Genetic background of phenotypic variation

A noteworthy feature of the living world is its bewildering variability. A key issue in several biological disciplines is the achievement of an understanding of the hereditary basis of this variability. Two opposing, but not necessarily irreconcilable conceptions attempt to explain the underlying mechanism. The gene function paradigm postulates that phenotypic variance is generated by the polymorphism in the coding sequences of genes. However, comparisons of a great number of homologous gene and protein sequences have revealed that they predominantly remained functionally conserved even across distantly related phylogenic taxa. Alternatively, the gene regulation paradigm assumes that differences in the cis-regulatory region of genes do account for phenotype variation within species. An extension of this latter concept is that phenotypic variability is generated by the polymorphism in the overall gene expression profiles of gene networks. In other words, the activity of a particular gene is a system property determined both by the cis-regulatory sequences of the given genes and by the other genes of a gene network, whose expressions vary among individuals, too. Novel proponents of gene function paradigm claim that functional genetic variance within the coding sequences of regulatory genes is critical for the generation of morphological polymorphism. Note, however, that these developmental genes play direct regulatory roles in the control of gene expression.     

分析:入世后中国老百姓能得到哪些实惠？

去年11月9日,世界贸易组织第4届部长级会议在卡塔尔首都多哈开幕.会议审议了通过中国加入世贸组织问题,经过15年的漫漫征途,中国终于融入了世贸大家庭.那么,在入世后,中国老百姓究竟能得到哪些实惠呢?     

电子束光刻“自主可控”EDA软件HNU-EBL

为模拟和优化电子束光刻（Electron Beam Lithography,EBL）工艺过程,提高电子束光刻版图加工质量,依托湖南大学（Hunan University,HNU）开发了一套电子束光刻的“自主可控”国产电子设计自动化（Electronic Design Automation,EDA）软件HNU-EBL.该软件实现了以下主要功能：1）基于Monte Carlo方法计算电子束在光刻胶和衬底中的散射过程与运动轨迹;2）基于多高斯加指数函数模型计算拟合出电子束散射的点扩散函数;3）基于GDSII光刻版图文件矩阵化,进行邻近效应、雾效应等校正计算,优化电子束曝光剂量;4）基于卷积计算,计算出给定曝光剂量下的能量沉积密度,并计算出边缘放置误差等光刻加工质量关键指标.基于该软件,通过异或门（Exclusive OR,XOR）集成电路的光刻版图算例,计算在聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl Methacrylate,PMMA）光刻胶和硅衬底中10 kV电子束的光刻工艺过程.通过对比电子束邻近效应校正前后的显影版图,验证了该软件的有效性.在完全相同的计算硬件和算例条件下,与主流同类进口EDA软件进行了对比,证实了在同等精度下,本软件具有更高的计算效率.已建立http：//www.ebeam.com.cn网站,将HNU-EBL软件免费授权给EBL用户使用.     

基于改进自适应扰动观测的最大转矩电流比控制

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)的最大转矩电流比控制(MTPA)受电机参数变化影响的问题,提出一种改进的自适应扰动观测的MTPA控制策略.该方法以定子电流矢量角作为扰动量,比较控制系统前后两个时刻的电流幅值大小,确定搜索方向.将自适应PI控制融入扰动观测法中,跟踪系统随机选择相应的扰动步长,解决动稳态性能,提高精度和系统运行效率,克服传统MTPA控制方法对电机参数依赖性、提高系统整体效率优化和电流矢量角搜索精度.考虑外界因素对电感和磁链等参数变化的影响,得到内置式永磁电机(IPMSM)dq轴下最优电流矢量角.仿真和试验结果表明,所提方法具有一定的有效性.     

基于改进层次法与CRITIC法的 多维云模型岩爆预测

在高地应力区域,岩爆是严重影响地下工程建设的重大地质灾害,如何进行有效而准确的岩爆预测是有待解决的问题.综合考虑指标数据的客观信息和岩爆预测中主观评判、决策的重要作用,采用改进层次分析法和基于指标相关性的CRITIC法分别获得各指标的主观权重和客观权重,并依据最小鉴别信息原理进行融合,求得综合权重.对原始云模型和预测指标分类区间进行修正,弥补原始云模型对等级区间均值过于敏感的不足,并通过云算法生成各指标的等级综合云模型.最后,通过岩爆实例验证模型的可靠性和有效性,并与熵权-云模型、CRITIC-云模型和集对分析-多维云模型对比.结果表明:该模型可以描述区间值指标的各种不确定性,快速、有效地判定岩爆烈度等级.     

基于CR全量非线性梁柱理论的平面剪切梁元

基于CR全量非线性计算模式,结合考虑梁元剪切效应的Timoshenko梁理论,采用梁柱理论(稳定函数格式)建立精细高效的综合考虑单元轴力、弯矩、剪力及其耦合效应的平面梁元分析理论.采用梁柱理论,结合CR坐标法,完善高精度目标下的平面梁元几何非线性问题快速求解方法;以二阶梁柱理论为基础,推导考虑剪切效应的转角位移方程具体格式,获得刚度系数的精确稳定函数表达式,在保证数值精度及计算过程稳定性的前提下,将上述稳定函数幂级数化且提出对应的截断准则,随后推导了剪切变形影响下考虑梁元弓弦效应的单元节点计算表达式;编写程序对本文提出的方法与经典算例进行对比检验,并结合实际工程进行分析.研究结果表明:对一般的多跨连续梁结构,利用本文计算理论能获得与经典算例一致精度的计算结果;对发生大位移的类如肘型刚架结构,利用本文理论可获得其考虑剪切效应的荷载-位移全过程变形曲线,其跃越屈曲第一及第二临界点亦与经典文献符合;对不同主梁形式的特大跨度斜拉桥结构,利用本文理论亦可得到合理的整体变形特征,同时明显提高分析效率.     

盾构施工地层可掘性及对机-岩状态识别案例分析

基于可钻性原理,对现有盾构施工地层的可掘性概念、意义及关键问题进行了梳理,总结提出了表示可掘性的位移法、强度法和能量法,并初步优选了其代表性指标-贯入度,场切入指数和掘进比能.结合某盾构隧道工程,对掘进过程中盾构的施工参数及可掘性指标变化规律进行了时程分析,提出了盾构掘进工作的4个主要阶段.分别从单环掘进的不同工作阶段、三类地层条件的施工统计数据和相关文献研究结果三个方面分析了可掘性指标间的相关性,发现贯入度、场切入指数和掘进比能间具有较好的统一性,可作为表示盾构施工地层可掘性的代表性指标.辅以工程中出现的特殊地层,对可掘性指标响应反馈机-岩状态的可行性进行了案例剖析.最后,对可掘性问题研究进行了思考,认为盾构施工地层的分类研究应侧重岩土主要物理力学参数与可掘性指标间的统计工作,加快推进传统地勘向基于可掘性的钻探方法技术发展.     

钢管-角钢组合输电塔杆件体型系数及 背风面风荷载折减系数的风洞试验研究

对钢管-角钢组合输电塔一类的风敏感结构,其各杆件的体型系数及折减系数是该结构抗风设计中重要的风荷载参数.以500 kV和110 kV输电塔为工程背景,首先设计缩尺比分别为1:8.5的塔身和1:2.5横担刚性节段模型,然后在3个不同均匀来流风速及不同风向角下进行同步测压风洞试验,得到角钢及钢管杆件的体型系数与背风面风荷载折减系数的变化规律.并以此归纳了塔身和横担各杆件的体型系数分布及不同风向角下节段模型整体体型系数,最后将试验确定的结果与国内外相关规范值进行比较.结果表明:来流风速对塔身和横担中的角钢体型系数几乎无影响.在0°风向角下,塔身角钢体型系数沿塔身节段呈上小下大的变化趋势.塔身杆件中的角钢折减系数与日本规范较吻合.在不同雷诺数下的塔身(3.10×104～4.34×104)或横担(5.57×104～8.00×104)节段模型折减系数的差值很小.塔身和横担节段模型阻力系数与日本规范较吻合,中国规范取值分别偏小7.2％和4.5％.     

冷弯薄壁型钢拼合箱形柱的畸变屈曲性能研究

为研究冷弯薄壁型钢(CFS)拼合箱形截面柱的畸变屈曲性能,首先对9根C形截面柱、9根U形截面柱及21根由C形和U形拼合而成的箱形截面柱进行轴压试验研究和数值模拟分析,考察其屈曲模式特征和受力特性.在此基础上,提出一组假设模型以研究螺钉间距对拼合箱形截面柱变形特征和极限承载力的影响规律及其与试件半波长之间的关系.研究结果表明:1)不同螺钉间距的试件,畸变屈曲半波数量和半波长(λc)均不相同.2)螺钉间距小于0.9λc时,箱形截面柱的承载力大于C形和U形柱的承载力之和,即1+1>2的拼合效应.3)螺钉间距大于0.9λc时,箱形截面柱的承载力逐渐接近C形和U形柱的承载力之和,即1+1≈2.为计算CFS拼合箱形截面柱的极限承载力,在美国规范中直接强度法的基础上提出了一种计算箱形截面柱畸变屈曲弹性临界荷载的方法,将计算的临界屈曲荷载用于直接强度法以得到拼合箱形截面柱的极限承载力,理论计算结果与试验及有限元结果均比较吻合,验证了本文提出方法的准确度和适用性.     

生活水箱内相变材料封装结构改进及熔化性能研究

针对生活水箱内封装相变材料现有强化换热方法(如添加翅片或膨胀石墨)会导致蓄能密度降低与石墨沉降等问题,提出在不添加外物的基础上,对当前水箱中应用最为广泛的圆柱型封装结构进行优化改进,通过减小其底面/顶面半径比形成侧壁面倾斜的倒圆锥型结构,使得固态相变材料在重力作用下自然沉降时可充分与面积占比较大的侧壁面发生接触熔化,从而实现相变材料熔化性能的提高.为探究倒圆锥型封装相变材料熔化性能,建立相应熔化传热模型,并通过可视化实验进行验证.在该模型的基础上,对倒圆锥型和圆柱型结构封装相变材料的熔化性能进行了对比和分析.结果显示在相同体积(1.74e-04 m3)和高度(0.055 m)下,倒圆锥型结构封装相变材料完全熔化时间为2520 s,与圆柱型结构相比缩短了690 s,熔化性能提高了21.5％.倒圆锥型结构封装相变材料熔化过程中,除接触熔化外液态相变材料的自然对流也对熔化性能有显著影响,且侧壁处形成的Rayleigh-Bernard环流会削弱相变材料接触熔化性能.此外,发现在自然对流与接触熔化共同作用下,正圆锥型结构封装相变材料熔化性能与倒圆锥型结构相比更强,提高了16.7％.在实际应用中可将正圆锥与倒圆锥型封装结构结合使用,在有效利用空间的基础上实现蓄热量和蓄热效率的同时提高.