TB5钛合金板试件疲劳破坏过程的宏微观跨尺度数值模拟

为了研究TB5钛合金板试件从微观初始缺陷到宏观疲劳断裂全过程中的跨尺度数值模拟问题,以约束应力表征材料的疲劳损伤度,以约束应力区裂纹模型描述材料从微观到宏观的疲劳破坏过程,以应变能密度因子作为宏微观跨尺度疲劳裂纹扩张的控制参量,发展了一种宏微观跨尺度疲劳破坏过程的数值模拟方法。在该模型中,可通过疲劳源处材料初始缺陷大小和3个尺度效应函数来表征材料微观因素对疲劳破坏过程的影响。对TB5钛合金光滑板试件(应力集中系数Kt=1)和含切口板试件(Kt=3)进行了数值模拟计算,结果表明,计算S-N曲线与试验S-N曲线能够精准吻合。通过考虑微观效应,其疲劳寿命试验数据的离散性也可由模型计算结果得以体现。     

汉江潜在致病菌群落物种组成及其分布特征

为探究水体和沉积物潜在致病性细菌群落的物种组成及其分布特征,为汉江致病菌防控提供基础数据,于2014年春、秋两季,在汉江6个监测断面进行样品采集。基于16SrRNAIlluminaMiseq高通量测序技术,利用FAPROTAX软件,对细菌群落进行致病性功能预测,共识别出6类致病菌,隶属6门9纲22目45科105属。研究结果显示,变形菌门是汉江致病菌群落的主要组成物种,占比高达96.56%,Methylopumilus和Roseomonas是属水平的优势物种。多样性分析结果表明沉积物中致病菌比水体中更丰富,浮游群落随季节的变化更显著。环境因子相关性分析结果指示底栖群落对环境因子变化更敏感。零模型分析结果揭示随机过程主导水体和沉积物致病菌群落的构建。     

基于神经网络和不同立地质量的森林蓄积量遥感估测

运用BP神经网络技术建立区分立地质量等级森林蓄积量遥感估测模型并探讨其适用性。以2009年黑龙江省伊春市凉水自然保护区森林资源二类调查数据为基础数据划分森林的立地质量等级,以森林蓄积量为研究对象,基于该地区LANDSAT-TM影像以及DEM数据提取遥感因子,采用BP神经网络方法构建区分立地质量的森林蓄积量遥感估测模型,并引入回归分析方法和不区分立地质量的模型予以比较。结果表明,基于不同立地质量等级的模型明显好于不区分立地质量等级的估测模型,且BP神经网络模型较回归分析模型可以更好地预测森林的蓄积量。经过对比检验,基于不同立地质量等级的BP神经网络模型性能优异,验证总体预测精度高达97%以上、实测值与预测值的R~2在0.94左右;不区分立地质量等级的BP神经网络模型的R~2为0.89,预测精度95%左右。同等条件下,BP神经网络模型较多元线性回归模型的预测精度约提高了3%～5%,R~2值提高了0.1左右。     

汉江浮游细菌稀有群落的分布与构建机制

基于Illumina高通量测序,调查汉江浮游细菌整体及稀有、丰富物种的组成、分布与构建机制,得到细菌22门55纲93目132科164属,Proteobacteria,Actinobacteria和Bacteroidetes等为优势菌门。将4035个ASV (80.2%)定义为稀有物种。汉江浮游细菌群落α多样性季节差异显著,而稀有物种受季节的影响更显著。非度量多维尺度分析结果显示,汉江浮游细菌群落季节分布与沿程分布差异不显著。Mantel分析结果表明,溶解氧和氨氮为秋季群落的主要影响因素。方差分解分析结果表明,环境因子对群落的影响大于空间因子。确定性过程为群落总体的主导构建机制,而稀有及丰富物种主要受随机过程影响。与丰富物种相比,稀有物种受环境选择过程的影响更大。     

潮间带湿地底栖动物生物多样性特征比较分析

基于我国沿海12个典型潮间带湿地, 结合其生境特征, 系统地比较潮间带湿地底栖动物生物多样性特征, 在此基础上深入分析不同环境条件下潮间带湿地生境特征与底栖动物群落结构特征之间的关系。结果表明: 不同环境条件下潮间带湿地的底栖动物分布表现出典型的空间分异特征, 其分界线与潮间带湿地所处位置的自然地理分界线基本一致; 在科和属的水平上潮间带湿地群落结构特征与环境变量的关系密切。作为潮间带湿地区别于其他类型湿地的主要特点之一, 潮差对潮间带湿地特性有重要影响, 潮差与潮间带湿地底栖动物多样性指数呈明显的正相关关系; 对于类似环境条件下的潮间带湿地, 二者的相关关系尤其显著。     

基于数据引流的无线传感器网络能量空洞避免研究

无线传感器网络中,节点数据产生速率的动态变化会导致能量空洞现象的出现.为避免能量空洞的出现,在非均匀分簇网络中提出了一种基于数据引流的能量空洞避免策略FRUC.节点数据产生速率动态变化的真实场景下,对分层网络中各层簇头节点的平均能耗进行计算和分析.在此基础上,将网络各层层高取为不同值,以满足数据产生速率变化未知条件下,各层间的簇头节点在一个簇周期内的能耗之和相等.进一步,为均衡每一层内的簇头节点能耗,将数据引流至下一层网络中负载更低的簇头.仿真实验表明,FRUC算法不仅能有效均衡网络各层间簇头节点的能耗,也能有效均衡各层内各簇头节点的能耗,从而避免能量空洞现象的出现.     

天兴洲大桥主桥钢桁梁节间长度研究

在特大桥桥型方案的比选过程中往往忽略对节间长度的比选，这样所设计桥梁不一定是最优方案。详细介绍天兴洲大桥钢桁梁节间长度的比选过程，确定最佳节间长度，同时论述了节间长度比较的重要性。     

汉江水体和沉积物中噬菌体特征研究

基于2014年3月和10月汉江中下游6个断面的水体和沉积物监测样品,获得384个高质量vOTUs(viralOperationalTaxonomicUnits)。研究表明,vOTUs中95%以上隶属Caudovirales (有尾噬菌体目),丰度居前3位的科分别为Myoviridae (肌尾噬菌体科)、Siphoviridae (长尾噬菌体科)和Podoviridae(短尾噬菌体科)。主坐标分析和相似性分析结果表明,沉积物中病毒群落结构相对稳定,而水体中群落易随季节发生变化,同流域的水体和沉积物中群落可能具有连通性。宿主来自2域(界) 19门,丰度最高的宿主是Proteobacteria门(变形菌门)。88%的vOTUs具有单一的门水平的宿主,有3个vOTUs跨越5个门。跨域(界)感染的vOTUs在感染古菌界Thermoproteota门的同时,最常见的是感染细菌界的Bacteroidota门(拟杆菌门)。与水体相比,沉积物中宿主的群落组成更加多样。Pearson相关分析表明,噬菌体与其宿主的组成在门水平上一致。     

基于MODIS的三江源地区不同类型草地草产量的遥感监测

面对大面积草原草场牧草估产,遥感监测已成为最普遍、最快速的先进手段。针对三江源地区草地,基于改进的CASA模型,利用2000—2010年MODIS的MOD13A1(净初级生产力NPP)遥感数据和每年4—9月的降水和温度数据,运用ArcGIS软件建立了三江源地区不同类型天然草地牧草产量卫星遥感估产模型,得出三江源草场亩产量结果:湖盆河滩草甸160～180kg,整体趋势略有上升;山地草原48～56kg,高原宽谷荒漠39～45kg,山地荒漠40～50kg,整体分布趋势很稳定;高山草甸110～130kg,高原宽谷草原70～80kg,整体趋势相对稳定;山地稀疏森林草场130～160kg,整体趋势略有下降;山地灌丛草场128～160kg。空间上因东南地区降水较多,湿润度高,地势相对平坦,因此草产量呈现出从东南—西北逐渐递减的规律,其中高山草甸草场和高原宽谷草原草场占绝大部分,为三江源地区进行草地生物量研究、草场资源的可持续利用和畜牧业的发展提供指导。