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混合高低阶信息的图神经网络及其在半监督中的应用

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混合高低阶信息的图神经网络及其在半监督中的应用

作者：何天琪安徽大学

学位级别：硕士

作为处理图数据最有效的神经网络之一,图神经网络已经涉及到生活的各个方面,从搜索推荐到电商购物。图卷积神经网络借助于图的拉普拉斯矩阵将卷积操作迁移到图数据当中,可以完成图中节点的分类、边的预测、图的分类等相关任务,因此图卷... 详细信息

作为处理图数据最有效的神经网络之一,图神经网络已经涉及到生活的各个方面,从搜索推荐到电商购物。图卷积神经网络借助于图的拉普拉斯矩阵将卷积操作迁移到图数据当中,可以完成图中节点的分类、边的预测、图的分类等相关任务,因此图卷积神经网络也吸引了越来越多学者的深入研究。然而,当前的图卷积神经网络聚合信息针对的只是与目标节点直接相连的一阶邻居,对于同样富含很多信息的高阶邻居并没有充分的挖掘。因此,针对当前的图卷积神经网络存在的问题,本文提出了能够同时考虑高阶与低阶邻居信息的图卷积神经网络,主要的工作内容可以分为以下两点:(1)图神经网络因为具有强大的处理图数据的能力,广泛的用于各种深度学习任务,其中大热的图卷积神经网络只是简单的聚合邻居节点的特征,而这种过于简化的操作限制了模型的学习能力。因此本文首先提出了一种混合高低阶邻居信息的图卷积网络算法,对于新的图卷积网络层,通过幂乘法,可以综合多个邻接矩阵的信息,从而能够学习到更高阶邻居的信息。针对每阶邻居富含信息的差异性,对每阶邻居设置一个可学习的参数,相比如传统的图卷积网络,算法的计算复杂度与实际内存的需求并没有进一步上升,针对图卷积网络,本文也提出了一个新的卷积算子,使得图卷积算法可以更好地适用于当下的半监督分类任务。在几个标准的半监督引文数据集中,与当下其他的图卷积算法相比,实验表明本文提出的算法的效果更优异。(2)通过引入注意力机制,图注意力网络可以赋予不同的邻居节点不同的权值,而且不需要复杂的矩阵运算,然而当前的注意力机制只能考虑到与中心节点直接相连的节点,忽略了也能提供重要信息的多跳邻居。因此本文设计了一种基于多跳连接机制的图注意力网络,该算法可以混合当前的图注意力网络,通过在注意力机制中增加多跳的信息,从而增加每一层的感受野,使得网络更加鲁棒,从而完成基于图卷积的半监督分类任务。在几个标准的图数据集中,实验效果显示本文提出的混合的图注意力算法更优于当前的图注意力网络算法。

关键词：图卷积网络注意力机制半监督分类神经网络深度学习

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信息技术赋能声乐教学的五维创新

大观（论坛） 2023年第6期 132-134页

作者：高鲲何天琪广东海洋大学

信息技术的飞速发展为当代社会带来了深刻的变革,声乐教学也不例外。在信息技术的支持下,传统的声乐教学模式正在被颠覆和重构。围绕五个维度对信息技术支持下的声乐教学创新展开探讨,包括当代声乐教学中的问题与思考、教师思维的成长... 详细信息

信息技术的飞速发展为当代社会带来了深刻的变革,声乐教学也不例外。在信息技术的支持下,传统的声乐教学模式正在被颠覆和重构。围绕五个维度对信息技术支持下的声乐教学创新展开探讨,包括当代声乐教学中的问题与思考、教师思维的成长与创新、教学手段与信息技术的融合、建立评价体系、互动式教学的平台建立与实施、学生创造力的培养,旨在为声乐教师在教学实践中融入信息技术提供启示和指导。

关键词：信息化技术声乐教学创新思维

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酿酒酵母发酵菊糖生产乙醇过程的研究

酿酒酵母发酵菊糖生产乙醇过程的研究

作者：何天琪大连工业大学

学位级别：硕士

随着时代的进步和发展,面对化石能源日渐枯竭的窘境和环境污染治理困境,以及《京都协议书》对各国减少碳排放量义务也备受关注,全球的能源供给局势日益严峻。因此寻找高效清洁的能源已成为全人类迫在眉睫的研究方向。生物乙醇因具有清... 详细信息

随着时代的进步和发展,面对化石能源日渐枯竭的窘境和环境污染治理困境,以及《京都协议书》对各国减少碳排放量义务也备受关注,全球的能源供给局势日益严峻。因此寻找高效清洁的能源已成为全人类迫在眉睫的研究方向。生物乙醇因具有清洁、无污染、可持续、可再生等优势而在能源领域备受青睐,已成为极具发展前景的生物质能源,对其合理开发和利用已成为世界能源领域的焦点。面对人多粮少的国情,并考虑经济和环境友好性,我国亟待发展以“非粮物质”为原料的燃料乙醇生产路线。菊芋地下块茎富含菊糖,易生长、成本低,极具开发价值,是微生物发酵乙醇的良好糖源。近年来,研究者们陆续从自然界中筛选出几株直接利用菊糖的酿酒酵母菌株。据已有文献报道,转化酶是酿酒酵母中参与菊糖降解的关键酶,SUC2是其关键编码基因。菊糖发酵是用生物原料制取生物乙醇工业化生产的技术关键。本论文对酿酒酵母发酵菊糖生产乙醇的过程进行了研究。以酿酒酵母BY4741和野生型L610以及重组菌为研究对象,分别进行菊糖发酵生产乙醇的实验。通过优化SUC2基因启动子形成不同表达水平的酿酒酵母重组菌进行菊糖发酵乙醇实验,考察SUC2基因不同表达水平对菊糖酶活性的影响,进而探究菊糖酶活性与乙醇产量的关系。本文分析了酿酒酵母BY4741利用不同底物的情况,研究了不同底物浓度对酿酒酵母BY4741发酵生产乙醇性能的影响,证实了酿酒酵母可以持续利用高浓度果糖、葡萄糖、蔗糖作为底物发酵产乙醇。选取低、中、高不同表达水平SUC2基因的酿酒酵母进行乙醇发酵研究,证实重组菌生物量的大小与基因表达水平的高低无关。而中等表达水平SUC2酶酿酒酵母菌株的产乙醇能力最强。由于SUC2基因编码酿酒酵母发酵菊糖生产乙醇过程中的一个关键酶——转化酶,该酶活性与乙醇产量成正比,因此提高酿酒酵母的转化酶活性有利于提高乙醇产量。优化了中等表达水平重组菌发酵菊糖产乙醇的条件,在温度为37 oC、pH为5.5的条件下有利于提高酿酒酵母的酶活,能够获得相对较高菊糖利用率和乙醇产量。本课题的研究成果能实现基因工程等方式改造酶基因,寻找最优条件,进而提高菌株产乙醇的性能,为投入大规模的工业化生产奠定基础。

关键词：酿酒酵母菊糖酶活性 SUC2基因乙醇发酵

基于有机朗肯循环的PEMFC余热回收系统性能分析

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基于有机朗肯循环的PEMFC余热回收系统性能分析

作者：何天琪清华大学

学位级别：硕士

质子交换膜电池由于其高效、产物无污染,是清洁能源中一个重要发展方向。质子交换膜电池对于工作温度有着严格要求,一般为60~80℃。化学反应中约一半的能量以热的形式散失到环境中。这意味着质子交换膜燃料电池有很大的热回收潜力,同时... 详细信息

质子交换膜电池由于其高效、产物无污染,是清洁能源中一个重要发展方向。质子交换膜电池对于工作温度有着严格要求,一般为60~80℃。化学反应中约一半的能量以热的形式散失到环境中。这意味着质子交换膜燃料电池有很大的热回收潜力,同时需要冷却效果和均温效果很好的冷却系统。质子交换膜燃料电池的工作温度较低,余热的低品位给其回收造成了很大困难。本文设计了基于有机朗肯循环的余热回收系统（ORC）和热泵耦合的有机朗肯循环余热回收系统（HPORC）,将质子交换膜燃料电池余热转化为机械能,并分析了两种方案直接作为质子交换膜燃料电池冷却系统的可能性。通过对ORC和HPORC的热力循环过程进行理论分析和仿真计算,比较了两种余热利用方案的热效率及输出功,研究了余热回收系统的优化参数。本课题重点考察余热回收系统中蒸发器和冷凝器温度对热回收性能的影响。根据燃料电池的运行温度,选择了几种工质（R123,R245fa,R134a,水,乙醇）分别进行仿真计算,得到了不同工质的最佳蒸发器和冷凝器温度,以及对应工况下的热效率及输出功。由于ORC和HPORC中的蒸发过程有很强的吸热能力,本文研究了将余热回收系统直接作为质子交换膜燃料电池的冷却系统的冷却性能。相较于传统的水冷等冷却方式,此方式冷却能力和均温能力都更强。通过系统层面的仿真得到了余热回收系统作为燃料电池冷却系统时燃料电池的工作温度及余热回收效率等性能参数。在此基础上通过CFD仿真对燃料电池冷却板不同流道布局时的换热性能进行了模拟,并根据结果对原有冷却板进行了改进。

关键词：质子交换膜燃料电池余热回收有机朗肯循环热泵

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非遗文创产品的开发策略思考

艺术品鉴 2022年第3期 1-3页

作者：高鲲何天琪广东海洋大学中歌艺术学院

在文化传承的时代背景下,非遗文创产品的开发对于传承保护文化遗产、推动文化产业更好更快发展都起到举足轻重的作用。目前,非遗文创产品在开发中存在一定的问题,即产品设计缺乏创意,难以体现非遗项目的文化优势;缺乏有效的市场推广与...

在文化传承的时代背景下,非遗文创产品的开发对于传承保护文化遗产、推动文化产业更好更快发展都起到举足轻重的作用。目前,非遗文创产品在开发中存在一定的问题,即产品设计缺乏创意,难以体现非遗项目的文化优势;缺乏有效的市场推广与营销策略,无法打开市场获得消费者的青睐。针对此,相关主体应确定产品开发原则,优化产品设计;加强市场营销,促进产品推广;加强市场调查,准确把握目标消费群体;认清市场定位,促进业态融合。

关键词：

磁场对湿颗粒流化床系统中介尺度结构影响机制研究

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化工学报 2022年第6期73卷 2636-2648页

作者：唐天琪何玉荣哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 黑龙江省新型储能材料与储能过程研究重点实验室黑龙江哈尔滨150001

湿颗粒系统在自然界及工业过程非常普遍,例如喷雾造粒、反应器中矿物黏结、催化以及制药等,这其中含有大量典型介尺度结构如颗粒聚团、结块以及气泡等结构,这些结构的存在导致颗粒系统的流动及热质传递特性发生明显改变。针对鼓泡流化... 详细信息

湿颗粒系统在自然界及工业过程非常普遍,例如喷雾造粒、反应器中矿物黏结、催化以及制药等,这其中含有大量典型介尺度结构如颗粒聚团、结块以及气泡等结构,这些结构的存在导致颗粒系统的流动及热质传递特性发生明显改变。针对鼓泡流化床湿颗粒系统中颗粒聚团以及气泡等介尺度结构,应用离散单元模型并引入外加磁场,研究磁场作用下湿颗粒系统中介尺度结构的演化机制,探究磁场力、液桥力、接触力对气泡演化过程的影响。研究发现,在不考虑磁场的条件下,颗粒易形成聚团并存在气泡边界不规则等现象,引入外加匀强磁场后,磁场力对鼓泡流化床内气泡结构存在破坏和抑制作用。

关键词：湿颗粒离散单元模型磁场介尺度

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聚丙烯酰胺降解菌的研究进展及展望

化工管理 2015年第4期 222-223页

作者：何天琪大连工业大学辽宁大连116034

聚丙烯酰胺(HPAM)是一种水溶性高分子聚合物,因其良好的絮凝和增稠性,被广泛用于石油工业领域。随着聚合物驱三次采油技术的推广,聚合物对近井地带的堵塞会降低产油率,同时含聚污水也对环境和人体造成危害。因此寻找高效降解HPAM的微生... 详细信息

聚丙烯酰胺(HPAM)是一种水溶性高分子聚合物,因其良好的絮凝和增稠性,被广泛用于石油工业领域。随着聚合物驱三次采油技术的推广,聚合物对近井地带的堵塞会降低产油率,同时含聚污水也对环境和人体造成危害。因此寻找高效降解HPAM的微生物用于解堵和去污已成为当前研究的热点。文章综述了HPAM在石油工业中的应用、目前国内外在HPAM降解菌筛选方面的研究进展,并讨论了HPAM生物降解的未来发展方向。

关键词：聚丙烯酰胺降解机理聚丙烯酰胺降解菌筛选现状

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能源动力类专业本研“全链条”培养模式探索

高等工程教育研究 2023年第S01期 66-68页

作者：唐天琪何玉荣哈尔滨工业大学能源科学与工程学院

随着当前全球科技飞速发展、人工智能技术快速更替,我国经济和能源领域发展面临重大变革,给学科发展带来了新的机遇和挑战。加快创新型国家新时代下,人才培养的机遇与挑战并存,亟需贯通高等教育专业人才“培养链”,构建完善的人才培养... 详细信息

随着当前全球科技飞速发展、人工智能技术快速更替,我国经济和能源领域发展面临重大变革,给学科发展带来了新的机遇和挑战。加快创新型国家新时代下,人才培养的机遇与挑战并存,亟需贯通高等教育专业人才“培养链”,构建完善的人才培养体系。本文以能源动力类专业为例,探究本研“全链条”培养模式,在国家重大需求和行业亟待解决问题引导下,培养具有扎实专业基础和丰富实践能力的行业人才,打破本研培养衔接过程壁垒,避免人才培养断层,形成贯通本研全链条培养模式,为行业输送专业人才,服务国家重大需求。

关键词：能源动力类全链条培养模式

考虑风光出力不确定性的电-气互联系统脆弱线路辨识

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中国电机工程学报 2022年第2期42卷 524-536页

作者：南璐何川刘天琪四川大学电气工程学院四川省成都市610065

在电力系统和天然气系统紧密耦合的背景下,任意子系统中任意脆弱线路的扰动或故障都可能会传播到另一个子系统,进而引起整个电-气互联系统的故障。为此,提出一种电-气互联系统脆弱线路辨识方法。首先,提出考虑风光出力不确定性的电-气... 详细信息

在电力系统和天然气系统紧密耦合的背景下,任意子系统中任意脆弱线路的扰动或故障都可能会传播到另一个子系统,进而引起整个电-气互联系统的故障。为此,提出一种电-气互联系统脆弱线路辨识方法。首先,提出考虑风光出力不确定性的电-气互联系统协调调度随机优化模型,求解得到电-气互联系统故障前后的运行状态;而后,基于局部集中度和潮流变化熵分别从拓扑结构脆弱性和运行特性脆弱性两方面分析电-气互联系统中线路的脆弱性,构建综合考虑线路拓扑结构脆弱性和运行特性脆弱性的电-气互联系统线路脆弱度指标,对互联系统的脆弱线路进行辨识。通过计算脆弱线路断开后互联系统的测地线脆弱度(geodesic vulnerability)及供需不平衡量,对所辨识的脆弱线路进行评估。6节点电网-7节点气网和24节点电网-20节点气网2个电-气互联系统的算例分析结果验证了所提脆弱线路辨识方法的有效性。

关键词：电-气互联系统脆弱线路局部集中度熵随机优化