地球系统科学模拟有关重大问题

从20世纪70年代开始,科学家们已经开始把大气、海洋、冰雪和陆面四个圈层作为一个整体来考虑,既研究各圈层内部的物理过程也研究其间的相互作用,这实际上是一个物理气候系统.进入21世纪,人们的视野从物理气候系统扩展到了地球系统,进一步考虑生态系统、空间天气和固体地球系统,通过研究圈层内部的物理、化学和生物地球化学过程以及圈层之间的能量、动量和物质交换来了解地球能量过程、生态过程和新陈代谢过程的运行规律.人们越来越重视诸如碳、氮循环等生物地球化学耦合过程在气候系统中的作用及人类活动对这些循环过程的影响.地球系统模式基于地球各圈层中的物理、化学和生物过程建立起来的数学方程组,然后用数值计算方法求解,编制成一种大型综合性计算程序.地球系统模式是迄今为止最复杂和最具综合性的科学数值模拟工具,是地球系统科学理论和知识的集大成.地球系统模式的先进性,体现了一个国家在地球系统科学研究的核心竞争力,是衡量一个国家地球科学研究综合水平的重要指标.建成国际领先的地球系统模式对大幅度提升我国在地球系统科学领域的水平具有不可替代的作用.本文概述了地球系统数值模拟研究的科学意义、国家需求、国际发展趋势、我国已经取得的成就和未来的发展目标和任务.     

车用电液助力转向系统异步电机转差频率控制建模及仿真

本文针对纯电动汽车EHPS系统对助力电机的助力特性,研究电控单元在低速、中速及高速时的控制要求,提出了基于稳态模型的助力异步电机转速闭环转差频率控制策略,在Matlab/Simulink环境下,建立了系统仿真模型,仿真实验结果表明了所提控制策略的有效性.     

有机朗肯循环径流式汽轮机结构尺寸及等熵效率研究

针对现有的有机朗肯循环(ORC)理论优化研究中指定膨胀部件等熵效率为定值这一分析方法的不足,研究了不同压比和绝热指数对径流式单级汽轮机结构尺寸和等熵效率的影响,为基于该类膨胀部件的ORC理论优化研究提供膨胀部件等熵效率的取值依据.结果表明:汽轮机制造条件限制了高绝热指数的工质实现高压比的循环工况;A类情形(绝热指数1.1~1.5)下,汽轮机无量纲结构尺寸大体相同,等熵效率变化规律相似;B类情形(绝热指数1.6~2.3)下,汽轮机无量纲结构尺寸和等熵效率均随绝热指数的变化而明显变化;间隙损失是影响A类情形下汽轮机等熵效率变化规律的主要因素;更高的二次流损失和间隙损失是造成B类情形汽轮机等熵效率低于A类情形的主要原因;各个工质工况间汽轮机等熵效率值的差别最大可达15%左右.     

低温热能有机物朗肯循环发电系统的最佳负载特性实验研究

针对低温热能的回收利用,搭建了采用涡旋膨胀机的有机物朗肯循环发电实验系统,以异丁烷为工质,研究了热源温度和负载对小型有机物朗肯循环发电系统性能的影响.结果表明:在不同的热源温度和工质流量条件下,都存在一个最佳负载电阻,使得系统具有最大的发电功率、比发电功率和发电效率;在设计发电系统时,应为涡旋膨胀机匹配合适的永磁发电机和负载电阻,以使系统发挥最优性能;当热源温度不超过120℃时,系统的最大发电功率为1.05kW,最高发电效率为4.51%,膨胀机的最大转速和膨胀比分别可达2 922r/min和3.03.     

螺杆膨胀机有机朗肯循环系统的变工况特性

针对螺杆膨胀机的工作特点,建立了其简化热力计算模型及示功图.以R123制冷剂为工质,采用螺杆膨胀机有机朗肯循环系统进行华北油田中低温采油伴生热液的利用发电,筛选了变工况下影响系统性能的主要因素,通过迭代求解系统的稳态参数,并对比了净功率、热效率及火用损失.结果表明:过热蒸汽有利于提高单位工质的输出功率,但会引起系统的净功率下降;冷却水进口温度对系统的影响最大,夏季温度较高,将会使得系统的输出功率严重偏离额定功率,保证冷凝器的冷凝效果是改善系统性能的有效措施;热源温度对系统输出功率的影响大于热源流量的影响.     

基于绿灯时间等饱和度的TD学习配时优化模型

首先对传统的绿灯时间等饱和度概念进行了扩展,提出了分级绿灯时间等饱和度.在此基础上,针对分级绿灯时间等饱和度目标,构造了奖赏函数,采用了模糊方法解决流量状态空间维数爆炸问题,建立了定周期和变周期两种模式下的四种离线TD学习配时优化模型.通过Matlab编程,开发了这四种模型的计算程序,相对于在线TD学习模型,离线TD学习模型更适合交叉口信号配时优化.以一个两相位控制的单交叉口配时优化作为算例,对比分析了四种模型的性能.总体上变周期模式的离线TD学习模型可以获得解的结构、最优解的分布,这是传统配时理论不具备的.定周期条件下,奖赏分级的效果不明显;变周期条件下,奖赏分级效果明显,交通性能更优.     

基于时空特性的短时交通流预测模型

根据交通流的历史周期性和空间相关性,文中综合SARIMA模型在历史周期性预测上的优势和RBF模型在空间相关性预测上的优势,提出了SARIMA-RBF模型.该模型采用SARIMA模型通过历史数据预测下一时刻的交通流,然后将预测值与该点上下游关联的交通流数据相结合,采用RBF神经网络模型得出输出值,并将该输出值作为SARIMARBF模型对下一时刻交通流的预测结果.实验结果表明,该模型因同时考虑了交通流的历史周期性和空间相关性,相比SARIMA模型和RBF模型具有更好的交通流预测效果.     

基于晶体塑性有限元的多晶铜力学行为研究

通过晶体塑性有限元对Voronoi多晶铜的单调拉伸和循环塑性行为进行数值模拟. 单调拉伸的模拟结果发现多晶体的力学响应与晶粒个数相关;试样在拉伸变形中出现45°方向的滑移剪切带和颈缩. 研究结果表明:多晶铜的对称应变循环可呈现出循环硬化和包辛格效应,导致包辛格效应的主要原因是晶间约束产生的残余应力. 在非对称应力循环载荷作用下,平均应力和应力幅值对多晶铜的棘轮行为有显著影响.     

Role of Ppt1 in multiple stress responses in Candida albicans

To study the function of CaPptl, we deleted PPT1 gene from the Candida albicans genome by sequentially replacing the entire coding region with the selectable markers ARG4 and HIS1. The results showed that the deletion of Pptl did not affect the hyphal formation of C. albicans under serum induction and caused enhanced sensitivity to DNA damage, Calcofluor white and salt- induced stress. We also found that Pptl was not required for the phenotypic response of cells treated with the genotoxins, methylmethane sulfonate and hydroxyurea. Flow cytometric analyses indicated that pptlA cells and wild-type cells showed similar G2/M arrest profiles when exposed to DNA damage stress. Pptl was not required for the activation of the DNA damage response pathway, as indicated by normal phosphorylation of Rad53 and Rfa2 in pptlA cells under DNA damage stress. We suggest that Pptl plays important roles in response to various stress conditions in C. albicans.     

Dynamic analysis of DNA damage induced miRNAs in colon cancer cells

It is known that microRNAs （miRNAs） expression profile shows substantial changes in cells under DNA damage. Here, we did miRNA microarray and quantitative real-time PCR to comprehensively identify the differentially expressed miRNAs in colon cancer cell lines HCT116 p53＋/＋ and HCT116 p53-/-. Cluster analysis revealed a panel of differentially expressed miRNAs which are regulated by p53 and/or UV-C induced DNA damage. These altered miRNAs tend to be located in chromosomes 13, X and 17. Moreover, pathways enrichment analysis estimated that MAPK pathway, focal adheren pathway, p53 pathway and Wnt pathway were mediated by these miRNAs to exert their functions in DNA damage response. Additionally, we found that miR- 320a, one of the UV-C induced miRNAs, play a role in protecting cells from DNA damage. Taken together, our results show that miRNAs are dynamic regulated in p53- dependent or -independent manners in different cell contexts and different situations following DNA damage.