摘要：混凝土结构损伤的早期预警与精准量化是土木工程结构健康监测领域的热点。提出了一种基于嵌入式传感技术的混凝土结构概率损伤成像方法,通过对混凝土材料中骨料、砂浆基体以及界面过渡区的二维细观有限元建模,揭示了探测应力波在不均匀性混凝土材料及损伤界面的传播机制。结合传感器阵列的损伤可视化机理,设计了一种嵌入式压电传感器阵列模块,为精准量化混凝土损伤,结合概率损伤成像方法,通过基线相减法和希尔伯特变换从探测信号中提取损伤散射波的传播时间信息,引入累积分布函数,实现对混凝土损伤区域的可视化重构。试验结果表明,嵌入式传感模块可实现对混凝土结构的三维损伤成像,且识别出损伤中心位置与真实损伤中心位置在二维投影面上的误差为1.0 cm,验证了该方法对混凝土损伤感知的有效性与准确性。相比于现有嵌入式稀疏分布传感器,多传感单元集成的阵列模块可明显提升对混凝土局部损伤的探知能力,同时降低传感器系统在服役期的运维成本。

摘要：为了探寻天然原肌球蛋白的可替代物作为诊断和治疗虾类过敏的基础材料,本研究从河虾中提取总RNA,利用cDNA末端快速扩增技术克隆河虾过敏原原肌球蛋白基因的全长序列。以此序列设计表达引物,构建表达载体,最后通过异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside,IPTG)诱导表达重组原肌球蛋白。结果显示,河虾的原肌球蛋白基因cDNA序列全长1658 bp,开放阅读框855 bp,编码284个氨基酸,预测蛋白等电点4.70,预测分子质量32.8 kDa。河虾原肌球蛋白cDNA序列已上传至GenBank数据库,登录号为OP974621。本研究成功构建河虾原肌球蛋白重组表达质粒pET-30a-TM,并用IPTG进行体外诱导表达,最佳诱导条件为IPTG浓度1 mmol/L、37℃诱导4 h。可溶性分析结果表明重组原肌球蛋白主要以可溶性形式存在于细胞破碎液的上清液中,分子质量约38 kDa。

摘要：相场法可以自动捕捉裂纹的萌生和演化,因此在模拟复合材料的复杂失效行为时具有明显优势。为区分纤维增强复合材料(Fiber-reinforced composites,FRC)中存在的不同断裂模式,采用双相场断裂模型来分别表征基体和纤维的损伤演化。同时采用相场变量作为误差指标,在各向异性的双相场模型中引入了基于四叉树分解的网格自适应细化策略。设计并开发了相应的Matlab程序,研究了单向及变刚度纤维增强复合材料单层板在拉伸位移载荷下的断裂行为。计算结果表明:采用基于自适应算法的各向异性双相场模型所得到的数值计算结果与试验结果吻合良好;自适应双相场模型能在保证较高计算精度的同时,配合序参量的演化准确地在裂纹路径上进行网格自动加密,简化网格前处理过程,减少网格数量,降低计算成本,提高计算效率。

摘要：给出了一类加工需要额外资源的平行机调度问题的精确算法。针对在平行机上加工的工件,除需要机器资源外,还需要一个单位额外资源的问题,考虑额外资源的种类和数量有限,以给出问题的最优调度使工件的完工时间最小为目标。该问题源于地球观测卫星的数据下载,在智能制造和信息处理等领域亦有广泛应用。给出了该问题的整数规划模型、最优解下界和分支定界算法;给出了一种有效的分支策略以避免重复分支,设计了相应的定界方法以提高算法的收敛速度。通过小规模实例和大量的数值仿真实验,验证了算法的正确性和在不同参数配置下的有效性。

摘要：为了探究两个品种哈密瓜果实在低温贮藏过程中脯氨酸代谢的变化,本实验以‘西周密25号’以及‘伽师瓜’哈密瓜为原料,经24 h预冷后放置在(3.0±0.5)℃的机械冷库中贮藏,每7 d取样一次,取6次,共计42 d。观察记录两个品种哈密瓜果实低温贮藏期间的冷害症状,测定冷害指数、游离脯氨酸含量及脯氨酸代谢相关指标。结果表明:‘伽师瓜’的冷害症状明显轻于‘西周密25号’,随着贮藏时间的延长,两个品种哈密瓜果实脯氨酸含量、Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(Δ1-pyrrolidine-5-carboxylicacidsynthase,P5CS)活性、鸟氨酸转氨酶(ornithine transaminase,OAT)活性及其基因相对表达量均明显升高,其中‘伽师瓜’贮藏期间以上指标总体显著高于‘西周密25号’,脯氨酸脱氢酶(proline dehydrogenase,ProDH)活性及其基因相对表达量降低,说明在两个品种哈密瓜果实受到低温胁迫时,均能通过提高脯氨酸含量以及脯氨酸合成关键酶P5CS、OAT活性,降低脯氨酸降解关键酶ProDH活性,抵御外界低温环境带来的伤害。经代谢组学研究发现,随着果实冷害加剧,‘西周密25号’果实的氨基酸含量下降,而‘伽师瓜’果实的氨基酸含量则呈上升趋势。此外,对哈密瓜果实脯氨酸代谢途径中的关键基因CmP5CS进行设计合成全基因序列,发现哈密瓜CmP5CS与甜瓜(LOC103485529)P5CS的亲缘性最近,表明哈密瓜CmP5CS基因在功能上与甜瓜类似。

摘要：数据驱动新材料产业发展是第四研究范式促进材料创新,加快材料应用的多学科多领域交叉融合的技术热点.机器学习(machine learning, ML)作为一种重要的数据驱动方法,其结合第一性原理计算在材料科学、化学、物理学和计算机等跨学科领域展现出巨大的优势,为储能电池新材料的快速发展带来了新的机遇.为帮助研究人员了解这一新兴领域,本文系统地详述了高通量计算筛选和ML在储能电池材料研究中的最新进展,概括和总结了目前国内外应用较为广泛的在线材料数据库,举例介绍了新数据库的多层次构建,分析了目前数据采集方面的一些难点.论文进一步介绍了ML方法在高通量计算筛选、材料性质预测、材料结构与电化学性能构效关系研究和材料设计方面的应用实例,最后分析讨论了当前ML在储能电池领域面临的一些挑战,并展望了该领域的前沿研究.

摘要：随着全球工业化快速发展,化石燃料大量使用导致碳排放量急剧增加,造成严重环境问题。因此,寻找有效方法降低CO_(2)浓度以遏制全球变暖成为紧迫任务。目前,减少CO_(2)主要策略包括限制传统化石能源使用和将多余CO_(2)转化为高附加值化学品。由于经济发展仍极度依赖化石能源,简单地限制其使用存在显著困难。因此,高效转化CO_(2)成为高附加值化学品显得尤为关键。在众多CO_(2)转化技术(生物还原、热化学加氢还原、光电化学及电化学还原CO_(2))中,电化学还原CO_(2)因其高效性和良好的工业应用前景而显得尤为突出。基于此,对CO_(2)转化技术、电催化还原CO_(2)原理、主要产物、反应途径、评价参数及目前发展迅速的金属基及非金属碳基材料电催化剂的研究现状进行了综述。金属基和非金属碳基材料的结合能够提高催化剂的催化活性,具有良好的研究前景。从新型高效低成本催化剂开发及其形貌和表面活性位点的微观调控,利用原位表征技术和密度泛函理论计算加深对反应机理的揭示,加快组装器件设计开发、促进CO_(2)RR工业应用等方面提出CO_(2)RR未来发展方向。

摘要：“魏则西事件”将网络搜索引擎平台的主要商业模式--竞价排名的经济效率问题推向风口浪尖.本文以搜索引擎平台企业为例,构造包括搜索引擎平台、销售商、消费者三方主体的博弈模型,考察在互联网信息非对称条件的市场环境下,搜索引擎平台竞价排名机制的消费者福利效应,进而探究销售商真实地报告产品质量的激励机制,解析市场信号提升竞价排名机制经济效率的作用机理;并结合产业实践数据进行实证检验.研究发现,信息不对称的市场环境下,竞价排名机制引致的销售商竞价均衡,完全不能协助消费者识别销售商产品质量,致使消费者福利因销售商逆向选择而遭受损失;在植入由销售商构建的市场信号后,竞价排名机制引致的销售商竞价均衡,可协助消费者识别最高付费位置的销售商产品质量,进而局部地改善竞价排名机制的消费者福利效应,从而将竞价排名机制经济效率提升至中等水平;但搜索引擎平台没有激励主动为销售商设计市场信号.据此建议,相关规制部门应当约束搜索引擎平台行为,使之完善市场信号识别机制;激励高质量销售商提高产品质量,竞争更优付费位置,进而提高市场信号向消费者传递产品质量信息的效果;同时,搜索引擎平台还应持续评估并优化自身的信誉评价机制.

摘要：为提升用户线上购买行为预测效果,对用户-商品线上交互等数据通过函数拟合、计数、加和、均值、比值、设置非数值类别型特征、二次组合衍生等方法构造提取3个特征群,建立了针对此种业务场景的特征工程。提出一种基于堆叠(Stacking)的加权异质集成模型,将Stacking集成框架中第一层异质基分类器在数据集上的性能排序信息转化为一组约束,添加到第二层LPBoost算法中,求解改进的LPBoost算法目标规划问题得到基分类器更佳组合权重,构建加权集成模型预测用户购买行为。选用阿里云天池官方发布的用户行为数据集进行实验验证,得到8.51%的F1值,优于对比方案。

摘要：气候变化和高强度人类活动影响下,基于平稳性假设的传统方法难以准确描述非平稳时间序列的演变规律。本文基于黄河流域1960—2020年逐月气象资料,采用自适应噪声完备集合经验模态分解法和游程理论提取标准化降水蒸散指数的重构干旱特征,结合Pettitt法和旋转经验正交函数研究非平稳气象干旱时空特征。结果表明,多时间尺度黄河流域气象干旱均呈现显著性增强趋势,且各时间尺度标准化降水蒸散指数序列均于1996年发生显著变化。考虑非平稳性的重构干旱特征时间上呈现出更为显著的季节性变化,空间上更符合流域实际情况。研究结果对厘清非平稳气象干旱时空演变规律具有重要意义,可为黄河流域防旱抗旱提供科学依据。