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基于萤火虫算法优化的BP神经网络漏钢预报系统研究

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基于萤火虫算法优化的BP神经网络漏钢预报系统研究

作者：马棒棒盐城工学院

学位级别：硕士

连铸漏钢是连铸生产过程中铸坯发生粘结或表面产生裂纹等质量问题发展到一定程度时,导致钢液泄漏的一种生产事故。漏钢一旦发生,不仅会影响生产进程和产品质量,还会造成相关设备损坏与企业经济损失,严重的还会影响人身安全。因此研究开... 详细信息

连铸漏钢是连铸生产过程中铸坯发生粘结或表面产生裂纹等质量问题发展到一定程度时,导致钢液泄漏的一种生产事故。漏钢一旦发生,不仅会影响生产进程和产品质量,还会造成相关设备损坏与企业经济损失,严重的还会影响人身安全。因此研究开发准确有效的漏钢预报系统去减少或避免漏钢是十分有意义的。首先,对连铸过程中的漏钢种类及预测方法做出分析介绍,并针对发生最频繁的粘结漏钢进行机理研究;分析弯月面重要性与作用,进而得出基于热电偶测温法的漏钢预报方法最实用有效并给出其预报原理。其次,给出热电偶在结晶器铜板上的安装位置与排列方式,并分析热电偶采集到的温度数据变化规律;接着对广泛应用的神经网络漏钢预测模型进行了分析研究,介绍了神经网络和智能优化算法,并针对神经网络的缺点,引入萤火虫算法来优化BP神经网络的训练与测试过程;建立基于萤火虫算法(FA)优化BP神经网络的漏钢预测模型,利用其对连铸过程中热电偶测得的温度数据变化特征进行模式识别,以判断是否漏钢;为了进一步提高准确性,建立组偶空间网络模型,从空间结构上辅助漏钢判断,将生产现场采集到的历史温度数据进行预处理并输入模型中进行训练与测试,对比测试结果以验证优化模型的有效性。最后,基于Windows平台,利用ANSYS ADPL和Python软件相连接开发了漏钢预报可视化界面;建立结晶器铜板物理模型,对其稳态温度场进行求解,得出热电偶温度变化的热面云图,然后在可视化界面输入连铸工艺和结晶器铜板的相关参数,并将正常连铸和漏钢状态时的温度数据导入界面中,在可视化界面中对比两种状态下的结晶器铜板热面温度云图,提高漏钢预报的准确性。

关键词：连续铸造粘结漏钢漏钢预报 BP神经网络萤火虫算法

电解锰渣-赤泥-粉煤灰路面砖的力学性能及浸出毒性研究

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环境科学研究 2024年第2期37卷 388-396页

作者：白月娇林晔孟棒棒岳波梁宇廷沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168 中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所北京100012

针对大宗工业固废回收利用难的问题,实现多种固废减量化、无害化、资源化的目标,通过利用取自中国西南地区企业的石膏类、碱性及硅铝质三类典型大宗固废中的电解锰渣、赤泥、粉煤灰协同处理的无害化渣制备环保型透水混凝土路面砖(permea... 详细信息

针对大宗工业固废回收利用难的问题,实现多种固废减量化、无害化、资源化的目标,通过利用取自中国西南地区企业的石膏类、碱性及硅铝质三类典型大宗固废中的电解锰渣、赤泥、粉煤灰协同处理的无害化渣制备环保型透水混凝土路面砖(permeable concrete paving bricks,PCB),研究了水洗、掺渣量对所制备PCB的力学性能与浸出毒性的影响,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对最佳性能PCB的物相组成与微观形貌结构进行分析.结果表明:①随着无害化渣与水洗无害化渣掺入量的提升,路面砖的劈裂抗拉强度、线性破坏荷载发生明显变化,总体呈下降趋势.当无害化渣掺入量为6%、水洗无害化渣掺入量为14%时,经28 d养护,所制备砖体的劈裂抗拉强度分别为4.09和3.46 MPa,达到了《透水路面砖和透水路面板》(GB/T 25993-2010)中规定的f_(ts)4.0与f_(ts)3.0等级.②路面砖的重金属与NH_(4)^(+)-N的浸出毒性均低于《水泥窑协同处置固体废物技术规范》(GB 30760-2014)的要求.路面砖的主要物相中方解石、石英与钙矾石是主要支撑性物质.研究显示,电解锰渣、赤泥、粉煤灰协同处理的无害化渣可替代部分原材料制备透水混凝土路面砖,满足力学性能与浸出毒性相关标准,能有效促进固体废弃物的减量化与资源化,建议进一步开展砖体在实际应用场景中的环境风险试验,以期为电解锰渣、赤泥、粉煤灰的综合利用技术发展提供更明确的支撑.

关键词：电解锰渣赤泥粉煤灰透水混凝土路面砖资源化利用

进口再生塑料颗粒中特征污染物的筛选及污染特征研究

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环境工程技术学报 2024年第3期14卷 769-777页

作者：白月娇林晔岳波孟棒棒张颖王超中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所沈阳建筑大学市政与环境工程学院

为了掌握进口再生塑料颗粒中污染物的污染特性,选取5种不同类型的进口再生塑料颗粒,基于来源及再生利用过程分析其可能含有的污染物类型,筛选出重金属、双酚类化合物〔包括四溴双酚A(BPA)与四溴双酚S(BPS)〕和挥发性有机物(VOCs)3种特... 详细信息

为了掌握进口再生塑料颗粒中污染物的污染特性,选取5种不同类型的进口再生塑料颗粒,基于来源及再生利用过程分析其可能含有的污染物类型,筛选出重金属、双酚类化合物〔包括四溴双酚A(BPA)与四溴双酚S(BPS)〕和挥发性有机物(VOCs)3种特征污染物进行污染特征分析。结果发现,5种再生塑料颗粒中检测出6种重金属,包括Cr、Mn、Pb、Cd、Cu、Hg,其中Cr、Mn、Pb的浓度相对较高;5种再生塑料颗粒中BPS的检出率达100%,BPA的检出率为20%~100%,且BPS浓度大于BPA,这可能与实际生产中使用BPS等代替BPA有关;5种再生塑料颗粒中检测出的VOCs中,除二氯甲烷外均为苯的同系物。研究结果可为塑料颗粒后续的再生利用提供基础数据支持,并有助于相关部门进一步规范进口再生塑料颗粒的管控。

关键词：再生塑料颗粒特征污染物重金属双酚类化合物挥发性有机物

中国西南地区电解锰渣特性分析及影响因素研究

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安全与环境学报 2024年第1期24卷 280-289页

作者：高红何莉莉岳波孟棒棒闫敏婕梁宇廷昆明理工大学建筑工程学院昆明650504 中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所北京100012

电解锰行业发展面临的困境之一是锰渣的处理处置方法。为探索绿色低碳的锰渣无害化处理技术,选取中国5家典型电解锰企业新、旧电解锰渣,通过其理化特性及浸出毒性分析,研究堆存条件、时间及工艺参数等因素对不同企业锰渣特性的影响。结... 详细信息

电解锰行业发展面临的困境之一是锰渣的处理处置方法。为探索绿色低碳的锰渣无害化处理技术,选取中国5家典型电解锰企业新、旧电解锰渣,通过其理化特性及浸出毒性分析,研究堆存条件、时间及工艺参数等因素对不同企业锰渣特性的影响。结果显示:不同企业的新、旧锰渣平均质量含水率相差最大时均达19%以上,浸出液pH值最高分别相差0.95、1.45,不同企业新鲜锰渣的SiO_(2)和Al_(2)O_(3)平均质量分数最大相差分别为43.18%、146.25%,且可溶性盐质量分数均超过10%,未达到填埋入场标准。锰渣中石膏和石英的质量分数随堆存条件和时间发生不同的变化。企业C在堆存过程中石膏和石英的质量分数在增加,而企业E锰渣中烧石膏质量分数在增加,石英质量分数在减少。历史锰渣浸出液中Mn^(2+)和氨氮(NH_(4)^(+)N)的质量浓度较高,分别超过GB/T 8978—1996一级排放标准限值的65.92~935.00倍和2.56~63.80倍,表明长期堆存的锰渣仍存在较大的环境污染风险。不同地区企业的锰渣应通过无害化处理与资源化利用来降低其环境污染风险,须根据化学成分、理化性质不同选择合适的资源化方式。

关键词：环境工程学电解锰渣无害化处理资源化利用理化性质浸出毒性

利用脉冲星计时阵列限制标量诱导的随机引力波背景

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科学通报 2024年第12期69卷 1517-1519页

作者：周柄辰宇宙线教育部重点实验室(西藏大学) 拉萨850000 西藏大学理学院物理系拉萨850000 中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026 中国科学技术大学物理学院深空探测实验室/天文学系合肥230026

引力波是由爱因斯坦广义相对论预言的一种天文现象,已经在双脉冲星系统和黑洞合并事件中被观测到,也是我们研究早期宇宙的一种特殊探针.与受各种天体物理过程影响的电磁波不同,引力波可以捕捉到原初宇宙的纯净信息.在针对原初宇宙的研究... 详细信息

引力波是由爱因斯坦广义相对论预言的一种天文现象,已经在双脉冲星系统和黑洞合并事件中被观测到,也是我们研究早期宇宙的一种特殊探针.与受各种天体物理过程影响的电磁波不同,引力波可以捕捉到原初宇宙的纯净信息.在针对原初宇宙的研究中,暴胀宇宙学[1]是一种被广泛接受的理论,解释了宇宙微波背景辐射中观察到的各向异性.在暴胀期间,量子涨落通过时空的膨胀迅速延伸到宇宙尺度,随后缓慢演化,最终形成了我们今天看到的大尺度结构.这些扰动的统计性质可以提供关于宇宙膨胀早期阶段的信息,涵盖了大约e 7倍的开始阶段.然而,为了解释我们今天所看到的宇宙,需要大约e 60倍的膨胀过程,其中仍然有约e 50倍的阶段是不确定的.在暴胀后期阶段,退出哈勃半径的涨落对我们宇宙中的小尺度各向异性贡献至关重要,这些涨落会受到非线性天体物理过程的影响.另一方面,在热大爆炸阶段之前产生的引力波信号可以为我们提供关于小尺度的现象学信息.

关键词：大尺度结构天文现象暴胀宇宙宇宙膨胀引力波哈勃早期宇宙量子涨落

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中国药学杂志 2024年第4期59卷 302-310页

作者：魏棒棒曹怿玮董春涛李德邦许飞飞司鑫鑫陈芸江苏海洋大学药学院江苏连云港222005 南京医科大学药学院南京211100

目的探究三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA)相关代谢物在人表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor 2,HER2)阳性乳腺癌曲妥珠单抗耐药和敏感细胞中的水平变化,并筛选出与曲妥珠单抗耐药性相关的潜在生物标... 详细信息

目的探究三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA)相关代谢物在人表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor 2,HER2)阳性乳腺癌曲妥珠单抗耐药和敏感细胞中的水平变化,并筛选出与曲妥珠单抗耐药性相关的潜在生物标志物。方法本研究采用基于超高效液相色谱串联质谱(ultra-high-performance liquid chromatography-mass spectrometry,UPLC-MS/MS)的靶向代谢组学方法检测曲妥珠单抗耐药细胞和敏感细胞中TCA相关代谢物(枸橼酸、顺式-乌头酸、异枸橼酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、富马酸、苹果酸和草酰乙酸)含量水平,并对该检测方法的线性、准确度和精密度进行考察。使用正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least-squares discrimination analysis,OPLS-DA)法比较耐药和敏感细胞中TCA相关代谢物的表达差异,以P1.5或<0.67为标准筛选出差异代谢物,并基于支持向量机(support vector machine,SVM)算法建立多变量耐药分类模型,利用受试者工作曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)对差异代谢物和SVM模型的分类精度进行评估。结果三羧酸循环相关代谢物的标准曲线相关系数r均大于0.994,所建立的方法准确度为94%~105%,精密度变异系数(coefficient of variation,CV)均小于15%。OPLS-DA模型中,敏感组和耐药组细胞分离趋势明显。在曲妥珠单抗耐药细胞中,苹果酸、琥珀酸、富马酸的含量较曲妥珠单抗敏感细胞显著升高(P<0.05)。ROC分析显示琥珀酸、富马酸和苹果酸的曲线下面积(area under curve,AUC)均大于0.9,联合3种差异代谢物建立SVM耐药诊断模型的AUC为1.000。结论TCA相关代谢物在曲妥珠单抗耐药和敏感细胞中呈现不同的表达水平,琥珀酸、富马酸和苹果酸可作为生物标志物对HER2阳性乳腺癌曲妥珠单抗耐药的诊断具有潜在价值。

关键词： HER2阳性乳腺癌曲妥珠单抗耐药三羧酸循环相关代谢物靶向代谢组学生物标志物

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基于对比学习的时空自适应模型研究

基于对比学习的时空自适应模型研究

作者：王棒棒浙江科技大学

学位级别：硕士

数字化时代,智能设备和传感技术产生大量时空数据,包括交通、气象、社交媒体和金融动态。这些数据不仅反映实时现象,还提供了宝贵信息资源,有助于理解现实和预测未来,如何高效提取这些数据的价值已成为重要研究议题。深度学习的迅速发... 详细信息

数字化时代,智能设备和传感技术产生大量时空数据,包括交通、气象、社交媒体和金融动态。这些数据不仅反映实时现象,还提供了宝贵信息资源,有助于理解现实和预测未来,如何高效提取这些数据的价值已成为重要研究议题。深度学习的迅速发展在时空数据预测方面取得了一些进展,但仍然存在挑战。时间维度上,现有方法采用共享参数空间对所有时间段进行时间动态建模,很难精确地保持潜在嵌入空间的时间异质性。在空间维度上,未能充分解决噪声数据的影响,难以准确捕捉空间相关性,从而对异常值和噪声敏感。此外,多源信息如图结构和边信息通常不被考虑,也限制了模型的综合性和准确性。为了准确的利用时空信息,本文提出基于对比学习的自适应时空图卷积模型(Adaptive Spatiotemporal Graph Convolutional Network,ST-AC),该模型建立了一个集成的具有时间和空间的卷积模块上,用于跨空间和时间编码信息。为了实现自适应时空预测学习,ST-AC首先在特征和结构层次上对特定流图数据进行自适应增强。在增强空间图的基础上,构建了两个对比学习损失来补充主要的时空预测任务。分别为基于K-means聚类的空间对比损失和的时间对比损失。引入了动态权重机制,用于自适应地调整不同任务之间的重要性。本文在分别在交通数据集和气象ERA5数据集上进行了实验,结果表明,ST-AC始终优于其他主流的基线模型。此外,本文还进行了消融实验,验证了模型中四个子模块的有效性。同时还进行了鲁棒性分析,对气象数据集上具有不同模式的时间类别和空间区域进行了预测,验证了ST-AC模型在不同模式下的稳定性能。

关键词：对比学习自适应建模时空数据图神经网络

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寒假到,合理安排时间很重要

学生天地（小学低年级） 2024年第1期 18-19页

作者：棒棒糖雷萌(图) 不详

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钨选区激光熔化应力场的数值模拟

稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 490-500页

作者：周木华赵聪聪季华实验室广东佛山528200

建立了将随温度变化的材料参数特性和相变潜热考虑在内,用“生死单元”技术模拟铺粉过程的钨选区激光熔化热力耦合有限元模型,模拟了选区激光熔化过程中成形件的温度场和应力场,探究了不同基板预热温度和不同支撑结构对成形件残余应力... 详细信息

建立了将随温度变化的材料参数特性和相变潜热考虑在内,用“生死单元”技术模拟铺粉过程的钨选区激光熔化热力耦合有限元模型,模拟了选区激光熔化过程中成形件的温度场和应力场,探究了不同基板预热温度和不同支撑结构对成形件残余应力的影响。模拟结果表明,金属钨在选区激光熔化过程中经历多次加热、冷却过程,温度分布不均匀。基板预热和施加支撑结构均能减小成形件的残余应力,当基板预热温度为1273.15 K时,成形件中间节点残余应力减小118.99MPa,减小幅度为9.96%;当采用4层网格支撑结构时,成形件中间节点残余应力减小413.33MPa,减小幅度为34.61%。

关键词：选区激光熔化数值模拟残余应力基板预热支撑结构