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基于SSA-DELM算法的黑土地保护性耕作土壤温度预测

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水利水电技术(中英文) 2024年

作者：刘斌王柏司振江黄彦蒋骁童郝利黑龙江大学水利电力学院黑龙江省水利科学研究院农业农村部东北节水农业重点实验室

【目的】农田耕作层土壤温度的精准预测分析，对农业生产具有重要现实意义，为有效、准确分析缺乏实测条件的黑土地保护性耕作农田土壤温度的变化特征。【方法】基于极限训练机算法（ELM），引入了自编码器算法（AE）形成了深度极限训... 详细信息

【目的】农田耕作层土壤温度的精准预测分析，对农业生产具有重要现实意义，为有效、准确分析缺乏实测条件的黑土地保护性耕作农田土壤温度的变化特征。【方法】基于极限训练机算法（ELM），引入了自编码器算法（AE）形成了深度极限训练机（DELM），利用麻雀搜索算法（SSA）进行改进，构建了SSA-DELM混合模型，利用气象因子数据，对免耕无秸秆覆盖（NT0）和免耕秸秆全覆盖（NTS）两种耕作条件下不同深度处土壤温度进行预测，并与ELM、RF和SSA-RF模型进行对比。【结果】结果显示，SSA-DELM模型在两种耕作条件下土壤温度预测结果决定系数(R2)分别为0.996和0.998，平均绝对误差（MAE）分别为0.16和0.1，均方根误差（RMSE）分别为0.29和0.16，纳什效率系数（NSE）为0.999和0.999，性能指数（PI）为0.051和0.056，最大残差（MaxE）均小于0.25，平均运行时间分别为17.2s和17.6s。【结论】结果表明，相较于其他模型，SSA-DELM模型的预测精度、泛化能力和预测效率优于其他模型，预测误差很低，在两种不同耕作条件下均能满足土壤温度预测需求，具有良好的稳定性和抗干扰能力，可为农业生产决策提供一定的数据支持。

关键词：土壤温度保护性耕作神经网络麻雀搜索算法深度学习数值模拟地下水黑土地

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磁畴壁拓扑结构研究进展

物理学报 2024年第1期73卷 57-68页

作者：张颖李卓霖沈保根中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室北京100190

拓扑磁性斯格明子作为信息载体单元具备高可靠性、高集成度、低能耗等优势,有望提高数据读写精度、降低功耗,从而研发新型拓扑自旋电子学材料与原理型器件,为信息技术、5G通信和大数据等的高速发展提供材料与技术支持.但磁性斯格明子同... 详细信息

拓扑磁性斯格明子作为信息载体单元具备高可靠性、高集成度、低能耗等优势,有望提高数据读写精度、降低功耗,从而研发新型拓扑自旋电子学材料与原理型器件,为信息技术、5G通信和大数据等的高速发展提供材料与技术支持.但磁性斯格明子同时存在需要磁场稳定以及电流驱动下斯格明子霍尔效应引起偏转等缺点,严重阻碍了其在实际器件中的应用,因此探索新型拓扑磁畴结构和适宜应用的材料体系成为研究的关键.本文将重点介绍自2013年理论预言磁畴壁斯格明子以来,利用高分辨率洛伦兹透射电子显微镜原位实空间发现并研究磁畴壁拓扑麦纫和磁畴壁斯格明子的实验工作.首次在范德瓦耳斯Fe_(5–x)GeTe_(2)二维磁性材料中发现温度诱发的180°磁畴壁转变为拓扑麦韧链,研究了磁畴壁麦纫态在外界电场、磁场作用下的集体运动行为,揭示了基于自旋重取向、磁畴壁限域效应以及弱相互作用下生成磁畴壁拓扑态的机制.在该机制指导下,设计制备了具有自旋重取向的GdFeCo非晶亚铁磁薄膜,不仅获得了磁畴壁麦纫,验证了生成机制的普适性,还成功实现了畴壁麦韧对到畴壁斯格明子的可逆拓扑转变,开辟了基于磁畴壁等内禀限域效应开展拓扑磁性物态探索和研究的新方向.

关键词：磁畴壁麦纫磁畴壁斯格明子自旋重取向洛伦兹透射电子显微镜二维磁性材料

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我国拔尖人才培养的组织变迁及制度选择

中南民族大学学报(人文社会科学版) 2024年

作者：符琼霖湖北大学教育学院

新制度经济学强调组织与绩效的关系,关注在现有组织结构约束下如何通过减少成本,从而实现更高的组织绩效。运用新制度经济学的相关理论分析我国拔尖人才培养组织的发展变迁主要阶段,可见追求社会本位导向的组织效率目标和制度合法化是... 详细信息

新制度经济学强调组织与绩效的关系,关注在现有组织结构约束下如何通过减少成本,从而实现更高的组织绩效。运用新制度经济学的相关理论分析我国拔尖人才培养组织的发展变迁主要阶段,可见追求社会本位导向的组织效率目标和制度合法化是拔尖人才培养组织生存发展的内外部动因,政府、高校和专家是组织发展共同的推动主体,依赖政府意志是组织变迁的路径依赖。为了推进我国拔尖项目及其组织的有效建设,实现拔尖人才培养的预期目标,应当转变政府职能定位,重塑高校组织的学术本位逻辑,畅通并完善拔尖人才培养利益相关方的表达机制及制度建设,重视对拔尖人才培养的反思研究,以促进组织制度建设决策更加理性化。

关键词：拔尖人才培养组织变迁新制度经济学

面向液态铅铋数值传热的湍流热通量模型构建综述

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原子能科学技术 2024年第S2期58卷 393-403页

作者：蔡杰进吴杰黄彦平华南理工大学电力学院广东广州510640 中国核动力研究设计院中核核反应堆热工水力技术重点实验室四川成都610041

液态铅铋(LBE)数值传热受制于极低普朗特数特性,传统雷诺比拟方法不能准确封闭和描述平均能量方程中的湍流热通量(THF)及温度输运过程,因此需构建针对低普朗特数流体THF的封闭模型。模型分为4类:湍流普朗特数模型、代数热通量模型、二... 详细信息

液态铅铋(LBE)数值传热受制于极低普朗特数特性,传统雷诺比拟方法不能准确封闭和描述平均能量方程中的湍流热通量(THF)及温度输运过程,因此需构建针对低普朗特数流体THF的封闭模型。模型分为4类:湍流普朗特数模型、代数热通量模型、二阶矩微分热通量模型及利用机器学习的数据驱动模型。本文通过梳理其研究进展、建模思想,对模型所展现的复杂程度、在工程应用中的适用性等特点展开评述,为后续THF封闭建模研究、优化及创新提供见解。在燃料棒束间LBE的强制对流换热模拟中,显式代数热通量模型展现出较高的应用前景,机器学习则为THF封闭提供了全新的视角。

关键词：湍流热通量液态金属数值传热代数热通量模型机器学习

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基于三维关键点投票的物体位姿估计方法

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第3期57卷 291-300页

作者：王太勇于恩霖天津大学机械工程学院天津300350 天津仁爱学院天津301636

针对单帧RGB-D图像进行物体六自由度位姿估计时,在物体遮挡、光线情况不良、低纹理情况下性能不佳的问题,本文设计了一种基于多网络特征融合(颜色特征提取网络和点云特征提取网络)的深度学习网络.首先,使用颜色特征提取网络提取RGB图像... 详细信息

针对单帧RGB-D图像进行物体六自由度位姿估计时,在物体遮挡、光线情况不良、低纹理情况下性能不佳的问题,本文设计了一种基于多网络特征融合(颜色特征提取网络和点云特征提取网络)的深度学习网络.首先,使用颜色特征提取网络提取RGB图像中的纹理特征,使用点云特征提取网络计算深度图中的点云特征,进行几何特征与纹理特征计算后,回归计算点云的关键点投票及实例语义信息.然后,通过投票聚类方式计算每个实例的所属类别和关键点位置.将RGB-D图像中的颜色信息与几何信息分别计算,由于后续操作需要充分考虑像素及点云的局部信息与全局信息,分别使用改进后的残差神经网络和RIPoint(residuals inverted point)网络提取数据特征.采用神经网络中的特征融合方法将颜色信息与几何信息充分提取,为后续模块提供更有效的点云特征.使用深度霍夫投票算法与均值偏移聚类算法计算实例的三维关键点坐标.最后,利用最小二乘拟合方法计算预测三维关键点的物体位姿参数.在LineMOD数据集和YCB-Video数据集上进行测试,实验结果表明:与六自由度物体位姿估计方法相比,本文模型预测的物体位姿准确率高于其他方法,平均准确率分别达到99.5%和96.9%.网络同时基本满足实时性要求,完成一帧RGB-D图像的多实例物体位姿估计时间需0.06 s.

关键词：物体位姿估计深度学习机器视觉点云

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基于液晶光栅的大视场红外凝视成像系统设计

光学精密工程 2024年第12期32卷 1824-1835页

作者：赵思霖穆全全李大禹中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学材料科学与光电子工程中心北京100049 中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室吉林长春130033

分视场成像的中波红外凝视成像系统为解决红外光学系统很难同时满足大视场、高分辨率的问题,将多个子视场分时成像于同一个探测器中,然而目前该系统还存在着无法实现无缝拼接和液晶快门阵列结构复杂的缺点。本文在此基础上提出了一种新... 详细信息

分视场成像的中波红外凝视成像系统为解决红外光学系统很难同时满足大视场、高分辨率的问题,将多个子视场分时成像于同一个探测器中,然而目前该系统还存在着无法实现无缝拼接和液晶快门阵列结构复杂的缺点。本文在此基础上提出了一种新的基于液晶光栅的大视场中波红外凝视成像系统设计。通过在一次像面处加入矩形视场光阑并将其后移,使原有的0.28°的视场缺失减小至0°,实现图像的无缝拼接。快门阵列采用双光栅快门结构,使其无需复杂的位置关系,并将液晶快门阵列放置于平行光路中,可消除其所引入的色差与偏振带来的主光线间纵向位移影响。采用所提出的方法,设计出了F数为3.25,焦距为130 mm,波长范围为4.25~4.75μm,全视场对角线为10.8°的红外凝视成像系统,其各子视场单元MTF均为0.3@30 lp/mm以上。最终通过仿真结果表明,该系统具有分视场成像的功能,且成像质量良好。

关键词：光学设计冷反射液晶光栅视场分割

应用时空滤波模型的亚洲内部国际人口迁移流影响因素分析及短期预测

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地球信息科学学报 2024年第6期26卷 1374-1389页

作者：叶绮霖蒲英霞叶翠南京大学地理与海洋科学学院南京210023 江苏省地理信息技术重点实验室南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023

亚洲是国际人口迁移的活跃区域。除区域社会经济因素外,迁移流之间的时空依赖也不可忽视。本文基于1990—2020年6个时期亚洲国家双边移民流量数据,采用零膨胀负二项回归以及与之相结合的特征向量空间滤波和时空滤波模型(时空同期和时空... 详细信息

亚洲是国际人口迁移的活跃区域。除区域社会经济因素外,迁移流之间的时空依赖也不可忽视。本文基于1990—2020年6个时期亚洲国家双边移民流量数据,采用零膨胀负二项回归以及与之相结合的特征向量空间滤波和时空滤波模型(时空同期和时空滞后),分析亚洲内部国际人口迁移的影响因素,并对2020—2025年人口迁移流进行预测。结果初步表明:①亚洲国际人口迁移流存在显著的时空自相关,且同期邻近迁移流比过去邻近迁移流影响更大,加入表征时空依赖的特征向量能够有效提高模型拟合能力;②人口规模、经济水平、战乱情况以及邻近性是影响亚洲国际人口迁移流的主要因素,在1990—2020年,人口规模效应先减后增,经济差异驱动力则先强后弱,因战乱死亡人数仍具有较强的推力,地理距离的阻碍作用在减小,语言邻近和经济合作依然对人口迁移具有显著的促进作用;③综合时空同期和时空滞后2种模型的预测结果,2020—2025年巴基斯坦和印度之间、印度→沙特、巴基斯坦→阿富汗和叙利亚→约旦的迁移趋势明显;④根据2种时空滤波模型的结果,2020—2025年亚洲国际人口迁移流总量约为1.8×10^(7)人。揭示亚洲内部国际人口迁移的时空依赖特性和其他规律有助于准确预测未来人口迁移趋势,同时为国家经济社会发展的宏观政策制定等提供科学决策参考。

关键词：国际人口迁移流零膨胀负二项回归模型时空依赖特征向量时空滤波模型时空同期结构时空滞后结构人口迁移预测模型亚洲

相位敏感飞秒和频光谱技术及在高分子表界面表征的应用

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高分子材料科学与工程 2024年第4期40卷 111-118页

作者：王子云李柏霖安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601 中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心安徽合肥230031

高分子材料表面是表界面科学的一个重要研究领域。然而,从分子水平上对高分子薄膜表面进行原位无损精准探测仍具有挑战性。文中自主研发了表界面敏感的共线相位敏感飞秒和频光谱,其具有分子绝对取向结构的分辨能力、高的相位稳定性和信... 详细信息

高分子材料表面是表界面科学的一个重要研究领域。然而,从分子水平上对高分子薄膜表面进行原位无损精准探测仍具有挑战性。文中自主研发了表界面敏感的共线相位敏感飞秒和频光谱,其具有分子绝对取向结构的分辨能力、高的相位稳定性和信噪比以及弱表面信号的探测能力。本系统采用35fs的宽频红外激光,一次数据采集具有较宽的光谱测试范围。将此系统应用到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)和聚己二酰己二胺(尼龙6/6)高分子薄膜表面的精准结构(绝对取向结构)的探测。结果表明,PMMA的酯甲基、PS的侧基苯环以及尼龙6/6的N—H基团在表面上有序取向且朝向空气一侧,其他基团在表面上相对无序取向或者倾向于平躺于表面上。文中开发了相位敏感飞秒和频光谱,并将其应用到了高分子薄膜表面领域,对高分子薄膜表面精准结构的认识以及表面性能的优化具有十分重要的意义。

关键词：相位敏感和频光谱高分子薄膜表界面

C包覆Ni磁性载体负载Pt催化硝基苯加氢性能

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金属学报 2024年第8期60卷 1141-1149页

作者：武逸司阳黄彦民刁江勇孟繁敬刘增刘洪阳中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016 沧州大化股份有限公司河北省改性异氰酸酯技术创新中心沧州061000

苯胺是一种重要的基础化工原料,在医药、染料、橡胶等领域被广泛应用。以硝基苯为原料通过液相催化加氢制备苯胺是目前主要工业生产方法之一,然而,如何从液相加氢反应体系中将催化剂高效分离和回收仍然是该领域的一个重要挑战。本工作... 详细信息

苯胺是一种重要的基础化工原料,在医药、染料、橡胶等领域被广泛应用。以硝基苯为原料通过液相催化加氢制备苯胺是目前主要工业生产方法之一,然而,如何从液相加氢反应体系中将催化剂高效分离和回收仍然是该领域的一个重要挑战。本工作开发了一种具有磁可分的C包覆Ni磁性载体负载Pt金属催化剂,用于高效催化硝基苯加氢制苯胺。以乙二胺四乙酸和Ni(OH)_(2)为原料成功合成了N掺杂石墨烯包覆Ni纳米颗粒磁性载体(Ni@NG),采用沉积-沉淀法制备Ni@NG负载Pt金属催化剂(Pt/Ni@NG),通过Raman光谱、TEM、XRD和XPS对制备的Pt/Ni@NG催化剂进行结构表征。结果表明,这种Ni@NG载体具有典型的核壳结构(纳米Ni颗粒为核,石墨烯为壳层)。XPS结果表明Ni@NG载体表面N掺杂石墨烯壳含有3.64%N (原子分数)。当Pt负载量(质量分数)从0.1%增加到0.5%时,Pt在石墨烯壳层表面的分散状态经历了单原子、团簇、颗粒的转变过程。当Pt负载量为0.3%时,以Pt团簇形式分散为主的Pt/Ni@NG催化硝基苯加氢显示出最高的活性,在反应压力为1 MPa和反应温度为30℃时,硝基苯加氢的周转频率为27239.2 h^(-1),硝基苯在60 min内完全转化为苯胺。此外,由于Pt/Ni@NG催化剂具有优异的液相磁可分性能,催化剂经5 cyc使用后加氢活性未明显降低。

关键词：核壳结构硝基苯加氢磁可分载体 N掺杂C材料