科研产出
基于SUKF的海洋溶菌酶发酵菌体浓度软测量
《江苏大学学报(自然科学版) 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：为准确、实时地测量海洋生物酶制剂发酵过程中的菌体活性浓度,提出了基于SUKF(scale unscented transformation kalman filter)算法的非线性状态估计软测量.算法采用Kalman滤波框架,嵌入非敏变换,通过变尺度变换有效解决发酵高维非线性模型采样的聚集劣化效应.在σ点集对称采样策略中,根据发酵各维均值的先验信息增加了均值点.通过采用交叉检验办法选择模型参数,并将算法与支持向量机、径向基神经网络算法进行了试验比对.结果表明,SUKF软测量的训练和测试最小方均根统计误差减少2%左右.该软测量方法不需要建立精确的发酵模型和观测模型.对于非线性系统辨识,SUKF具有更好的泛化性能,且方法精度高.
关键词： 溶菌酶 菌体浓度 发酵过程 软测量 卡尔曼滤波 变尺度非敏变换
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池塘三维植被网生态坡水质净化调控系统
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究养殖池塘三维植被网护坡技术及其水质净化调控效果,试验用三维植被网、布水管和水生植物等构建池塘生态坡净化调控系统。研究发现,池塘三维植被网生态坡净化调控系统具有潜流湿地和表流湿地双重特点,空隙率为4%～9%,构建坡度应低于1:2.5,水流速度应高于0.13m/s。在池塘水体日循环量10%情况下,三维植被网生态坡可使池塘水体中氨氮、亚硝态氮、硝态氮、总氮和总磷的浓度下降46%、65%、49.2%、64.4%和39%,使养殖水体中叶绿素a浓度下降8.8%;生态坡对水体中总氮、总磷、COD的净化效率分别为0.27、0.015和0.94g/h.m2。与对照池相比,试验期间,三维植被网生态护坡池塘水体中的绿藻种类比对照池塘增加了10.7%,蓝藻种类减少了2.5%,藻类ShannonWiener多样性指数(H')增加了38%。同时,试验池塘水体中的藻类密度下降了23%,其中蓝藻密度下降48.4%,隐藻、裸藻密度分别增加了24%和34%,藻类优势种群结构组成更有利于养殖需要。研究表明池塘三维植被网生态坡系统具有保护池埂和净化调控水质效果,是一种"经济、生态、减排"的护坡技术。
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不同贮藏温度下养殖大黄鱼货架期预测模型的构建
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探讨不同温度范围内导致产品腐败的原因和开发货架期预测模型,通过对低温(0～10℃)、室温(25℃)和变温贮藏下养殖大黄鱼感官、理化和微生物质量指标和细菌种群的研究,确定上述温度条件下的货架期和特定腐败菌,开发出3种货架期预测模型,并用恒温和波动温度下的货架期进行验证。结果表明,养殖大黄鱼低温下的货架期为5.4～17.8d,特定腐败菌为腐败希瓦氏菌和假单胞菌,室温下货架期仅1.1d,特定腐败菌为弧菌和肠杆菌。依据相对腐败速率与温度的相关性,开发出Exponential、School-field和Square-root货架期预测模型,模型参数表观活化能Ea、最小温度Tmin和温度特性系数a分别为74kJ/mol、-10℃和0.11,并用3、7、10℃恒温和变温下的货架期对模型进行验证,相对误差分别为0%～13.8%、-0.9%～9.8%和-0.2%～-22.1%,表明School-field和Exponential货架期模型性能优于Square-root货架期模型,能快速有效预测0～25℃范围的大黄鱼品质。该文将为进一步研发集包装、贮藏和流通等为一体的水产品品质智能化预警系统提供依据。
关键词： 贮藏 温度 预测 货架期 特定腐败菌 预测建模 养殖大黄鱼
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涌浪机在对虾养殖中的增氧作用
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：溶解氧是对虾正常代谢和生长中所必需的,为了探索对虾养殖增氧方式的新途径,该文进行了涌浪机在高位池凡纳滨对虾高密度养殖条件下增氧情况的研究,并进行了不同天气状况下与水车增氧机增氧效果的对比。试验表明:涌浪机在晴好天气下增氧能力远超同功率水车增氧机。在试验养殖密度约为10000kg/hm2时,0.75kW涌浪机在晴好天气白天时与同功率水车增氧机相比,使池中溶解氧质量浓度平均提高1.24mg/L,但在阴雨天和夜间涌浪机的增氧效果较差,增氧能力与同功率水车增氧机相近。因此,涌浪机在实际应用中需与其他增氧模式相结合使用,将会取得较好的增氧效果。
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涡旋式流化床生物滤器水力特性试验
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：为把流化床生物滤器应用于循环水养殖系统,探讨其较佳的设计与运行参数,研制了一种涡旋式流化床生物滤器,并对其水力特性进行了试验研究。试验装置使用石英砂作为填料,设计了0.18～0.25、>0.25～0.425和>0.425～0.6mm3组不同粒径范围的石英砂和40、50、60、70、80和90cm6组不同初始砂床高度的双因素试验,探讨了石英砂粒径和初始床层高度对砂床流化性能的影响。结果表明:3组不同粒径范围石英砂的临界流化速度分别为(0.061±0.0088)、(0.25±0.011)、(0.48±0.014)cm/s。砂床要保持良好的流化状态,初始砂床高度与床层直径的比值(高径比)需分别大于1.43,1.78和2.14,且高径比与石英砂粒径大小成正比;在相同的膨胀率下,当初始砂床高度增加时,表面流速基本保持不变。床层压降测量显示,3组不同粒径范围石英砂单位床高的压降值分别为(7530.66±215.98)、(6925.66±364.58)和(6790.08±277.95)Pa/m,使用0.18～0.25mm石英砂测得的压降试验值与理论值较为接近,误差在2%～3%。基于Ergun方程,采用回归拟合方法得出涡旋式流化砂床临界流化速度的数学模型,可为流化床的设计和应用提供技术依据。
关键词： 流化床 流化性能 压降 水力特性 临界流化速度 石英砂 表面流速
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基于遥感数据的智利竹筴鱼渔场预报系统
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：根据中国2001-2009年东南太平洋作业船只提供的捕捞数据和卫星遥感反演的海表温度数据,建立了基于贝叶斯概率理论的智利竹筴鱼渔场预报系统。系统开发采用客户/服务器(C/S)体系模式,数据库则采用SQL Server 2000数据库管理系统,结合控件式GIS技术,构建了渔场分析和预报系统,并利用历史数据进行了模型精度验证。结果表明:预报渔场的准确度为72.6%,预报非渔场的准确率为57.5%;综合预报准确率达65%以上。渔汛盛期的渔场预报准确率要高于渔汛末期3%～22%,而非渔场的预报准确率低于渔汛末期4%～11%。因此,该预报系统对于南太平洋智利竹筴鱼渔场预测和捕捞活动具有一定的指导意义。但在实际预报过程中,也需结合其他相关环境因子(如叶绿素a、海面高度、海流等)对预报渔场进行修正。
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超高密度全封闭循环水养殖系统设计及运行效果分析
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：为进一步研究循环水养殖系统在高密度养殖生产过程中的水质变化情况、鱼类生长情况及应用推广价值,该文构建了一套超高密度全封闭循环水养殖系统,设计3条水处理环路,集成了鱼池双排水、竖流沉淀、转鼓式微滤机、移动床生物过滤、多腔喷淋式纯氧混合装置、二氧化碳脱气等高效水处理技术和装备。提出一种基于投饲量的循环水养殖系统设计计算方法,重点考虑氨氮、溶解氧和总悬浮颗粒物3个水质指标。使用该系统养殖吉富罗非鱼6个月,试验研究结果显示:鱼类生长情况良好,最高养殖密度104.2kg/m3。饵料系数1.4,成活率92.2%。水质检测结果显示:氨氮浓度维持在平均(1.09±0.55)mg/L;溶解氧维持在4～9mg/L范围内;pH值6.45～7.41。经济性分析研究结果表明,系统养殖运行成本约为25元/kg,略高于市场价格。但是,从环境成本考虑,系统的节水效果显著,日耗水仅为0.3～0.5m3。通过适当的精简并挑选合适的养殖品种,完全可以实现规模化的生产。
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100eV以下~(169)Tm中子共振参数的测量与分析
《原子能科学技术 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：本文介绍了在韩国浦项中子源上应用中子飞行时间方法进行的169 Tm的全截面穿透测量,发布了1组新的169 Tm透射率和全截面数据,并在此基础上介绍了应用SAMMY程序结合实际实验环境,对169 Tm在100eV以下能区的中子共振参数进行的分析和计算。结合此次计算结果及前人的169 Tm共振能区实验数据和评价结果,对169 Tm的100eV以下能区中子共振参数进行了评价和推荐,探索并总结了中子共振参数评价的基本方法和流程。
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基于遗传规划法识别影响鱼类丰度的关键环境因子
《水利学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：以长江中上游四大家鱼为例,采用遗传规划法,从水文、水温、泥沙、气象等方面定义的15个环境因子中,识别出影响四大家鱼鱼苗丰度的关键环境因子,并分析了鱼苗丰度随关键环境因子的变化趋势。研究结果表明:自然条件下,涨水的持续时间和日均涨水率为影响鱼苗丰度的关键环境因子;鱼苗丰度与涨水持续时间之间存在非线性递增关系,且涨水持续时间在5~8d时,鱼苗丰度随之显著增加;日均涨水率低于2000(m3/s)/d时,鱼苗丰度与日均涨水率之间呈现近似线性递增关系,而日均涨水率高于2000(m3/s)/d时,由于监测数据较少,尚无法确定二者的关系。对比相关分析法、多元线性回归法和人工神经网络法,遗传规划法在识别与生物因子存在非线性关系的关键环境因子,并建立它们之间的量化关系方面具有显著优越性。
关键词： 遗传规划法 鱼类丰度 关键环境因子 四大家鱼 涨水的持续时间 涨水的日均涨水率
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海水循环水养殖系统生物膜快速挂膜试验
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：循环水养殖系统生物膜的挂膜成熟是一个比较耗时的过程,通常需要30～40d。为解决这一技术瓶颈,该文在一个大型海水循环水养殖厂的生物滤池内进行了生物膜快速挂膜的中试试验。该养殖厂循环水养殖系统有并联的生物滤池4个,单个为跑道式2级串联结构,总容量为800m3,采用毛刷状聚乙烯丝为生物载体。试验设计为预先培养水质净化菌的种子液,制备经200目筛绢过筛后质量比为4:1的黏土和沸石粉超细颗粒混合物悬液,然后按103cfu/mL和5g/L的浓度在两级滤池中分别加入4种不同水质净化菌的种子液和"黏土-沸石粉"混合物悬液,静水充气培养8d后,生物载体上能够形成较为牢固的生物膜。打开循环水系统运行2d后,连续5d检测生物滤池进、出水口的氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐和COD(化学需氧量)含量,其5d平均消除率分别为:52.04%、17.24%、26.82%和62.94%。结果表明,与传统生物膜自然培养方法相比,该文所采用的挂膜方法将海水循环水养殖系统生物膜的挂膜成熟提前了20d以上,起到了增速效果,在生产上也是可行的。
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