山东科学

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2026年第39卷第4期刊出日期：2026-08-20

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海洋科技与装备

89.0 GHz亮温在海冰密集度的双极化反演算法中的应用研究

张树刚, 厉运周, 陈萍, 周茂盛, 朱琳, 赵新华

2026, 39(4): 1-11. doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025074

摘要 ( 97 )

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海冰密集度(sea ice concentration,SIC)是量化极区海冰覆盖的核心参数,在气候研究、海洋研究、航海安全以及遥感监测中发挥至关重要的作用,其全天候、大范围的观测主要依靠被动微波辐射遥感技术。基于水平极化(H)和垂直极化(V)的89.0 GHz的被动微波辐射亮温技术,本文将大气补偿技术应用到SIC双极化反演算法(dual-polarized ratio,DPR)中,实现了6.25 km网格的SIC反演。和已有的SIC反演算法相比,DPR算法是基于被动微波辐射亮温传输方程建立起来的理论算法,其关键是确定海冰的H和V的微波发射率的比值(α),其中α可以由100%海冰覆盖区域的HV89.0 GHz的亮温确定。研究发现SIC大于0.82时,DPR算法不需要进行大气补偿;SIC小于0.82时,DPR算法需要进行大气补偿。此时,由大气补偿引起的SIC误差与气温密切相关,气温越低大气对DPR算法的影响越小,当气温低于-5 ℃时,大气引起的SIC误差低于10%。评估结果显示在SIC大于0.25时DPR算法整体优于ARTIST Sea Ice(ASI)算法,可以为北极区域海冰监测、气候模型、极地航运安全以及全球能量平衡研究提供更可靠的SIC数据。

集成SSA、LSTM和ARMA方法的海面高变化预测

张润达, 王建全, 张宁

2026, 39(4): 12-19. doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025084

摘要 ( 25 )

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随着全球气候变化对海平面造成的影响日益显著,准确预测海面高变化对海洋环境监测、灾害预警以及沿海资源管理具有重要意义。本文基于2004—2023年间来自28个环日本沿岸验潮站的海面高观测数据,提出集成奇异谱分析(SSA)分解、长短期记忆网络(LSTM)模型和自回归移动平均(ARMA)模型的海面高预测方法,对环日本沿海的海面高进行预测,并与集成SSA和ARMA方法的预测结果对比。研究结果表明,SSA+LSTM+ARMA模型在2019—2023年的海面高预测中表现优于传统的SSA+ARMA方法,SSA+LSTM+ARMA模型的预测海面高年均平均绝对误差(MAE)相较于SSA+ARMA减少了约6%~8%。进一步的预测表明,2024—2025年海面高变化仍然遵循历史周期性波动,并未出现显著的异常波动,整体趋势平稳。该研究表明,SSA+LSTM+ARMA模型在捕捉海面高变化的非线性特征和长期趋势方面具有较强的优势,可为未来的海洋管理和灾害预警提供重要参考。

中药与天然活性产物

复方石崖茶抑菌搽剂体外抑菌作用及皮肤安全性研究

刘钰, 黄丹娜, 潘宇, 邓日建, 徐永莉, 赵成坚, 肖璐, 张宇深, 吴无畏, 陈路

2026, 39(4): 20-26. doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025078

摘要 ( 150 )

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观察复方石崖茶抑菌搽剂的抑菌效果及对动物皮肤的安全性,为临床安全用药提供有效依据。采用琼脂扩散法测定搽剂对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌的抑菌圈直径;通过二倍稀释法确定最小抑菌浓度和最小杀菌浓度;利用大鼠对复方石崖茶抑菌搽剂进行了皮肤安全性和过敏性实验,研究表明复方石崖茶抑菌搽剂对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌具有较强抑制作用,其对金黄色葡萄球菌的抑菌活性最强(抑菌圈直径29.1 mm,最小抑菌浓度为1.562 5 mg/mL,最小杀菌浓度为3.125 mg/mL),对大鼠皮肤无刺激性和无致敏影响,安全性良好,可作为传统抗菌药物的潜在替代选择,适用于敏感人群的皮肤感染防治。

地龙提取物减轻炎症缓解斑马鱼血栓形成

陈佳瑜, 高松英, 展文, 杜兴硕, 李晓彬, 夏青, 何秋霞

2026, 39(4): 27-35. doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025068

摘要 ( 54 )

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本研究基于斑马鱼模型研究地龙提取物(Pheretima extract,Phe)抗血栓活性及作用机制。实验利用普纳替尼(Ponatinib,PON)诱导的斑马鱼血栓模型,评价地龙提取物抗血栓活性,测定心率、血流速度;使用血小板荧光标记品系Tg(CD41:eGFP)斑马鱼测定斑马鱼体内循环血小板的数量,使用巨噬细胞标记品系Tg(coro1a:EGFP)斑马鱼检测地龙提取物对斑马鱼体内炎症反应的影响,并利用qRT-PCR检测地龙提取物对相关靶点表达的影响。发现地龙提取物能显著改善普纳替尼诱导的斑马鱼血栓模型的多项病理指标:有效提升因药物导致的心率下降,改善尾部血流速度,并减轻炎症反应,同时减少循环血小板的消耗。进一步的实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)分析显示,地龙提取物作为芪龙胶囊的主要药效成分,能够有效抑制普纳替尼诱导的多种凝血相关基因(VWF、f2、fga、fgb、tbxas1)及炎症相关因子/基因及通路(NF-κB、IL-1β)的上调表达。表明地龙提取物可能通过调控凝血级联反应,抑制血小板活化和聚集和抑制炎症反应发挥抗血栓作用。

新材料

基于量子化学和分子模拟优选氨基酸缓蚀剂

李俊仪, 董晓通, 周海刚, 王亭沂, 邬春雷

2026, 39(4): 36-43. doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025069

摘要 ( 112 )

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采用多尺度(密度泛函理论与全原子分子动力学模拟相结合)计算方法,系统评估了20种氨基酸在油气管道界面的缓蚀性能。构建了“电子结构-吸附行为-实际缓释”三维评价体系,揭示了色氨酸在酸性、含沥青质环境中的高效缓蚀机理。量子化学计算表明,色氨酸具有最低的分子轨道能隙(ΔE=3.42 eV),其前线分子轨道(最高占据分子轨道为-5.83 eV,最低未占据分子轨道为-2.41 eV)电子云高度局域于芳香环与氮杂环体系,赋予分子突出的电子活性。分子动力学模拟揭示吸附能与能隙值呈显著负相关(R²=0.91),色氨酸在酸性(-944.88 kcal/mol)及油酸共吸附(-1 608.25 kcal/mol)条件下均表现出最优界面结合特性,其羧基氧原子与Fe(110)晶面间强静电相互作用(静电势为-32.06 kcal/mol)构成核心吸附位点。实验验证显示,色氨酸在140 mg/L质量浓度时缓蚀效率达92.3%,与理论预测误差小于5%。该研究建立的跨尺度计算方法实现了从电子结构到宏观性能的精准关联,为绿色缓蚀剂的分子设计与工程应用提供了理论范式。

能源与动力

含水层压缩空气储能系统跨尺度动态模拟

秦承梁, 陈伟, 郑志美, 谢宁宁, 张学林, 薛小代

2026, 39(4): 44-56. doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025100

摘要 ( 33 )

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含水层压缩空气储能(CAESA)作为大规模储能技术的重要方向,近年来在能源转型和“双碳”目标背景下受到高度关注。本研究针对含水层背斜结构,利用CMG软件实现了含水层压缩空气循环注采过程的瞬态模拟。基于Matlab/Simulink仿真平台进行数据交互和仿真运算。在设计工况下,模拟了循环注采过程中井底压力演化规律,实现地面热工系统动态运行工况与地下含水层注采过程时实演化过程的耦合。仿真分析了压缩和膨胀过程中各级压缩机和汽轮机的关键状态参数、绝热效率和输入功率的响应特性。结果表明:设计工况下压缩过程各级压缩机出口密度、温度、压力、功耗、绝热效率以及高温导热油的出口温度,质量流量均呈现上升趋势。空气经三级膨胀后,压力由2.087 MPa降至常压,密度从19.09 kg/m³降至0.904 kg/m³。因压比逐级减小,汽轮机做功递减,出口温度依次升高。绝热效率恒为0.8时,功耗关系为W_HT>W_MT>W_LT;导热油质量流量与温度随膨胀换热先升后降。整个系统模拟运行平稳,设计工况下的储能效率达到了62.77%。

垦东油藏压缩空气储能循环注采瞬态特性研究

韩庆云, 陈伟, 郑志美, 谢宁宁, 李双江, 韩子博, 张学林

2026, 39(4): 57-69. doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025073

摘要 ( 102 )

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基于垦东油藏真实地质结构,建立了含水层和盖层几何模型,利用COMSOL仿真平台的多孔介质两相流、达西定律及固体传热接口,构建了大尺度油藏含水层压缩空气储能系统(CAESA)地下部分的物理模型,从而实现了从建库到循环注采全阶段动态仿真。在基准工况下,模拟了全阶段储层内气相饱和度、温度场和压力场的演化过程,并对注采稳定阶段进行敏感性分析,探讨了渗透率、注采速率、水平井长度及位置对井筒平均温度与压力的影响规律。结果表明:高渗透率、低注采速率和较长的水平井长度,会降低循环注采时井筒与储层间的温度差和压力差,水平井位置的影响取决于其与盖层的平均距离,距离增大会导致温度差增大而压力差减小。对比发现,渗透率和注采速率对压力的影响更为显著,渗透率从600 mD增至1 400 mD,注气速率从12 kg/s增至20 kg/s时,峰谷压力差分别减少约28.9%和24.1%,显著超过同等变化幅度下水平井长度和位置的影响。本研究可为油藏CAESA系统设计及能效评估提供理论指导。

大型中央空调水加湿系统多孔分配管路流动均匀性优化研究

王吉平, 廖克存, 陈国富, 曹凯, 孟光范

2026, 39(4): 70-78. doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025088

摘要 ( 95 )

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针对大型中央空调水加湿系统负荷大、加湿不均匀、易凝雾的特点,采用FLUENT进行数值模拟,建立了相对于沿程泄流多孔管路的垂直供应、水平供应(五孔、对称分布六孔)的模拟模型。基于流体体积模型VOF,研究了湿蒸汽在上述结构中的输运特性,研究了不同体积分数下管路内部沿程泄流的压力、流速以及密度分布,讨论了不同工况下的蒸汽出流均匀性。研究发现垂直供应管路压力分布由入口逐渐增大,水平供应管路入口处压力较大,两侧压力较低,且当水蒸气体积分数减小时,两侧压力较为均匀。水平供应六孔结构在当前模型设置下具有最均匀的流量供应效果,而密度的分析则指出,水蒸气体积分数降低会显著增加水平供应结构下的出口含水量。本研究给出了进行相关加湿设备设计及蒸汽沿程出流管路研究的参考,提供了蒸汽沿程多孔出流场景相关的理论依据。

交通运输

基于动态遗传算法的稀疏阵列优化方法研究

姚凤薇

2026, 39(4): 79-86. doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025046

摘要 ( 158 )

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针对二维稀疏阵列的优化问题,提出了一种改进的动态遗传算法,旨在减少阵列元素数量的同时抑制副瓣电平。通过结合了迭代次数与种群适应度,提出了进化完成度指数,该指数能够更好地描述种群进化的完成度。基于完成度指数设计了一种可动态调整的交叉和变异算子,使得算法能够根据不同优化阶段的需求,灵活调整交叉变异概率,提升整体优化效果。与传统遗传算法相比,实验结果表明本方法在进行天线阵列稀疏优化时,能够有效降低峰值副瓣比3.9 dB以上,展现了较强的适应性与稳定性。

基于车辆动力学的双挂汽车列车道路适应性仿真

屈怀琨, 严新才, 全煜坤, 宋云龙, 刘清杰, 赵侃, 邱兆文

2026, 39(4): 87-96. doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025070

摘要 ( 79 )

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为探讨双挂汽车列车在我国典型道路的适应性,基于车辆动力学建立两类双挂汽车列车仿真模型,在Trucksim平台搭建高速匝道、高速公路、U形转弯、立交以及十字交叉口等典型道路场景,基于最大扫过路面宽度和后部放大系数等指标对双挂汽车列车的道路适应性进行仿真评估。结果表明,部分场景外(转弯半径过小或路面附着系数过低)所搭建的两类双挂汽车列车均能沿目标轨迹正常行驶,对所搭建场景适应性较高;对比发现,C-double型双挂汽车列车后部单元与牵引单元轨迹重合度更高,通过性更好,而B-double型双挂汽车列车由于单元之间均为牵引座连接,行驶中更加稳定。

环境与生态

新型双金属除氟混凝剂制备及在混凝吸附一体化技术中的除氟效果

杨宇, 付英, 王杰, CHOW Christopher W.K, 陈俊, 成明

2026, 39(4): 97-107. doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025178

摘要 ( 34 )

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以低温低浊含氟水为实验水样,利用烧杯实验,采用两级渐进正交实验法制备一种由铁和铝组成的新型双金属除氟混凝剂(BFrC),并探究稀释程度对其粒径和带电特性的影响。以聚硅铁作参比,研究了液体BFrC与固体BFrC在混凝吸附一体化技术中的除氟除浊效果及其介观形态的对比。结果表明,BFrC最佳制备参数为:m_铁/m_铝=0.5、m_铁/m_聚合铝=0.8、聚合温度20 ℃。BFrC稀释成0.012 5 mg/L(以“铁+铝”计)时可实现适度的初级水解,形成粒径分布合理、吸附能力强的颗粒絮凝物。BFrC投加量为18.5 mg/L时,可将氟的质量浓度降至<1 mg/L,除氟率可达58.4%,而聚硅铁除氟率最高为11.3%,但聚硅铁除浊效果优于BFrC。液体BFrC与固体BFrC对氟的去除能力相当,但前者因絮体沉降性较佳具有较好的除浊效果。液体BFrC形成的较大絮体表现为较强的聚集性,但小絮体的尺寸明显大于固体BFrC且数量较少。过滤环节基本无除氟效果,但表现出较好的深度除浊效果。

情报分析与数据管理

DeepSeek对干细胞领域科技论文的创新性评价研究

马纯健, 王超, 许海云, 王乐康, 张鑫, 陈亮

2026, 39(4): 108-121. doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025172

摘要 ( 34 )

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现有科技论文创新性评价方法主要依赖专家人工评审,效率低且主观性强,或者依赖滞后的量化指标,缺乏前瞻性与解释力。本文提出一种基于DeepSeek模型的干细胞领域科技论文创新性评价框架。首先,以干细胞领域的科技论文为实验对象;其次,调用bge-large-en-v1.5模型对最具代表性论文集的论文标题与摘要进行向量化,构建文本语义向量数据库,并且利用deepseek-reasoner模型抽取创新性特征以组建向量化的创新特征数据库,并将两数据库进行加权融合;最后,将目标论文放入融合后的两数据库,经FAISS向量检索与Top-k相似度匹配后,生成最终创新性打分等级,并和DeepSeek模型在无干预情况下的打分结果进行比较验证,以此检验DeepSeek模型对生物医学领域的科技论文进行创新性评价的效果。实证结果显示,DeepSeek模型在创新性评价中存在整体打分偏高的倾向,在经过训练之后,该模型可以有效提高创新性评价的稳定性与有效性,体现出在识别论文创新维度与差异特征方面具有较高潜力。

基于CiteSpace的藜活性及活性成分研究进展

董宇晴, 王熙玥, 刘可春, 芦红, 贾丽艳, 付璐璐, 李晓彬

2026, 39(4): 122-131. doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025105

摘要 ( 39 )

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藜(Chenopodium album L.)是一种在我国分布广泛的常见中药材,有丰富的药用功效。藜中不仅含有丰富的营养元素,还具有酚类、生物碱、苷类、黄酮类、萜类、甾醇类等活性成分,有极高的科学研究和医药开发潜力。利用CiteSpace软件对国内外1997—2025年的相关文献进行可视化分析,并总结了藜所具有的活性,整理归纳其活性成分,为进一步对藜进行资源利用和产品开发提供借鉴和参考。

基于大语言模型的教育事业统计指标体系知识图谱构建

王朋宇, 姜树明, 魏志强, 余军, 张萌萌

2026, 39(4): 132-142. doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2025079

摘要 ( 145 )

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当前教育事业统计工作面临知识检索效率低、数据利用门槛高等问题,本文以教育事业统计工作依据的指标体系相关知识为研究对象,针对知识文档化特点提出一种基于大语言模型的教育事业统计指标体系知识图谱构建方法,旨在为解决上述问题提供知识支撑。具体构建了涵盖数据处理层、本体构建层、图谱构建层和应用展望层的研究框架,在数据处理层,将原始文档转化为Markdown格式并进行清洗,以增强模型的结构解析能力;在本体构建层,采用七步法构建教育事业统计指标体系本体;在图谱构建层,提出融合思维链提示与本体结构的增强提示词策略,引导大语言模型完成知识抽取,并基于Neo4j实现知识存储与可视化。实验结果表明,该策略在实体-属性抽取任务中的F₁值为96.22%,在实体-关系抽取任务中的F₁值为92.23%,显著优于基础提示词方案,验证了思维链提示在复杂信息抽取中的有效性。研究所构建的知识图谱有效表达了教育事业统计指标体系的复杂知识,为实现领域智能信息检索、自然语言数据查询提供了知识基础,也为其他统计领域的知识组织提供了参考。

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