构之间距离对放电火花能量的影响,并给出在其他参数确定情况下2种金属结构等效储能模型各自的理论参考安全点。仿真结果表明:①对于金属结构等效容性储能模型,放电火花能量随着等效储能电容、接收端感应电压有效值增大而增大,安全点向左偏移,对等效储能电容、接收端感应电压有效值的安全要求变得严苛。②放电火花能量随着发射天线功率增大而增大,随着发射天线与金属结构之间距离增大而减小,得到金属结构等效容性储能模型理论参考安全点。③对于金属结构等效感性储能模型,放电火花能量随着等效储能电感、接收端感应电压有效值增大而增大,安全点向左偏移,对等效储能电感、接收端感应电压有效值的安全要求变得严苛。④放电火花能量随着发射天线功率增大而增大,随着发射天线与金属结构之间距离增大而减小,得到金属结构等效感性储能模型理论参考安全点。⑤对比2种金属结构储能模型理论参考安全点,得到金属结构等效容性储能模型的危险性远大于金属结构等效感性储能模型的结论。

人类命运共同体的文化构建与文明新能量的增添

人类命运共同体的文化构建体现出当代中国推动世界文明发展进步的使命和担当。文化构建需要正确把握主体性原则,超越认识论层面的主体认知限度以汇聚人类共同意识,探寻符合人类普遍利益的共同价值。人类的共同价值内蕴着世界普遍联系和相互作用的公共性特质,公共性体现了社会成员共同的存在状态,公共性的凝合过程构成了共同价值生成机制的具体表征。人类命运共同体的文化构建具有深厚的中华优秀传统文化基因,是中华文明与其他文明交流互鉴、相互融合的产物。人类命运共同体的文化构建超越了认知主体性的二元对立思维,在价值维度上致力于凝聚指向公共性的全人类共同价值,为世界文明的发展增添了新能量。

轨道交通能量互馈式交流牵引传动综合测试系统的设计

针对轨道交通牵引传动系统性能测试与特性试验需求,设计一种列车交流牵引传动测试系统。系统由四象限整流器、DSP控制单元、牵引变流器、负载变流器、牵引电机与负载电机组成。牵引变流系统采用全新的“双变流器--交流电机负载反馈”方案,能量通过直流侧在牵引电机与负载电机之间互馈,避免试验过程中能量的大量消耗。系统可实现牵引变流器的牵引/制动工况性能测试,牵引电机性能测试、特性试验与功率测量,具有高智能化与自动化、安全可靠、测试准确度高、能量利用率高的优点。

双能量CT非线性融合和噪声优化的虚拟单能量图像技术在喉鳞状细胞癌中的应用

目的:探讨双能量CT线性融合图像(linear blending imaging,LBI)、非线性融合图像(nonlinear blending image,NBI)和噪声优化的虚拟单能量图像(noise-optimized virtual monoenergetic image,VMI+)技术在喉鳞状细胞癌中的应用价值。方法:回顾性分析2019年6月至2022年3月61例经病理证实为喉鳞状细胞癌患者的双能量CT资料。双能量图像采用LBI[融合系数为1(80 kV)和0.6(M0.6)]、NBI和VMI+(40 keV、55 keV)技术重建。比较5组图像的客观图像质量[对比噪声比(contrast-tonoise ratio,CNR)、肿瘤CT值、噪声]和主观图像质量(肿瘤边界评分和整体图像质量评分)。结果:40 keV的CNR、肿瘤CT值和肿瘤边界评分均明显高于80 kV、M0.6、NBI和55 keV,差异均有统计学意义(均P<0.05)。NBI的整体图像质量评分明显高于80 kV、M0.6、40 keV和55 keV,差异均有统计学意义(均P<0.05)。NBI的噪声明显低于80 kV、40 keV和55 keV,差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论:在喉鳞状细胞癌的双能量CT中,采用VMI+技术(40 keV)能提供更好的CNR、肿瘤CT值和肿瘤边界,采用NBI技术能提供更低的噪声和更好的整体图像质量。

考虑电动汽车充放电的输配协同能量-灵活性市场出清机制

为应对输电网对灵活性资源的迫切需求,挖掘配电网分布式资源的灵活性支撑潜力,首先,构建市场环境下电动汽车的车-网互动响应模型,分析不同充放电方式下电动汽车的需求响应能力,为电动汽车参与市场环境下电网调度控制提供模型基础;然后,计及配电网运营商对需求侧灵活性资源的聚合作用,以购买电力和灵活性资源总成本最低为目标,构建考虑电动汽车充放电方式的输配协同能量-灵活性市场出清模型,通过协调控制输配电网中各类灵活性资源来满足输电网的灵活性需求;最后,通过修改的IEEE 33节点输电网与2个IEEE 33节点配电网耦合的测试系统对所提输配协同能量-灵活性市场出清方法的有效性进行分析与验证。结果表明,所提方法可提升电力系统的运行经济性和灵活性。

基于条件风险价值的虚拟电厂参与能量及备用市场的双层随机优化

为充分发挥虚拟电厂的灵活性价值,提出了虚拟电厂参与电能量及备用辅助服务市场的双层随机优化模型。上层基于条件风险价值理论建立了虚拟电厂参与电能量及备用辅助服务市场的两阶段风险决策模型,其中,第一阶段考虑新能源不确定性的潜在风险,建立了虚拟电厂参与能量和备用辅助服务市场的投标报价模型,第二阶段针对不同场景下的新能源出力建立了以虚拟电厂期望运行成本最小为目标的分布式资源优化调度模型;下层在已知各市场主体的投标报价信息后,开展电能量市场及备用辅助服务市场的联合出清。仿真分析表明,所提方法能够有效指导虚拟电厂规避新能源不确定性的潜在风险,并通过将备用价格提高到下一个边际机组的报价从而增加自身利润。

基于分布鲁棒优化的车-站-网日前能量管理与交易

为考虑上级电网电价、光伏出力等多重多层级不确定性对车-站-网互动博弈模型的影响,且充分体现配电网主动管理技术支撑效果,文中提出了一种基于分布鲁棒优化的车-站-网能量管理与交易方法。首先,针对主动配电网内多元主体能量管理与交易问题,建立了配电网运营商、充电站和电动汽车的日前市场互动框架。其次,融合主动网络管理技术和网络约束,在配电网运营商与聚合了电动汽车的多个充电站之间构建了以多主体各自利益最大为目标的双层Wasserstein分布鲁棒互动博弈模型。然后,提出了结合Karush-Kuhn-Tucker条件、对偶原理和大M法的化简方法以解决多层级不确定性造成的求解难题,将双层Wasserstein分布鲁棒模型转化为单层混合整数二阶锥规划模型,并利用商业求解器YALMIP/GUROBI进行了求解。最后,通过算例仿真验证了所提模型和方法的有效性。

低温对民猪骨骼肌线粒体能量代谢基因的影响

为了探究低温环境下民猪肌肉组织内与线粒体能量代谢相关基因的变化情况,以解析民猪抗寒特性的遗传机制。将9头体质量相近的母猪随机分成3组,每组3头,在冬季将其中2组置于室外半敞篷舍内饲养,分别处理3 d(急性低温处理组)和58 d(慢性低温处理组),1组置于常规舍内饲养,作为对照组。以背肌为试验材料,采用PCR array方法,对90个与线粒体能量代谢相关基因的表达水平进行检测。结果表明,与对照组相比,急性低温处理组基因的表达水平差异不显著,但慢性低温处理显著改变 ATP5H、 ATP5L、 ATP6V1G3、 COX5A、 COX7A2、 COX7A2L、 NDUFS4、 SDHB、 UQCRQ和 GADD45B基因的表达水平,尤其是 GADD45B,达到了极显著水平(P<0.01),这些基因均为编码OXPHOS系统亚基基因,推测慢性低温诱导了背肌ATP的生成。对 GADD45B基因进一步分析发现,该基因在哺乳动物中高度保守,基本符合分子进化规律,表达具有明显的组织特异性。急性低温处理对民猪背肌内ATP的生成影响不显著,但慢性低温处理诱导ATP的生成,以维持体温恒定。

饥饿对四川华鳊能量代谢与低氧耐受特征的影响

为了研究饥饿对四川华鳊(Sinibrama taeniaus)能量代谢和低氧耐受特征的影响,在25℃条件下分别测定经不同饥饿时间(0,3,7,14和28 d)实验鱼的静止代谢率(R_(MR))、运动后过量耗氧(E_(POC))和低氧耐受参数.结果表明:随饥饿时间的延长,四川华鳊R_(MR)和最大代谢率(M_(MR))均下降,E_(POC)增加(p<0.05);在各饥饿处理组,R_(MR)与M_(MR)之间呈显著正相关(r=0.984,n=5,p=0.002),R_(MR)与E_(POC)之间呈显著负相关(r=-0.906,n=5,p=0.034),表明四川华鳊经饥饿后,由于维持能量下降,会伴随有氧代谢能力减弱.四川华鳊临界氧压(P_(crit))下降(p<0.05),失去平衡点(L_(OE))也有所下降,但差异无统计学意义;在各饥饿处理组中,R_(MR)与P_(crit)之间呈显著正相关(r=0.950,n=5,p=0.013),R_(MR)与L_(OE)之间具有正的趋势,但相关性无统计学意义,表明经饥饿后,四川华鳊低氧耐受能力有所增加.研究提示,饥饿后四川华鳊最大功率遭致削弱,将影响其他生理功能,但在低氧耐受能力方面具有一定的补偿作用,这可能是其应对资源匮乏的适应,是经长期自然选择的结果.

自适应双稳态浮子式波浪能发电装置在不规则波中的能量捕获性能研究

传统双稳态波能装置已被证实在规则波中可以通过添加“自适应”特性,来解决由阱内振荡引起的低能量吸收问题。本文以自适应双稳态浮子式波浪能发电装置为研究对象,探讨装置在不规则波中的能量捕获性能情况。通过四阶龙格库塔法数值求解装置的运动控制方程,探究在不同装置参数下,自适应双稳态浮子式波浪能发电装置和传统双稳态浮子式波浪能发电装置以及线性浮子式波浪能发电装置的能量捕获性能表现。结果表明,选取适当的装置参数可以使自适应双稳态浮子式波浪能发电装置显著提升能量捕获性能,而且与线性和常规双稳装置相比,更适应于实际海况中波浪能量捕获。

甘肃温室葡萄生产的能量利用与碳足迹研究

【目的】探明甘肃温室葡萄生产的能量投入和碳足迹构成,识别主要的碳排放贡献因子,为温室葡萄清洁生产提供依据。【方法】以甘肃温室葡萄为研究对象,将温室葡萄栽培区分为兰州市永登县及武威市凉州区、古浪县、天祝县华藏寺镇和天祝县哈溪镇5个不同海拔区域,通过农户调查获得2019年葡萄生产数据,核算温室葡萄生产各环节的能量输入、能量输出和碳排放,对比分析不同海拔区域温室葡萄生产的能量利用效率、能量生产率、净能量、比能和碳足迹。【结果】甘肃温室葡萄生产的能量输入为273862~434421 MJ/hm^(2),能量输出为170723~327962 MJ/hm^(2),葡萄产量为14460~27793 kg/hm^(2),属于高投入高产出型。甘肃温室葡萄生产的能量利用效率为0.45~1.13,能量生产率为0.038~0.096 kg/MJ,净能量为-263798~2496 MJ/hm^(2),比能为13.51~44.85 MJ/kg;直接能量投入和可再生能量投入占比低,间接能量投入和不可再生能量投入占比高。单位面积碳足迹和单位产量碳足迹分别为32959~55075 kg/hm^(2)和1.59~5.70 kg/kg,碳足迹很大程度上来源于氮肥的投入,其占比达45.5%~62.4%。不同区域相比,天祝县哈溪镇温室葡萄生产的能量输入低,能量输出和产量较高,能量利用效率和能量生产率也较高,净能量最大且为正值,比能最小,单位面积碳足迹和单位产量碳足迹均最小;天祝县华藏寺镇能量利用指标最差,碳足迹最大。【结论】甘肃温室葡萄生产的能量利用效率较低,碳足迹较高,能量利用效率的提高和碳足迹的降低空间均较大。因此应采取降低氮肥使用量、优化氮肥与有机肥配比等科学合理的管理措施,提高甘肃温室葡萄生产的能量利用效率,降低碳足迹,改善其环境效应。

阿根廷滑柔鱼能量积累的食物组成及其生态角色的研究进展

阿根廷滑柔鱼(Illex argentinus)是生长速度快、终生一次繁殖产卵、生命周期短的大洋浅海性头足类,也是世界上重要的经济物种。在西南大西洋生态系统中,阿根廷滑柔鱼发挥着重要的“生物泵”作用。在短暂的生命周期里,阿根廷滑柔鱼具有索饵–生殖洄游的生活史特征,并采取收入–资本混合型的生殖投入策略,即以现场摄食饵料吸收转化的能量投入为主、肌肉存储能量投入为辅。在不同的栖息海域与生长发育阶段,阿根廷滑柔鱼具有不同的食物组成。本文扼要概述阿根廷滑柔鱼的组织能量积累特点、能量积累过程的食物组成变化以及在西南大西洋生态系统中作为能量传输者的生态角色。同时,探讨了阿根廷滑柔鱼能量积累需求与洄游、摄食策略的关系,并对阿根廷滑柔鱼作为海洋食物网能量传输者的生态角色在气候变化、渔业活动背景下的变化做了展望分析,可为持续开发该种类资源提供资料参考。

牛支原体能量耦合因子转运蛋白S组件Mb BioY摄取外源生物素的功能分析

牛支原体(M.bovis)感染与生存依赖于外界微环境提供的各类营养代谢因子。开展M.bovis外源生物素摄取的机制研究,将对M.bovis防控具有极其重要的意义。通过对M.bovis PG45 Mb BioY(MBOVPG45_0349)基因进行系统发育分析、分子对接分析,筛选M.bovis PG45 Mb BioY突变株,比较PG45和PG45ΔMb BioY的生物素敏感性,异源构建Mb BioY功能性克隆验证其功能。结果表明,PG45染色体上存在一种崭新的生物素膜转运蛋白,全长996 bp,GC含量30.95%,蛋白长度为332个氨基酸,是由7个跨膜结构域组成的能量偶合因子(ECF)转运蛋白S成分Mb BioY。进一步验证后发现,当M.bovis缺失Mb BioY会影响其生长,表现出生物素代谢营养缺陷的表型。通过异源敲入生物素代谢营养缺陷大肠杆菌MG1655,表明Mb BioY单独存在时,就能够恢复生物素代谢营养缺陷大肠杆菌缺失株的生理功能。初步证明,Mb BioY编码的是能量偶合因子(ECF)转运蛋白的S成分具有摄取外源生物素的能力,该研究结果将补充细菌生物素代谢调控的多样性和复杂性,为M.bovis的有效防控提供独特视角。

心脏除颤仪在生命周期不同阶段的能量释放调查与分析

目的:针对心脏除颤设备的不同生命周期阶段,分析除颤设备能量输出的性能特征,提升管理水平以保证设备使用的安全有效。方法:回顾性分析2015-2022年医院在用(含期间报废设备)的861290、CardioServ等10个型号的90台除颤设备,统计分析除颤设备的能量输出检测数值、计算释放能量误差。将使用初期(设备启用前3年)的36台除颤仪按照年份分为启用第1、2和3年,比较3年设备能量输出数据。将使用正常期(使用中期)数量最多的型号A和型号B除颤仪(41台)依据2018-2000年3年的能量释放校准数据,分析两个型号设备在100 J预置值时释放能量的差异。分析2015-2022年报废期的8台能量输出超限设备的能量释放误差。结果:使用初期3组设备数据,设备启用的第1、2年除颤仪在预置值的能量释放值100、150和200 J比较,差异均无统计学意义(t=-1.17、-0.17、-0.58,P>0.05);设备启用的第1、3年测量值比较,差异均无统计学意义(Z=-0.70、-0.38、-0.86,P>0.05)。在对正常期设备的能量释放重复测量方差分析中,不同型号41台设备在100 J预置点的能量释放比较,差异有统计学意义(F=4.40,P<0.05)。能量超差的除颤仪从初期开始能量释放一直偏高,且随预置能量增加,相对误差增大,设备重复性好,预置能量(x)与释放能量(y)之间符合线性关系(R2=0.9985)。在用除颤设备中,>100 J预置点的能量输出合格率为97.68%。结论:不同型号除颤设备能量释放的均值在合格范围内略有差异,能量输出仍是除颤设备应重点关注的性能指标,应结合设备的维护维修数据深入分析,掌握设备运行状态,优化质量控制策略,确保除颤器临床使用的安全性。

基于不同能量回收模式的燃料电池系统性能增益研究

为减小燃料电池进气增压寄生功、提高系统效率,建立了以径流涡轮回收阴极排气能量的高功率燃料电池电化学、动力学与热力学系统模型,修正了基于NTU-ε法的中冷器性能预测方法,研究了单级增压−能量回收与顺序增压−能量回收模式下径流涡轮回收燃料电池阴极废气能量的效能.结果表明,整体能量回收效率随着电堆负载电流增加呈降低趋势;相比于单级增压−能量回收模式,在额定工况点与非额定工况点下顺序增压−能量回收模式的能量利用率增益显著.优化后的运行方案阴极排气能量利用率最高可提升28.9%,系统效率提升幅值达2.79%.

行星际超低噪声三维能量粒子谱仪设计

太阳系能量粒子的起源和加速一直是空间物理学的重要前沿课题之一.在行星际空间中观测到的太阳系能量粒子主要分为两类:一类是持续存在的“太阳风能量粒子”,另一类是间歇性的“太阳能量粒子事件”.受限于以往行星际粒子探测器的灵敏度还不足够高,人类迄今仍未洞悉这些能量粒子起源和加速的物理过程与本质.本文设计了技术指标均为国际领先水平的行星际超低噪声三维能量粒子谱仪,采用双端望远镜结构(一端利用薄膜阻挡质子技术实现高灵敏电子探测,另一端利用磁场偏转电子技术实现高灵敏质子探测),结合多层、多像素半导体探测器阵列和覆盖近4π立体角的大视场设计,实现对行星际空间中20~1000 keV电子和25~12000 keV质子的三维分布进行高时间分辨率、高角度分辨率和高能量分辨率探测,用以揭示太阳系能量粒子起源和加速的机理,满足我国行星际探测和即将开展的深空探测的迫切需求.