On Periodic Oscillation and Its Period of a Circadian Rhythm Model

We theoretically study periodic oscillation and its period of a circadian rhythm model of Neurospora and provide the conditions for the existence of such a periodic oscillation by the theory of competitive dynamical systems.To present the exact expression of the unique equilibrium in terms of parameters of system,we divide them into eleven classes for the Hill coefficient n=1 or n=2,among seven classes of which nontrivial periodic oscillations exist.Numerical simulations are made among the seven classes and the models with the Hill coefficient n=3 or n=4 to reveal the influence of parameter variation on periodic oscillations and their periods.The results show that their periods of the periodic oscillations are approximately 21.5 h,which coincides with the known experiment result observed in constant darkness.

亚热带森林小麂的空间分布及活动节律的区域性差异

小麂(Muntiacus reevesi)是偶蹄目鹿科麂属动物,在我国种群数量丰富,分布广泛,但关于小麂在不同区域的空间分布及活动节律的差异性研究相对较少。为掌握小麂的活动节律及其影响因素,2018年3月至2019年2月利用红外相机技术对江西省桃红岭梅花鹿国家级自然保护区、九岭山国家级自然保护区和齐云山国家级自然保护区的小麂进行了监测,每个保护区的红外相机数量均为60台,相机工作日分别为9692、9659、14582 d,小麂的独立有效照片数分别为603、665、1032张,并运用单季节占域模型估算了各地区小麂的占域率和探测率,分析了海拔、坡度、植被覆盖度以及距水源地距离等环境变量对小麂活动规律以及分布范围的影响。结果表明,桃红岭保护区和九岭山保护区的小麂偏好于海拔较低、坡度较小、植被指数较低、距水源地距离较近的区域;齐云山保护区的小麂偏好于海拔较高、坡度较大、植被指数较高、距水源地距离较近的区域。小麂为明显的晨昏性动物,日活动高峰出现在06:00—08:00和17:00—19:00。其日活动节律在齐云山存在显著季节差异,桃红岭保护区和九岭山保护区则无显著季节差异,各保护区之间的年活动节律不存在显著差异。该研究结果有助于进一步了解小麂的活动节律模式及其季节性变化,进一步了解小麂在自然状态下的生态习性,为这一物种的保护和管理提供数据支撑。

唐家河国家级自然保护区同域分布六种偶蹄类动物的活动节律与空间利用

了解群落中具有相似生态位的同域分布物种的时空分布是群落生态学研究的主要内容之一。本研究于2021年1—12月在四川唐家河国家级自然保护区境内应用红外相机技术进行大中型哺乳动物的监测,共布设红外相机82台,总相机工作日为18710 d。采用核密度估计法(Kernel density estimation)和占域模型(Occupancy model)分析冷季和暖季该保护区内6种偶蹄类的时空分布。研究结果表明:(1)毛冠鹿(Elaphodus cephalophus)和小麂(Muntiacus reevesi)在冷季和暖季的日活动节律高度重叠(△≥0.80),中华扭角羚(Budorcas tibetana)、中华斑羚(Naemorhedus griseus)、中华鬣羚(Capricornis milneedwardsii)和野猪(Sus scrofa)为中度重叠(△值为0.50~0.80);(2)毛冠鹿、小麂、中华扭角羚、中华斑羚和野猪的日活动模式均为双峰型,且都具有晨昏习性,中华鬣羚偏夜行性,日活动模式为多峰型;(3)在冷季,中华扭角羚的占域率最高(0.70),在暖季,中华斑羚的占域率最高(0.96),中华鬣羚在冷季和暖季的占域率均最低,分别是0.18和0.19;(4)海拔、坡度、坡向、距水源地距离及距道路距离是影响这6种偶蹄类空间分布的重要因子。研究显示,唐家河国家级自然保护区内6种偶蹄类动物的活动节律与空间利用在冷季和暖季具有一定的差异性。本研究结果初步揭示了不同季节偶蹄类动物的时空分布特征及影响因素,为今后该区域制定针对性的保护管理措施提供科学依据。

面部三维生理特征点在睡眠剥夺中的疲劳检测

睡眠不足、生理节律紊乱是导致交通运输岗位人员疲劳的重要因素,随着值勤“刷脸”技术的兴起,及时识别岗位人员疲劳状态是安全风险防范关口前移的必要举措。为深入探索面部疲劳的三维变化,通过30 h睡眠剥夺实验,基于主成分分析(PCA)法融合面部双侧曲率特征,提出皱纹严重程度指数(WSI),结合主观疲劳评估、精神运动警觉度测试和客观心率(HR)监测方法,综合判断受试者的面部疲劳程度。结果表明:在睡眠剥夺条件下,WSI变化和疲劳的波动特征明显,整体呈逐渐升高趋势;30 h实验数据显示,WSI变化和主观疲劳指数、反应时的波动趋势有较强相关性(P<0.01)和HR的波动趋势有一定的关联性(P<0.05)。基于WSI指数将疲劳划分为4个等级,从三维生理特征的角度验证面部疲劳静态检测的可行性,研究结果为疲劳快速检测技术提供了新思路。

电磁感应驱动下闭环呼吸控制系统中的混合节律及其动力学分析

Pre-Botzinger复合体是哺乳类动物呼吸节律起源的关键部位.外周化学感受器可通过监测血液中氧气和二氧化碳浓度的变化,显著影响呼吸节律.本文基于pre-Botzinger复合体神经元,同时考虑运动池、肺容积、肺氧、血氧以及化学感受器等因素,建立了电磁感应驱动的闭环呼吸控制模型.研究发现,在不同电磁感应驱动下,系统的缺氧反应受到磁流反馈系数的控制.通过分岔分析和数值模拟,揭示了磁流反馈系数对呼吸节律的恢复能力具有显著影响,并阐明了产生不同缺氧反应的动力学机制.此外,研究发现在电磁感应驱动下,闭环系统中混合簇放电节律能够自动恢复的条件为缺氧扰动前后的分岔结构完全相同;而当缺氧扰动前后的分岔结构不同,系统中混合簇放电节律则不能自动恢复.对于较轻电磁感应驱动下不能自动恢复的情形,适当增大磁流反馈系数能使系统自动恢复,这与Hopf分岔、极限环的鞍结分岔密切相关.本研究有助于理解呼吸中枢与外周化学感受反馈的相互作用对呼吸节律的影响以及外部感应对缺氧反应的控制作用.

基于潮汐理论模型的护理干预联合垂直律动训练对输尿管结石钬激光碎石术患者的作用

目的分析输尿管结石钬激光碎石患者在围术期开展基于潮汐理论模型的护理干预联合垂直律动训练的临床效果,探讨基于潮汐理论模型的护理干预联合垂直律动训练对碎石术患者尿动力学指标的影响。方法选取2020年1月—2023年1月徐州市中心医院泌尿外科收治的80例输尿管结石患者为研究对象,按组间基本资料具有可比性的原则分成对照组和观察组,各40例。对照组实施常规围术期护理,观察组实施基于潮汐理论模型护理干预联合垂直律动训练。比较两组患者的情绪状态、尿动力学指标、并发症、自护能力等。结果护理干预前两组患者抑郁自评量表(SDS)评分、焦虑自评量表评分(SAS)比较差异无统计学意义(P>0.05),护理干预后观察组患者SDS评分、SAS评分均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。护理干预前两组患者最大尿流率、残余尿量比较差异无统计学意义(P>0.05),护理干预后观察组患者最大尿流率高于对照组,而残余尿量低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组患者并发症发生率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。护理干预前两组患者的自我护理能力测定量表(ESCA)评分比较差异无统计学意义(P>0.05),护理干预后观察组患者的ESCA评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论基于潮汐理论模型的护理干预联合垂直律动训练可有效调节输尿管结石钬激光碎石患者的情绪状态,提高自我护理能力,从而有利于改善其尿动力学指标,降低术后并发症风险。

基于合金和温度模型的自动精炼技术

LF精炼是钢水处理过程的重要工序,唐山中厚板公司精炼部分环节由操作工人工完成,操作工凭借经验控制精炼生产,容易产生较大的人为误差,既增加工作量,又影响质量稳定性。为消除人为误差,提高钢水质量稳定性,同时满足生产节奏的需求,对LF精炼冶炼流程进行了研究,设计出了一套自动冶炼系统。按照业务逻辑和技术逻辑该系统分为冶金工艺流程、辅料计算模型、合金加料模型、冶金温度模型,并对每个模块应用冶金热力学、冶金动力学、数学建模技术和人工智能大数据技术作为理论依据和实现方法,最后有机串联协同这些模块,满足紧张的生产节奏,实现LF精炼的全自动化智能化生产,进而降低成本,提高钢水质量。系统上线后,推动了LF炉钢水冶炼自动化、操作流程化、标准化,且随着LF精炼冶炼流程的不断优化,钢水稳定性稳步提升,实现了精炼工序所有环节的自动控制,钢水精炼终点成分和温度命中率有效提高。

加热炉炉温优化设定模型的研究与应用

加热炉炉温设定模型是在遵循加热炉操作规程基础上且满足板坏加热质量和工厂整体生产节奏,根据板坏在炉内的升温情况,结合板坏的加热工艺及专家经验,对加热炉各段炉温进行优化设定。这对板坏加热工艺制度的执行,减轻加热炉烧火工劳动强度,减少产品质量的波动,都有不可替代的提升作用。炉温设定模型包括模型优化计算和专家经验调整。

《五行大义》象数模型节律下中医学体性与体用研究

《五行大义》是我国中古时期阴阳五行理论集大成者,阴阳五行象数模型是其阐明世界及其存在意义的基本范式。体性与体用是古代用以描述本体之秉性与功用间关系的一对哲学范畴。《五行大义》基于象数模型构筑的河洛天地五行观、九宫八风时空观两种时空节律,解释传统医学体性与体用的内涵与特点,以阐明体性与体用的病机演变过程、指导体性与体用的辨证思路,并灵活选择药物性味配伍以调和人体性用,从中管窥先秦至隋唐之际传统医学逐层变易思维方式,为中医学体性与体用的概念与内涵提供了独特的解释视角和方法。

不同种源红榉苗期生长节律的研究

以红榉5个不同种源为研究对象,对其苗期生长量进行测定;采用Logistic方程拟合其苗高和地径生长规律,建立生长模型,并根据拟合曲线的相关系数求相应种源的苗期物候和生长参数。进行比较分析。结果表明:(1)红榉苗期苗高和地径生长为全期生长类型,且符合"S"型曲线,并能用Logistic生长方程对其动态生长节律很好的拟合;(2)红榉种源幼苗苗高、地径的物候期参数和生长参数均存在比较明显的差异,各种源间线性生长量占总生长量百分率为54.60%～66.55%。

江南油杉人工林生长规律研究

【目的】研究了江南油杉人工林生长规律,以期为江南油杉人工林合理经营提供科学依据。【方法】在全面调查广西林科院老虎岭实验林场27年生江南油杉人工林基础上,在不同的3个标准样地内选择了12株平均木进行树干解析,深入分析其树高、胸径、单株材积生长规律及形数变化规律。并采用6种林木生长经验模型进行回归分析和比较,选出合适的生长模型。【结果】27年生江南油杉树高、胸径、材积的总生长量随着年龄的增加而增加,其中,树高生长总量为16.9 m,胸径生长总量为20.3 cm,材积生长总量为0.283 685 m^3。江南油杉胸高形数是随着年龄的增加先急剧增加,然后再缓慢下降,形数曲线呈反"J"型变化,胸高形数在第7年后小于1,第24年后曲线变化趋于平稳状态,保持在0.52左右。【结论】1)树高在6~14 a和18~24 a处于较高的增长水平,是江南油杉树高生长的速生期。胸径生长的速生期在6~16 a和18~27 a出现。树高和胸径的连年生长量随年龄的增加而增高增粗,树高的高生长期比胸径高生长期早2 a,树高与胸径的低生长期出现在同年。材积的第1个生长高峰期在1~14 a,在第26年后是材积的第2个生长高峰期。各龄阶胸高形数表明江南油杉的胸高形数大,树高尖削度小。2)通过比较分析6种生长模型对江南油杉胸径、树高和材积的实测值的拟合情况,苏玛克(Schumacher)模型可作为江南油杉树高和胸径生长模型,韦布尔(Weibull)模型可作为材积生长模型。经检验,预测值和实测值的残差及相对总误差均较小,模型精度较高,证明所选择的数学模型预测值与实际生长规律基本吻合。3)27年生江南油杉材积的连年生长量和平均生长量曲线经27 a生长仍未相交,说明江南油杉在27 a内尚未达到数量成熟。通过材积生长模型的推算结果,江南油杉材积年平均生长量与连年生长量相交于48~49 a间,即江南油杉数量成熟年龄为49 a,此时的江南油杉材积生长量为0.942 460 m^3。

72年生细叶云南松天然林生长规律研究

采用树干解析的方法,对广西国有雅长林场72年生细叶云南松天然林生长规律进行研究.结果表明：72年生细叶云南松天然林的平均胸径、树高和材积分别为53.40 cm（去皮）、26.3 m和2.5523 m3.胸径在第1～9年生长缓慢,第10～55年进入快速生长期,连年生长量曲线与平均生长量曲线相交于第54～55年,之后生长明显降低.第9～34年为树高生长的快速期,连年生长峰值出现在第19年,连年生长曲线与平均生长曲线相交于第34～35年之间.材积的连年生长在第1～11年增长十分缓慢,材积累积量仅为0.0215 m3,仅占总材积生长量的0.84％,第11年之后材积的增长迅速增加,第48年时达到最大值0.0802 m3/年,直到第68～69年材积生长达到数量成熟.经拟合的生长模型有很高的精度,其中胸径、树高以及材积分别以威布尔模型、理查德模型和威布尔模型最优.

云南松不同种源1年生播种苗木生长节律分析

在西南林业大学苗圃地对云南松主分布区范围内7个种源的苗木地径、苗高生长量进行定期观测,采用Logistic方程对各种源苗木的生长进程拟合,分析不同种源1年生苗木的生长节律。结果表明：地径、苗高生长均呈现“慢—快—慢”的生长节律,符合“S”型生长曲线,且拟合准确度较高;根据拟合后的方程,获得物候参数,将地径、苗高1年生长划分为生长前期、速生期和生长后期3个阶段。地径和苗高在不同生长阶段开始、结束和持续的时间上具有差异,存在异速生长现象,苗高较地径更早进入速生期;地径生长持续时间和日均生长量在生长前期、速生期、生长后期分别为82~111、81~108、6~62 d,0.003~0.008、0.011~0.027、0.004~0.017 mm;苗高分别为33~61、60~86、80~133 d,0.115~0.197、0.231~0.475、0.044~0.163 mm。速生期所占时间虽然短,但生长量所占比例却最大,地径、苗高速生期生长占年生长期的1/3,而生长量达到年生长量的57%以上,其中地径速生期日均生长量是其他2个阶段的1.3~3.6倍,苗高速生期日均生长量是其他2个阶段的2.0~6.1倍。实测地径、苗高的生长和理论生长极值k拟合度好,相关系数分别为0.703 1和0.998 9,地径、苗高在速生期的生长量与Logisic方程线性回归相关性较高,相关系数分别为0.999 9和0.999 9。说明云南松不同种源的生长符合“S”生长曲线,且用Logistic方程指导云南松苗木培育具有科学意义。

闽楠不同种源苗期生长规律研究

对闽楠11个种源一年生实生苗的生长规律进行研究,结果表明:11个种源的苗高生长节律均呈现出"慢-快-慢"的"S"型趋势,生长高峰期出现在5月和9月,个别种源的第2次生长高峰期出现在10月;地径生长则并未表现出典型的"S"型生长规律,地径的2次生长高峰期均比苗高晚1个月;各种源苗高、地径Logistic方程拟合精度高。采用有序聚类分析法,结合苗木的生长特性,闽楠11个种源苗高和地径生长均可划分为出苗期、生长初期、速生期和生长后期4个阶段。苗高速生期净生长量占全年生长量的55%以上,地径速生期净生长量占全年生长量的34%~48%。方差分析结果表明,11个种源的苗高和地径存在显著差异。对各种源的苗高和地径进行聚类分析,可分成3类:第1类为速生种源,包括广西富川和广西资源;第2类为中生种源,包括贵州从江、贵州思南、湖北来凤、湖南祁阳、湖南永顺、江西崇义、江西井冈山、福建南平;第3类为慢生种源,如湖南沅陵种源。

“西林3号”核桃果实生长规律Logistic模型研究

以西北农林科技大学核桃板栗试验示范站栽培的"西林3号"核桃为材料,通过物候观测和果实生长动态测定,采用Logistic曲线对其果实生长动态测定值进行了拟合,并计算出果实生长的各个时间段。结果表明:"西林3号"核桃果实纵径、横径及线径生长量与其生长时间的关系均与Logistic模型高度吻合,确定系数R2分别为因变量的99.38%、99.42%和99.05%,回归方程统计检验均达极显著水平;果实纵径、横径及线径生长过程可划分为生长初期、快速生长期和稳定生长期3个阶段,为确定不同阶段核桃栽培管理措施提供了参考依据。

樊家川油田河流相储层砂体非均质模型及剩余油分布

河道砂体内部沉积结构韵律性变化和夹层的发育导致垂向上储层形成严重的非均质性,从而控制了注入水垂向上的波及体积和剩余油的分布。根据多口取心井及检查井资料,建立了各类河道砂体非均质模型,并采用检查井水洗剖面详细描述和数值模拟方法,研究了砂层内不同夹层分布及其韵律性变化所产生的非均质模型中剩余油分布规律,为该油田高含水开发后期进行井网综合调整及其剩余油挖潜提供基础。

红锥种源苗期生长节律研究

对红锥博白、浦北、东兰3个种源苗高和地径生长率2年生苗木生长节律进行了研究。结果表明:3个种源Logistic方程拟合效果都显著,均呈"S"型生长模式。采用有序样本聚类分析方法将苗木的生长过程划分为4个时期:生长初期、速生前期、速生期、生长后期。方差分析及多重比较结果表明,3个种源苗木生长量存在显著差异,博白种源和浦北种源较好,东兰种源次之。

水平井挖潜剩余油抽象模型的建立及适应条件

水平井是挖潜剩余油的重要手段,但由于地层中剩余油存在的空间形态复杂,对水平井挖潜剩余油的适用条件并不清楚。通过对剩余油的空间形态进行抽象处理,建立了水平井挖潜剩余油的抽象模型。依据实际剩余油的分布特点,利用抽象模型建立的数值模拟模型研究了水平段纵向位置、水平段长度、剩余油形状、剩余油面积、油层厚度和生产压差6种因素对水平井挖潜剩余油开采效果的影响。结果表明,长宽比为4的长条形,厚度为6m以上,面积达到0.04km2以上的剩余油适宜利用水平井进行挖潜;水平段长度为剩余油长度的0.8倍,位于油层顶部1/3处的水平井进行挖潜能获得最佳效果。

心肌细胞团搏动整数倍节律的非线性动力学机制

利用心肌细胞耦合模型研究心肌整数倍节律的动力学机理。确定性模型仿真揭示了心肌细胞团同步搏动加周期分岔的节律变化规律;随机模型仿真发现在加周期分岔序列中分岔点附近会出现整数倍节律,其中,0-1整数倍节律产生于从静息到周期1的Hopf分岔点附近,1-2整数倍节律产生于周期1和周期2极限环间的加周期分岔点附近;对系统相空间轨道的分析进一步揭示出整数倍节律是由系统运动在相邻的两个轨道之间随机跃迁形成的。上述分析结果不仅阐明了心肌整数倍节律的机理,并且揭示了各种整数倍节律与加周期分岔序列中相邻节律的内在联系,为重新认识心律变化的规律开辟了新的途径。

正韵律模型三元复合体系驱油实验研究

将3支不同气体渗透率单管人造岩心并联,分别计量3支岩心产出油水,模拟二维纵向非均质正韵律油层,进行三元复合体系驱油实验,根据实验结果综合分析油层纵向各部位三元复合体系驱油前后的含水率、产液百分比、原油采收率等变化特征和渗流机理。又利用二维纵向正韵律3层非均质人造岩心进行三元复合体系驱油与水驱油的对比实验,将水驱后和三元复合驱后的一组岩心剖开摄像录入计算机中,利用彩色图像量化分析系统对内部各层进行量化分析,综合分析纵向非均质层状正韵律人造岩心三元复合体系驱油的波及系数及驱油效率。三元复合驱油水流度控制和原油乳化能够明显减缓层间矛盾,大幅度提高原油采收率,且中渗透率层提高采收率幅度最大;二维纵向非均质正韵律模型三元复合驱油过程中,高渗透率层以提高驱油效率为主,中渗透率层既提高驱油效率也扩大波及体积,低渗透率层以扩大波及体积为主。驱油效率占提高采收率的比例平均为55.75％。