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密度泛函理论在光催化中的普遍应用

Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 1-36页

作者：杜仕文章福祥中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室洁净能源国家实验室能源材料化学协同创新中心辽宁大连116023

在低碳发展的背景下,开发利用清洁无污染的太阳能对满足未来日益增长的能源需求至关重要.半导体光催化技术可将太阳能转化为化学能,为可再生能源的发展提供了重要支持.因此,深入理解光催化剂与光催化活性之间的内在关联,对于优化和提升... 详细信息

在低碳发展的背景下,开发利用清洁无污染的太阳能对满足未来日益增长的能源需求至关重要.半导体光催化技术可将太阳能转化为化学能,为可再生能源的发展提供了重要支持.因此,深入理解光催化剂与光催化活性之间的内在关联,对于优化和提升光催化效率至关重要.尽管科研人员在设计开发用于光催化反应的新材料方面付出了巨大努力,但对半导体的内在性质、表面活性位点和催化反应机理之间的深层次联系,仍缺乏充分的理解和认识.基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算是揭示材料内禀电子结构性质和反应过程能量变化的重要工具,正逐渐获得研究者的广泛关注.并且,随着计算方法的不断优化,该领域也取得了显著的进步.本文通过系统梳理国内外代表性研究工作,深入探讨了DFT计算在光催化领域中的广泛应用.首先,总结了DFT计算在光催化领域中的六大优势:(1)预测光催化材料的电子结构,如能带结构、能带间隙和能级;(2)预测表面反应的吸附位点、吸附能等变化;(3)在原子水平上揭示电荷转移过程,包括电子和空穴的运动;(4)阐明光催化剂与底物之间的相互作用;(5)预测光催化材料中空位、间隙和掺杂等缺陷的形成及其影响;(6)阐明光催化反应的机理细节,包括中间物种、过渡态和反应途径等.接着,简要概述了常用于第一性原理计算的软件和计算方法,并特别关注了如何利用不同策略来纠正传统DFT方法对半导体电子结构特性的不适当估计.随后,分析了基于DFT计算的半导体电子和能量特性的典型研究案例,如能带结构、态密度、电荷分布、功函数、形成能和吸附自由能等.此外,还详细阐述了半导体催化剂在多种太阳能驱动反应中的基本应用,包括析氢反应、析氧反应、氧还原反应、CO_(2)还原反应和氮还原反应等.最后,指出了DFT计算在光催化研究中的机遇与挑战,并展望了未来可能的发展方向.综上,本文系统综述了DFT计算在光催化领域中的广泛应用,旨在深入理解光催化反应中“组成-结构-功能”之间的关系,并为未来开发设计用于太阳能到化学能催化转化的高效稳定催化剂提供参考.

关键词：光催化密度泛函理论第一性原理计算电子结构能量性质

4~6周患儿发育性髋关节发育不良的独立危险因素分析

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大医生 2024年第8期9卷 102-104页

作者：樊月明史敬学周仁强通渭县妇幼保健院儿科甘肃定西743399

目的分析4~6周患儿发育性髋关节发育不良(DDH)的独立危险因素,为临床治疗提供参考。方法选取2020年1月至2022年12月于通渭县妇幼保健院完成DDH超声筛查的476例4~6周婴儿及母体的临床资料进行回顾性分析,根据DDH超声筛查结果分为DDH组(71... 详细信息

目的分析4~6周患儿发育性髋关节发育不良(DDH)的独立危险因素,为临床治疗提供参考。方法选取2020年1月至2022年12月于通渭县妇幼保健院完成DDH超声筛查的476例4~6周婴儿及母体的临床资料进行回顾性分析,根据DDH超声筛查结果分为DDH组(71例)与非DDH组(405例)。比较两组婴儿及母体的临床资料,探讨DDH的独立危险因素。结果DDH筛查结果显示,阳性率为14.92%(71/476),其中64例DDH患儿为髋臼发育不良型,占比为90.14%(64/71)。两组性别、出生体质量、孕妇分娩经历、臀纹对称、孕期羊水情况、孕妇年龄、孕周比较,差异均无统计学意义(均P>0.05)。DDH组孕臀位、存在家族史、剖宫产、先天性肌性斜颈占比均高于非DDH组(均P<0.05)。多因素Logistic回归分析结果显示:孕臀位、存在家族史、剖宫产、先天性肌性斜颈是DDH的独立危险因素(均P<0.05)。结论婴儿期DDH发病率较高,早期多为髋臼发育不良型,孕臀位、存在家族史、剖宫产、先天性肌性斜颈是其独立危险因素,因此,临床应重视DDH早期筛查,以便早期干预。

关键词：发育性髋关节发育不良超声检查危险因素

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真空冷冻干燥提高乳酸菌存活率及延长贮藏期的研究进展

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食品科学 2024年第2期45卷 325-333页

作者：刘开文马雯金刚宁夏大学葡萄酒与园艺学院宁夏银川750021 宁夏葡萄与葡萄酒研究院宁夏银川750021

真空冷冻干燥过程中的诸多因素均会影响乳酸菌的存活率及贮藏时间,优化冻干工艺和贮藏条件是提高乳酸菌存活率及延长贮藏期的有效方法。本文介绍了真空冷冻干燥过程中影响乳酸菌存活率的因素,并探讨了如何优化冻干工艺及贮藏条件以提高... 详细信息

真空冷冻干燥过程中的诸多因素均会影响乳酸菌的存活率及贮藏时间,优化冻干工艺和贮藏条件是提高乳酸菌存活率及延长贮藏期的有效方法。本文介绍了真空冷冻干燥过程中影响乳酸菌存活率的因素,并探讨了如何优化冻干工艺及贮藏条件以提高其存活率及延长贮藏期,旨在为制备活性高且耐贮藏乳酸菌冻干制剂提供依据与参考。

关键词：乳酸菌真空冷冻干燥冻干保护剂封装材料存活率

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复杂石墨阵列快速时变热耦合控制方法

东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 232-239页

作者：王彬文郑瑶秦强中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065

为了在高超声速飞行器结构热试验中准确模拟真实服役热环境,用快速时变热耦合控制方法对复杂石墨阵列进行控制.采用热耦合控制方法将瞬态热损失与瞬态黑体辐射量代入控制方程,实时获取试验件的真实热响应状态;研究了结构热试验热载荷典... 详细信息

为了在高超声速飞行器结构热试验中准确模拟真实服役热环境,用快速时变热耦合控制方法对复杂石墨阵列进行控制.采用热耦合控制方法将瞬态热损失与瞬态黑体辐射量代入控制方程,实时获取试验件的真实热响应状态;研究了结构热试验热载荷典型历程及石墨阵列控制响应特性,设计了基于结构热试验的专家PID控制策略,给出了复杂石墨阵列全历程分段控制参数;研究了石墨阵列的电特性,设计了时变限伏控制策略,提高了石墨阵列的可靠性;设计了一种多温区耦合补偿控制方法,减小了温区间的耦合干扰.结果表明:试验得到的温度曲线与理论计算曲线在快速升温段的最大误差为4.8%,平稳段的最大误差为1.4%,下降段的最大误差为2.3%;有效减小了控制系统的超调量,提高了系统响应速度;使用快速时变热耦合控制方法在某试验中对复杂石墨阵列进行控制,控制误差小于1.2%.

关键词：高超声速飞行器结构热试验复杂石墨阵列专家PID 耦合补偿控制

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人字齿行星齿轮系统动力学及均载特性分析

机械强度 2024年第3期46卷 685-692页

作者：金忠文兰州交通大学机电工程学院兰州730070

建立了含时变啮合刚度、齿侧间隙与轴承间隙、综合啮合误差以及负载激励的人字齿行星齿轮传动系统弯-扭-轴耦合动力学模型,研究了系统的周期运动和分岔。通过数值仿真,得到了系统全局分岔图、均载系数、相图和时间历程图,识别了系统的... 详细信息

建立了含时变啮合刚度、齿侧间隙与轴承间隙、综合啮合误差以及负载激励的人字齿行星齿轮传动系统弯-扭-轴耦合动力学模型,研究了系统的周期运动和分岔。通过数值仿真,得到了系统全局分岔图、均载系数、相图和时间历程图,识别了系统的啮合状态。结果表明,系统的最佳载荷分布效果发生在较低啮合频率周期1振动时,外啮合sp_(1)^(l)与内啮合rp_(1)^(l)均处于完全啮合状态。随着啮合频率增大,系统动态啮合力增大,均载系数变大,系统在周期振动相互演变过程存在Hopf分岔、实擦边分岔和周期倍化分岔等分岔。

关键词：人字齿行星齿轮分岔均载动力学

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基于机器人建模的航空装配测控仿真分析方法

清华大学学报（自然科学版） 2024年第4期64卷 724-737页

作者：王斌张继文吴丹清华大学机械工程系高端装备界面科学与技术全国重点实验室北京100084

在航空飞机数字化装配过程中,需要对装配环境中的运动调姿机构的运动能力和靶标测量机构的测量能力进行仿真,以确保调姿机构实现给定运动空间的灵活调姿及测量机构实现对目标测量点的无遮挡、高精度测量,从而测控结合完成装配。而航空... 详细信息

在航空飞机数字化装配过程中,需要对装配环境中的运动调姿机构的运动能力和靶标测量机构的测量能力进行仿真,以确保调姿机构实现给定运动空间的灵活调姿及测量机构实现对目标测量点的无遮挡、高精度测量,从而测控结合完成装配。而航空领域常用的仿真平台如DELMIA、CATIA和SA等,目前无法实现结合设备位置规划、运动控制评估和测量场分析的综合仿真。为了在同一体系下实现航空装配数字化测控系统的综合仿真,该文提出一种基于机器人建模的航空装配测控仿真分析方法。将数字化装配环境中的零部件及工装、调姿机构、测量机构、环境干扰物体等关键要素在机器人仿真平台中分别建模为不同的机器人,进而按照装配需求编写控制程序,使系统按照需求控制各个机器人联合运动执行仿真分析,以完成测控算法验证,并可进一步设置动态优化问题对测调参数、测量设备站位等现有仿真平台难仿信息进行优化。以高遮挡环境下的多个激光跟踪仪对大量测量点的联合测量可达性仿真分析和多激光跟踪仪站位仿真规划为例,阐述了测量机构的机器人建模方法、仿真系统的搭建方法、仿真激光测量系统的原理和站位规划的实施方式,验证了所提方法的可行性。该方法简单、高效,当环境改变时可快速重规划。

关键词：航空数字化装配测控仿真方法激光跟踪仪测量可达性站位优化

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一种基于迁移学习的多任务制导算法

兵工学报 2024年第6期45卷 1787-1798页

作者：罗皓文何绍溟亢有为北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学无人机自主控制技术北京市重点实验室北京100081 上海机电工程研究所上海201109

针对典型的飞行器制导任务,利用深度学习算法可以有效地拟合导弹飞行状态与制导指令之间的函数关系。然而当制导任务发生变化时,其二者之间的映射关系也会随之改变,从而导致在当前环境下预训练好的模型无法直接作用于新环境,重新训练制... 详细信息

针对典型的飞行器制导任务,利用深度学习算法可以有效地拟合导弹飞行状态与制导指令之间的函数关系。然而当制导任务发生变化时,其二者之间的映射关系也会随之改变,从而导致在当前环境下预训练好的模型无法直接作用于新环境,重新训练制导模型需要大量的弹道数据和巨额的时间成本。为解决上述问题,基于迁移学习的思想引入域对抗神经网络,提出基于迁移学习的多任务制导算法。以1个含有大量标签数据的源域任务辅助2个含有极少量标签数据的目标域任务进行迁移学习,从而克服预训练与在线控制之间的环境差异。使用特征提取器和域判别器提取出对任务环境不敏感的关键特征,使神经网络学习到各个任务所共享的底层信息;为提高预测精度,分别设计针对不同任务的偏置加速度预测器。数值仿真结果表明:基于迁移学习的多任务制导算法实现了导弹在不同任务中的加速度指令预测。

关键词：多约束制导计算制导深度学习迁移学习偏置比例导引

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基于校企合作“众创空间”体系构建的微项目驱动电子信息类实践教学改革研究

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宜春学院学报 2024年第6期46卷 106-110页

作者：廖建庆郭周仁宜春学院物理科学与工程技术学院江西宜春33600 宜春学院马克思主义学院江西宜春33600

针对传统地方应用型本科院校中电子信息类专业实践教学存在的问题,结合国家倡导的“大众创业、万众创新”思想理念,提出一种基于校企合作“众创空间”体系构建的微项目驱动电子信息类实践教学改革创新模式。以搭建校企合作“众创空间”... 详细信息

针对传统地方应用型本科院校中电子信息类专业实践教学存在的问题,结合国家倡导的“大众创业、万众创新”思想理念,提出一种基于校企合作“众创空间”体系构建的微项目驱动电子信息类实践教学改革创新模式。以搭建校企合作“众创空间”为实践教学平台,解决微小项目为任务驱动,构建以学生、学校和企业“三位一体”的面向企业应用的新型实践教学改革方法。该方法以企业实际项目为开发对象,培养和提高学生分析和解决实际问题的能力,为我校及省内外同类院校的其它工科专业提供经验和借鉴。

关键词：电子信息众创空间校企合作实践教学微项目驱动

全球重力势能特征及其地质意义——基于Crust1.0模型的分析

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地球物理学报 2024年第1期67卷 77-88页

作者：张倩文徐亚王信国中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院油气资源研究重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境国家重点实验室北京100101

重力势能及重力势能差是分析岩石圈内部密度变化所引起的岩石圈平均应力特征的主要方法之一.本文基于全球Crust1.0模型地壳结构,结合常密度、横向变密度和三维变密度三种不同的地幔密度模型,获得了全球尺度更为精细的重力势能及重力势... 详细信息

重力势能及重力势能差是分析岩石圈内部密度变化所引起的岩石圈平均应力特征的主要方法之一.本文基于全球Crust1.0模型地壳结构,结合常密度、横向变密度和三维变密度三种不同的地幔密度模型,获得了全球尺度更为精细的重力势能及重力势能差分布特征并开展分析.研究结果表明,在北美西部、安第斯山脉、东非、青藏高原等区域表现为重力势能高,呈拉张应力状态;在洋盆、高原周围的盆地等地区表现为重力势能低,呈挤压应力状态.对比分析不同地幔密度模型结果,发现大洋地区洋壳薄,岩石圈地幔密度受构造及热影响变化较大,对重力势能影响大;大陆地区地壳厚度大,对重力势能影响大,地幔密度变化影响相对较小.采用三维变密度地幔模型获得的重力势能差分布和大地水准面异常计算获得的全球重力势能差分布具有相似特征,表明该模型的计算结果更符合全球岩石圈尺度的应力分布特征.三维变密度地幔模型计算的重力势能差显示洋中脊轴部地区趋于零,说明该处岩石圈密度变化对应力影响较小,其拉张应力与洋中脊地区地幔上涌更为相关.

关键词：重力势能岩石圈密度结构大地水准面岩石圈应力