基于组合策略的Lyapunov指数谱的计算

分析了基于BP神经网络模型的Lyapunov指数谱计算法存在的不足,提出了一种新的基于组合策略的混沌时间序列Lyapunov指数谱计算方法.由于该方法能够同时逼近给定目标函数的非线性部分与线性部分,因而具有更高的计算精度.最后将新方法应用于Henon映射Lyapunov指数谱的计算中.通过分析与比较,表明该方法具有更高的计算精度及更强的实用性.     

不同降水强度4种草地群落土壤呼吸通量变化特征

利用静态暗箱法, 对内蒙古锡林河流域沿降水梯度4种半干旱草地类型进行了连续2年的野外定位试验, 对比研究了沿降水梯度4种不同草地类型土壤呼吸通量的变化特征, 统计分析了水热因子对草地土壤呼吸通量特征的可能影响, 并建立了土壤呼吸通量与水热因子间的数值关系模式, 同时利用野外连续完整的观测数据对不同草地类型土壤CO₂年排放量分别进行了估算. 结果表明: 土壤呼吸通量存在明显的季节变化规律, 沿降水梯度各草地类型土壤呼吸通量的季节变化型式基本相同, 各草地群落土壤呼吸均以春末和夏季较高, 秋冬季排放量较低, 不同草地类型冬季均观测到土壤呼吸的负通量, 对其机制的进一步研究有利于对土壤年呼吸总量的准确估算; 沿降水梯度4种草地类型土壤年(或生长季)呼吸量均沿降水梯度递减, 表现为贝加尔针茅草原>羊草草原>大针茅草原>克氏针茅草原; 不同草地类型土壤呼吸通量在植物生长季与0~10 cm以及10~20 cm土壤含水量均呈不同程度的正相关, 而与气温和表层土壤温度的相关性较弱, 4种草地类型生长季内土壤表层含水量的变化通常能解释土壤呼吸通量变异的70.2%~94.7%, 而在植物非生长季, 土壤呼吸通量更多地受气温及土壤表层地温的限制, 温度条件的变化能解释土壤呼吸通量变化的70%以上.     

航天员神奇的太空生活

太空生活总是令人向往的，航天员在太空的生活环境，与地面的生活环境炯然不同，在与外界隔绝的飞船密闭舱居住，生活是怎样一种情形呢？是饶有趣味还是充满惊险刺激，航天员在太空中吃些什幺？他们怎样睡觉？怎样行走？他们可以洗噪吗？让我们来一一解开这些谜团。     

夏蜡梅SSR引物适用性分析及其在遗传多样性研究中的应用

【目的】筛选适合夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)遗传多样性分析的SSR(simple sequence repeats)引物并进行遗传多样性分析。【方法】从夏蜡梅转录组数据库组装的125 014条unigene序列中,随机选取了344对SSR引物,以夏蜡梅6个不同种群的DNA为模板,运用聚丙烯酰胺凝胶电泳法进行引物筛选,根据扩增产物带型的丰富度,筛选出具有多态性的SSR引物;挑选扩增带型数在4以上的SSR引物,进一步验证这些引物在夏蜡梅种群间和种群内的适用性;利用已验证的引物对6个夏蜡梅种群的遗传多样性和遗传结构进行分析。【结果】共有148对引物能够扩增出清晰条带,占选取引物总数的43.02%,其中29对引物具有多态性,占扩增总数的19.60%;有15对引物扩增带型数在4以上,这些引物具有更高的多态性。对这15对高多态性引物进一步分析发现,根据扩增的带型数和遗传参数,这些引物均可用于种群间遗传多样性分析;同时,这15对引物可进一步分为3类,所揭示的遗传多样性程度依次降低。在种群内遗传多样性分析时,根据带型数及其分布和遗传参数,第1类、第2类及第3类中的P004和P061在各个种群内扩增的带型数较多且分布较为均匀,具有更高的多态性;而P021、P075、P095、P098、P018等5对引物在部分种群内扩增的带型数相对较少且分布较为集中,多态性相对较低。利用15对引物分析6个种群的遗传多样性得知,夏蜡梅的总基因多样性指数(Ht)为0.625 0,各种群的基因多样性指数为0.251 8~0.400 2,Shannon’s指数(I)为0.419 7~0.668 1,平均基因多样性指数(Hs)为0.3230。【结论】此次实验结果说明夏蜡梅物种水平具有较高的遗传多样性,但各种群内遗传多样性较低。聚类分析将6个种群分为3个分支,且各分支之间遗传距离较远,种群间遗传分化系数(Gst)为0.437,种群内近交系数(Fis)为0.430,种群间基因流(Nm)为0.309 4,基于AMOVA分子方差分析,56%的变异来自种群间,44%的变异来自种群内,这说明夏蜡梅种群间遗传分化显著,种群内存在显著的近交现象,各种群间基因交流受阻。     

基于观测器的非线性系统鲁棒H_∞可靠控制

针对非线性不确定系统,在执行器发生故障的情况下,研究了系统的鲁棒H_∞可靠控制器和系统状态观测器的设计.从Lyapunov稳定性和鲁棒H_∞可靠控制的定义出发,通过构建观测器型状态反馈的闭环控制系统,得到了鲁棒H_∞可靠控制器和状态观测器需要满足的不等式.利用相关引理,将不等式转化为等价的线性矩阵不等式,给出了系统的控制器和状态观测器的表达式.经仿真验证,所设计的基于观测器的非线性不确定系统的鲁棒H_∞可靠控制系统,在执行器失效时系统对允许范围内的结构不确定性具有一定的抗干扰和容错能力,检验了所提出方法的有效性和可行性.     

普鲁兰酶N端结构域CBM68对酶学性质的影响

碳水化合物结合模块(Carbohydrate Binding Modules,CBMs)在普鲁兰酶结构中普遍存在,对酶的催化性质起重要作用.本文将酸性普鲁兰酶Pul B的N端结构域CBM41-X45替换成耐热普鲁兰酶Pul A的N端结构域CBM68,得到重组酶Pul-11,同时将Pul-11的催化结构域替换成Pul A的催化结构域,得到重组酶Pul-12.结果显示,重组酶Pul-11和Pul-12的最适温度均较Pul B提高了10℃,最适pH分别提高了0.5和1;60℃下热稳定性分别提高了41.4%和44.0%;同时,重组酶Pul-11和Pul-12的底物亲和力和催化效率较Pul B也均有一定程度提高.可见,来源于耐热普鲁兰酶的新型底物结构域CBM68对普鲁兰酶的最适作用温度、最适作用pH及催化效率具有重要影响.     

基于LabVIEW的碳纤维纱线织造损伤状态图像检测算法

为了解决碳纤维织造过程中纱线损伤状态检测问题,基于LabVIEW图像处理模块,研究了适合检测纱线损伤状态的图像处理算法,并依据这些算法对纱线图像进行实时处理,从而获取纱线损伤状态部分评价参数。依据边缘检测算法分析了纱线边界属性,判断织造过程中纱线是否断裂;依据轮廓分析算法获取了纱线的实际轮廓,与理想的轮廓对比得到二者的差异程度;依据粒子分析算法分析了纱线中未起毛的区域面积,从而间接获取织造过程中的起毛面积值。获得的这些基础参数,可为后续研究纱线损伤状态提供重要参考,有助于调整碳纤维织造工艺、提高产品质量和织造效率。     

一种快捷可靠的大肠杆菌重组质粒筛选方法

针对如何大规模地筛选大肠杆菌重组子,将质粒快检和菌落PCR两种方法巧妙地融合,建立一种新的高效快捷的重组质粒筛选方法.该方法不需接种抽取质粒,在转化子长出当天即可筛选到重组质粒.大规模基因克隆表明该方法能够快速、准确地筛选出阳性克隆.     

特低渗油藏氮气泡沫调驱适应性研究

针对吉林油田某区块纵向油层动用不均、含水率高、采出程度偏低的现象,应用室内模拟实验和数值模拟方法进行了氮气泡沫调驱的适应性研究。物模实验发现,发泡剂综合发泡能力评价指数有利于发泡剂的统一筛选,确定质量分数0.3%JH-12起泡剂与质量分数0.03%AP-12稳泡剂的复配体系作为氮气泡沫驱的优选起泡剂体系;考虑现场实施的可行性,当岩心渗透率级差为4.67,采用双段塞气液交替注入方式氮气泡沫驱油效果更佳。利用数值模拟得到工区氮气泡沫调驱参数优选结果:注入方式为双段塞气液交替注入,泡沫段塞注入量为0.4 PV,地层注入气液比为1∶1,氮气注入速度为0.12 PV/a,这与室内物模实验结果基本一致。数值模拟井组氮气泡沫调驱采出程度增幅可达3.31%,产出投入比为3.29,表明方案可获得较高的经济效益。     

基于有限元模型的人体损伤脊柱的动态特性分析

为了研究在全身振动情况下损伤脊椎对其相临组织部件的影响,建立了一个腰椎L3-L5段的三维非线性有限元模型.研究对脊椎给予了几种损伤假设,如小关节切除、去髓核和后部结构切除等,并对这几种损伤情况进行了有限元瞬态分析.结果表明,腰椎在振动过程中不仅存在垂直方向的振动还伴随有仰俯运动.脊椎小关节可以限制腰椎仰俯运动的幅度以保护纤维环后部免受大的拉伸和高应力的危害.椎间盘去髓核会导致纤维环上高应力的产生和椎间盘鼓胀增大.在振动过程中,小关节的切除同样可以加速椎间盘的退化.