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1700240447 广西
Q-33 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:在对鱼类各种实验研究中,通常需要对鱼进行采血,但由于鱼身体光滑,不方便进行固定,造成采血时非常困难,甚至容易将鱼弄伤造成死亡。该实用新型专利设计了一种对鱼类进行采血的装置,在面板上装若干列相互平行的固定装置,每列固定装置均是由若干个设置在面板上的通孔构成,且每列固定装置中的通孔的中心设置在同一条直线上,在面板的侧壁上固定有若干根绑带,每列固定装置中的通孔的中心设置在同一条直线上,每列固定装置中的通孔的中心对应设置在其中一根绑带的中心线的延长线上,在绑带上均套有锁紧装置,且随着绑带弯曲后锁紧装置能够与其同一直线上的固定装置固定;锁紧装置主要由锁紧套、销轴、锁紧销、弹簧以及挂钩构成,锁紧套套在绑带上且能够在绑带上移动,锁紧销设置在锁紧套侧壁,且能够插入到锁紧套中并与绑带接触,销轴穿过锁紧套,弹簧同时与挂钩和销轴连接,随着绑带弯曲后挂钩能够伸入与其同一直线上的通孔中,绑带远离与面板固定的一端设置有阻挡机构,且阻挡机构的尺寸大于锁紧套的内径尺寸。该装置的结构简单,能够快速将鱼固定,而且根据鱼的大小能够进行调节,便于实验人员进行采血,也保证了采血过程鱼的安全,提高了鱼的成活率,解决了现有在实验中对鱼进行采血时由于鱼身体光滑,不方便进行固定,造成采血时困难,甚至容易将鱼弄伤造成死亡的问题。
1700240467 广西
O17 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该项目为国家自然科学基金(编号: NF11162004)资助的项目。时滞普遍存在于自然界和工程领域里,时滞动力系统的运动不仅依赖于系统状态,而且与过去一段时间的系统状态有关,因而具有极其复杂的动力学行为,即使最简单的线性动力系统考虑脉冲后也能出现多周期解共存,复杂的分岔和混沌等现象。在自然界和工程领域里存在着大量脉冲非光滑动力系统,其状态变量会突然发生改变,非光滑程度最高。该项目针对含有时滞和脉冲因素的非光滑动力系统的热点问题开展研究,获得系统周期解的分岔和混沌理论,并将理论应于传染病的控制等实际问题。通过该项目的实施,在理论、研究方法以及应用上取得了一些重要突破。项目出版标注基金号的学术专著一部,学术论文36篇,其中SCI收录17篇、EI收录1篇、中文核心15篇,培养研究生18名。脉冲非光滑动力系统基本性质研究:构造 Lyapunov 泛函,利用全导数得到了一类脉冲时滞微分方程零解一致渐近稳定的充分条件,讨论脉冲时滞微分方程周期解,给出了2T-周期解和2T-周期解的显式表达式;研究了一类二维奇异线性脉冲系统的特征值不连续变化的现象以及中心和焦点存在的充分条件,讨论了系统存在无穷多个周期-2解的充分条件,继而得到了系统存在稳定和不稳定焦点的条件,分析得到了系统存在无穷多个周期-6解的充分条件,继而得到了系统存在中心的条件。讨论了固定时刻脉冲和状态脉冲引起的复杂和有趣的动力学现象,研究了四种周期解的存在性和稳定性,分析了周期(1,0) 解和周期(1,1)解的分岔行为,得到了周期(m1+m2, n1+n2) 解介于周期(m1, n1)解和周期(m2, n2)解之间的现象。脉冲非光滑动力系统的周期解分岔和混沌行为研究:研究了一类线性哈密顿系统的周期解及其分岔,给出了周期解的具体表达式,讨论了稳定周期解和不稳定周期解存在的个数和条件,利用离散映射,研究了系统周期解的 Neimark -Sacker 分岔;研究了线性脉冲动力系统的混沌反控制问题,将一般的线性脉冲动力系统转换成离散映射,给出了脉冲控制器,找到了排斥子,将几类典型的线性脉冲动力系统混沌化。给出了系统存在混沌的严格证明,并且给出了符合理论分析的数值结果。传染病的动力学研究和脉冲控制:将脉冲非光滑系统理论应用到传染病学,揭示传染病的发病机理和流行规律以及寻找传染病的有效防治策略。在SIS传染病模型中考虑了生育脉冲和垂直传染, 利用离散映射得到了无病周期解和地方病周期解的存在性和稳定性的条件,给出了超临界分岔发生的条件,通过利用Poincaré 映射和中心流形定理,讨论了地方病周期解的flip分岔,得到了疾病流行与否的阈值;研究了具有标准发生率、脉冲生育、脉冲接种和垂直传染的传染病模型,得到了系统无病周期解的存在和稳定性的条件,讨论了系统周期 解的倍周期分岔现象。 具有脉冲和随机因素的非光滑系统的动力学研究:借助随机微分方程的比较定理、随机非线性理论中的 Lyapunov指数、Floquet理论和伊藤公式,课题组研究了具有脉冲效应和随机干扰的传染病模型,分析模型的正解和无病解的存在性,得到了平凡解的随机指数渐近稳定的充分条件。
1700240468 广西
O17 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:项目组成员按照项目研究内容和研究计划努力工作、刻苦专研、团结协作,按照预期研究目标完成了项目的研究,主要体现在: 通过认真分析 上的无散度和无旋度小波的结构,发现它们与 上的双正交小波之间存在一个正交变换关系。基于此观察,通过改进单位区间上的小波基构造,寻找适当的二维和三维正交矩阵构造了矩形区域和单位方体上具有片边界条件的各向异性无旋度小波,研究了所构造小波在对应无旋度空间中的Riesz稳定性以及对Sobolev空间的刻画。基于所构造的小波给出了Helmholtz分解的快速算法以及散度算子和旋度算子的小波表示。 改进构造单位区间上满足边界条件的区间小波,通过单位方体上无散度和无旋度小波空间的刻画构造了单位方体上具有切向(非片)边界和简单结构的各向异性无散度和无旋度尺度函数以及小波函数,建立了无散度和无旋度空间中的多尺度分析以及空间分解结构,研究了所构造小波的Riesz稳定性,并给出它们的双正交对偶; 鉴于Hardin-Marasovich小波函数的零边值性质和简单结构,利用Hardin-Marasovich小波函数的微分关系在单位方体上构造了一类具有切向边界的各向同性无散度多尺度函数和小波,给出切向边界无散度向量在无散度小波基下分解系数与经典小波基下分解系数的关系,从而说明对应的无散度向量的小波分解系数可快速计算; 通过向量值 空间的正交分解,构造了单位方体上满足切向边界和Riesz稳定性的无旋度小波,并研究了所构造小波对Sobolev空间的刻画; 为研究无散度和无旋度小波在流体力学Stokes问题中的应用,利用区间上具有插值性质的Hermite样条研究了无散度向量值Besov空间的刻画和微分算子的小波阈值估计,同时研究了非平稳小波对Besov空间的刻画; 以Stokes问题为模型,研究了一般的椭圆算子方程的自适应小波数值解。基于小波对Sobolev空间的刻画,通过改进最佳N-项逼近的误差界改进了自适应小波算法的误差分析,数值结果表明了其有效性。同时,基于该项目的主要研究成果,整理出版了学术著作。 在项目研究过程中,随着阅读资料的积累和研究能力的提高,受相关知识点的启发,依托该项目做了一些拓展研究。例如,在研究Helmholtz分解快速算法的过程中,受启发考虑了离散空间中正交小波分解重构算法的实现问题等。
1700240469 广西
O44 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:通信、天线等电磁场问题在实际中应用广泛,研究高效数值求解电磁场问题很有意义。该项目基于有限元超收敛理论、外推方法,构造具有高精度的插值延拓方法,结合区域分解方法,研究求解电磁场问题的高效的快速多重网格方法。针对一类嵌入在无穷地平面中的矩形大波数开腔散射问题,分别给出了基于四阶和六阶紧致差分格式的快速算法。对于混合时谐Maxwell方程,针对有限元离散后所得到的鞍点问题,构造了一类新的两变量预处理子。针对包含静电场等问题的泊松方程和各向异性系数或间断系数的二维椭圆问题,基于粗化算法,给出了代数多重网格方法和瀑布型代数多重网格方法。基于四阶紧致差分格式,结合Richardson外推技巧,构造了Richardson瀑布型多重网格方法;基于六阶紧致差分格式,结合新外推公式,构造了新外推瀑布型多重网格方法。运用和发展矢量有限元的超收敛性,研究二维问题的由粗网格层到细网格层的插值延拓算子,构造新型多重网格方法,并在该基础上构造瀑布型多重网格方法。课题组在单位立体上构造了一类满足特殊条件的各向异性的无旋小波,给出了一个Helmholtz分解以及curl和div算子在小波基下的表示,提出了一类高效的小波瀑布型多重网格方法。对于椭圆型界面问题,利用界面曲线信息和跳跃条件构造高精度延拓算子,建立了新多重网格法和瀑布型多重网格法。针对大规模问题,课题组结合区域分解方法和多重网格方法,提出了一类求解椭圆型方程的并行瀑布型多重网格方法。针对环形域二维Helmholtz方程外问题,提出了拟最优重叠Schwarz方法和拟最优非重叠区域分解方法。在基金的资助下,项目组顺利完成基金申请书中的研究目标。项目组发表标注基金号的论文39篇(含SCI 收录论文18篇、中文核心期刊论文10篇),培养硕士研究生7人。
1700240470 广西
O 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:多变量线性矩阵方程问题出现在数学、力学、线性系统和控制理论等众多学科领域,是数值代数的重要分支。该项目利用交替投影算法理论研究了闭凸约束下的多变量线性矩阵方程求解问题。第一、 提出了线性子空间约束、非负约束和半正定约束下线性矩阵方程求解的交替投影算法。利用矩阵QR分解、奇异值分解、广义逆和矩阵形式的Krylov子空间等多种方法研究矩阵在仿射子空间内的投影矩阵;研究了交替投影算法的加速形式—定向交替投影算法;提出了求解最佳逼近问题的Dykstra交替投影算法;通过大量数值算例说明算法的可行性,并通过数值比较说明交替投影算法及其加速形式在迭代效率上比传统的算法有明显的优势。第二、提出了有界约束、Q-正定约束和矩阵不等式(正定意义下的不等式)约束下矩阵方程求解的松弛交替投影算法,结合松弛交替投影算子的拟非扩张性给出了松弛交替投影算法的收敛性分析,通过大量数值算例说明算法的可行性和高效性。第三、研究了矩阵不等式(非负意义下的不等式)约束下矩阵方求解问题。通过将问题等价转化为矩阵不等式非负偏差最小二乘问题,给出了基于投影的不动点形式的迭代求解算法,进而利用极分解理论证明了算法的收敛性,并给出了数值算例验证了算法的可行性。第四、研究了对称半正定矩阵低秩逼近问题和广义Karhunen-Loeve变换中的低秩逼近问题;研究了混合Lyapunov 矩阵方程的Hermitian正定解和一类矩阵方程的扰动分析。在该项目的支持下,项目组发表学术论文8篇,其中SCI收录4篇(JCR二区2篇),EI收录1篇,中心核心3篇(《数学学报》和《计算数学》均为中文权威核心期刊),培养青年教师1名,硕士研究生5人,其中2名已毕业。
1700240473 广西
O 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:电扩散过程在生物、化学、半导体等众多的科学技术领域起着至关重要的作用。生物分子系统的电扩散反应过程通常采用 Poisson-Nernst-Planck(PNP)方程这一连续模型来描述。 PNP方程是一类非线性具有奇性的耦合方程组, 只有少数情况下有解析解,而它的数值计算主要存在两方面的问题:一是由方程的强耦合性引起耦合方程之间的迭代不收敛或者收敛慢。二是由方程的强奇性造成单个方程的收敛慢。在该课题中,课题组研究了两种方法来来改善PNP方程的收敛性,一个是有限元两层网格法,另一个是梯度恢复型自适应有限元方法。研究成果具体如下。 有限元基本算法设计和基本理论分析方面的研究:对于典型的稳态 PNP 方程,分析了有限元方法的收敛性。 课题组给出了 PNP 方程的有限元解的误差估计, 包括整体和局部的 L2模估计和 H1模估计。这些结果是 PNP 有限元分析的基本估计,也是两层网格法的理论分析的基础. 构造了保持分子表面拓扑的三角流形网格方法。 该方法可以使得分子表面网格保持一个连续的流形,这是边界元和有限元计算中都希望使用的一种网格。 基于有有限元方法的一些数值算法的研究: 针对稳态PNP方程, 构造并分析了两层网格法。课题组建立了两网格方法的几种算法,这些算法在形式上都保证了当问题规模大时对方程解耦,从而不需要对耦合方程迚行迭代,从根本上避免出现不收敛的情况,从而极大地降低了计算工作量。构造了三类后验误差估计子以及相应的自适应有限元算法。 课题组构造了残量型、梯度恢复型和目标导向型的后验误差估计子, 并建立起了相应的自适应有限元算法。通过电扩散连续模型-PNP方程的数值计算,人们可以采取计算机模拟的手段来了解生物分子系统的一些重要性质。 一方面,课题组首次研究如何改进两类经典算法:两层网格法和自适应有限元算法去应用到PNP方程的实际问题的求解,用以提高计算效率;另一方面,课题组也探索和研究PNP方程的一些扩展形式的数值计算方法,这对于其他领域更复杂的耦合方程的研究起到很好的促进作用。在该项目的支持下,项目组发表学术论文10篇,其中SCI收录5篇,EI收录1篇,编写专著1部,培养青年教师1名,硕士研究生8人,其中6名已毕业。
1700390173 青海
Q948 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:固沙草属是青藏高原及其邻近地区高山特有属,是这些地区极端沙地环境下生长的关键或唯一类群,不仅具有重要的生态价值,而且同时也是野生牧草利用、极端环境植物基因资源利用最具潜在价值的研究对象。第四纪冰期全球气候的反复变化对青藏高原及其邻近地区物种的地理分布及遗传结构产生了重大影响,进而影响了其进化历史,然而该地区多数类群的进化历史至今仍不清楚,据此该项目以固沙草属6个物种作为研究对象,通过野外调查,在居群水平上对该属所有物种进行了物种界定、分类修订及物种形成过程研究,揭示了它们遗传变异分布式样和单倍型与基因型的系统发育关系,确定了物种和种群水平上的分布格局,构建了各自的谱系进化历史,鉴定了它们的冰期避难所和冰期后的扩散或者回迁路线,探讨了气候变迁对分布区域的影响。结果显示,6个固沙草属物种应被划分为2个独立的物种以及第3个新描述的物种;固沙草和鸡爪草的分化大约发生在2.51百万年前,居间固沙草的杂交起源大约发生在0.689百万年前,青藏高原的持续隆升及气候的反复剧烈变化可能造成并促进了固沙草属祖先类群的异域分化以及它们分化之后的杂交;固沙草物种存在明显的物种分化,东西两大谱系分支的分化发生在大约0.64百万年;鸡爪草物种居间群的遗传分化显著高于居群内的遗传分化。成果达到国际先进水平。
1700440472 浙江
P31 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:研究围绕任务书开展工作,通过对任务书内容的分解,分专题的完成了任务书的各项工作任务,首先对1574年庆元51/2级地震震中所处大区域的地震构造特征进行了综述,其次,对庆元及邻区的地震构造环境进行了研究,再此基础上从现今地震精定位、断层的深部特征(地球物理数据解译)、浅部特征(隐伏区浅层地震勘探)及地表(遥感及地震地质调查)等多个层面、多个手段对震中附近断层开展了详细研究,对断层的地质地貌、构造变形、展布位置、活动特征得到了准确的认识。判定了庆元51/2级历史地震的发震断层。采用有限断层模拟方法,模拟了最大设定地震作用下,发震断层产生的强震动加速度预测结果。采用Newmark滑动位移分析法,对最大设定地震作用下可能产生的地震滑坡灾害进行了预测,得到了地震滑坡灾害预测结果图。
1700390222 青海
P57 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:青海省作为全国最大的钾盐生产基地,钾肥总产量占全国的90%以上。光卤石矿是生产钾肥的主要原矿,原矿成分含量检测值是指导钾肥生产工艺的重要依据,对于生产工艺的改进和资源综合利用具有重要作用。国内尚无国家标准和地方标准来规范光卤石中各元素含量的测定方法。该标准从方法的测定范围、原理、实验方法、试剂及仪器、分析步骤、结果计算等方面对光卤石中钾、钠、钙、镁、硫含量的测定方法进行了规定。标准条理清晰、系统性强、具有可操作性。该标准的制定,为青海省盐湖光卤石中钾、钠、钙、镁、硫含量的高效、准确检测提供了技术支撑。该标准填补了用电感耦合等离子发射光谱法对光卤石矿检测的空白。为各类钾肥生产企业提供快捷的光卤石矿检测方法,极大提高了光卤石的检测效率和准确度,节约了时间成本,为社会创造了巨大经济效益。
1700390267 青海
P31 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:青海省地震局工程地震研究院承担完成的德令哈市活断层探测与地震危险性评价项目,查明了德令哈市主城区下不存在活动断裂;对距离德令哈市区20km对市区有严重影响的托素湖-尕海隐伏断裂进行了系统地研究,填补了该断裂研究资料的空白;对德令哈市潜在影响较大的宗务隆山南缘断裂的活动性、地震危险性和地表变形做出了评价;对德令哈市的第四纪地质环境进行了分析研究;对德令哈地区的深部地震构造环境进行了研究;建立了德令哈市活断层探测地理信息系统。该项目是青海省第一家由地方政府作为投资主体的活断层探测领域的工程项目,其研究成果为广大科研人员在海西地区进行相关究工作提供了翔实的基础资料;为德令哈市的发展规划、防震减灾规划、土地综合利用、重大工程选址等提供了科学依据;为以后在大柴旦、格尔木市、乌兰县等地开展相关研究工作,起到了很好的示范带头作用。成果达到国内领先水平。
1700390123 青海
P31 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该次研究的主要内容包括对青海省东北部地下热水的形成机理研究,地热资源的分布特征、热储特征研究,提交靶区10处。其中中高温热水靶区六处分别是:共和县恰卜恰地区、贵德县扎仓寺、罗汉堂、新街地区、兴海县温泉乡、同仁县兰采地区;低温热水勘查靶区三处分别是:西宁市北川地区、互助县威远镇、海晏县甘子河地区;干热岩1处为共和县恰卜恰地区-贵德扎仓寺地区。依托优选的地热靶区为青海省东北部地热资源开发利用规划提供了技术支撑。成果达到国内领先水平。
1700390083 青海
P31 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该项目为青海省科学技术厅企业技术创新资金计划,项目编号2013-G-Q08A。项目研究区共和盆地位于青海省东部,在盆地的阿乙亥、恰卜恰河谷等地发现了强烈的地热异常显示,主要热储包括下更新统热储和新近系热储。更为重要的是,共和盆地地处青藏高原北缘,地壳较薄,在部分地段干热岩的埋藏深度非常小。在此背景下,课题组深入分析了共和盆地地热系统的地质和地球化学成因,在盆地北部建立了青海省首个地热发电站,并在盆地中北部首次探测到了大面积分布的、具有极大开发利用潜力的干热岩。依托该项目,在共和盆地利用花岗岩基底以上的热储层中的地热流体建立了青海省首个试验地热发电站,装机功率160 kW,额定净发电功率99.4 kW。此外,该项目在共和盆地中北部进行了干热岩科学钻探,最终在2927m深度获得高达183℃的温度。该干热岩体在共和盆地底部广泛分布,仅钻孔控制面积已达150平方公里,开发利用潜力巨大。共和盆地干热岩的发现引起了极大的社会反响,在中央政府门户网站等媒体得到了广泛报道,在今后将为海南州乃至青海省带来巨大经济效益。该项目产生了一批具有国内领先水平和国际显示度的重要成果。依托项目所建的青海共和试验地热电站与利用高温地热流体发电的西藏羊八井地热电站不同,是青藏高原利用中低温地热流体发电的典范,有望为青海省能源结构优化做出开拓性贡献。而在盆地北部利用深钻探测到的干热岩是国内首次发现的可大规模利用的干热岩资源。共和盆地干热岩资源的发现不仅为深部地热的开发利用提供了得天独厚的天然试验场地,也使青海省能源开发利用新途径的开辟成为可能。成果达到国际先进水平。
1700240347 广西
O 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:矩阵低秩逼近可以获取高维数据更为本质的信息,它在图像处理和线性系统中有重要应用。该项目主要研究如下三类矩阵低秩逼近的理论与数值方法: 利用矩阵分解和有理式函数刻画秩约束的结构矩阵,研究结构约束的矩阵低秩逼近,构造有效的迭代方法,进行数值分析和数值实验;利用 Krylov 子空间方法研究大型稀疏矩阵方程的低秩逼近解,设计保结构保秩的迭代方法,并构造相应的迭代加速技术和预处理方法; 研究结构约束的动态低秩逼近问题的解的存在性和性质,提出高效稳定的数值算法,并进行计算复杂性分析。该项目将建立新的可解性理论和扰动理论,提出了新的有效数值算法,为图像处理和线性系统领域提供有力的理论支撑和算法支持。该项目组共发表学术论文16篇,其中SCI收录9篇,EI 收录1篇,国内核心期刊5篇。研究成果荣获“广西自然科学奖三等奖”,“广西自然科学优秀论文三等奖”和“桂林市自然科学优秀论文一、二等奖”。 项目负责人以第一作者发表学术论文8篇,其中 SCI 收录6篇(JCR 二区4篇),核心期刊2篇。 资助专著《对称矩阵方程的理论与方法》一部。 培养硕士研究生6名,其中已毕业2人,在读4人。
1700240351 广西
O44 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:生物体一般因有生物电或含磁性物质而具有磁性,(电)磁场对于磁性物质会产生力的作用。因此,外加(电)磁场可以对生物的组织和生命活动产生影响,从而改变其生物学功能。Anammox菌的发现和研究,成为生物脱氮研究历史上的新的里程碑。该工艺无需外加有机碳源,无需曝气,是一种节能、高效、环保的生物脱氮工艺。然而,厌氧氨氧化菌培养一段时间后,一般会出现颗粒死亡或膜死亡的现象;并且,Anammox菌生长缓慢,倍增时间长(11d),这都大大的影响了Anammox菌的实际应用。为了解决厌氧氨氧化菌的退化问题,实现厌氧氨氧化菌持续增长,保障厌氧氨氧化工艺实际应用中菌种数量,该研究针对以上问题,通过磁电诱导装置激活衰退的细菌,探讨磁电诱导技术激活细菌的作用机理,摸索适合的作用参数,为解决实际运营过程中的细菌衰退这一世界难题提供理论依据和技术支持。该课题在该背景下被列入广西科技厅自然科学基金项目,项目名称为: Anammox细菌对磁电诱导的应答机制研究(合同编号:2012GXNSFAA053189)。主要的成果有; 驯化培养具有高活性的anammox细菌用于实验; 研制简易的磁电诱导装置1个; 形成相应的工艺流程和设备; 公开发表论文3篇; 依托该项目培养研究生3名,其中1名毕业; 申请获得专利3个; 初步获得合适的运营参数。在4.0V m-1和56mT恒稳电场下,以模拟废水为进水(每升水中含(NH<,4>)<,2>SO<,4>,NaNO<,2>,KHCO<,3>,KH<,2>PO<,4>,FeSO<,4>•7H<,2>O,EDTA•2Na分别为655,562,12,54,5和5mg L -1)。结果表明:总的来说,处理的NO<,2>--N脱氮效率高于对照。试验结束时,处理的NO<,2>--N脱除率为93.51%,比对照的相应值提高了14.84%;TN的相应值分别是70.16%和8.00%。
1700240357 广西
O17 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该项目为广西自然科学基金(编号:2012GXNSFAA053003)资助项目。一个多世纪以来,常微分方程定性理论得到了迅速发展,并已在天体力学、自动控制、生物、化学及无线电等工程技术及社会经济领域获得广泛的应用,然而也还有许多经典的难题待解决。近三十年来计算机符号计算系统出现给微分方程定性理论研究提供了新的手段。该项目研究微分方程定性理论中多重Hopf 分支、等时中心、p-q 共振奇点等符号计算问题,也探讨非线性波方程动力学性质,这些问题均为微分方程定性理论和非线性科学的热点问题,项目成果将微分方程定性理论和非线性科学的研究成果,促进相关学科的发展。通过项目的实施,课题组获得了许多创新性的结果,共发表学术论文16篇,其中被SCI收录9篇(SCI分区一区1篇,二区4篇),中文核心期刊论文2篇。培养研究生7人。主要的研究内容和结果如下:多项式系统中心、等时中心、临界周期分支与多重Hopf 分支。研究一类四次多项式微分系统的中心条件、极限环分支和等时中心问题。 通过对奇点量的符号计算, 得到了原点成为8阶细焦点的条件, 利用数值计算和行列式方法证明了该系统从在原点邻域有8个小振幅极限环,这是四次多项式系统原点极限环个数研究的最好结果。研究了一类具有13个极限环的著名三次系统双中心的临界周期分支问题,得出了11个中心条件下双中的最高细中心条件和临界周期分支个数。研究一类三次和一类五次多项式微分系统的临界周期分支问题,通过符号计算方法和定性理论方法分别给出了这两个系统原点细中心的阶数和临界周期个数。研究一类七次幂零系统幂零奇点的定性性质,得到了该系统在幂零奇点有14个极限环,这是七次幂零系统极限环的一个好结果。把极限环的研究推广至三维动力系统。研究了Lorenz系统的极限环问题,通过符号计算,得到了系统可有6个极限环。 平面微分系统可积性和可线性化条件的研究。研究一类任意次系统的鞍点可积性和线性化条件问题,通过一个变换把系统转化成一类五次系统,利用符号计算软件对该五次系统进行奇点量和周期常数的计算,得到其可积性和线性化必要条件,相应地解决了该系统所对应的共轭系统的等时中心问题。 非线性波方程精确行波解研究。利用微分方程定性理论方法研究一类KP–MEW (2,2)方程,得到了它的孤子解、 尖波解、光滑孤子解。研究了一类Green-Naghdi方程同宿轨(周期轨)与奇异线相交且交点是简单零点时行波系统的向量场轨线的动力学行为,求出了孤立波解和周期波解存在的各类充分条件,给出了新的孤立波解的显式参数表示式。研究一类K*(4, 1)方程和一类广义Camassa-Holm方程的行波解, 揭示了这些方程复杂动力学行为。微分自治系统临界周期分支所对应的非线性波方程动力学性质。研究一类非线性波方程通过行波变换所对应的平面微分系统的局部临界周期分支问题,借用计算机代数系统Mathematica,计算对应平面微分自治系统的周期常数,得到平面自治系统原点成为一阶细中心的充要条件,并证明该系统在原点邻域存在1个局部临界周期分支。结果刻画了该非线性波方程平衡解附近周期波的周期单调性问题。
1700240410 广西
O17 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:现有的hash函数是基于一种迭代的算法,其迭代所用的压缩函数是相同的,在这样的情况下可能存在一些攻击,比如碰撞攻击、原像攻击和第二原像攻击等。现有的hash(又译为哈希、杂凑、散列)函数主要有两大类,它们分别是以压缩函数和分组密码算法为基本计算单元的,以压缩函数构造的hash函数为例,它将明文消息进行一定的填充处理,对消息进行分组后,依次对每一个分组采用相同的压缩函数进行压缩,运算到最后一个分组后,得到hash值。这种设计结构简单,便于理解与实现,但是,却存在一定的不合理性:第一个分组和最后一个分组与中间分组采用相同的压缩函数,而第一个分组和最后一个分组的处理有特殊之处,第一个分组由于没有前面的压缩结果,所以需要一个确定的初始值参与运算,这个值是不变的,在密码分析的时候,没有选择的自由度,而最后一个分组包含一定的填充数据和关于消息长度的信息,具有较大的冗余度,并不像其他的分组的数据是完全自由、随机的(抛开明文的冗余度)。这样的冗余数据对于密码分析是不利的,因为对于密码分析者任何一个bit有选择性总比没有选择性好,而且,最后一个分组包含关于消息长度信息。因此,该发明考虑加固这两个分组。对这两个分组进行加强的理由有:第一,它们是比较难以破解的部分,对于hash函数的原像攻击是必须将每一个分组逆推出来,这样,加强最难的分组将会让破译难度更大。第二,它们是必须存在的分组,特殊的时候,第一个分组就是最后一个分组,而中间分组可能是不存在的,所以从这个角度,加强必需分组可增强安全性。第三,对于很长的明文,如果中间分组的运算量很大,则计算hash的运算量会很大,所以,中间分组的计算量应较小,这样中间分组与最前和最后分组不宜采用相同的压缩函数,中间分组采用相对简单,而最前和最后分组采用相对更为复杂的算法则更容易接受。第四,最后一个分组含有重要的信息,即关于明文长度的信息,如果可以随意破解这个分组,则分析者有可能任意设定伪造明文(碰撞消息)的长度,这对于破解是有利的,因为密码分析者可以根据自己的需要设定伪造明文的长度,选择更为有利的、最容易破译的长度,一般地,他可能会设定最短的,使得填充处理后的消息不超过一个分组长度,这样破译的工作量会较小。由于hash是多对一的映射,比如有的hash分组长度是512bit,hash值长度是128bit,即使设定消息的长度(对于一些hash明文消息长度的信息是64bit),对于一个确定的hash值,在该消息长度下平均而言也有大量的消息与这个hash值对应。由此可见,最后一个分组需要进行加固。第五,现有的一些hash分析大多数都是考虑两个明文分组或者单个明文分组的情况寻找碰撞,该设计的加固第一个分组和最后一个分组,使得这些hash分析无法绕过。鉴于上面的分析,以及传统的hash函数的缺陷,该发明中考虑对第一个分组和最后一个分组进行加固,特别是最后一个分组应该采用有效加固方法:第一个分组采用加固的、比较安全的压缩函数F1,中间分组采用通常的压缩函数Fz,最后一个分组采用加固的压缩函数Fn。该课题的创造性体现在关键的分组采用了加固的压缩函数,从而增强了安全性。技术已经较为成熟,适用于安全保密要求高和计算能力强的哈希函数应用;在一些领域得到了应用。
1700240319 广西
O65 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:流通池是化学分析中流动注射分光光度法最常用的关键器件,利用朗伯- 比尔定律完成将元素浓度大小变化转化为光信号强度变化,再经光电转换为电信号,对电信号进行处理和测量从而完成对化学元素浓度的测定。可见流通池是实现分光光度法测量的关键,其性能决定着测量的精度和灵敏度。该实用新型的用于流动注射分光光度法的层叠一体化嵌入式流通池系统,其流通池为开放式Z 字形流通池,并嵌入固定基座,两片超薄高通光性石英玻璃放置堵住开放式Z 字形流通池的光接收端和光输入端,都安置了光电管的光发射部分机箱和光接收部分机箱分别固定在固定基座的两端,信号处理电路设置在光发射部分机箱和光接收部分机箱中。该流通池系统最大限度的减少了外部的干扰,提高系统信燥比和稳定性,层叠式和嵌入式的结构体积小,易于装配和拆卸,便于清洗。工作过程最大的特点是从单色发光光电管发出光到光电接收管,除经过待测液体外,仅通过了二片超薄高通光性石英玻璃,将光损耗减小到最低程度,提高测量的精度和灵敏度。传统的流通池是将光电管发出的单色光经光纤传输至流通池光输入端,单色光通过待测液体后,用光纤接收通过待测液体的光线,经光纤传输到光电接收管,光电接收管将光信号转换为电信号。这一过程中经过了发光光电管到光纤,光纤到待测液体,待测液体到光纤,光纤再到光电接收管四次二个介质之间光的传输,由于光的折射和反射的存在,光的强度必然降低,这直接影响了测量的精度和灵敏度。其次由于光信号和电信号的处理电路系统与流通池分离,这过程中必然会有各类光信号燥声和电信号燥声叠加其中,对测量的稳定性和可靠产生影响。这些问题都是是传统流通池无法克服和消除的固有弊端。
1700240829 广西
Q945 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:植物对光的吸收不是全波段的而是有选择性的,只有波长在400~700nm的光可用于光合作用,称为光合有效辐射,波长小于400nm的紫外光和700~800nm的远红光不能直接作用于光合作用,但可作为环境信号调节植物生长发育进程及代谢;植物不能利用波长大于800nm的光,这部分光多以热辐射的形式耗散。因此,对于能耗大的高压钠灯、卤素灯、白炽灯等连续波长(300~1500nm或更宽波长范围)发光的光源(以下称普通光源),植物对其光能利用率低,同时由于其属于热光源,容易引起环境温度升高,不能接近植物照射,不利于精确调控植物的生长发育和代谢。该技术应用蓝光、红光、红外光三种LED按照一定比例组配成照射单元,在菜心、生菜、菠菜等叶菜采收前7-10天进行补光,调控植物的生长发育和代谢,可显著降低叶菜收获器官中的硝酸盐含量。并且其效果优于普通光源,极大降低能耗(用电量)。主要技术内容包括:在叶菜收获前7-10天,在植株垂直上方1250px-2500px高的地方按照每平方米栽培面积安装一个照射单元对叶菜进行照射,每天晚上22:00-2:00照射4个小时,连续照射7-10天。照射单元由蓝光、红光、红外光三种LED灯按灯的个数比例为蓝光:红光:红外光=5:3:2的比例组合成的1个照射单元,每个照射单元中三种LED灯平均分布在同一平面,蓝光LED灯平均分布在直径为212.5px-312.5px的圆周上,红光LED灯平均分布在直径为112.5px-162.5px的圆周上,红外光平均分布在直径为62.5px-87.5px的圆周上,三种LED灯所在的圆周圆心重合。LED灯的技术指标为:蓝光波长450±10nm、光量子通量密度0.78μmol・m-2・s-1;红光波长630±10nm、光量子通量密度0.79μmol・m-2・s-1;红外光波长735±10nm、光量子通量密度0.45μmol・m-2・s-1。
1700240788 广西
Q-33 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:技术领域:该实用新型属于灌装设备领域,具体的提供了一种培养基自动分装器。背景技术:生物培养基通常含有琼脂、卡拉胶等凝固剂,混匀过程中常温下不易溶解,易结成块状,传统的培养基分装前,通常需进行加热、使培养基溶解均匀后再灌装。该方法所需设备成本高,且耗能量大,不符合低碳环保的大众需求。近年来,也有些人提出以搅拌代替加热,但普通的搅拌装置搅拌效率低、使用时间长后容易出现泄漏等问题,且无法实现配置、搅拌和灌装的一体化。实用新型内容:该实用新型的目的是克服上述缺陷,提供一种轻便、实用的培养基自动分装器。该实用新型的技术方案:一种培养基自动分装器,包括支架、搅拌桶和由电机带动的搅拌装置,所述搅拌桶外侧设有控制面板,搅拌桶内侧间隔设有纵向挡条,搅拌桶底部设有分装孔,所述分装孔连接有分装管,所述分装管上依次设有开关、水泵和电磁阀,所述水泵、电磁阀与控制面板相连,所述控制面板上设有调量开关和调频开关。即通过控制面板来调节水泵、电磁阀的运转,从而控制培养基的分装量和分装频率等。使用时,将各种材料按一定配比倒入搅拌桶后,启动电机,搅拌装置将培养基搅碎并混匀。接着在控制面板上设置培养基的分装量、分装频率等,将分装瓶套在分装管上即可实现培养基的自动分装。纵向挡条的设置,在搅拌时通过对凝块琼脂或卡拉胶的不断撞击,增加阻力,促进其分散溶解,可缩短搅拌时间、提高搅拌质量。该实用新型优点:纵向挡条的设置,可缩短搅拌时间、提高搅拌质量。大、小分装管的设计,可很好地调节分装时培养基的流速,避免从分装管喷出的培养基力度太大而造成浪费甚至影响分装工人的人身安全。可同时设置多组分装孔和分装管,并分别控制每组分装管的分装频率和分装量,提高分装效率。搅拌桶内侧设有标尺,可按规定配比直接对各种原材料进行调配,减少量具的使用,方便操作。螺旋状搅拌叶片与螺旋锯齿状纵向挡条的配合,大大提高了搅拌效率和搅拌质量。
1700240799 广西
O17 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:最优化是“运筹学与控制论”学科一个十分重要的分支, 它讨论决策问题的最佳选择,构造寻求最佳解的计算方法,有着广泛的实际应用背景,设计出计算量更少、收敛速度更快、应用更广泛的高效算法,具有十分重要的意义。机组组合问题是电力系统运行调度的一个重要方面,优化燃煤电厂的发电调度模式,以期减少耗煤所排放的二氧化碳、氧化硫和氧化氮等污染物,并降低发电成本,对大力发展低碳经济、加大环保力度、推进建设节约型社会以及提高社会经济效益等方面具有重要的理论和现实意义。项目一方面研究光滑非线性约束优化的序列线性方程组算法。主要创新和贡献在于:构造新型搜索方向子问题,引入新型高阶修正方向和线搜索,有效地减少算法的计算量,改善数值效果;在收敛性分析中去掉或减弱了一些较强的假设条件,如迭代点列的有界性、严格互补等。并从理论上较好地克服了迭代点收敛于不可行点或非稳定点的不足。另一方面研究快速算法在电力系统机组组合问题中的应用,取得了创新性成果,如:针对该问题具有大规模、离散、非线性的复杂数学结构,提出机组组合问题的凸可分混合整数二次规划模型,并在该基础上构建分解类算法如外逼近法、内外逼近法求解机组组合问题。基于提出的机组组合问题的凸可分模型,以及求解该模型的外逼近确定性全局优化方法,通过引入新的线性化点集对初始外逼近子问题进行改进,并基于单变量函数的简单性提出了新的内逼近混合整数线性规划子问题,从而提出了一种新的内外逼近方法来求解机组组合问题。内外逼近方法通过交替求解一系列混合整数线性规划外逼近子问题与内逼近子问题,以产生更好的下界和更好的上界,充分利用内、外逼近子问题的有效性,既改进了迭代间隙又提高了解的质量。仿真结果表明,所提的确定性全局收敛内外逼近方法不仅得到了更高质量的次优解,而且能有效处理计爬坡约束,表现出了良好的收敛稳定性,适合于大规模的实际工程应用。项目对所提出的算法进行了大量的数值试验,并与其他算法进行了比较验证了算法的有效性,达到理论、仿真、实验三者相统一的目的。
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