结合免疫优化和LS-SVRM观测器的非线性系统自适应鲁棒控制

针对一类单输入单输出不确定非线性控制系统提出了一种自适应鲁棒控制算法. 由于最小均方支持向量回归机(LS-SVRM)的最终解可以化为一个具有线性约束的二次规划问题, 不存在局部极小, 所以该算法在不要求假设系统的状态向量是可测的条件下通过设计基于LS-SVRM的观测器来估计系统的状态向量; 同时在算法中假设LS-SVRM的最优逼近参数向量和标称参数向量之差的范数和逼近误差的界限是未知的, 因此可通过对未知界限估计的调节来提高系统的鲁棒性. 考虑到LS-SVRM本身参数对LS-SVRM性能的影响, 本文应用一种新的免疫优化算法对LS-SVRM的参数进行优化, 从而提高LS-SVRM的逼近能力. 理论研究和仿真例子证实了所提方法的可行性和有效性.     

外界因素和食品内部环境变化对Brevilaterin抗菌特性的影响

为探讨Brevibacillus laterosporus产的抗菌肽Brevilaterin的抗菌特性,考察了不同外界因素对其抗菌活性的影响,重点研究了食品内部环境变化与其抗菌作用的关系。研究结果表明:Brevilaterin的抗菌活性几乎不受所选金属离子、乳化剂(除大豆磷脂外)、增稠剂、酶、高浓度蔗糖和反复冻融处理的影响,稳定性良好。随着食品内部温度、pH值和渗透压的改变,Brevilaterin对受试菌S.aureus、L.monocytogenes、M.luteus、P.aeruginosa、L.lactis和H.alkalicola的抗菌作用规律均发生显著变化,主要变化为:相比于受试菌生长最适温度(37℃)时的作用效果,4℃下Brevilaterin对M.luteus的最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)均降至1/8,10℃下Brevilaterin对P.aeruginosa、L.monocytogenes和S.aureus的MIC和MBC均降至1/4~1/2。相比于菌株生长最适pH值(6~7)时的作用效果,pH值为2时,Brevilaterin对L.lactis的MIC和MBC均降至1/2;pH值为8~9时,Brevilaterin对S.aureus的MIC和MBC均降至1/2;同样,pH值为7时,Brevilaterin对H.alkalicola的MIC和MBC均降至pH值为11(最适pH)时的1/4。相比于常压时的作用效果,高渗条件下Brevilaterin对S.aureus的MIC和MBC值均降至1/2。因此,当食源性致病菌的生长条件偏离其最适条件时,Brevilaterin能表现出更强的抗菌作用,而此时的MIC和MBC均可降至最适条件下的1/8~1/2。Brevilaterin不仅能稳定发挥其抗菌作用,而且能随着食品内部环境的变化表现出不同的规律,这可为其未来在食品防腐中的应用提供更科学的指导。     

基于Green-Ampt和稳渗不同入渗模型下的城市内涝影响数值模拟

为分析Green-Ampt和稳渗两种入渗模型对城市内涝的影响,以陕西省西咸新区沣西新城核心区为研究区域,应用基于水文及水动力方法的城市雨洪过程数值模型模拟城市暴雨致涝过程。以Green-Ampt入渗模型计算产流,模拟研究区内涝积水过程,发现计算数据与实测数据吻合度高,内涝积水点均实现精确的模拟。计算了1a、2a、5a、10a、20a、50a6种不同重现期设计降雨在两种不同入渗模型下的内涝积水总量与总面积的变化,结果表明:城市内涝积水达到峰值时,不同降雨重现期下Green-Ampt入渗下相较于稳渗内涝积水总量分别减少28.41%、26.49%、26.39%、21.04%、17.28%、15.02%,Ⅲ级及以上内涝积水总面积分别减少31.5%、28.6%、28.3%、20.7%、16.3%、12.7%。本研究应用不同入渗模型揭示了内涝积水程度在不同降雨重现期下的变化规律,对更合理地开展数值模型模拟以及城市雨洪管理工作具有重要借鉴意义。     

低排放燃烧室空气雾化喷嘴射流破碎特性研究

针对当前广泛应用于低排放燃气轮机燃烧室中的空气雾化喷嘴,采用大涡模拟（Large Eddy Simulation,LES）和流体体积法（Volume of Fluid,VOF）研究了其在流动模糊（Flow Blurring,FB）和流动聚焦（Flow Focusing,FF）模式下射流一次破碎过程的差异。结果表明：两种模式的射流一次破碎过程均可分为3个阶段,气液交界面波动阶段、射流发展阶段和射流破碎阶段;喷嘴内部回流区的演变决定了气液交界面的波动程度,流动模糊模式下射流在后两个阶段的径向速度和形态变化程度均远高于流动聚焦模式,气泡回流过程在其射流破碎阶段占据主导地位,液体管道内气泡分布位置与涡的强度呈正相关。     

群体感应信号分子AI-2调控乳酸菌生物膜形成机制的研究进展

乳酸菌生物膜具有黏附性、抗逆性以及抗菌活性等多种物理特性和生理功能,被广泛应用于改善食品质构以及食品的生物保鲜中。乳酸菌生物膜的形成需经历附着、形成、成熟、老化脱落和重新附着5个阶段,其形成受到群体感应系统的调控。群体感应系统(quorum sensing system,QS)是细菌中广泛存在的一种基因表达调控系统,该系统通过信号分子靶向调控相关基因的表达,从而调控细菌的生理功能。LuxS/AI-2型QS是调控乳酸菌益生特性的主要群体感应系统。明悉乳酸菌的LuxS/AI-2型QS及其调控生物膜形成的机制,对于乳酸菌在食品工业中的进一步应用至关重要。重点介绍了乳酸菌生物膜的形成过程,以及LuxS/AI-2型QS调控乳酸菌生物膜形成的5个调控元件,即信号分子AI-2(autoinducer-2)、关键调控基因(luxS、tuf、fba、gap)、关键调控蛋白(LuxS、LacI、AraC、PadR以及Rbs家族蛋白)、信号分子AI-2的可能受体蛋白(LuxP、LsrB、RbsB和含有dCACHE结构域的受体蛋白)以及关键代谢路径的最新研究进展;总结了信号分子AI-2调控乳酸菌生物膜形成的可能分子机制,以及信号分子AI-2受体蛋白的筛选策略。希望为深入了解LuxS/AI-2型QS调控乳酸菌生物膜的形成提供理论指导。     

舟山岛水库有机农药和抗生素残留特征及潜在风险评估

以舟山岛城北、虹桥和岑港3个水库及其周边区域为研究对象,对其表层水样、沉积物及周边土壤中有机农药和抗生素进行了监测和潜在风险评估。结果表明,3个水库表层水样中有机农药质量浓度为43.40～190.40 ng／L,平均值为105.74 ng／L,其中有机磷农药所占比例较大;在土壤及沉积物中有机农药的质量比为0.35～7.76 ng／g,平均值为4.32 ng／g,以有机氯农药污染为主。总体上岑港水库有机农药污染较为严重(水样质量浓度和沉积物质量比分别为 ρ =190.40 ng／L, w =7.76 ng／g),其次为虹桥水库( ρ =110.50 ng／L, w =6.30 ng／g),污染较轻的是城北水库( ρ =59.20 ng／L, w =4.35 ng／g)。抗生素在表层水样中的质量浓度为0.00～64.50 ng／L,平均值为22.30 ng／L,污染相对较轻;在土壤及沉积物中有机农药的质量比为13.50～101.70 ng／g,平均值为62.62 ng／g,处于中等污染水平,其中浓度相对较高的呋喃唑酮应当引起注意。建议构建植物缓冲带拦截和减少周边土壤径流中携带的有机农药和抗生素污染。     

基于耦合模型的流域污染负荷分配实例

流域污染负荷分配是实施流域精细化管理的重要措施。在指标选取过程中,为了定量描述评价指标对流域污染负荷分配的重要性,引入随机森林算法对各指标作重要性评价,依据重要性程度筛选涵盖全部影响因素的评价指标,并进一步确定各指标权重。将评价指标体系与环境基尼系数模型相结合,构建污染负荷分配耦合模型,并以清潩河流域(许昌段)为例,制定基于控制单元的COD负荷分配方案。结果表明,满足重要性评分要求的指标分别是居民人均收入、单位GDP污水产生量、工业企业水消费量、地表水资源量、控制单元面积,评分分别为13.97、9.65、8.77、5.21、1.09。依据耦合模型制定的2020年清潩河流域(许昌段)各控制单元COD负荷分配方案中,控制单元QYH-3的削减量和削减率均最大,分别为617.14t/a和30.44%。分配方案基本符合流域实际,结果较为科学合理。     

基于数值模拟的深圳民治片区暴雨内涝风险评估

以深圳市民治片区为研究对象,建立了基于SWMM模型和二维水动力学模型的城市雨洪水文水动力耦合模型,并采用历史调研资料对所构建的城市雨洪模型进行验证,结果表明该模型具有良好的精度和可靠性。利用所构建的城市雨洪模型模拟分析民治片区内涝情况,根据致灾因子和受灾体情况建立民治片区内涝风险评估指标体系,利用ArcGIS技术和层次分析法对民治片区内涝灾害进行风险评价,风险评价结果表明城市内涝灾害风险主要受淹没情况影响,民治片区高风险区主要集中在民强社区、民治社区、新牛社区内民治河沿河下游区域,低风险区主要分布在远离民治河的民乐社区、民泰社区和大岭社区。     

基于大尺度模型约束的那陵格勒河重点区域地下水流数值模拟

以柴达木盆地那陵格勒河流域为例,探讨了通过大尺度地下水流数值模拟以提高重点区域模型可靠性的方法。首先建立流域典型剖面二维地下水数值模拟模型,将地下水流动系统分为浅部、中深部和深部三个级别的地下水交替循环带,然后结合重点研究区的范围,将其边界延伸扩展至水文地质条件较为清晰的边界上,建立较大区域尺度三维地下水数值模拟模型,再以此为基础,进一步建立重点研究区三维地下水数值模拟模型,可有效提高重点研究区地下水数值模型的可靠性。     

基于感兴趣区的小波域彩色图像检索新方法

提出了一种基于感兴趣区的小波域彩色图像检索新方法.该方法首先结合人眼视觉感知特性,在小波变换域内利用K-均值聚类提取出感兴趣区域,然后以感兴趣区的小波系数局部能量作为纹理特征,颜色均值和均方差作为颜色特征,重心坐标作为位置特征,计算图像间内容的相似度并进行检索.仿真实验结果表明,当图像中有明显的感兴趣区域时（特别是背景简单的图像）,该方法能够更加准确地查找出用户所需内容的图像,明显地提高了检索精度.