马克斯克鲁维酵母高密度发酵条件的优化研究

对影响马克斯克鲁维酵母高密度发酵的培养基营养成分和培养条件展开分析研究。单因素实验发现,YPD作为基础培养基有利于马克斯克鲁维酵母的增殖;培养基成分响应面分析和培养条件正交实验结果表明,当培养基成分为蔗糖67.37 g/L,酵母浸粉29.7 g/L,玉米浆15.61 g/L,KH₂PO₄4.13 g/L,MgSO₄0.3 g/L,初始pH为6.0、发酵温度为30℃、搅拌速度为160 r/min时,发酵培养18 h马克斯克鲁维酵母的生物量最大,为（9.34±0.12）g/L。进一步进行乳饮品发酵实验,优化培养的马克斯克鲁维酵母与乳源培养基培养的马克斯克鲁维酵母,在菌种的生物量和乳饮品的口感风味上无明显差异。因此,优化后的高密度发酵培养基配方和工艺条件适宜于马克斯克鲁维酵母菌的高密度发酵。      

拟干酪乳杆菌发酵生产L-乳酸过程中在线生理参数CER和RQ用于指导发酵过程优化

生理参数二氧化碳释放速率（CER）和呼吸商（RQ）对于深入理解生物过程的变化具有非常重要的意义。本研究以拟干酪乳杆菌发酵生产L-乳酸过程为研究对象,解析了发酵过程中CER和RQ变化与细胞生长和代谢之间关系,结果表明,CER与细胞生长速率密切相关,能够有效表征菌体的生长状态,而RQ值能很好地反映过程中代谢途径的变化。将CER和RQ作为在线指导参数,通过分阶段氮源添加策略,使得L-乳酸产率和转化率较原始发酵工艺分别提高了5.9%和3.0%,而且副产物乙酸和乙偶姻的浓度分别下降了31.3%和24.7%。因此,通过生理参数CER和RQ的变化对发酵过程进行优化,能够有效地提高L-乳酸的发酵产量和质量。      

一种多幂次滑模趋近律设计与分析

针对传统滑模趋近律使系统存在抖振现象、收敛速度较慢及动态响应不平滑等问题, 提出一种多幂次滑模趋近律.该趋近律通过三个幂次项系数在系统趋近过程不同阶段进行针对性地调节, 使系统动态响应过程的收敛速度大幅度提高, 且无抖振现象.理论验证了其存在性、可达性及稳定性, 并详细推导了趋近速率及干扰稳定界.以航天器姿态机动控制系统为例, 对比仿真结果表明该趋近律下, 系统的动态过程有较大改善并消除了抖振, 且在存在模型不确定性及外加干扰作用下, 系统仍可较快地收敛到平衡点附近的邻域内.     

基于移动网络流量日志的城市时空行为分析

城市的空间组织和居民行为研究是城市地理学研究的重点,随着信息技术的快速发展,居民的时空行为对城市空间的组织和结构的影响呈现出日益增加的趋势,因此,对城市空间以及居民时空行为的深入分析具有很高的研究价值.通过采集杭州市区移动3G网络流量日志,首先采用空间点模式的分析方法研究了城市居民的聚集模式,并研究了居民移动的距离、方向等方面的特征;之后采用网格的方法对城市空间进行分块,并以区块为主体研究了热点区块出现的时空点、区块人流的更迭速率、工作日人流的潮汐效应;提出了区块差异指数的概念,并利用其对区块进行聚类,分析了区块间的相关性和区块间距离之间的关系.由于所研究的数据来源于移动3G网络流量日志,因此具有覆盖面广、数据量大等特点,非常适合从大时空尺度层面研究居民和城市空间活动.     

干燥过程中玉米籽粒水分扩散系数及热特性研究

在45⁷5℃干燥箱中,分析了初始水分27.1%³4.5%的五个玉米品种含水率随时间的变化,并以修正的扩散方程（MPage）描述水分解吸速率,对平板状玉米粒采用斜率法计算水分扩散系数。MPage很好地拟合了干燥过程水分比率（MR）随时间的变化曲线（R²>0.94,MRE<6.23%）。在75℃干燥,玉米解吸速率高达250×10^-5350×10^-5min^-1,在150 min内降低到最低;在45℃干燥,解吸速率则高达75×10^-5100×10^-5min^-1,在250 min内缓慢降低到最小值。在45⁵5℃干燥,龙江品种解吸速率曲线最低,郑单、先玉、唐抗、中糯四个品种的解吸速率曲线相似;在65⁷5℃干燥,唐抗品种解吸速率曲线最低,其他四个品种的解吸速率曲线相似。随着干燥温度的增加,玉米粒水分有效扩散系数增加;45⁵5℃水分有效扩散系数较接近,65⁷5℃水分有效扩散系数是45℃的2³倍。龙江品种玉米在75℃干燥140 min和65℃干燥170 min,玉米裂纹破碎率明显增加。干燥温度和干燥时间不影响玉米的糊化温度起点、峰值、终点和峰值宽度,但是75℃干燥明显提高焓变和热流功率。      

一种基于条件梯度的加速分布式在线学习算法

由于容易实施, 基于投影梯度的分布式在线优化模型逐渐成为一种主流的在线学习方法. 然而, 在处理大数据应用时, 投影步骤成为该方法的计算瓶颈. 近年来, 研究者提出了面向凸代价函数的分布式在线条件梯度算法, 其悔界为${\rm O}(T^{3/4})$, 其中$T$是一个时间范围. 该算法存在两方面的问题, 一是其悔界劣于公认的悔界${\rm O}(\sqrt{T})$; 二是没有分析非凸代价函数的收敛性能, 而实际应用中代价函数大部分是非凸函数. 因此, 提出一种基于条件梯度的加速分布式在线学习算法, 使用Frank-Wolfe 步骤替代投影步骤, 避免昂贵的投影计算. 文中证明当局部代价函数为凸函数时, 所提算法达到公认的悔界${\rm O}(\sqrt{T})$; 当局部代价函数为潜在非凸函数时, 所提算法以速率${\rm O}(\sqrt{T})$收敛到平稳点. 最后, 仿真实验验证了所提算法的性能与理论证明的结论.     

一种基于博弈的联盟组网方法

针对缺乏有效联盟收益分配机制,导致发送端拒绝协作,同时发送信号,造成接收端信号重叠,该文提出一种基于博弈的安全联盟组网方法。首先,将协作博弈机制中的收益分摊机制引入安全联盟组网自适应形成方法,建立发送端联盟组网模型。然后,为实现联盟方式组网,基于博弈方法将联盟组网相比非联盟时增加的总安全速率作为可转移的收益函数,平均分配给组网内各个发送端;之后,发送端遍历所有可能形成的联盟组网,得到均摊收益最大的联盟组网方式;最后,发送端自适应形成该联盟组网,无需发送信号或相同需求下窃听信道条件最坏的发送端发信号,其余所有发送端通过发送人工噪声进行协作。仿真分析验证了该方法的公平性和有效性,当发送端功率等于20 mW时,高斯信道下的网络平均安全速率相比初始状态提高1.8 。     

混凝土硬化过程中的应力-应变发展和基于内部湿度的开裂风险预估

建立了一种对水泥混凝土开裂风险进行评估的新方法。模型基于硬化过程中混凝土的应变-约束应力发展, 研究了开裂时间与收缩变形率和混凝土内部湿度降低率的关系。研究结果表明：混凝土开裂风险与收缩变形速率有关, 开裂时间与开裂时的临界收缩率存在唯一对应关系。该研究根据混凝土湿度与变形的关系, 提出了一个基于混凝土内部湿度降低速率的混凝土早期开裂预估方法。该方法避免了工程实际中为确定混凝土开裂风险而需要进行的变形测量及复杂的需要考虑徐变、应力松弛、强度和模量的发展等因素但又未必准确的应力计算过程, 简化了混凝土硬化过程中的开裂风险预测。     

莲心超微粉碎提高有效成分的溶出速率

为提高莲心中功能成分的溶出速率,本实验研究了莲心水分含量、预粉碎、Si O2添加量、以及气流粉碎设备的操作参数(粉碎压力、进料压力)对莲心超微粉碎的影响,并且探讨了不同粒度的莲心粉在不同溶剂中的有效成分溶出速率。结果表明:减少水分含量,预粉碎处理,添加30%抗结剂Si O2,以及合适的超微粉碎压力(70Psi)和进料压力(100Psi)有利于超微粉碎,得到粒径为4~18μm的莲心粉。超微化处理可以明显提高莲心有效成分在水和无水乙醇中的溶出速率但不利于其在人工胃液中溶出。      

基于环空液面监测技术的井筒漏失动态模型的建立及应用

井漏失返工况下井筒液面动态变化情况难以获取,盲目作业面临着巨大的井控风险。借助环空液面监测技术,可实时获得井漏时井筒液面高度变化数据,从而预测出漏失平衡点位置,计算出漏失速率。基于数理统计分析原理,利用漏失速率与环空液面高度的关系建立了漏失动态函数模型,并进行了实例计算分析。结果表明：基于井筒环空液面监测数据的漏失模型能够有效地分析井漏动态,可为钻井现场堵漏作业提供重要参考,对保障井控安全具有重要意义。