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基于变分渐近法的双周期梯形波纹板等效模型

土木与环境工程学报（中英文） 2020年第4期42卷 175-184页

作者：邓兵钟轶峰席森彪禹辽重庆大学土木工程学院山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

双周期梯形波纹板是沿两个平面方向均呈周期性梯形波纹变化的新型轻质结构,现阶段对其力学性能与结构参数之间关系的研究较少,限制了该结构的推广应用。针对该问题,以凸起为中心的典型代表单元单胞为研究对象,利用变分渐近法建立单胞等... 详细信息

双周期梯形波纹板是沿两个平面方向均呈周期性梯形波纹变化的新型轻质结构,现阶段对其力学性能与结构参数之间关系的研究较少,限制了该结构的推广应用。针对该问题,以凸起为中心的典型代表单元单胞为研究对象,利用变分渐近法建立单胞等效刚度的数值计算模型。再通过均匀化技术将双周期梯形波纹板转换为具有相同刚度特性的正交异性板进行分析。基于该方法分别计算出不同结构参数下的等效刚度、宏观变形和屈曲模态,通过与三维有限元模拟结果对比验证等效模型的精确性。计算结果表明:由于形貌变化,双周期梯形波纹板的等效刚度较平板的拉伸刚度降低,弯曲刚度增加;随着凸起间距的增大和板高度的减小,波纹板的拉伸刚度逐渐增大,弯曲刚度逐渐降低;而随着板厚度和腰部长度的增加,弯曲刚度呈上升的趋势。构建模型适用于波纹周期远小于结构尺寸的情况,由于等效板模型的近似能量与原三维波纹板能量尽可能接近(通过对能量泛函变分主导项的渐近扩展分析加以保证),可用于计算不同材料波纹板等效弯矩和等效最大拉压应力等,能有效减少计算量和节省计算资源。

关键词：变分渐近法梯形波纹板等效刚度等效模型降维分析

一种基于迁移学习的PM2.5浓度预测混合模型

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系统仿真学报 2024年

作者：卢新彪叶春林陈艺森吴文陈钰丹河海大学人工智能与自动化学院

PM2.5浓度具有重要的社会意义和应用价值。为了提高PM2.5浓度预测的准确性，本文提出了一种基于迁移学习的混合深度学习模型（TraTCN-LSTM-BiGRU）。首先，针对大量不相关特征引起的算力成本增加这一问题，我们提出了一种均值热力图算... 详细信息

PM2.5浓度具有重要的社会意义和应用价值。为了提高PM2.5浓度预测的准确性，本文提出了一种基于迁移学习的混合深度学习模型（TraTCN-LSTM-BiGRU）。首先，针对大量不相关特征引起的算力成本增加这一问题，我们提出了一种均值热力图算法，选择与PM2.5浓度相关的气象因子作为预测模型的输入特征。其次，由于气候变化、人类活动等因素，PM2.5数据的概率分布会随时间发生变化，导致预测精度下降。我们提出了一种基于数据分布适应性的深度迁移学习方法。一方面，通过KL散度将数据划分为分布差异最大的源域数据和目标域数据，另一方面在模型中引入自适应层，对源域数据和目标域数据进行领域自适应。然后，我们提出了一种结合时序卷积神经模型（TCN）和循环神经网络（LSTM-BiGRU）的方法，即TCN-LSTM-BiGRU模型。具体来说，TCN用于提取多元变量中更高级的空间特征，并将提取的特征输入LSTM中，通过LSTM在时间维度上提取序列特征，同时通过残差连接将提取的两大特征融合输入BiGRU中进行预测。最后，经过大量实验表明本文所提的模型可以有效的预测PM2.5未来变化趋势，并且有效的削弱数据分布差异所带来的影响。

关键词：迁移学习 PM2.5浓度均值热力图概率分布差异 TraTCN-LSTM-BiGRU

可修复钢制屈曲约束支撑力学性能试验与数值模拟研究

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工程力学 2024年第6期41卷 145-153页

作者：熊琛吴迪晟管民生刘尤森杜宏彪深圳大学广东省滨海土木工程耐久性重点实验室广东深圳518060 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060

提出了一种可修复钢制屈曲约束支撑(RBRB),该支撑可通过核心板的局部替换实现支撑修复。RBRB各部件采用螺栓连接,无须拆除屈曲约束盖板即可实现核心板修复替换,修复过程简单。设计了两种不同核心板宽度的RBRB试件,并开展低周往复加载试... 详细信息

提出了一种可修复钢制屈曲约束支撑(RBRB),该支撑可通过核心板的局部替换实现支撑修复。RBRB各部件采用螺栓连接,无须拆除屈曲约束盖板即可实现核心板修复替换,修复过程简单。设计了两种不同核心板宽度的RBRB试件,并开展低周往复加载试验,讨论了其滞回性能、失效模式以及累计塑性变形能力。试验结果表明RBRB滞回曲线较为饱满,具有稳定的滞回性能与良好的累计塑性变形能力。RBRB试件在核心板修复后滞回性能与修复替换前保持一致,表明其可修复性较好。对试件开展了数值模拟研究,并与试验结果进行对比,结果显示数值模拟的破坏形式及滞回曲线与试验结果吻合良好。

关键词：屈曲约束支撑可修复拟静力试验滞回性能有限元分析

“结构调控下的淀粉性能及其新资源探讨”特约专栏介绍（顾正彪，洪雁）

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粮油食品科技 2024年第2期 7-10页

作者：顾正彪洪雁江南大学食品学院

专栏介绍淀粉是禾谷类、薯类和豆类等农产品的主要成分。淀粉及其深加工行业是农产品加工的重要组成部分，是农产品增值的重要途径，其产品更是食品、医药、化工、造纸、纺织等30多个行业健康发展的重要支撑。淀粉高效利用和新资源挖掘...

专栏介绍淀粉是禾谷类、薯类和豆类等农产品的主要成分。淀粉及其深加工行业是农产品加工的重要组成部分，是农产品增值的重要途径，其产品更是食品、医药、化工、造纸、纺织等30多个行业健康发展的重要支撑。淀粉高效利用和新资源挖掘是保障国家粮食安全的重要举措，功能性淀粉开发也是“健康中国”战略实施的有效途径。因此，淀粉及其深加工行业是关乎国计民生的基础产业。

关键词：

“结构调控下的淀粉性能及其新资源探讨”特约专栏介绍(顾正彪,洪雁)

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粮油食品科技 2024年第2期32卷 I0002-I0005页

作者：顾正彪洪雁江南大学党委江南大学食品学院

专栏介绍淀粉是禾谷类、薯类和豆类等农产品的主要成分。淀粉及其深加工行业是农产品加工的重要组成部分,是农产品增值的重要途径,其产品更是食品、医药、化工、造纸、纺织等30多个行业健康发展的重要支撑。淀粉高效利用和新资源挖掘是... 详细信息

专栏介绍淀粉是禾谷类、薯类和豆类等农产品的主要成分。淀粉及其深加工行业是农产品加工的重要组成部分,是农产品增值的重要途径,其产品更是食品、医药、化工、造纸、纺织等30多个行业健康发展的重要支撑。淀粉高效利用和新资源挖掘是保障国家粮食安全的重要举措,功能性淀粉开发也是“健康中国”战略实施的有效途径。因此,淀粉及其深加工行业是关乎国计民生的基础产业。

关键词：中国粮油学会产业技术体系淀粉衍生物生物制造淀粉工业食品研究所特殊津贴副校长

基于遥感的区域经济发展与生态保护研究——以东南亚与云南接壤地区为例

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可持续发展 2024年第6期14卷 1626-1636页

作者：诸正彪张芝艳席武俊云南师范大学地理学部云南昆明蒙自市自然资源局云南蒙自楚雄师范学院资源环境与化学学院云南楚雄

缅甸、老挝、越南三国是中国的重要邻国,与云南省相接壤,随着“一带一路”倡议的提出,周边国家的发展愈加迅速。本文利用2010~2020年夜间灯光数据及MODIS数据为主要数据源,分别构建经济发展水平评价指标、生态环境质量评价指标及“经济... 详细信息

缅甸、老挝、越南三国是中国的重要邻国,与云南省相接壤,随着“一带一路”倡议的提出,周边国家的发展愈加迅速。本文利用2010~2020年夜间灯光数据及MODIS数据为主要数据源,分别构建经济发展水平评价指标、生态环境质量评价指标及“经济–生态”耦合协调度,探讨四国交界区域“经济–生态”耦合协调水平,并预测2025年发展状况。研究结果表明:1) 研究区经济发展水平总体提升,特别是在我国与其他国家交界处有明显的经济发展核心存在。2) 研究区内生境质量总体较高,高低生境质量区域交错分布现象明显。3) 研究时段内研究区大部分区域的经济发展水平与生态环境质量并不一致,但总体向更高水平转变。预测的2025年研究区双系统耦合协调度均值发现除越南境内外均呈现上升趋势。

关键词：夜间灯光生态环境耦合协调预测

基于离散元-机器学习的铝土矿矿柱强度预测方法

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煤炭学报 2024年第7期49卷 3038-3050页

作者：朱德福王德玉于彪彪太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024 西安交通大学航天航空学院陕西西安710049 广铝集团有限公司广东广州510450

矿柱极限承载能力与矿柱尺寸参数密切相关,科学地预测矿柱强度是空场法安全高效开采铝土矿的关键。为了准确高效地预测矿柱强度,融合运用离散元方法(DEM)的模型参数化、样本数据强扩展性与机器学习(ML)方法的数据驱动优势,选取矿柱尺寸... 详细信息

矿柱极限承载能力与矿柱尺寸参数密切相关,科学地预测矿柱强度是空场法安全高效开采铝土矿的关键。为了准确高效地预测矿柱强度,融合运用离散元方法(DEM)的模型参数化、样本数据强扩展性与机器学习(ML)方法的数据驱动优势,选取矿柱尺寸参数(长、宽、高)作为影响因子,开发了Grasshopper参数化建模电池组,实现了等块体密度的矿柱黏合块体模型(BBM)的参数化构建,结合矿体节理分布特征实测结果,利用3DEC程序构建了300组黏合块体-离散裂隙网络(BBM-DFN)矿柱离散元数值模型,开展了矿柱承载特性试验,监测并建立了机器学习数据集,且验证了此数据集的可靠性;分别以支持向量机(SVM)、BP神经网络、随机森林(RF)、高斯过程回归(GPR)4种算法构建了矿柱强度预测模型,根据回归类模型评价指标(判定系数R2、可解释方差E_(EVS)、平均绝对误差E_(MAE)、均方误差E_(MSE))开展了最优模型的评选,结合改进的量子粒子群智能优化算法(IQPSO)进一步优化模型,利用该模型建立了矿柱影响因子与强度之间的非线性映射关系。研究表明:由矿柱强度参数化模拟结果可知,随着矿柱宽高比增加强度显著提升,长宽比对强度影响幅度相对较小,当矿柱高度和横截面积相同时,不同截面矿柱承载能力依次为:正方形>长方形;当矿柱宽高比大于1时,方形截面矿柱强度影响因子敏感性主次顺序为:矿柱宽(长)度>矿柱高度;根据机器学习算法指标综合评价,SVM模型是矿柱强度预测的最佳模型(R^(2)=0.953、E_(EVS)=0.953、E_(MAE)=0.608、E_(MSE)=0.551),结合IQPSO算法优化后模型预测性能得到了进一步提升(R2=0.985、E_(EVS)=0.986、E_(MAE)=0.373、E_(MSE)=0.239);将IQPSO-SVM矿柱强度预测值与3种经典硬岩矿柱强度公式计算结果进行了讨论分析,得出了Hedley公式针对铝土矿强度计算不适用,Krau-land公式适用于宽高比小于4时,Esterhuizen公式可通过调整不连续因子(F)进行较为准确的强度计算。研究成果为硬岩矿柱强度的预测提供了一种解决方案,拓宽了矿柱(群)稳定性评价的思路。

关键词：铝土矿矿柱强度离散元方法机器学习矿柱(群)稳定性

矿物风化与食用性菌根真菌共生策略与可持续性研究进展

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食品科学 2024年第16期45卷 311-319页

作者：孙启彪连宾九江学院药学与生命科学学院九江市真菌资源保育及应用重点实验室江西九江332000 南京师范大学海洋科学与工程学院江苏南京210023

外生菌根(ectomycorrhizal,ECM)真菌是一类能够与植物形成外生菌根结构的真菌,是连接地上共生植物与地下生态系统的重要纽带,其中很多种类是营养美味的食用真菌。ECM真菌能促进植物对矿质营养,特别是限制性的磷等矿质元素的吸收,进而促... 详细信息

外生菌根(ectomycorrhizal,ECM)真菌是一类能够与植物形成外生菌根结构的真菌,是连接地上共生植物与地下生态系统的重要纽带,其中很多种类是营养美味的食用真菌。ECM真菌能促进植物对矿质营养,特别是限制性的磷等矿质元素的吸收,进而促进植物生长。一般认为,ECM真菌对土壤矿质营养的获取主要是通过其对土壤中难降解性矿物的风化作用,但风化过程与机制尚不清楚。通过野外考察、菌种分离和实验条件下的风化实验研究,发现很多ECM真菌不能通过上调小分子有机酸合成来风化矿物,显示出较弱的矿物风化能力,特别是不能独自利用磷灰石中的磷元素。结合生物组学技术研究,发现在森林土壤中,某些风化能力较弱的ECM真菌能通过富集矿物风化细菌来促进矿物溶解,并通过自身的高亲和性离子转运系统吸收溶出的矿质营养来供应宿主植物。此外,ECM真菌还能富集特殊的多功能性草酸盐降解菌(如兼具固氮和促进菌根形成作用)来消除过量草酸盐对矿物风化与营养吸收产生的障碍。研究证实,ECM真菌能够调控植物根际微生物群落结构,促进“植物-真菌-细菌”之间互惠协作关系,从而维持健康、可持续的森林生态系统。本文主要从矿物风化的角度分析ECM真菌的共生策略,提出增加林地ECM真菌产量和促进林地生态系统可持续性的新思路,并对该领域的未来研究方向进行展望。

关键词：外生菌根真菌共生关系矿物风化机制食物链可持续发展

金属有机架构物Cu-BTC低温吸附储氢数值模拟研究

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热力发电 2024年第9期53卷 118-125页

作者：席肖桐田绅郭璐娜陈六彪许成杨徐伟宸孙志利天津市制冷技术重点实验室天津商业大学天津300134 中国科学院理化技术研究所低温科学与技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

物理吸附储氢具有安全性能高、储氢密度大及充放氢速率快的优势,是一种极具应用潜力的储氢方式,其中金属有机架构物(MOFs)材料凭借其高度有序的孔隙结构和可调控特性已成为理想的吸氢材料。为探究吸附储氢过程热效应对储氢性能的影响,... 详细信息

物理吸附储氢具有安全性能高、储氢密度大及充放氢速率快的优势,是一种极具应用潜力的储氢方式,其中金属有机架构物(MOFs)材料凭借其高度有序的孔隙结构和可调控特性已成为理想的吸氢材料。为探究吸附储氢过程热效应对储氢性能的影响,首先建立了吸附储氢数值模型并进行验证,随后对比分析了Cu-BTC与活性炭AX-21的储氢特性,并探究不同温度下Cu-BTC的储氢能力。计算结果表明:相较于AX-21,采用Cu-BTC作为吸附剂材料,常温下储氢量提升了12.8%;将储氢温度降至77 K时,Cu-BTC储罐的最高压力降至0.97 MPa,储氢质量相较于常温300 K提升了174%。以上结论可为Cu-BTC材料储氢研究提供参考。

关键词：储氢吸附储氢金属有机架构物 Cu-BTC 低温吸附