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铁磁形状记忆合金Fe-Mn-Ga的结构和磁性研究

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铁磁形状记忆合金Fe-Mn-Ga的结构和磁性研究

作者：周炫乐广州大学

学位级别：硕士

Fe-Mn-Ga合金属于Heusler型铁磁形状记忆合金(FSMA),有着从顺磁L21母相(L21型)到铁磁马氏体相L10型)的独特的亚磁转变。Fe-Mn-Ga合金还表现出一系列特殊的特征,包括反常霍尔效应、局部对称性破缺(例如缺陷)可以在不影响磁有序的情况下... 详细信息

Fe-Mn-Ga合金属于Heusler型铁磁形状记忆合金(FSMA),有着从顺磁L21母相(L21型)到铁磁马氏体相L10型)的独特的亚磁转变。Fe-Mn-Ga合金还表现出一系列特殊的特征,包括反常霍尔效应、局部对称性破缺(例如缺陷)可以在不影响磁有序的情况下抑制马氏体相变、大的负热膨胀效应以及磁场诱导的应变玻璃-马氏体相变。Fe-Mn-Ga合金有着丰富的应用前景,本文主要以Fe-Mn-Ga这个材料出发,采用多种材料制备方法,如多晶熔炼、熔体快淬等,以及利用X射线衍射等方法对材料的结构进行了表征,研究了其磁性和电输运性质,并结合第一性原理对Fe-Mn-Ga无序相变方面的特征进行了深入的探索。本文的具体研究内容和创新点如下:(1)通过理论计算和实验相结合的方法,探讨了 Heusler型Fe-Mn-Ga合金中的有序-无序现象。本研究包括构建具有不同程度顺序的贝恩路径,然后进行第一性原理计算,以量化四方畸变引起的晶格能量变化。对于高有序结构,立方体和四方晶格均出现亚稳态,促进热弹性马氏体转变。相反,完全无序的结构在两种不同类型的立方晶格上一致地稳定了能量,能够触发从体中心立方结构(BCC)到面中心立方结构(FCC)的非热弹性马氏体转变。实验验证证实了这两种不同的结构转变。后者提高了力学性能,而前者使磁场驱动的马氏体相变具有显著的磁熵的变化。这些发现强调了通过控制结构顺序来操纵Fe-Mn-Ga合金晶格不稳定性的关键作用,为增强机械和多功能特性提供了途径。(2)研究了 Fe2MnGa在关键的BCC-FCC相变过程中所表现出的复杂的磁性行为。本研究结果很好地说明了 FCC阶段从铁磁状态到反铁磁状态的决定性转变,在大约250K的温度下表现出来,伴随着非常显著的交换偏置效应。第一性原理计算表明,这种磁跃迁是冷却轨迹中晶格常数相变的直接结果。当材料经历冷却过程时,晶格常数会发生细微的变化,最终导致铁和锰原子之间的原子间分离减少,从而引发磁转变。FCC相中铁磁相和反铁磁相的共存,加上明显的交换偏置效应,预示着具有优越性能标准的先进磁性材料的出现。(3)研究了快凝Fe-Mn-Ga合金的晶体结构、磁性和相变。结果表明,所选合金的晶体结构与其组成有关。化学计量比Fe2MnGa合金在室温下结晶成γ相,在257K时发生磁性转变,而成分为Fe49Mn24Ga27的非化学计量比Fe2MnGa合金形成的是B2相,没有观察到马氏体相变。快淬态Fe43Mn28Ga29和Fe44Mn28Ga28合金为单一的B2相,在冷却过程中发生马氏体相变。此外,在180～160K的温度范围内观察到了磁场诱导的马氏体相变。值得注意的是,这两种快速凝固Fe-Mn-Ga合金的马氏体相变温度明显低于其他制备方法,这可能是由于原子无序所致。这一结果表明,Fe-Mn-Ga合金的马氏体相变特征与原子有序度之间存在很强的相关性。本发现扩展了现有的Fe-Mn-Ga合金的制备方法,并为未来的应用提供了新的可能性。

关键词： Fe-Mn-Ga 铁磁形状记忆合金有序-无序第一性原理计算交换偏置效应

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多模态信息增强表示的中文关键词抽取方法

清华大学学报(自然科学版) 2024年第10期64卷 1785-1796页

作者：周炫余刘林卢笑李璇张思敏湖南师范大学基础教育大数据研究与应用重点实验室湖南师范大学工程与设计学院

关键词抽取是指能自动抽取反映文本主题的词或者短语,被广泛应用于文本检索、文本摘要等领域中。目前关键词抽取任务主要依赖于预训练语言模型来获取文本表示,这类语言模型主要基于单一模态的通用文本语料进行训练,存在无法根据下游任... 详细信息

关键词抽取是指能自动抽取反映文本主题的词或者短语,被广泛应用于文本检索、文本摘要等领域中。目前关键词抽取任务主要依赖于预训练语言模型来获取文本表示,这类语言模型主要基于单一模态的通用文本语料进行训练,存在无法根据下游任务特性进行领域适配和语义表征能力有限的问题。该文提出一种多模态信息增强表示的中文关键词抽取方法MIEnhance-KPE,首先引入Adapter层将偏旁和部首信息集成到预训练语言模型层中,得到领域自适应的文本表示;其次利用卷积神经网络提取汉字的图像特征,同时使用交叉注意力机制融合汉字图像特征和文本特征,实现文本语义表示增强;最后利用条件随机场(conditional random field, CRF)模型进行序列标注任务,并计算词语的位置-词频权重对其进行排序获得关键词。与目前十分先进的关键词抽取方法KIEMP相比, MIEnhance-KPE在公开的中文科学文献数据集和自构建的中文教育关键词抽取数据集上的F值分别提升了15.71%和3.40%;消融实验结果表明,所提出的领域自适应模块和视觉语义增强表示模块均能有效提高关键词抽取的准确性。MIEnhance-KPE的提出有助于教育研究者精准了解教育发展趋势,促进教育理论和实践的创新。

关键词：中文关键词抽取多模态信息多粒度语义特征交叉注意力机制领域自适应

基于激光诱导荧光的土壤石油污染物荧光仿真研究

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中国激光 2024年第5期51卷 213-221页

作者：谢贝贝周炫宇赵佳伟王智翀燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室河北秦皇岛066004

激光诱导荧光(LIF)技术是一种主动式的遥感光学探测技术。土壤是常见的天然多孔介质,与石油混合后油滴会进入其孔隙内部,其独特的结构可以使光线发生多次反射和吸收,这种现象导致LIF探测土壤石油污染物获得的荧光分布具有差异性。笔者... 详细信息

激光诱导荧光(LIF)技术是一种主动式的遥感光学探测技术。土壤是常见的天然多孔介质,与石油混合后油滴会进入其孔隙内部,其独特的结构可以使光线发生多次反射和吸收,这种现象导致LIF探测土壤石油污染物获得的荧光分布具有差异性。笔者根据土壤含油量的多少以及分布特点,将土壤石油污染物分为油泥与含油土壤,基于蒙特卡罗方法和多孔介质的隐函数表示法,分别建立油泥和含油土壤的荧光仿真模型,采用荧光转换效率(接收荧光功率与发射激光功率的比值)表征荧光强度,从不同出射方向分析发射出土壤的荧光分布情况。通过模拟不同油品污染的油泥和含油土壤在不同入射天顶角、孔隙率、孔隙密度下的荧光转换效率,分析不同油品、LIF系统参数和土壤因素对荧光分布的影响。仿真结果表明:对于同种石油污染的油泥和含油土壤,油泥因较高的含油量导致荧光信号强于含油土壤;当激光垂直入射时,LIF系统收集的荧光信号强度最高,入射角度增大会导致荧光信号强度逐渐减弱;土壤石油污染物的荧光强度会随着孔隙率的增大而增大,随着孔隙密度的增大而减小;在激光照射下,轻质原油污染的土壤由于吸收系数较低,产生的荧光信号要弱于重质石油污染的土壤。本研究为LIF探测陆地溢油污染提供了理论和技术支持。

关键词：光谱学激光诱导荧光蒙特卡罗多孔介质土壤石油污染物荧光仿真

一种多模态信息增强表示的中文关键词抽取方法研究

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清华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：周炫余刘林卢笑李璇张思敏湖南师范大学基础教育大数据研究与应用重点实验室湖南师范大学工程与设计学院

关键词抽取是指能自动抽取反映文本主题的词或者短语,被广泛应用于文本检索、文本摘要等领域中。目前关键词抽取任务主要依赖于预训练语言模型来获取文本表示,这类语言模型主要基于单一模态的通用文本语料进行训练,存在无法根据下游任务特性进行领域适配和语义表征能力有限的问题。该文提出一种多模态信息增强表示的中文关键词抽取方法MIEnhance-KPE,首先引入Adapter层将偏旁和部首信息集成到预训练语言模型层中,得到领域自适应的文本表示;其次利用卷积神经网络提取汉字的图像特征,同时使用交叉注意力机制融合汉字图像特征和文本特征,实现文本语义表示增强;最后利用CRF(conditional random field)模型进行序列标注任务,并计算词语的位置词频权重对其进行排序获得关键词。与目前十分先进的关键词抽取方法KIEMP相比, MIEnhance-KPE在公开的中文科学文献数据集和自构建的中文教育关键词抽取数据集上的F值分别提升了15.71%和3.40%;消融实验结果表明,所提出的领域自适应模块和视觉语义增强表示模块均能有效提高关键词抽取的准确性。MIEnhance-KPE的提出有助于教育研究者精准了解教育发展趋势,促进教育理论和实践的创新。

关键词：中文关键词抽取多模态信息多粒度语义特征交叉注意力机制领域自适应

大气湍流对LIF探测海面溢油影响的BRRDF仿真研究

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1379-1385页

作者：谢贝贝赵佳伟周炫宇张晓丹刘俣佳燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室河北秦皇岛066004 河北农业大学信息科学与技术学院河北保定071001 北京信息科技大学信息与通信工程学院北京100029

及时定位海面溢油事故发生地并监测海面溢油信息对海洋污染治理和海洋生态环境保护有重要意义。激光诱导荧光(LIF)可搭载于无人机构建LIF雷达系统并应用于海洋环境监测。LIF雷达系统以大气为传输信道,大气湍流会导致信号衰落。双向反射... 详细信息

及时定位海面溢油事故发生地并监测海面溢油信息对海洋污染治理和海洋生态环境保护有重要意义。激光诱导荧光(LIF)可搭载于无人机构建LIF雷达系统并应用于海洋环境监测。LIF雷达系统以大气为传输信道,大气湍流会导致信号衰落。双向反射再辐射分布函数(BRRDF)利用受激辐射荧光光子的权重、位置和方向描述物质的荧光特性,为LIF探测海面溢油提供理论指导。基于大气湍流理论和蒙特卡罗方法模拟海面溢油的受激辐射荧光过程,建立光子传输模型进行海面溢油BRRDF的仿真研究。仿真分析不同湍流强度下,光强闪烁、光束漂移、光束扩展效应对海面溢油BRRDF的影响。仿真结果表明,海面溢油受激辐射荧光信号具有各向同性,其强度与激发光的强度成正比。光束漂移效应对荧光漂移范围影响微弱,可以忽略;在弱大气湍流下(湍流强度参数σ_(R)^(2)<1),BRRDF所表征的荧光信号强度集中在2×10^(-5)~5×10^(-5)范围内,荧光光斑半径由1mm扩展至5mm,LIF雷达系统可以正常进行探测工作;大气湍流强度到达中等后(σ_(R)^(2)≈1),荧光信号强度在10^(-5)~10^(-4)范围内波动,荧光光斑半径扩展至15mm,此时大气湍流的不利影响无法忽视,LIF雷达系统探测到的荧光信号不够稳定,最终导致光谱不理想。在实际探测中,可通过适当提高探测器性能参数来增强系统的抗湍流能力。强大气湍流下(σ_(R)^(2)=25),出现光斑破裂现象,荧光信号分散并衰落至某一阈值之下,LIF雷达系统无法探测到荧光信号。文中的分析与提出的可行的研究建议,为LIF探测海面溢油相关研究提供参考依据,对LIF雷达系统设计具有一定的参考价值。

关键词：激光诱导荧光双向反射再辐射分布函数海面溢油探测大气湍流蒙特卡罗法

基于历史缺陷信息检索的语句级软件缺陷定位方法

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软件学报 2024年第10期35卷 4642-4661页

作者：岳雷崔展齐陈翔王荣存李莉北京信息科技大学计算机学院南通大学信息科学技术学院中国矿业大学计算机科学与技术学院

软件在开发和维护过程中会产生大量缺陷报告,可为开发人员定位缺陷提供帮助.基于信息检索的缺陷定位方法通过分析缺陷报告内容和源码文件的相似度来定位缺陷所在位置,已在文件、函数等粗粒度级别上取得了较为精确的定位效果,但由于其定... 详细信息

软件在开发和维护过程中会产生大量缺陷报告,可为开发人员定位缺陷提供帮助.基于信息检索的缺陷定位方法通过分析缺陷报告内容和源码文件的相似度来定位缺陷所在位置,已在文件、函数等粗粒度级别上取得了较为精确的定位效果,但由于其定位粒度较粗,仍需要耗费大量人力和时间成本检查可疑文件和函数片段.为此,提出一种基于历史缺陷信息检索的语句级软件缺陷定位方法 STMTLocator,首先检索出与被测程序缺陷报告相似度较高的历史缺陷报告,并提取其中的历史缺陷语句;然后根据被测程序源码文件与缺陷报告的文本相似度检索可疑文件,并提取其中的可疑语句;最后计算可疑语句与历史缺陷语句的相似度,并进行降序排列,以定位缺陷语句.为评估STMTLocator的缺陷定位性能,使用Top@N、MRR等评价指标在基于Defects4J和JIRA构建的数据集上进行对比实验.实验结果表明,相比静态缺陷定位方法 BugLocator, STMTLocator在MRR指标上提升近4倍,在Top@1指标上多定位到7条缺陷语句;相比动态缺陷定位方法 Metallaxis和DStar, STMTLocator完成一个版本缺陷定位平均消耗的时间减少98.37%和63.41%,且具有不需要设计和执行测试用例的显著优势.

关键词：软件调试缺陷定位信息检索缺陷报告

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基于钢框架梁柱焊接节点超低周疲劳性能的焊接孔构造优化研究

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 206-215页

作者：吴雨杭李元齐同济大学土木工程学院上海200092

强往复荷载作用可能导致钢框架梁柱节点的焊接孔处发生超低周疲劳(ULCF)断裂,将数值模拟的应力应变状态代入循环孔洞扩张模型(CVGM)是预测ULCF断裂的普遍方法。将上述方法扩展至改进循环孔洞扩张模型(ICVGM),可用于各类焊接孔形节点的... 详细信息

强往复荷载作用可能导致钢框架梁柱节点的焊接孔处发生超低周疲劳(ULCF)断裂,将数值模拟的应力应变状态代入循环孔洞扩张模型(CVGM)是预测ULCF断裂的普遍方法。将上述方法扩展至改进循环孔洞扩张模型(ICVGM),可用于各类焊接孔形节点的断裂预测,给出优化的焊接孔形。为此,基于既有试验数据提出ICVGM参数标定方法,确定Q355钢的相关参数;将ICVGM预测结果与钢框架节点局部试件断裂试验结果进行对比,揭示二者的一致性,验证ICVGM较CVGM的准确性;同时,采用ICVGM获得不同焊接孔形节点的断裂倾向,提出优化建议及合理孔形。有限元参数分析表明:增加焊接孔长度可以降低节点的断裂倾向;采用半圆形及FEMA-350推荐孔形节点的断裂倾向最低;优化孔形使得断裂位置由热影响区转移至母材,从而提高节点延性。

关键词：梁柱焊接节点往复作用超低周疲劳断裂改进循环孔洞扩张模型参数标定优化焊接孔形

联合文本和视频信息的学生身体素质自动测评模型构建

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武汉大学学报(理学版) 2024年

作者：周炫余肖天星王紫璇郑勤华吴莲华张思敏北京师范大学远程教育研究中心湖南师范大学教育科学学院

身体素质作为综合素养的重要组成部分，对其精准测评有助于推动教育评价改革。传统的身体素质测评方法大多依赖于人工经验，存在测评结果滞后、难以大规模应用等问题。针对上述问题，提出一种联合文本和视频信息的学生身体素质自动测评... 详细信息

身体素质作为综合素养的重要组成部分，对其精准测评有助于推动教育评价改革。传统的身体素质测评方法大多依赖于人工经验，存在测评结果滞后、难以大规模应用等问题。针对上述问题，提出一种联合文本和视频信息的学生身体素质自动测评模型。首先该模型通过文献分析法、专家打分法确立身体素质内涵与指标维度；其次为解决开放域环境下测评环境复杂和主体混淆等问题，提出一种双向特征增强的运动主体检测方法，通过文本特征消除视频信息特征歧义，精准推理测评主体区域序列；最后基于动作识别网络过滤测评主体区域无效帧序列获得有效帧序列，分析其骨骼点变化情况计算身体素质可计算行为，获得身体素质测评分数。在自构建的身体素质自动测评数据集上测试表明，联合文本和视频信息的学生身体素质自动测评模型处理1 min视频为1.4 s，平均准确率为91.22%；将该测评模型应用于280万学生的身体素质测评表现较好的准确性和鲁棒性。

关键词：中小学生综合素质身体素质自动测评双向特征增强深度学习多模态信息

LQ550冷轧高强薄钢板高周疲劳性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 189-197页

作者：王雅倩李元齐同济大学土木工程学院上海200092

冷弯型钢具有冷加工便捷、截面高效灵活、连接方便等优势,在冷弯型钢结构体系中得到广泛应用,同时疲劳破坏作为重要破坏形式之一,其研究对冷弯型钢的进一步推广具有重要意义。而新修订GB 50018—202X《冷弯型钢结构技术标准》(报批稿)中... 详细信息

冷弯型钢具有冷加工便捷、截面高效灵活、连接方便等优势,在冷弯型钢结构体系中得到广泛应用,同时疲劳破坏作为重要破坏形式之一,其研究对冷弯型钢的进一步推广具有重要意义。而新修订GB 50018—202X《冷弯型钢结构技术标准》(报批稿)中,尚无关于冷弯型钢抗疲劳设计的相关条文。为此,对0.8 mm和1.2 mm两种厚度、不同取材方向的LQ550冷轧高强薄钢板进行了拉伸高周疲劳试验,采用最小二乘法拟合得到反映疲劳性能的S-N曲线,并与现行相关规范和Q690高强钢已有疲劳试验曲线进行对比。试验结果表明:沿轧制方向取材的钢板疲劳性能优于垂直于轧制方向取材的钢板疲劳性能;厚度越大,沿轧制方向取材的钢板疲劳性能越差,垂直于轧制方向取材的钢板疲劳性能越好;两种厚度的钢板合并拟合且在95%保证率下,沿轧制方向的母材疲劳极限应力分别比AISC 360-2016、AISI S100-2016、GB 50017—2017的理论计算值提高192%、172%、165%,垂直于轧制方向的母材疲劳极限应力分别提高103%、88%、84%,即受轧制影响,钢板的疲劳性能远高于普通钢的;垂直于轧制方向取材的钢板疲劳性能和高强钢的相近。

关键词： LQ550冷轧高强薄钢板高周疲劳性能 S-N曲线轧制方向钢板厚度