张金晖
- 作品数：3 被引量：3H指数：1
- 供职机构：北京航空航天大学生物与医学工程学院更多>>
- 发文基金：国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：生物学航空宇航科学技术更多>>
- 人工生态系统内植物群落竞争演替的时空模式与品种筛选被引量：1
- 2017年
- 人工生态系统的研究理论和方法被广泛应用于地面设施农业和空间探索领域,植物是人工群落的建群种和优势种,决定着人工生态系统的基本结构与功能。目前,人工生态系统中植物物种都是根据特定目的(如品质、产量和株型等)进行筛选的,然而这种筛选方式并没有考虑植物之间的相互关系,构成人工群落的稳定性往往较差。本研究利用元胞自动机理论和技术,在原型试验的基础上,运用数学建模与计算机仿真技术,对人工生态系统中植物群落的竞争演替过程进行模拟。将Lotka-Volterra竞争模型离散化作为元胞自动机的更新规则,经过大量的数值仿真试验,得到基本的人工群落演替模式和演化信息熵的变化过程,以及顶级群落的组成结构。本研究结果可为认识人工生态系统中植物群落的演替过程和植物品种的筛选提供理论依据。
- 张金晖王凯胡静斐胡大伟
- 关键词：人工生态系统元胞自动机数值仿真试验
- 低剂量电离辐射环境下微生物群落物种多样性的产生和维持机制被引量：1
- 2019年
- 空间站微生物严重滋生现象表明:在低剂量电离辐射(Low-Dose Ionizing Radiation,LDIR)环境下,微生物群落物种多样性水平大大增加,其机制目前尚不清楚。在前期调查和具体实验观测的基础上,本研究首次提出LDIR能够使微生物群落中的物种产生不同程度的生长延迟效应,从而减小了物种之间的竞争排斥,诱导并维持了微生物群落的物种多样性。本研究基于经典的Lotka-Volterra竞争模型,将生长延迟时间环节引入其中,得到LDIR下微生物群落的演替模型,在Matlab/Simulink平台上进行大规模的计算机仿真实验,获得LDIR下微生物多样性产生和维持的动力学机制,得到结果可为认识低剂量电离辐射环境下微生物群落的演替过程提供科学的理论依据。
- 许心铭胡大伟付玉明张金晖刘红
- 关键词：低剂量电离辐射计算机仿真
- 生物再生生命保障地基实验系统气密性评价被引量：1
- 2016年
- 针对直接影响生物再生生命保障系统地基实验系统有人密闭系统实验数据准确性的气密性或泄露率问题,以月宫一号大型地基实验系统为例,采用经典气体方程和系统动力学原理建立了影响其舱内气体动态的主要速率方程,并把泄露率作为其中的可调节参数,运用Matlab/Simulink中的S函数建立气体浓度对泄露率变化的瞬态响应特征模型。通过数值仿真实验研究,分析了在假设的不同泄露率下,月宫一号系统内O_2和CO_2气体浓度的动态变化规律。经气密性检验实验测定,月宫一号系统的舱体实际泄漏率为0.043%·d^(-1),仿真实验表明在这样的泄漏率下月宫一号系统的气体浓度瞬态响应规律接近完全密闭系统的水平。运用随机过程控制理论与方法对105天有人实验期间的气体稳态响应特征进行了统计分析研究,证实了在月宫一号有人密闭实验的过程中气体浓度是保持高度稳定的,说明月宫一号系统的气密性保证了系统有人密闭实验数据的可靠性。为后续类似的地基实验系统的设计和构建奠定了基础,可为我国再生生保系统的设计与建造提供相关的理论与方法支持。
- 胡大伟付玉明杜小杰张金晖刘红
