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基于知识蒸馏-卷积神经网络的水轮机空化状态识别方法

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发电技术 2024年

作者：刘忠周泽华邹淑云刘圳乔帅程长沙理工大学能源与动力工程学院

【目的】针对目前复杂卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)模型存在的识别速度慢与简单CNN模型存在的识别准确率低等问题，提出一种基于知识蒸馏-卷积神经网络(knowledgedistillationandconvolutional neuralnetwork, KD-CNN)的水轮机空化状态识别方法。【方法】首先，引入知识蒸馏理论中教师模型与学生模型相互作用机理，定义3层CNN网络作为教师模型，定义单层CNN网络作为学生模型；然后，利用试验获取的空化声发射信号数据对教师模型进行训练；最后，将代表空化状态类型的数据标签替换成教师模型的输出，让学生模型对替换标签后的新数据集进行学习，使交叉熵达到最小值。训练完成后的模型即为KD-CNN模型，利用该模型对各工况数据进行空化状态识别试验。【结果】KD-CNN模型结构简单，同时具有学生模型的识别速度与教师模型的识别准确率。【结论】为水轮机空化实时监测提供了理论依据。

关键词：水轮机空化卷积神经网络(CNN) 知识蒸馏(KD) 声发射信号

回收低温余热的热电耦合电解制氢系统及性能评估

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天然气工业 2024年第5期44卷 167-176页

作者：赵永明周泽付宏浩谢小芳张连娣宋佳妮中国石油勘探开发研究院智能控制与装备研究所

固体氧化物电解制氢时,水以气态进行电解,但仅依靠电解产物冷却所释放的热能不足以将液态给水蒸发气化,电解制氢系统存在供热缺口。为解决该问题,基于高温热泵技术,提出了通过热泵吸收外界低温余热(100℃),以满足给水蒸发气化用热的系... 详细信息

固体氧化物电解制氢时,水以气态进行电解,但仅依靠电解产物冷却所释放的热能不足以将液态给水蒸发气化,电解制氢系统存在供热缺口。为解决该问题,基于高温热泵技术,提出了通过热泵吸收外界低温余热(100℃),以满足给水蒸发气化用热的系统工艺方法,设计了系统流程,研究了热泵系统关键参数对系统性能的影响,并通过建模仿真的手段评估了该系统的制氢性能。研究结果表明:①利用热泵吸收环境中的低温余热,制取较高温热能使电解给水蒸发,具有技术可行性,该方法同样适用于系统内部电解产物所携带余热的回收再利用;②外界余热温度越高,越有利于降低系统的制氢能耗,直流电解功率为1 MW的电解制氢系统,对余热源的热需求约为138 kW;当余热源为水且温降在5℃时,水的需求量约为20 t/h;③假设外界余热不计入制氢能耗,利用热泵集成外界余热时,系统理论单位制氢能耗约3.5 kW·h/m^(3),全部为电能消耗。结论认为,通过热泵吸收低温余热向高温电解制氢系统供热的系统工艺,开辟了一种低品位余热向高品位氢能转化的新思路、新途径和新方法,具有广阔的应用前景。

关键词：高温电解固体氧化物电解制氢低品位余热余热回收热集成热泵模拟仿真

社会治理视域下的社会组织参与能力及其提升:以G省为例

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北方民族大学学报（哲学社会科学版） 2024年第4期 102-111页

作者：黄开腾广东技术师范大学管理学院广东广州510665

在社会治理创新背景下,社会组织参与社会治理的空间越来越大、机会越来越多。要推动社会组织高质量参与社会治理,就必须加强其能力建设。社会组织参与社会治理的能力主要由价值引领能力、资源动员能力和专业服务能力三个要素构成。目前... 详细信息

在社会治理创新背景下,社会组织参与社会治理的空间越来越大、机会越来越多。要推动社会组织高质量参与社会治理,就必须加强其能力建设。社会组织参与社会治理的能力主要由价值引领能力、资源动员能力和专业服务能力三个要素构成。目前,社会组织参与社会治理面临组织行动理念滞后、使命感缺乏、动员对象的非多元化、动员技术的非多样化、服务契合度有偏差等困境。根本原因是社会组织的公共性瓶颈、政策激励瓶颈、社会关系网络瓶颈制约。因此,只有优化社会组织的制度环境,才能促进社会组织参与能力的可持续提升,这就需要重塑社会组织的公共性、健全社会组织的人才培养机制、完善社会组织的社会关系网络、健全社会组织的社会政策体系。

关键词：社会组织社会治理参与能力制度环境

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基于能量-熵特征和改进堆叠降噪自编码器的水轮机空化状态识别方法

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发电技术 2024年

作者：刘圳刘忠邹淑云周泽华乔帅程长沙理工大学能源与动力工程学院

【目的】针对混流式水轮机空化声发射(acoustic emission,AE)信号受背景噪声干扰、故障难以识别的问题，提出一种基于能量-熵特征和哈里斯鹰优化(Harris hawks optimization, HHO)算法联合3折交叉验证(3-fold crossvalidation,3Fold)优... 详细信息

【目的】针对混流式水轮机空化声发射(acoustic emission,AE)信号受背景噪声干扰、故障难以识别的问题，提出一种基于能量-熵特征和哈里斯鹰优化(Harris hawks optimization, HHO)算法联合3折交叉验证(3-fold crossvalidation,3Fold)优化堆叠降噪自编码器(stacked denoising auto encoder,SDAE)的状态识别方法。【方法】首先，利用变分模态分解算法对信号进行分解，得到一系列内涵模态分量，提取相关系数最大的2个内涵模态分量的能量和熵特征，构建12维特征向量，输入识别模型。其次，利用HHO算法联合3Fold，对SDAE的超参数进行优化。最后，将HHO-3Fold-SDAE算法与其他算法寻优得到的最优参数分别输入模型中运行，并进行对比分析。【结果】与其他算法相比，HHO-3Fold-SDAE算法具有更小的准确率方差、损失率以及更高的平均准确率；相较于SDAE，其测试集平均准确率提高了6%；相较于HHO-SDAE，其测试集平均准确率提高了4%，准确率方差提升了17%。【结论】所提方法可用于对水轮机空化AE信号的分类识别，可为水力机械状态监测提供参考。

关键词：水力发电水轮机空化状态识别哈里斯鹰优化(HHO)算法堆叠降噪自编码器(SDAE) 熵

新中国成立以来对美外交话语建设的演变及特点研究

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理论经纬 2024年 201-213页

作者：周泽龙上海师范大学学前教育学院

新中国对美外交话语在不同的历史时期有不同的重点和努力方向,其演变历程可以概括为实现“站起来”的革命型外交话语、努力“富起来”的发展型外交话语和正在“强起来”的倡导型外交话语。人民民主专政的社会主义国家决定了中国对美外... 详细信息

新中国对美外交话语在不同的历史时期有不同的重点和努力方向,其演变历程可以概括为实现“站起来”的革命型外交话语、努力“富起来”的发展型外交话语和正在“强起来”的倡导型外交话语。人民民主专政的社会主义国家决定了中国对美外交话语的本质特征,其基本原则是坚持党的统领、坚持以国家核心利益为底线、寻求共识、言行一致;其功能定位是服务于中美外交实践,服务于中国国际形象树立。梳理还原中国对美外交话语的历史样貌,可以为中国特色大国外交,特别是话语理论的建设、话语表达的精准和国际话语权的提升提供借鉴。

关键词：中美关系外交话语话语构建

石漠化边坡新型植被板槽底腔蓄水和填土水分变化规律试验

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水利水电技术(中英文) 2024年

作者：李旭范丽娟周泽昶黄超覃林罗祺广西新发展交通集团有限公司四川大学水利水电学院广西交通设计集团有限公司广西路桥工程集团有限公司广西北投环保水务集团有限公司

中国西南石漠化地区特殊的地表-地下双层渗漏结构使得边坡地表和地下水土流失严重，缺土少水制约了该地区生态恢复。因此，本文设计了石漠化边坡上新型梯级植被板槽的技术方案，实现像“坎儿井”似的土-水上下分层共蓄的植被恢复。为探... 详细信息

中国西南石漠化地区特殊的地表-地下双层渗漏结构使得边坡地表和地下水土流失严重，缺土少水制约了该地区生态恢复。因此，本文设计了石漠化边坡上新型梯级植被板槽的技术方案，实现像“坎儿井”似的土-水上下分层共蓄的植被恢复。为探究新型植被板槽结构的降雨集蓄和耐旱持水能力，设计并开展了不同降雨强度、不同植株数量的植被板槽模型试验，分别在降雨与随后30d干燥条件下，对比分析降雨强度与植株数量对植被板槽模型蓄水与持水过程的影响。试验结果表明：新型植被板槽结构能有效蓄水与持水，在没模拟坡面径流汇入板槽的情况下，降雨强度越大，植被板槽蓄水效率越高；在雨后干燥期间，蓄水腔的蓄水深度越深，竖向吸水带的吸水效率越高；特别地在干旱季，为了减少表面洒水浇灌的浪费，往类似“坎儿井”的板槽底部蓄水腔沟补水是必要的。本研究对于促进石漠化边坡植被恢复具有一定的理论与实践指导作用。

关键词：石漠化边坡植被恢复植被板槽降雨集蓄土-水分层共蓄持水模型试验

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铁路运输数字化的绿色效应研究

铁路运输数字化的绿色效应研究

作者：宋子腾石家庄铁道大学

学位级别：硕士

包头南海子湿地典型繁殖水鸟蛋壳中重金属含量及其暴露风险评估

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包头南海子湿地典型繁殖水鸟蛋壳中重金属含量及其暴露风险评估

作者：李子腾内蒙古科技大学包头师范学院

学位级别：硕士

包头南海子湿地位于中亚和东亚-澳大利西亚两条全球候鸟迁徙路线的交汇区,是鸟类的重要繁殖区,开展生态风险评估对鸟类保护具有重要意义。2022年5-10月,本研究采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-OES）对包头南海子湿地3种不同食性（食草... 详细信息

包头南海子湿地位于中亚和东亚-澳大利西亚两条全球候鸟迁徙路线的交汇区,是鸟类的重要繁殖区,开展生态风险评估对鸟类保护具有重要意义。2022年5-10月,本研究采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-OES）对包头南海子湿地3种不同食性（食草、食虫、食鱼）的8种代表繁殖鸟类蛋壳及水体、土壤、食物中的6种重金属（As、Cd、Cr、Sb、Zn、Hg）进行了检测,并分析了其中重金属的含量及对鸟类的暴露风险。结果表明:（1）水中重金属除As外均超过国家Ⅰ级地表水标准,且水体中Cd、Hg为重污染,Sb、Zn为中污染,Cr为轻污染、As为无污染。水体中重金属的P为74.331,为重污染。（2）土壤中重金属除As外均超过国家Ⅰ级土壤标准,且土壤中Sb、Cr、Zn、Cd为重污染,As为轻污染,Hg为无污染。此外,土壤中重金属除Hg外均高于包头土壤背景值,表明有外来重金属汇入。土壤中重金属的P为189.493,为重污染。潜在生态风险指数表明Cd的潜在生态风险程度为强风险,As、Cr、Zn和Hg的潜在生态风险程度为轻微风险。（3）植物样本中As、Cd、Cr超过了国家食物标准,分别为其的51.96倍、8.4倍、63.68倍;昆虫样本中As、Cd、Cr、Hg超过了国家食物标准,分别为其的15.06倍、9.8倍、14.58倍、2.8倍;鱼类样本中As、Cd、Cr、Hg超过了国家食物标准,分别为其的18.1倍、1.6倍、1.08倍、5.6倍。且所有食物（植物、昆虫、鱼类）对水的BAF均大于1;植物及昆虫对土壤中As、所有食物对土壤中的Cd、昆虫及鱼类对土壤中的Zn的BAF值大于1。（4）Sb及Hg在昆虫、鱼类及蛋壳中逐级递增,且Sb、Hg在金眶鸻（Charadrius dubius）蛋壳中含量最高,显著高于其他鸟类蛋壳（P<0.05）,因此,金眶鸻蛋壳适合作为南海子湿地中Sb及Hg的生物指示剂。此外,As在夜鹭（Nycticorax nycticorax）,Cd在黑翅长脚鹬（Himantopus himantopus）,Cr在赤膀鸭（Anas strepera）,Zn在金眶鸻蛋壳中含量最高,且显著高于其它鸟类蛋壳（P<0.05）。（5）鸟类蛋壳中Cr与Hg、Zn极显著相关（P<0.01）,聚类分析表明Cr、Hg、Zn为一类,且主成分分析也表明,其主成分1中Cr、Hg、Zn的载荷最高,可以认为其具有相同来源。蛋壳中的重金属与当地工业生产和农业活动有关,可能是其主要来源。（6）3种不同食性的鸟类重金属暴露途径及暴露风险不同,As、Cd、Zn主要通过食物暴露,Sb主要通过食物及土壤暴露;另外,As对食草鸟类,Cr、Sb对食虫鸟类,Zn、Hg对食鱼鸟类的暴露风险高于其他食性鸟类且超过其可耐受阈值,存在高暴露风险。

关键词：南海子湿地繁殖鸟类蛋壳重金属暴露风险重金属来源

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微动态压痕试验装置优化设计与试验研究

微动态压痕试验装置优化设计与试验研究

作者：魏少腾河北大学

学位级别：硕士

随着智能建造与建筑工业化的不断发展,人工智能机器以其更加安全、高质、高效的特性被广泛应用在土木工程领域,推动了建筑产业全方位升级。由于工程领域中恶劣的服役环境,应用在智能机器中的微小零件时常遭受撞击、爆炸、跌落、切削等... 详细信息

随着智能建造与建筑工业化的不断发展,人工智能机器以其更加安全、高质、高效的特性被广泛应用在土木工程领域,推动了建筑产业全方位升级。由于工程领域中恶劣的服役环境,应用在智能机器中的微小零件时常遭受撞击、爆炸、跌落、切削等高应变率作用,如智能建筑机器的外墙喷涂、抹灰刮平、立面打孔和施工爬架等施工过程。目前对小尺寸材料受高应变率作用的力学性能进行有效性评价的测试方法尚不成熟,这严重制约了微小尺寸材料的进一步应用。基于上述问题,本文研究如下:(1)微动态压痕装置的尺寸优化设计:基于杆径为5 mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)发射系统对微动态压痕试验装置进行了尺寸优化设计,包括冲击杆和入射杆、能量吸收装置、压头固定等材料选用和尺寸设计参数的调整。借助有限元软件ABAQUS对微压痕装置进行了模态分析,保证了微动态压痕试验的测试精度。(2)装置可靠性验证与力学计算方法的提出:选取铝合金6061-T6为研究对象,借助文献中试验数据,采用本文优化设计的微动态压痕试验装置,进行了4种不同冲击速度下的动态压痕试验,得到了试验和模拟的应力波形吻合度较高,且符合理论波形传播规律,验证了试验装置的可靠性及能量吸收装置的作用。考虑到压入位移和载荷数据的采集密度,提出一种错位对点有效获取动态压痕载荷-位移数据的方法,捕获了微动态压痕试验的载荷-位移曲线,为进一步动态本构关系的构建提供了基础试验数据。(3)典型金属材料动态压痕试验与动态本构关系的确定:选取广泛应用机器人内部元件的焊锡合金(Sn0.3Ag0.7Cu,简称SAC0307)进行了微米尺度的动态压痕试验。通过对不同冲击速度下SAC0307合金的动态载荷-位移曲线进行拟合分析,建立并验证了SAC0307合金的加载载荷和压入深度之间二次函数预测关系。此外,通过载荷-位移曲线获取相对应的动态弹性模量,结合准静态压缩试验数据、反演分析法及大量的有限元模拟,得到SAC0307合金的Johnson-Cook本构模型。最后,通过对不同速度下JohnsonCook模型参数模拟输出的动态载荷-位移曲线与试验曲线的对比,验证了试验装置和数据处理方法在表征微尺度材料动态力学本构参数过程中的可靠性及有效性。

关键词：微动态压痕装置动态力学性能应变率载荷-位移关系 Johnson-Cook模型