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致密含水镁硅酸盐H相的第一性原理研究

致密含水镁硅酸盐H相的第一性原理研究

作者：吕超甲中国地震局地震预测研究所

学位级别：硕士

H相是一种致密含水镁硅酸盐矿物,对水在地幔中的传输及赋存形态有重要意义。本文基于密度泛函理论,使用第一性原理模拟方法,对高压下H相的结构、弹性以及拉曼性质进行研究;分析了结构中氢键对称化特征,探讨了 H相在地幔中的赋存及对地... 详细信息

H相是一种致密含水镁硅酸盐矿物,对水在地幔中的传输及赋存形态有重要意义。本文基于密度泛函理论,使用第一性原理模拟方法,对高压下H相的结构、弹性以及拉曼性质进行研究;分析了结构中氢键对称化特征,探讨了 H相在地幔中的赋存及对地幔波速异常的意义。研究主要成果如下:1.基于前人的理论计算和实验观测成果,提出H相的两种可能结构,分别是P2/m和Pm对称型结构。两者的主要区别在于在P2/m结构中氢原子位于对应的两个氧原子中央,而Pm结构中氢原子偏向一侧。在低压力下(<30GPa),两种对称型结构的晶胞参数有明显区别;随着压力增大,结构中的氢键对称化,Pm结构在～30GPa时转变为P2/m结构。对Pm和P2/m结构进行三阶Birch-Murnaghan拟合,得到两者的在0GPa下体积模量、体积模量对压力的一阶导数以及晶胞体积分别是156.2和177.9GPa、4.40和4.18、59.3和58.4 A3。2.根据应力和应变之间的关系,计算了0至100GPa下H相两种结构的弹性常数、体积模量和剪切模量、横波波速和纵波波速,探讨了 D相、H相和δ-AlOOH相之间的相变关系,同时分析了 H相的地震波各向异性随压力的变化规律。在0至30GPa时,Pm结构的体积模量、剪切模量、纵波波速及横波波速都小于P2/m结构的。压力高于30GPa后,两种结构的弹性性质十分接近。H相各向异性随着压力的提升而增大,且Pm结构较P2/m结构的各向异性更加强烈。D相、H相和δ-AlOOH相的密度及波速变化趋势侧面反映出三者在地幔压力条件下的相变关系:D相在40至50GPa下转变为H相,H相和δ-AlOOH相在更高的压力下形成固溶体。各向异性结果表明,H相可能是是下地幔超低速带及大型低剪切速度区形成的重要原因。3.密度泛函微扰理论及因子群分析方法结合研究的结果表明,H相的振动及拉曼性质。Pm和P2/m结构的拉曼活性振动模式可以分别表示为:[Raman=14A’+7A"和[Raman = 4Ag + 2Bg。在OGPa下,P2/m结构和Pm结构的拉曼活性振动模式分别有6组合21组;随着压力的增加,在30GPa下Pm结构中具有拉曼活性的振动模式缩减到6组,分别为:A549、A560、A725、A834、A941和A1040。可视化分析表明,氢键的对称化禁锢了氢原子的自由振动,也是Pm结构中和氢原子相关的具拉曼活性的振动模式消失的原因。在0至100GPa下,P2/m结构的拉曼振动频率的偏移和压力呈线性相关;而Pm结构的拉曼振动频率的偏移和压力的关系可分为两个阶段,在0至20GPa下的偏移率明显大于在25至100GPa下的偏移率。

关键词：第一性原理 H相弹性拉曼氢键对称化

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考虑多影响因素的渔船单船捕捞能力评估方法

农业工程学报 2024年第5期40卷 90-98页

作者：刘爽崔修杰吕超上海海洋大学工程学院上海201306 上海海洋大学经济管理学院上海201306

针对以往海洋机动渔船捕捞能力评估研究中考虑影响因素较少,对各影响因素的主观权重值和客观权重值综合分析不足,不能给出渔船单船捕捞能力量化值等问题,该研究提出了考虑多影响因素的渔船单船捕捞能力评估模型。首先,考虑多种影响渔船... 详细信息

针对以往海洋机动渔船捕捞能力评估研究中考虑影响因素较少,对各影响因素的主观权重值和客观权重值综合分析不足,不能给出渔船单船捕捞能力量化值等问题,该研究提出了考虑多影响因素的渔船单船捕捞能力评估模型。首先,考虑多种影响渔船捕捞能力的因素,建立单船捕捞能力评估指标体系,将其分为可量化指标和不可量化指标,并初步制定了不可量化指标评估标准。其次,利用专家、渔民调查问卷中的数据,运用层次分析法计算各指标主观权重值,结果表明各指标权重依次为:捕捞装备(0.108)、功率(0.094)、拖网(0.074)、作业时长(0.071)、总吨(0.049)、探鱼仪器(0.047)、刺网(0.040)、船长(0.032)、张网(0.028)、围网(0.024)、钓业(0.021)、作业环境(0.019)、钢质材质(0.019)、罩网(0.017)、玻璃钢材质(0.016)、船龄(0.013)、木制材质(0.012);渔具相关指标权重依次为:网具主尺寸(0.402)、网具结构(0.149)、装配技术(0.093)、制造材料(0.051)。最后,为兼顾主客观权重优点,基于加法合成法、博弈论法、最小鉴别信息法对各指标权重值进行组合计算,以获得目标权重值,并根据某省渔船数据对建立的模型进行验证分析,通过Spearman等级相关系数法计算捕捞能力评估值与实际渔获量之间的等级相关系数,结果表明基于博弈论法得到的结果相关性最高,相关系数为0.937,证实了组合权重值和评估模型的科学性和合理性。研究结果可为渔业管理部门制定科学合理的渔业资源调控政策提供依据。

关键词：渔船组合权重多因素分析层次分析法单船捕捞能力

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基于力学性能和结晶行为探究不同成核剂对聚乳酸性能影响

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复合材料学报 2024年第6期41卷 3168-3181页

作者：吕超罗书品郭文静中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091

探究杨木纤维作为一种生物基成核剂对聚乳酸(PLA)力学和结晶性能的影响,并与常用的成核剂滑石粉和酰肼化合物对比。分别将杨木纤维(WF)(0.5wt%、1wt%、2wt%、4wt%)、滑石粉(Talc)(1wt%、2wt%、4wt%、8wt%)和酰肼化合物(TMC-300)(0.3wt%... 详细信息

探究杨木纤维作为一种生物基成核剂对聚乳酸(PLA)力学和结晶性能的影响,并与常用的成核剂滑石粉和酰肼化合物对比。分别将杨木纤维(WF)(0.5wt%、1wt%、2wt%、4wt%)、滑石粉(Talc)(1wt%、2wt%、4wt%、8wt%)和酰肼化合物(TMC-300)(0.3wt%、0.5wt%、1wt%、2wt%)在不同含量条件下与PLA进行熔融共混挤出、模压制备复合材料,基于力学性能确定每种成核剂在PLA中的较优添加量,并进一步在较优添加量条件下研究3种成核剂对PLA结晶性能的影响,包括结晶行为、晶体形貌和结构。3种成核剂均能提高PLA的缺口冲击强度,与成核剂Talc和TMC-300相比,添加WF对PLA的拉伸性能和弯曲性能改善效果更为显著,在WF较优添加量条件下(1wt%),复合材料的断裂伸长率、拉伸强度和弯曲强度与纯PLA相比分别提高了27%、17%和18%。采用差示扫描量热法比较3种成核剂对PLA的结晶行为影响,结果表明添加1wt%WF提高了PLA非等温结晶的结晶度,但低于添加1wt%Talc和0.5wt%TMC-300的复合材料结晶度。根据等温结晶动力学分析,WF可以缩短PLA在等温结晶过程的半结晶时间,加快PLA的结晶速率,添加1wt%WF、1wt%Talc和0.5wt%TMC-300后PLA在110℃等温结晶的半结晶时间从23.6 min分别降低至7.2、2.7和1.4 min。热台-偏光显微镜观察结果表明,不同成核剂诱导PLA在110℃等温结晶时的晶体形貌不同,WF、Talc为PLA结晶提供了大量成核位点,促进PLA晶粒微细化,而TMC-300诱导PLA产生纤维束状晶体且结晶速率明显加快,这与等温结晶动力学分析结果一致。蚀刻后的冲击断面形貌也表明,不同形貌的晶体堆积是复合材料的力学性能存在差异的原因之一。X射线衍射结果表明,3种成核剂均能促进PLA产生有序的α晶,其中添加WF时α(110)/(200)晶的衍射峰强度最高,同时WF能显著降低PLA的晶粒尺寸。杨木纤维可以作为PLA的一种生物基成核剂,具有增强和成核的双重作用。本文为进一步优化WF对PLA的成核作用提供基础,也为促进木塑复合材料的绿色发展提供借鉴。

关键词：生物质纤维聚乳酸成核剂生物基复合材料力学性能结晶行为

汶川M_s 8.0地震破裂带CO_2、CH_4、Rn和Hg脱气强度

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岩石学报 2017年第1期33卷 291-303页

作者：周晓成孙凤霞陈志吕超甲李静仵柯田杜建国中国地震局地震预测重点实验室中国地震局地震预测研究所北京100036 防灾科技学院廊坊065201 中国地质大学北京100083

地震活动断裂带能够向大气释放大量的温室气体、放射性气体和有毒气体(CO_2、CH_4、Rn和Hg),并对大气环境的影响产生复杂的影响。利用静态暗箱法,对汶川M_s8.0地震破裂带CO_2、Rn和Hg脱气强度进行实地测量,并计算了CO_2和Hg脱气对大气... 详细信息

地震活动断裂带能够向大气释放大量的温室气体、放射性气体和有毒气体(CO_2、CH_4、Rn和Hg),并对大气环境的影响产生复杂的影响。利用静态暗箱法,对汶川M_s8.0地震破裂带CO_2、Rn和Hg脱气强度进行实地测量,并计算了CO_2和Hg脱气对大气的年贡献量。结果表明:(1)破裂带土壤气中CO_2、CH_4、Rn和Hg异常浓度最大值分别可以达到7.98%、2.38%、524.30k Bq/m^3和161.00ng/m^3;破裂带CO_2、Rn和Hg脱气平均通量是34.95g·m^(-2)d^(-1)、36.11m Bq·m^(-2)s^(-1)和26.56ng·m^(-2)h^(-1),最大值分别达到259.23g·m^(-2)d^(-1)、580.35m Bq·m^(-2)s^(-1)和387.67ng·m^(-2)h^(-1);(2)汶川Ms8.0地震破裂带向大气脱气的CO_2年贡献量是0.95Mt,Hg的年贡献量是15.94kg。汶川Ms8.0地震破裂带破裂CO_2、CH_4、Rn和Hg等的脱气强度,不仅与破裂带渗透率有关,还与断裂带浅部存在的气藏、煤层以及磷矿层等气体源有重要的联系。

关键词：土壤气通量氡二氧化碳汞汶川地震

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加拿大公共图书馆科技创新服务研究

加拿大公共图书馆科技创新服务研究

作者：吕超河北大学

学位级别：硕士

在经济全球化的浪潮中,自主创新能力和水平的重要性日益凸显,它们已然成为国际竞争中的关键因素。科技创新作为提升社会生产力和综合国力的关键支撑,推动社会进步和经济发展,是实现国家长远发展和国际竞争力提升的战略基石。因此,我们... 详细信息

在经济全球化的浪潮中,自主创新能力和水平的重要性日益凸显,它们已然成为国际竞争中的关键因素。科技创新作为提升社会生产力和综合国力的关键支撑,推动社会进步和经济发展,是实现国家长远发展和国际竞争力提升的战略基石。因此,我们应该坚定地将科技创新作为国家发展全局中的核心要素,并以国家目标和战略需求为指引,持续推动科技创新的发展。在这个过程中,作为知识资源中心的公共图书馆有着举足轻重的作用。公共图书馆不仅具备收集、处理、分析和利用各类信息知识的专业能力,更能够利用其专业优势,搭建起交流与合作的平台,为科技创新的进程提供有力支持。加拿大公共图书馆开展服务科技创新服务较早,提供的服务内容系统且全面,支持创新要素科技创新、帮助创新主体和产业科技创新取得了不错的效果。基于此,研究加拿大公共图书馆提供支持科技创新的信息服务总结其优秀经验,优化我国公共图书馆服务科技创新的。本研究首先采用文献调查法对科技创新服务的概念、公共图书馆提供的科技创新服务内容进行界定。通过梳理公共图书馆服务科技创新的相关文献,总结梳理国内外公共图书馆提供支持科技创新服务的总体研究现状,基于科技创新政策体系框架对加拿大的科技创新政策进行分类和分析。其次,利用网络调查法和文本分析法,找到加拿大提出的5个创新战略,并从创新要素、创新主体、产业创新三方面对5个创新战略进行分析得出信息服务需求;利用网络调查法对加拿大的28所公共图书馆进行访问,调查现阶段加拿大公共图书馆围绕创新要素、创新主体、优势领域提供的支持科技创新的服务,并对其进行总结分析。然后采用案例分析法,详细介绍列治文山公共图书馆、巴里公共图书馆、卡尔加里公共图书馆支持科技创新的信息服务,总结其实践经验。最后调研我国31所省级公共图书馆提供支持科技创新服务的现状,发现其主要存对于科技创新人才的教育培训服务内容较为单一;馆内提供科技馆藏资源占比较少;对于支持中小企业科技创新的服务不全面;针对文化创意产业的商业化成果宣传与推广程度欠缺的问题,在此基础上借鉴加拿大公共图书馆提供支持科技创新服务的经验,提出基于我国国情的公共图书馆服务科技创新的优化包括对我国的现状进行完善和优化,包括重视科技创新人才的教育培训服务、加强支持科技基础的建设、完善对中小企业科技创新的服务。

关键词：公共图书馆科技创新服务加拿大

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甘肃东南地区温泉流体地球化学特征

地震 2017年第1期37卷 52-60页

作者：吕超甲刘雷周晓成杜建国易丽中国地震局地震预测重点实验室中国地震局地震预测研究所北京100036

根据氢、氧、氦同位素与水化学组分资料,讨论了甘肃东南地区温泉水的来源、地球化学变化及其与2008年汶川MS8.0地震的关系。测定结果表明:样品的溶解性固体总量(TDS)范围为241.7~2 372.1mg/L。采集的7处温泉(通渭汤池河温泉、清水地震... 详细信息

根据氢、氧、氦同位素与水化学组分资料,讨论了甘肃东南地区温泉水的来源、地球化学变化及其与2008年汶川MS8.0地震的关系。测定结果表明:样品的溶解性固体总量(TDS)范围为241.7~2 372.1mg/L。采集的7处温泉(通渭汤池河温泉、清水地震台、天水地震台、武山地震台、武山22号井、成县地震台、武都地震台)水样可归为四种化学类型:Na·CaSO_4、Ca·Mg-SO_4、Na-HCO_3·SO_4、Ca·Mg-SO_4·HCO_3。地下热水的化学类型与裂隙深度和围岩的岩性有关,离子浓度和断裂深度基本成正相关。通渭汤池河温泉和武都地震台的δ18O和δD值分别在-11.4‰^-7.6‰和-85.7‰^-57.1‰的范围内,通渭汤池河温泉和武都地震台中3 He/4 He的值分别为0.4×10^(-7)和12.7×10^(-7)。氢、氧、氦同位素组成特征表明温泉水源于大气降水,在循环过程中经历了水岩反应,且可能有地表水的混入。2008年汶川MS8.0地震发生后,研究区域内温泉水中K^+、Ca^(2+)含量总体上升,SO_4^(2-)、Cl^-含量总体下降,Na^+含量变化不明显;热水循环深度受地震影响发生变化。本文确定了甘肃东南地区温泉来源、水化学类型成因及其与汶川MS8.0地震的关系。

关键词：温泉流体离子浓度同位素甘肃东南地区

联合改进最小均方误差与深度学习的V2X信道估计方案

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无线电通信技术 2024年

作者：吕超跞骆忠强四川轻化工大学自动化与信息工程学院四川轻化工大学人工智能四川省重点实验室

针对IEEE 802.11p标准中导频数量有限，难以准确追踪车联万物（Vehicle-to-Everything，V2X）通信中的时变信道的问题，学者们研究了数据导频辅助（Data Pilot Aided，DPA）信道估计方案。然而，这些经典DPA方案不能在完整的信噪比（Sig... 详细信息

针对IEEE 802.11p标准中导频数量有限，难以准确追踪车联万物（Vehicle-to-Everything，V2X）通信中的时变信道的问题，学者们研究了数据导频辅助（Data Pilot Aided，DPA）信道估计方案。然而，这些经典DPA方案不能在完整的信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）范围内给出令人满意的效果，并且其估计结果的可靠性易受误差传播的影响。为此，本文研究了一种新的信道估计方案。首先，基于使用虚拟子载波的最小均方误差（Minimum Mean Square Error Using Virtual Pilots，MMSE-VP）方案，提出一种带有时间平均操作的改进MMSE（Improved MMSE，IMMSE）方案。IMMSE方案通过利用相邻正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）符号间信道的相关性来提高MMSE-VP方案在低SNR区域的性能，以达到在整个SNR区域有良好表现的目的。随后，联合深度学习技术，采用全连接神经网络（Fully Connected Neural Network，FCNN）作为IMMSE方案的非线性后处理模块，以减少误差并获得更好的估计性能。在不同实验条件下的仿真结果表明，提出的信道估计方案可以适应调制方式和车辆速度的变化，能有效应对V2X通信中的信道估计问题。

关键词：车联万物通信信道估计 IEEE 802.11p 正交频分复用深度学习

基于金刚石对顶砧的新型环状电阻丝内加热技术

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基于金刚石对顶砧的新型环状电阻丝内加热技术

First-principles simulation of Raman spectra and structural properties of quartz up to 5 GPa

2020年中国地球科学联合学术年会

作者：吕超甲刘锦北京高压科学研究中心

高压和高温环境是地球内部的主要特征,也是控制地球深部物理、化学性质的关键要素。在高压地学研究中,温度均匀的温压环境在多个方面至关重要,如实现化学反应平衡、确定相变边界、测量高压下熔融曲线、元素配分及同位素分馏。金刚石对顶... 详细信息

高压和高温环境是地球内部的主要特征,也是控制地球深部物理、化学性质的关键要素。在高压地学研究中,温度均匀的温压环境在多个方面至关重要,如实现化学反应平衡、确定相变边界、测量高压下熔融曲线、元素配分及同位素分馏。金刚石对顶砧(Diamond Anvil Cell, DAC)以其广泛的压力范围、稳定的高压环境、及和多种观测表征手段的良好结合成为高压地学实验的重要手段。然而DAC自身只能提供压力环境。为了得到精准可控的高温条件,前人提出过激光加热、电阻丝外加热、电阻丝内加热等手段。这些加热技术在获得大量研究成果的同时,也存在一定的不足之处。

关键词：电阻丝加热技术内加热金刚石对顶砧

来源： cnki会议评论

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Chinese Physics B 2015年第12期24卷 517-525页

作者：刘雷吕超甲庄春强易丽刘红杜建国 Key Laboratory of Earthquake Prediction Institute of Earthquake ScienceChina Earthquake Administration Institute of Microstructure and Properties of Advanced Materials Beijing University of Technology

The crystal structure and Raman spectra of quartz are calculated by using first-principles method in a pressure range from 0 to 5 GPa. The results show that the lattice constants（a, c, and V） decrease with increasing pressure and the a-axis is more compressible than the c axis. The Si–O bond distance decreases with increasing pressure, which is in contrast to experimental results reported by Hazen et al. [Hazen R M, Finger L W, Hemley R J and Mao H K 1989 Solid State Communications 725 507–511], and Glinnemann et al. [Glinnemann J, King H E Jr, Schulz H, Hahn T, La Placa S J and Dacol F 1992 Z. Kristallogr. 198 177–212]. The most striking changes are of inter-tetrahedral O–O distances and Si–O–Si angles. The volume of the SiO4^4- tetrahedron decreased by 0.9%（from 0 to 5 GPa）, which suggests that it is relatively *** models of the quartz modes are identified by visualizing the associated atomic motions. Raman vibrations are mainly controlled by the deformation of the Si O4-4tetrahedron and the changes in the Si–O–Si bonds. Vibrational directions and intensities of atoms in all Raman modes just show little deviations when pressure increases from 0 to 5 *** pressure derivatives（dνi/d P） of the 12 Raman frequencies are obtained at 0 GPa–5 GPa. The calculated results show that first-principles methods can well describe the high-pressure structural properties and Raman spectra of quartz. The combination of first-principles simulations of the Raman frequencies of minerals and Raman spectroscopy experiments is a useful tool for exploring the stress conditions within the Earth.

关键词： structural properties Raman mode quartz first principles