设施生菜光合和蒸腾速率影响因素分析与预测模型构建

光合速率及蒸腾速率是植物的2个重要生理指标。在全人工环境下,选取意大利生菜作为对象,设计并开展多环境变量对生菜光合速率及蒸腾速率影响的嵌套实验,得到环境因子对生菜光合速率及蒸腾速率的影响规律,应用神经网络构建生菜幼苗期光合速率及蒸腾速率预测模型。针对幼苗期生菜,选择温度、相对湿度、光子通量密度(Photosynthetic photon flux density, PPFD)及CO_(2)浓度共4个环境影响因素,采用随机森林方法对数据进行相关性分析。结果表明,与蒸腾速率相关性由大到小的因素依次为CO_(2)浓度、温度、相对湿度、PPFD,与光合速率相关性由大到小的因素依次为CO_(2)浓度、PPFD、温度、相对湿度;采用枚举法确定隐藏层节点数和训练函数,通过遗传算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,构建GA-BP神经网络生理指标预测模型。应用测试数据对模型进行验证,光合速率及蒸腾速率预测值与实测值的决定系数分别为0.962 12、0.979 44,均方根误差(RMSE)分别为2.983 2μmol/(m^(2)·s)、0.001 435 8 mol/(m^(2)·s),表明GA-BP神经网络在模型精度和迭代次数方面性能显著提高。研究结果可为设施生菜生产环境调控提供有效依据。

温度压力对煤中甲烷解吸速率影响的试验研究

解吸速率对煤层瓦斯涌出规律、煤层气井见气时间和服务年限有重要影响。随着煤层埋藏深度的增加,温度压力对甲烷吸附量有明显的控制作用,当前对于温度压力对解吸速率的影响关注相对不足。为了研究温度压力对煤层甲烷解吸速率的影响,用同一样品开展不同温度压力条件下的等温吸附/解吸试验,获得不同平衡压力段的吸附量-时间数据,利用吸附动力学模型拟合出解吸速率-时间曲线,甄选出3个评价参数研究温度压力对解吸速率的影响。研究表明:不同压力下的解吸速率均随着时间推移呈现指数降低的变化规律。解吸速率常数、相对初始解吸速率、中值解吸量时间能够从不同角度反映解吸速率的变化过程,其中解吸速率常数和相对初始解吸速率均随着温度和压力的升高而增加,中值解吸量时间随温度和压力的升高而减小。结合鄂尔多斯盆地保德区块的温度/压力梯度可知,在1000 m以浅时解吸速率受温度和压力的双重控制,随深度增加而不断增高;1000~1735 m随深度增加压力效应逐渐降低,温度效应依然明显。

卸载速率对卸载诱发注浆加固节理岩体滑移行为影响的试验研究

为研究卸载速率对水泥注浆加固节理花岗岩卸载诱发滑移行为的影响,利用TATW-2000岩石三轴试验系统对接近临界应力状态下的注浆加固节理花岗岩进行了恒轴压分级卸围压的诱发滑移试验,卸载速率分别为0.1、0.5、1、5、10 MPa/min。研究表明:(1)在剪切滑移过程中,岩-浆黏结界面会相互磨损,花岗岩会在水泥断面表面留下大量微划痕。随着卸载速率升高,节理粗糙度系数(joint roughness coefficient,JRC)值分别为17.52、16.25、15.65、12.82、10.72,这表明卸载速率越大,水泥断面表面的微划痕越小。(2)各围压卸载期内的平均剪切滑移速率随卸载速率变化关系符合幂函数关系,平均剪切滑移速率随卸载速率的升高而升高,但升高速率逐渐减小。在应力-应变滞后效应的影响下,各围压保持期内的平均剪切滑移速率也随卸载速率的增加而增加。卸载速率为0.5、1、5、10 MPa/min时,围压保持期的平均剪切滑移速率远小于围压卸载期的平均剪切滑移速率;卸载速率为0.1 MPa/min时,围压卸载期和围压保持期的平均剪切滑移速率相对差距较小。(3)动态滑移的平均剪切滑移速率比蠕变滑移的平均剪切滑移速率高一个数量级。蠕变滑移和动态滑移的平均剪切滑移速率随卸载速率的升高而升高,持续时间随卸载速率的升高而减小。(4)卸载速率小于1 MPa/min时,试样发生失稳滑移时对应的围压与卸载速率呈正相关,卸载速率大于1 MPa/min时呈负相关。

不同施氮量对春小麦灌浆速率和产量的影响

【目的】研究不同施氮量对小麦籽粒灌浆进程的调控效应,分析滴灌条件下春小麦产量的提升潜力,为确定不同品质类型小麦品种适宜施氮量提供理论依据。【方法】以11个新疆审定的春小麦常规品种和1个现阶段正在培育的品系为材料,设置4个施氮水平处理,研究施氮量对不同春小麦品种(系)籽粒灌浆特性和产量的影响。【结果】不同施氮水平下小麦籽粒灌浆趋势均呈现为“S”型,随着施氮量的增加,小麦籽粒的干物质积累量达到最高籽粒千粒重后,积累的有效籽粒干物质重不增反降,但下降程度有所减缓。新春6号、新春37号、核春137表现为灌浆强势品种,新春11号、新春21号、新春29号表现为灌浆弱势品种。100 kg/hm^(2)低氮水平下,新春17号和核春615产量达最高水平;200 kg/hm^(2)中氮水平下,新春6号、新春11号、新春26号、新春29号、新春37号、新春39号、核春121和核春514共8个春小麦品种产量达最高水平;300 kg/hm^(2)高氮水平下,核春137和新春21号产量达最高水平。【结论】4个施氮水平下,最大灌浆速率V max与平均灌浆速率Vs均呈极显著正相关,平均灌浆速率Vs与灌浆总天数T均呈负相关。公顷产量Y与千粒重A、最大灌浆速率V max、平均灌浆速率Vs、达到最大灌浆速率所用天数T max、灌浆总天数T均呈正相关。

川西理塘-义敦断裂措普湖段第四纪晚期滑动速率与古地震序列

理塘-义敦断裂是川滇菱形块体内部一条延伸约130 km的全新世活动的左旋走滑断裂带,是川西理塘地区地震活动的重要控震构造,目前其北段的措普湖段研究程度相对较低。将理塘-义敦断裂措普湖段作为研究对象,运用野外勘察、高精度测绘、探槽与14C测年等方法对措普湖段进行滑动速率和古地震探究。开挖的2处探槽位于冬欧山坡麓处,通过识别探槽内断裂与地层的切割关系、地层沉积特征、断层运动性质等标志;共识别出4次古地震事件:事件Ⅰ发生于BC 3382±60 a之前;事件Ⅱ发生于BC 3382±60 a~BC 1094±51 a之间;事件Ⅲ与事件Ⅳ均发生于AD 1330±44 a之后。可以推断理塘-义敦断裂措普湖段具有大概率的古地震复发间隔为2.4 ka左右,不排除有小概率复发间隔0.4±0.3 ka的可能。理塘-义敦断裂措普湖段古地震事件与大毛垭坝段和理塘段古地震事件之间存在差异,但是不同分段断裂的地震活动性在全新世以来均表现出持续增强趋势。根据测绘断错地貌和末次冰期冰碛垄推算出晚更新世以来措普湖段平均滑动速率为4.15±0.5 mm/a,与理塘-义敦断裂第四纪晚期不同分支滑动速率处于同一量级水平。文章完善了理塘-义敦断裂的构造特征全貌和古地震、滑动速率等信息,有助于更好地理解该断裂及该地区地震活动史和构造变形模式,为今后地震的中长期预测提供更多的数据,同时也有助于川藏铁路沿线相关工程的地震风险评估。

加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响

为探究加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响,开展16根RC梁(质量损失率0%~8.7%)在不同加载速率(0.5~300 mm/min)下的粘结性能测试,据此提出考虑加载速率和钢筋锈蚀影响的粘结强度计算公式,并开展锈蚀钢筋混凝土梁粘结力学行为的数值模拟,分析高加载速率(30~30000 mm/min,应变率10^(-4)~10^(-1)s^(-1))下锈蚀梁的粘结滑移力学行为。研究表明:(1)加载速率对锈蚀钢筋混凝土梁式试件的粘结应力-滑移曲线形状以及粘结强度与残余粘结强度的比值影响不大;(2)随着加载速率的增加,锈蚀钢筋与混凝土的粘结强度和残余粘结强度显著增加,粘结区应力峰值显著增加并逐渐向加载端靠近;(3)本工作提出的考虑加载速率和钢筋锈蚀影响的粘结强度计算公式在0.5~30000 mm/min的加载速率范围内有很好的适用性。

不同围压及加载速率下的塑性混凝土动力特性研究

为研究塑性混凝土在三向应力状态下的动力特性与破坏规律,设计符合工程实践的配合比方案,借助动三轴试验仪开展了其在不同围压和不同加载速率条件下的强度、应力及应变规律研究。最后依据试验成果建立了基于Bresler-Pister三参数的强度准则。结果表明:塑性混凝土抗压强度与加载速率呈近线性正相关,材料抗压强度小于5.0MPa时对低加载速率更敏感,抗压强度大于5.0MPa时对高加载速率更敏感;不同加载速率下材料应力-应变规律基本一致,当应变达到1.47%~1.90%后其应力出现峰值,随后大幅度降低;不同围压条件下塑性混凝土抗压强度随围压的增加同样呈线性增长趋势,随着围压的提高,塑性混凝土峰值应力维持时间越长,材料抗裂性能越好;基于Bresler-Pister的强度准则公式其计算剪应力与三轴实测误差在1.61%~4.35%之间,基本反映了材料的变形破坏规律。

成熟期水稻种子脱水速率全基因组关联分析

[目的]籽粒脱水速率直接影响种子的安全收获和快速干燥。选育成熟期籽粒含水量低、脱水速率快的品种,可保障种子质量,降低生产成本。[方法]采用来自82个不同国家和地区的165份水稻核心种质作为试验材料,将成熟期种子脱水速率表型与基因型相结合进行GWAS分析,挖掘调控种子脱水的关键基因,为培育和创制脱水快速品种奠定基础。[结果]1)对165份水稻核心种质群体脱水速率性状进行描述性统计分析,结果显示2年脱水速率性状均呈连续性偏正态分布,2年快速脱水的脱水速率性状在年际间具有显著相关性。不同亚群之间快速脱水与慢速脱水速率正相关。2)GWAS关联分析共获得与脱水速率显著关联的SNP 170个,QTL 36个。通过LD分析定位到6个与脱水速率密切相关的QTL,分别为qGDR2.3、qGDR4.1、qGDR4.2、qGDR6.1、qGDR6.4、qGDR10.1。[结论]这些QTL区间内主要候选基因OsPIP1;1、Os TIFY9、Osb ZIP48、Os ATG8b、OsDREB1C、Os SCP46与水分转运活性、信号转导、转录调控、抗氧化防御密切相关,推测它们与成熟期水稻种子脱水速率相关,可作为候选基因。

基于IAOA-KELM的储气库注采管柱内腐蚀速率预测

针对储气库注采管柱的内腐蚀速率预测问题,建立了基于阿基米德优化算法(Archimedes Optimization Algorithm,AOA)与核极限学习机(Kernel Extreme Learning Machine,KELM)相结合的模型提高腐蚀速率预测精度。通过引入佳点集、改进密度降低因子、采用黄金正弦算法缩小搜索空间,提高局部开发能力,利用改进阿基米德优化算法(Improved Archimedes Optimization Algorithm,IAOA)优化KELM正则化系数(C)和核函数参数(γ),进而建立IAOA-KELM储气库注采管柱内腐蚀速率预测模型;使用MATLAB软件运用该模型对某注采管柱内腐蚀数据集进行学习与预测,将IAOA-KELM模型与KELM、粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)-KELM、AOA-KELM结果进行预测误差对比。结果表明,IAOA-KELM模型的预测值与实际值较为拟合,其E RMSE为0.65%,E MAE为0.39%,R 2为99.83%,均优于其他模型。研究表明,IAOA-KELM模型能够更为准确地预测储气库注采管柱内腐蚀速率,为储气库注采管柱的运维及储气库的健康管理提供参考。

川滇主要断裂带应力应变积累速率的三维有限元模拟:初步结果

川滇地区构造活动强烈,活动断裂众多,强震活动频繁.了解主要活动断裂的应力应变积累速率对于评估该区的长期地震危险性具有重要参考作用.本文新建立川滇地区及其主要活动断裂的三维黏弹性有限元模型,其中考虑了该区的岩石圈结构分层以及介质在水平和深度方向的不均匀性;采用1996—2018年的平均GPS水平速度场约束模型的侧边界,同时考虑川滇地块深部介质的拖曳力过程,模拟计算了构造加载作用下模型的动力学响应——区域变形特征和断裂的应力积累速率.模拟的位移场能很好拟合GPS观测的速度场,模拟的水平主应力方向在川滇块体和华南块体西缘与地震震源主应力方向相符,反映所建模型与模拟结果有较好的可信度.尝试将模拟的应力积累速率与基于GPS/GNSS观测的应变速率相结合,计算能反映区域地壳应变积累程度的弹性应变能密度分布;讨论了主要断裂带的背景应力、弹性应变能密度和库仑应力积累速率与M≥6.0地震发生的关系.结果显示除了模型边界附近的应力奇异地带外,川滇其余地区1996年以来M≥6.0地震大多数发生在模拟应力积累速率高或次高的断裂带(段),以及弹性应变能密度积累速率中偏高的断裂带(段).在模拟的背景应力速率高而且库仑应力增长快的龙门山断裂带南段和鲜水河断裂带最南段,分别在本文写作和定稿阶段发生2022年6月1日四川芦山M6.1地震和2022年9月5日四川泸定M6.8地震.认为研究区具有类似高或者次高的模拟应力和弹性应变能密度积累速率、但至今无强震发生和记录的断裂带(段),潜在的地震危险性需要关注.

基于场景流的可变速率动态点云压缩

针对现有的动态点云压缩神经网络需要训练多个网络模型的问题,提出基于场景流的可变速率动态点云压缩网络框架.网络以原始动态点云为输入,利用场景流网络进行运动向量估计,在压缩运动向量和残差的同时,引入通道增益模块对隐向量通道进行评估和缩放,实现可变速率控制.通过综合考虑运动向量损失和率失真损失,设计新的联合训练损失函数,用来端到端地训练整个网络框架.为了解决动态点云数据集缺少真实运动信息标签的问题,基于AMASS数据集制作带有运动向量标签的人体数据集,用于网络的训练.实验结果显示,与现有的基于深度学习动态点云压缩方法相比,该方法的压缩比特率下降了几个数量级,与静态压缩网络单独处理每帧的重构效果相比,该方法有5%~10%的提升.

含钪超高强铝合金在应变速率10^(-3)s^(-1)下的热流变及动态再结晶行为

采用等温热压缩实验和电子背散射衍射分析技术,研究了Al-11.1Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.05Sc合金在应变速率10^(-3)s^(-1),变形温度653~733 K条件下的热流变及动态再结晶行为,建立动态再结晶临界应力、临界应变、相对含量、晶粒平均尺寸的拟合方程。结果表明:相关特征参数的拟合方程可以较好地描述含钪铝合金在实验条件范围内的动态再结晶行为。变形温度的升高会增加晶粒内部的取向差,减弱晶粒沿法向的择优取向,有助于动态再结晶的发生。动态回复是含钪铝合金的主要软化机制。随着温度的变化,铝合金微观组织存在不连续动态、连续动态及几何动态三种再结晶机制。

非理想CSI下IRS辅助MISO保密速率最大化方法

基于智能反射面辅助多输入、单输出的安全无线通信系统,提出一种最大化系统保密速率为目标联合主被动波束形成算法.考虑非理想信道状态信息下基站发射波束成形向量和无源智能反射面相移矩阵联合优化设计问题.为解决非凸分式规划问题,通过Charnes-Cooper变换引入两个辅助变量,将单项分式问题转化为差的形式,同时采用一种交替迭代优化联合半正定松弛方法,得到易于求解的凸问题.仿真实验结果表明,该算法相比传统算法,有效提升了系统的安全性,保密性能提升10%~30%,且在一定信道状态信息误差下保密速率下降不明显,具有较强的鲁棒性.

EPDM非线性力学行为及其拉伸速率特性研究

为研究三元乙丙(ethylene propylene diene monomer, EPDM)力学行为的拉伸速率依赖性,分别开展了拉伸速率为3、30、300、500 mm/min下EPDM的单轴拉伸实验,分析了EPDM非线性力学行为规律及其拉伸速率特性。基于分数阶Kelvin-Vogit模型、ZWT模型和OGDEN模型,对应变160%时不同拉伸速率的实验曲线进行了拟合,对比研究了模型的表征能力。结果表明,EPDM全程加载曲线呈典型“S”型,具有显著的非线性迟滞特性,且拉伸速率越大迟滞环面积越大,阻尼损耗能力越强;在应变大于68%阶段,EPDM力学行为的拉伸速率特性显著,并呈现硬化现象。分数阶Kelvin-Vogit模型和OGDEN模型适用于EPDM在低拉伸速率下、应变低于68%阶段黏弹性材料的力学行为的表征;ZWT模型适用于EPDM在高拉伸速率下应变高于100%阶段黏弹性材料的力学行为的表征,且ZWT模型在低拉伸速率下也具有较好的拟合效果。研究结果可为EPDM制品的性能评估及优化提供有益参考。

碳中和背景下的海洋微生物呼吸速率测定方法研究进展

全球气候变化与人类活动导致的CO_(2)排放息息相关。海洋是净吸收大气CO_(2)的重要环境,因此影响海洋碳存储能力的生物地球化学过程成为研究热点。海洋微生物的呼吸作用是调节碳“源-汇”转换的关键生物过程之一,呼吸速率是海区碳收支研究的重要参照指标。依据不同生物化学原理,海洋领域研发了多种微生物呼吸速率测定方法。依据海洋水文环境和微生物群落等不同应用场景的差异,使得采用一种或多种方法准确测定呼吸速率具有重要意义。文章着重陈述了各种呼吸速率测定的原理、优缺点和适用范围等,系统分析了常规测定方法和前沿测定技术,为碳中和背景下的海洋碳汇关键过程解析提供技术选择的理论支撑。

不同注液速率水力压裂多裂缝扩展规律研究

为了分析影响水力压裂效果的射孔参数,采用TCHFSM-I型大尺寸真三轴压裂渗流模拟装置,并配合声发射监测系统和高温-高压动态流量计,以均质水泥砂浆试件为研究对象,对不同注液速率下水力压裂多裂缝同步扩展规律进行研究。研究结果表明:随注液速率增大,射孔裂缝长度和宽度不同程度增加,缝间干扰程度减弱,应力阴影效应减小,射孔间距较大时裂缝扩展更加均衡,压裂效果更佳;随注液速率增大,射孔水力压裂裂缝起裂压力增大,起裂时间变短,受射孔间距影响较小;不同注液速率条件下各射孔注液流量分配差异显著,且受射孔间距影响明显,射孔间距为20 mm和60 mm时,中部射孔注液流量占比分别为7.31%、10.88%、16.12%和31.12%、32.69%、33.44%。

不同降压速率下天然气水合物垂直井分段降压开采特性试验研究

认识分段降压法对天然气水合物储层开采特性的影响规律,能够为提高天然气水合物开采的效率和可控性提供科学依据。为此,利用自主研发的大尺寸二维天然气水合物开采模拟试验装置,开展了3种不同降压速率下的天然气水合物单一垂直井分段降压开采模拟试验,研究了降压速率对降压开采过程中储层的压力响应、温度响应、产气量、瞬时产气速率以及平均产气速率等的影响情况。结果表明:压力变化速率的异常峰值现象的产生与回压阀密切相关,且其持续时间之比约等于降压速率的反比;相同降压幅度下,降压速率越小时,降压持续的时间越长,外部热量传递越多,促使更多的水合物在降压阶段发生分解,使得总产气占比越高;随着降压速率减小,峰值产气速率在第2次降压阶段内出现的时间越来越晚,水合物分解速率达到最大值的时间逐渐推后。

无人机辅助通信网络中基于强化学习的用户速率优化算法

无人机辅助地面蜂窝基站,形成混合的通信网络有望成为提升用户速率的一种重要手段。针对无人机辅助基站的通信网络,提出基于多臂赌博机的用户速率优化算法(multi-armed bandits-based rate optimization,MBRO)。先建立联合优化问题,再分别利用改进后K-means聚类算法和多臂赌博机算法求解。MBRO算法利用K-means聚类算法实现无人机的部署,并利用多臂赌博机算法完成信道分配和无人机的传输功率分配。仿真结果表明,相比于同类的基准算法,MBRO算法提高用户端速率。

反应速率对锂硫电池放电性能影响的模型分析

锂硫电池是下一代高能量密度二次电池的重要候选者,其性能改善需深入理解电池中锂、硫间复杂宏观电化学反应过程。基于Newman多孔电极模型思路,结合多孔硫正极特点,合理简化,建立了描述锂硫电池放电过程模型。模型计算与文献实验结果对比表明,模型能较好模拟放电过程趋势、关键特征,验证了模型有效性;不同电化学动力学参数变化下放电结果模拟表明:增大锂离子交换电流密度有利于提高性能;对于正极硫多步电化学反应过程,S_(8(l))还原反应速率需保持在较高水平上,S_(8)^(2-)、S_(6)^(2-)还原反应速率不是多步电化学反应的控制步,提高S_(4)^(2-)、S_(2)^(2-)还原反应速率可以改善电池比容量、功率性能。

高应变速率下TB6钛合金在绝热剪切带内的晶粒瞬间细化机制

采用分离式霍普金森压杆装置对TB6钛合金帽型试样进行室温动态加载试验,通过微观组织表征技术对绝热剪切带内的微观结构特征进行观察,研究高应变速率下TB6钛合金绝热剪切带内的晶粒瞬间细化机制。TEM观察结果表明:绝热剪切带中晶粒的瞬时细化是三种机制共同作用的结果。第一种机制是由于位错的快速运动、增殖以及塞积促使晶粒内部产生应力集中现象,最终在此现象的作用下形成裂纹、断裂以及细晶;第二种机制是通过增大晶粒内部的颈缩程度迫使细晶形成;在转动态再结晶机制的作用下,绝热剪切带的中心区域形成100nm的细小等轴晶。