摘要：针对现有的深度学习气象时空降尺度方法较少、数据融合方式较为单一、气象图像纹理细节信息重建效果不佳等问题,提出了一种基于多特征融合的时空降尺度模型(Spatio-Temporal Downscaling Model Based on of Multi-Feature Fusion,STMFF)。设计一个动态数据融合模块(Data Fusion Module,DFM)对动态辅助数据进行融合,对特征时间插值模块进行改进,实现更加有效的静态数据融合;使用局部时间特征比较(Local Time Feature Comparison,LFC)模块来提高视频帧插值后每帧的图像质量,并采用基于多尺度特征提取的残差Swin Transformer模块(Residual Swin Transformer Module Based on Multi-Scale Feature Extraction,MF-RSTB)获得每帧图像的多尺度特征。基于法国雷达降水公开数据集的验证表明,STMFF最优结果较对比算法的MSE最大降低74.42%,最小降低4.28%,且在每帧图像的主观视觉效果上也更具优势。

摘要：斜面结构是冰区海洋结构的重要形式之一.斜面倾角变化会改变海冰的主要破坏模式,使结构所受冰荷载的峰值有较大变化.为了更好地模拟平整冰破碎的随机性特点,构建了具有黏结-破碎功能的非规则分布的扩展圆盘单元海冰模型,并基于该模型模拟了平整冰与斜面结构作用的动力过程.通过将数值模拟所得冰力峰值与实测冰力峰值进行比较,对该模型进行了验证,分析了斜面倾角对冰荷载及海冰破坏模式的影响规律.结果发现:数值模拟的冰荷载随结构倾角的变化趋势与二维理论模型计算的变化趋势基本一致,斜面倾角的增加会导致弯曲破坏所占比例减小,并造成冰荷载峰值及发生概率都呈增大趋势,斜面倾角是影响海冰破坏模式变化以及冰荷载大小的重要因素.该研究工作可以为海冰的离散元数值模拟及斜面海洋工程结构的抗冰设计提供借鉴和参考.

摘要：电伴热是极地工程装备的一种保温和防冻方式,自然对流是影响电伴热系统换热的关键因素。论文针对极地装备的圆管构件,基于传热学理论设计和建立极地气候环境模拟实验室,用于测量极地环境下的水平圆管自然对流换热,其温度范围为-51.7~0.7℃,加热功率范围为0.5~21.1 W。采用恒热流加热方式,分析加热功率和环境温度对自然对流换热系数的影响,并基于试验数据提出了瑞利数Ra在3790~111000范围时它与努塞尔数Nu的函数表达式。数值计算结果表明,水平圆管自然对流换热系数随着加热功率的升高和环境温度的降低而增大,与试验数据整体误差在±20%以内。

摘要：高分辨感知声波相位是实现水下声学目标跟踪与定位的核心问题之一。传统方法基于压电效应完成目标信号的相位感知,在传感机理上存在相位分辨率相对较低、障板干扰、声波振动起讫点不明等问题。本团队提出了基于声光效应的新型激光阵列水声相位高分辨传感方法,并设计了由5束平行激光组成的阵列传感装置(装置孔径为340 mm),并于消声水池条件下验证了该装置的有效性。实验结果显示,本方法的水声相位感知分辨率优于1°,水下目标跟踪的角度分辨率优于0.05°。该方法为新型水下目标高分辨跟踪定位技术的发展提供了研究储备。

摘要：电伴热是极地海洋工程装备防寒主要措施,而热平衡是对流换热的关键问题.以圆管构件为研究对象,采用有限元数值仿真软件Fluent数值仿真与模型实验相结合的方法,分析了圆管构件在风速为0~40 m/s、温度为-40~0℃的极地环境条件下对流换热系数变化情况;基于数值仿真数据建立了电加热圆管构件对流换热系数的预测模型.结果表明:增大风速和降低温度都会增加圆管构件的对流换热系数;温度低于-30℃或风速大于25 m/s且温度低于-20℃时,温度对圆管的对流换热系数影响增大;实测数据验证了该模型的合理性.

摘要：目前海洋工程结构中常见的抗冰方式是对结构加装锥体,为了明确该抗冰结构设计的合理性,基于Ansys有限元分析,分别对海上风电基础加装锥体结构前后的抗冰性能做了对比分析,包括极值静冰荷载下结构变形及强度分析、动冰荷载下结构的振动响应及疲劳分析,结果显示该结构形式具有较好的抗冰设计的效果,分析结果对近海冰区环境下工程结构的抗冰设计及性能分析提供合理的参考依据。

摘要：环状芽胞杆菌(Bacillus circulans)菌株FA13在M2培养基中的发酵无细胞上清液对寄生曲霉(Aspergillus parasiticus)突变菌株NFRI-95菌丝生长和黄曲霉毒素的产生表现出明显的抑制作用。为了最大限度地提高活性物质的产量,本研究对从南大西洋深海沉积物中分离到的环状芽胞杆菌菌株FA13的发酵条件进行了均匀设计发酵优化。优化后,菌株FA13的发酵液10倍稀释液对寄生曲霉突变菌株NFRI-95的菌丝生长抑制率从10.98%提高到70.57%,黄曲霉毒素产生抑制率从41.43%提高到100.00%;对应的发酵条件为发酵温度38.70℃,接种量6.00%,海水体积占比0.00%,培养基pH 8.71,培养时间6 d。

摘要：本研究的目的是利用聚苯胺修饰双室微生物燃料电池(MFC),从海水养殖废水中分离筛选阳极海洋产电菌,并利用响应面Box-Behnken设计优化各产电因子,提高产电性能。从海水养殖池塘的废水和污泥中分离出一株兼性厌氧海洋菌株,利用16S rRNA基因序列和API 20NE生化分析进行鉴定,采用扫描电镜进行菌株形态的观察。采用循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱法(EIS)研究了不同阳极电极在MFC中的性能。采用Box-Behnken设计(BBD)对复合模式进行优化。结果显示:分离到的阳极海洋产电菌株鉴定为希瓦氏菌Shewanella sp.N3B_R,聚苯胺修饰阳极可以减少MFC的电荷转移电阻,输出电压和功率密度比未经修改的碳布电极分别提高了3倍和10倍。BBD结果表明,最适温度为35℃,NaCl和苯胺浓度分别为5 g/L和0.15 mol/L,得到的功率密度最高产率为522.1 mW/m^(2)。

摘要：细菌是一种单细胞生物,在自然环境中具有群体特征与组织化特性.群体感应信号(quorum sensing,QS)是细菌适应环境变化、调控基因表达和协调群体行为的通讯语言.QS系统广泛存在于各类微生物(细菌、真菌、古菌)并调控多种生理行为,包括生物发光、生物被膜(biofilm)的形成、毒力因子的产生和共生关系的建立等.然而,鉴于自然界中微生物群落结构的多样性和功能的复杂性,QS介导下的调控网络和生态机制依然存在未知领域.近年来,合成生物学的蓬勃发展为认识QS效应提供了新的契机.合成生物学在设计遗传元件库、组装生物装置、设计遗传电路和创建预见性群落行为等方面取得了卓越的研究成果;该方法也为研究QS在调节微生物群落的组成和功能上提供了重要工具.鉴于此,本文尝试对最新的进展作一综述.首先介绍了QS系统及其主要功能作用和信号传导途径;其次,讨论了如何利用合成生物学来设计QS过程信号通路和遗传电路,并减少感应通路的串扰;最后,评估了合成感应系统的方法以及该方法在微生物种内和种间通讯中的表现.本文旨在梳理合成生物学的先进理念,加深对基于微生物QS系统构建计算工具、调控种群密度和代谢流等方面的理解,拓展合成生物学手段操纵QS领域的应用范围.

摘要：海洋漂浮管道受弯曲荷载作用时,可能发生较大弯曲进而导致管道失效,威胁海上油田原油输送安全。针对管道帘线层与螺旋钢丝失效机理不明确的问题,考虑管道弯曲时螺旋钢丝扭转行为,建立漂浮管道三维有限元模型,并通过实例管道验证了数值模型的有效性,进而利用该有限元模型模拟管道弯曲失效过程并分析管道结构参数对最小弯曲半径的影响。结果表明:海洋漂浮管道弯曲失效以螺旋钢丝屈曲为失效模式,未发生帘线强度失效;管道最小弯曲半径随帘线层铺层层数与螺旋钢丝直径的增大而增大,但随帘线纤维缠绕角度的减小而增大。所建立的有限元模型有效模拟了漂浮管道弯曲行为,可为海洋漂浮管道结构设计与安全应用提供理论参考。(图11,表5,参26)