本期目录
综述
数学与物理学
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静电除尘器中的活性炭喷射脱汞数值研究
- 冯宇轩, 罗坤, 樊建人
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2021, 38 (2):
189-197.
DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2021.02.005
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摘要 (
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依托Ansys Fluent平台及其二次开发程序建立静电除尘器(ESP)内除尘及活性炭汞吸附的数值模型,多场模型耦合了流场、电场、颗粒吸附、颗粒荷电及颗粒运动等子模型,通过该模型对静电除尘器内喷射活性炭汞吸附及颗粒收集的机理和影响因素进行探讨。结果表明活性炭颗粒粒径和ESP内的离子风效应对于除汞除尘效率均有重要影响。活性炭颗粒粒径越小,除汞效率越高,当活性炭粒径为5 μm时,ESP脱汞效率可达89.6%。而离子风的作用对于ESP内两种汞吸附机制有着不同的影响。其中,在ESP内悬浮活性炭颗粒对于汞的吸附机制占主导地位,而近壁面汞吸附效率较低,最大除汞效率不超过10%。将汞吸附子模型的计算结果与实验结果进行对比验证,发现该模型能较好地预测活性炭的脱汞率。
化学与生物学
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巴豆酸甲酯的光电离实验与理论研究
- 孙瑞瑞, 李淹博, 陈军, 孟庆慧, 王欢欢, 张航, 单晓斌, 刘付轶, 盛六四
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2021, 38 (2):
207-216.
DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2021.02.007
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摘要 (
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利用可调谐同步辐射与飞行时间质谱实验,研究巴豆酸甲酯在9.0~14.5 eV能量范围内的真空紫外光电离和光解离过程。通过光电离效率曲线测定巴豆酸甲酯的电离能以及主要碎片离子C4H5O2+、C4H5O+、C4H4O+、C2H3O2+、C3H5+和C2H5+的出现势,分别为10.11、10.73、10.88、12.2、11.93(12.77)和12.44 eV。通过实验结果和G3B3计算结果的比较,分析主要碎片C4H5O2++CH3、C4H5O++CH3O、C4H4O++CH4O、C2H3O2++C3H5、C3H5++C2H3O2(CO+CH3O)和C2H5++C3H3O2的可能解离通道以及解离通道上经历的过渡态和中间体。在巴豆酸甲酯的光电离和光解离过程中,大多数碎片是母体离子异构化之后形成的,氢转移和开闭环是主要的过程。
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NaHCO3和Na2CO3胁迫对碱茅和披碱草种子萌发、幼苗生长和生理指标的影响
- 郑译儒, 赵俊超, 龚束芳, 王金刚
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2021, 38 (2):
228-239.
DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2021.02.009
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摘要 (
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盐碱化土壤限制植物的正常生长,明确禾本科草本植物对NaHCO3和Na2CO3胁迫的适应机制对于盐碱土壤的开发利用以及作物的种植具有重要意义。以碱茅和披碱草为材料,用NaHCO3和Na2CO3混合物胁迫处理,测定碱茅和披碱草的种子发芽率、幼苗干重、叶片细胞膜透性、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数、叶片超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量,以及叶片和根系Na+、K+离子含量。结果显示,胁迫处理降低碱茅和披碱草种子发芽率、幼苗干物质积累、叶片净光合速率和电子传递量子效率,并提高两种植物相对电导率和丙二醛含量。胁迫处理下碱茅叶片质膜的受损程度大于披碱草,叶片光合气体交换参数受影响更大,而披碱草更能维持SOD酶活性,相同混合物浓度处理时其叶片MDA含量低于碱茅。综上,NaHCO3和Na2CO3混合处理抑制碱茅和披碱草的正常生长,但披碱草的抗逆性强于碱茅。本研究通过生理特性分析筛选出潜在的更具耐盐碱材料,能够为盐碱地区土壤的生物修复以及禾本科作物的种植提供理论依据。
环境科学与地理学
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水足迹视角下的农业生产空间布局——以天山北麓农产品主产区为例
- 陈洪星, 李江月, 杨德刚, 李啸虎, 蔡天毅, 夏富强
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2021, 38 (2):
240-251.
DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2021.02.010
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摘要 (
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农业生产水足迹这一视角为研究区域农业空间资源要素匹配提供了新思路。以天山北麓农产品主产区15个县市为例,运用定量分析模型和GIS可视化技术,测算差异指数和不平衡指数,并进行水足迹与农业生产各要素的时空匹配分析。结果显示:2000—2017年区域内部水足迹指数不平衡且具有波动性,呈现出中部高、东西部偏低的空间格局。区域农业生产优势度整体上呈现出“中部高,东西低”的宏观态势,东中西地区分异趋于弱化,且2017年普遍下降。农业布局现状可分为过密型、合理型和过疏型3种类型。就水足迹指数与资源、环境、经济等各要素的匹配关系而言,发现沙湾县、乌苏市的水足迹-资源环境经济要素外部不公平性最为突出。具体而言:沙湾县和乌鲁木齐市水足迹-灌溉用水量不匹配问题较为突出;昌吉市、乌苏市、博乐市、克拉玛依市农产品水足迹与耕地资源匹配度较低;克拉玛依市区域水足迹-经济不平衡性较高;沙湾和奇台县农产品水足迹和农业面源污染的匹配状况较差;乌苏和奇台县水足迹-农业技术不平衡性较为显著。在此基础上,针对各县市水足迹与各要素之间的不平衡关系给出相应建议与对策。
电子科学
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随机介质背景下的空频TR-MUSIC成像方法
- 马田, 陈锟山, 刘玉, 李婷婷, 许镇
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2021, 38 (2):
260-269.
DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2021.02.012
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摘要 (
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针对空空时间反转多信号分类(time reversal multiple signal classification,TR-MUSIC)抗噪性能差而难以实现对复杂随机介质影响下目标的聚焦成像,以及空空多态数据矩阵的获取较为复杂等问题,提出基于空频分解的时间反转成像新方法,即空频TR-MUSIC。该方法利用天线阵列采集的散射场回波信号建立空频多态数据矩阵,对该矩阵进行奇异值分解得到噪声子空间向量,从而实现对目标的成像。基于完全散射场数据的成像函数包含多个子矩阵的贡献,具有统计特性。仿真结果表明,无论是在自由空间中还是在随机介质背景下,空频TR-MUSIC的成像效果均优于传统的空空TR-MUSIC,具有较好的分辨率和定位精度。即使在信噪比为10 dB的高斯白噪声影响下,也能实现对目标的准确成像。
计算机科学
简报
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基于改进神经过程的缺失数据填充算法
- 孙晓丽, 郭艳, 李宁, 宋晓祥
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2021, 38 (2):
280-287.
DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2021.02.014
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摘要 (
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缺失数据填充是数据分析处理领域的一个重要研究课题。特别是在采集数据量较少的情况下,缺失数据填充的难度极大。针对这个问题,提出一种基于改进神经过程模型的缺失数据填充算法,该算法可有效提升小数据集背景下的缺失数据填充性能。首先,将观测到的时间序列进行单一表示,由神经网络得到各自的表征向量;其次,通过神经过程模型获得数据的分布函数,并在训练阶段引入修正系数α,从而根据数据缺失率更加精确地确定训练数据的采样率;最后,加入填充过程,通过训练好的模型估计数据缺失值。为检验算法性能,在海洋表面温度数据集以及北京PM2.5含量数据集上进行仿真实验,结果表明该算法在小数据集背景下具有良好的填充效果。与其他算法相比,所提算法在高缺失率的情况下具有更低的均方根误差。