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地幔柱与洋中脊三联点相互作用研究进展

科技导报 2024年

作者：林婧雪陈琰刘定洲查财财郑婷婷张锦昌中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院南海海洋研究所中国科学院大学青岛职业技术学院中国-巴基斯坦地球科学研究中心中国科学院-巴基斯坦高等教育委员会

地幔柱和洋中脊是形成洋壳的两种重要模式，二者相互作用能够产生剧烈的岩浆活动，这也是全球大部分洋底高原的成因机制。本文基于板块交界处的三联点性质出发，针对地幔柱与洋中脊三联点相互作用这一现象，列举了一系列典型实例，并对... 详细信息

地幔柱和洋中脊是形成洋壳的两种重要模式，二者相互作用能够产生剧烈的岩浆活动，这也是全球大部分洋底高原的成因机制。本文基于板块交界处的三联点性质出发，针对地幔柱与洋中脊三联点相互作用这一现象，列举了一系列典型实例，并对其特征进行归纳与对比。传统上，学者通过对地幔柱与洋中脊相互作用的影响区域进行实地考察和采样，从火山构造的特征、走向、体积，以及岩浆岩的分布和化学成分特点来推测地球内部流体活动。如今，计算机数值模拟技术可用于证实前人的假设和猜想，更加定量化、精确化、合理化地研究地幔柱与洋中脊相互作用。目前数值模拟使用的模型还较为简单，后续的模拟工作需要加入更多影响因素，使模型参数更加接近真实情况。以此为目标，本文补充了其他可能影响地幔柱与洋中脊相互作用模拟结果的初始条件，并强调了筛选主要影响因素的重要性，最终对这一交叉领域的研究和发展提出了设想和展望。

关键词：地幔柱与洋中脊相互作用三联点数值模拟地幔柱海底扩张

Si,N-CQDs@SBA-15的研发及作为荧光探针检测Cr(Ⅵ)

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Si,N-CQDs@SBA-15的研发及作为荧光探针检测Cr(Ⅵ)

作者：景财黑龙江大学

学位级别：硕士

铬在水环境中以两种主要形式存在:三价和六价。Cr（Ⅲ）是动物生长和代谢的重要添加剂。Cr（Ⅵ）对动物和人类具有致癌性、致畸性和诱变性,也对环境构成了明显的威胁。然而,检测水溶液中Cr（Ⅵ）的方法相对复杂且昂贵。相比之下,基于准... 详细信息

铬在水环境中以两种主要形式存在:三价和六价。Cr（Ⅲ）是动物生长和代谢的重要添加剂。Cr（Ⅵ）对动物和人类具有致癌性、致畸性和诱变性,也对环境构成了明显的威胁。然而,检测水溶液中Cr（Ⅵ）的方法相对复杂且昂贵。相比之下,基于准球形纳米颗粒作为荧光纳米探针的碳量子点（CQDs）具有成本低、化学惰性强、光化学稳定性高、生物相容性好、细胞毒性低等显著优势,因此,研发基于CQDs的掺杂与表面改性材料显得尤为重要。本文以Cr（Ⅵ）为检测对象,通过硅、氮等杂原子掺杂来提高碳量子点的荧光量子产率。利用Cr（Ⅵ）对硅、氮共掺杂碳量子选择性猝灭,来实现对水体中Cr（Ⅵ）的快速检测。为了解决CQDs尺寸不均一和自聚集猝灭等问题,将CQDs限域在介孔分子筛SBA-15中。通过一步水热法成功制得含硅和氮的碳量子点（Si,N-CQDs）,并对它们在光学稳定性、构造及功能方面进行了深入探究。实验结果表明,在最佳的激发波长为350 nm条件下,Si,N-CQDs表现出蓝色荧光,其最佳发射波长为440 nm。此外,Si,N-CQDs具备出色的光稳定性与水溶性分散特性。在对Cr（Ⅵ）的选择性检测方面,Si,N-CQDs表现出出色的性能,其测定范围为0～100μM,线性相关系数R2=0.9944,最低检测限达到0.677μM。进一步地,研究了Cr（Ⅵ）对Si,N-CQDs猝灭机理,确认猝灭过程主要由内滤效应（IFE）引起。为了解决Si,N-CQDs尺寸不均一、自聚集猝灭和无法进行定量分析等问题,对Si,N-CQDs荧光探针进行优化。采用主客体协同的合成策略,将Si,N-CQDs限域在SBA-15中,制备出具有更高灵敏度和更低检测限的Si,N-CQDs@SBA-15。所合成的Si,N-CQDs@SBA-15在最佳激发波长343 nm情况下,发射波长为426nm。Si,N-CQDs@SBA-15能够选择性检测Cr（Ⅵ）,在0～100μM（R2=0.9986）的检测范围内,其检出限为0.213μM。猝灭机理被验证为FRET,为了使其能够在现场便携式检测,开发了一款基于Si,N-CQDs@SBA-15荧光探针的RGB分析App,其响应范围为0～100μM（R2=0.9986）,检出限为0.201μM。综上所述,本研究结果突出了采用主客体协同的合成策略,将碳量子点限域进SBA-15中有效拓宽对Cr（Ⅵ）响应范围,为检测水中重金属的经济性和环保应用提供了坚实的理论基础。

关键词： Si,N-CQDs SBA-15 主客体协同合成策略选择性检测Cr(Ⅵ) RGB分析

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不完备数据下的聚酯熔体特性黏度预测方法

上海交通大学学报 2024年第4期58卷 534-544页

作者：毕金茂张朋张洁赵春财崔利东华大学机械工程学院上海201620 东华大学人工智能研究院上海201620 新凤鸣集团湖州中石科技有限公司浙江湖州313000

特性黏度是衡量聚酯熔体质量的关键指标,对其进行精准预测有利于提前发现聚酯熔体潜在的质量问题,及时调整工艺参数,减少企业损失.考虑到聚酯熔体生产过程的数据不完备性、数据时序性以及高维冗余性,提出了不完备数据下聚酯熔体的特性... 详细信息

特性黏度是衡量聚酯熔体质量的关键指标,对其进行精准预测有利于提前发现聚酯熔体潜在的质量问题,及时调整工艺参数,减少企业损失.考虑到聚酯熔体生产过程的数据不完备性、数据时序性以及高维冗余性,提出了不完备数据下聚酯熔体的特性黏度预测方法.针对聚酯熔体极端生产环境造成的数据不完备问题,设计了以卷积神经网络判别器和注意力长短期记忆神经网络生成器为架构的缺失数据生成对抗网络(MDGAN),通过对抗生成机制实现了缺失数据的填充.针对聚酯熔体生产过程中高维冗余和时序双向因果特性,设计了基于极端梯度提升双向门控循环单元(XGBoost-BiGRU)的特性黏度预测模型,通过极端梯度提升算法进行特征筛选,获取预测模型输入变量,再利用双向门控循环单元捕捉数据的时序双向因果关系,实现特性黏度的精准预测.浙江某聚酯纤维生产企业的实际数据测试结果表明,MDGAN算法在不同缺失率数据集下的填充精度均优于KNN、RF、MICE、GAIN数据填充算法,XGBoost-BiGRU特性黏度预测方法较STL-GPR、CAGRU、BiGRU算法优势显著,结合MDGAN的特性黏度预测方法能有效解决数据不完备下的聚酯熔体特性黏度预测问题.

关键词：特性黏度预测不完备数据生成对抗网络循环神经网络

北方岩质边坡高次团粒喷播技术生态修复效果评价研究

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北方岩质边坡高次团粒喷播技术生态修复效果评价研究

作者：张相财河北地质大学

学位级别：硕士

北方岩质边坡生态修复是一个复杂的系统,其修复过程需要因地制宜、科学制定,难度非常大,北方岩质边坡高次团粒喷播技术难度较大,国内相关研究还处于探索阶段。为了总结北方岩质边坡高次团粒喷播技术生态修复的效益与不足,明确北方岩质... 详细信息

北方岩质边坡生态修复是一个复杂的系统,其修复过程需要因地制宜、科学制定,难度非常大,北方岩质边坡高次团粒喷播技术难度较大,国内相关研究还处于探索阶段。为了总结北方岩质边坡高次团粒喷播技术生态修复的效益与不足,明确北方岩质边坡高次团粒喷播技术生态修复的薄弱环节,从而逐步提高对北方岩质边坡高次团粒喷播技术生态修复的科学指导作用。本文以具体的A项目工程案例为研究对象,该项目治理的是关停矿山,由于矿石开采活动,治理区内形成了规模不等的岩体陡壁、岩质平台和废渣边坡,使原有微地貌形态发生了很大变化,其中尚未破坏的岩壁自然坡度范围约55～80°,松动危岩块零星分布其间,存在一定的安全隐患,为此采取了高次团粒喷播技术进行生态修复。本研究综合采取模糊综合评价法、案例分析法、文献研究法,选取修复项目设计、修复项目施工、修复效果、产生效益四个维度建立评价指标,然后构建模糊评价模型,确定各指标权重,最后对评价结果进行分析。通过研究结果发现:修复项目设计价等级为“良好”,修复项目施工评价等级为“优秀”,修复效果评价等级为“良好”,产生的效益评价得等级为“优秀”。整体来看北方岩质边坡高次团粒喷播技术生态修复效果评价等级为“良好”。总结分析发现目前取得生态修复效果明显、产生效益明显成效,发现北方岩质边坡高次团粒喷播技术生态修复存在要求比较严格、实施造价过高、景观融合不高的问题,最后结合实际从加大技术探索,寻求技术突破、严格控制修复成本、注重景观融合几个方面提出解决对策。本研究能够进一步明确、指导其它北方岩质边坡生态修复项目的管理和措施的制定,具有重要实践指导意义。

关键词：北方岩质边坡高次团粒喷播技术生态修复效果评价

定子永磁有限转角力矩电机的优化设计及特性研究

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定子永磁有限转角力矩电机的优化设计及特性研究

作者：何垚财广西大学

学位级别：硕士

隧道火灾致灾参数预测及动态疏散路径寻优方法研究

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隧道火灾致灾参数预测及动态疏散路径寻优方法研究

作者：叶新财重庆交通大学

学位级别：硕士

随着我国交通运输业的快速发展,公路隧道运营的安全性和可靠性需求日益增长。隧道空间相对封闭,一旦发生火灾,温度、CO浓度和能见度等致灾参数将严重威胁受困人员生命安全。充分利用火场情况,为受困人员提供疏散指引,是安全保障的重要... 详细信息

随着我国交通运输业的快速发展,公路隧道运营的安全性和可靠性需求日益增长。隧道空间相对封闭,一旦发生火灾,温度、CO浓度和能见度等致灾参数将严重威胁受困人员生命安全。充分利用火场情况,为受困人员提供疏散指引,是安全保障的重要环节。因此,亟需研究隧道火灾致灾参数预测和疏散路径寻优方法。本文采用数值模拟及缩尺试验采集致灾参数数据并构建数据集,研究纵向风速和热释放速率对致灾参数的影响,引入三次样条插值进行数据插补,采用支持向量回归算法(SVR)预测致灾参数并分析其可靠性,以预测数据变化规律作为深度Q网络(DQN)环境,指导智能体搜索动态最优疏散路径。主要研究内容与结论如下:(1)研究隧道内纵向温度受风速及热释放速率的影响规律和垂直温度分布规律,运用三次样条插值法插补隧道缩尺试验数据,增加数据密度。结果表明,纵向风速增大后,顶棚最高温度逐渐降低,垂直温度逐渐升高;纵向风速小于临界风速时,达到最高温度的时间与纵向风速呈反比;纵向风速大于等于临界风速时,达到最高温度的时间与纵向风速呈正比。对缩尺试验数据进行三次样条插值后,插补数据可反应真实致灾数据分布规律。(2)基于致灾参数预测需求,构建SVR预测模型,并从泛化性、时效性和运用有效性对模型进行评估。结果表明,SVR预测模型运用SSA优化后在训练集和测试集中准确率均大于95%,泛化性良好;测试集的单个样本预测时间在毫秒范围,采集数据体量达到80s后,预测准确率可达到90%以上,时效性良好;结合缩尺试验数据验证,预测数据与真实数据变化趋势相同,有效性良好。(3)基于致灾参数预测数据及车辆分布情况,构建基于栅格网的隧道火灾疏散动态环境模型,运用DQN搜索横通道畅通和拥堵情况下不同人员在火灾未扩散和扩散时的动态最优疏散路径。结果表明,隧道横通道通畅未扩散时,所有人员最优路径为先通过车辆间隙向横通道1(第一个横通道)疏散;火灾扩散时,老幼年先远离火灾再通过车辆间隙处向横通道1疏散,青壮年先通过车辆间隙处再向横通道1处疏散。横通道发生拥堵时,单一横通道无法满足所有人员疏散,火灾未扩散时,最优疏散路径为老幼年先通过车辆间隙处向横通道1处疏散,青壮年先远离火灾再通过车辆间隙处向横通道2(下一个横通道)处疏散;火灾扩散时,最优疏散路径为老幼年先远离火灾再通过车辆间隙处向横通道1处疏散,青壮年先远离火灾再通过车辆间隙处向横通道2处疏散。

关键词：隧道火灾致灾参数预测数据插补动态疏散路径寻优