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改良MEMS红外光声气体传感器中压电麦克风低频响应的研究

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改良MEMS红外光声气体传感器中压电麦克风低频响应的研究

作者：吴府耕电子科技大学

学位级别：硕士

人工湿地构型设计及其对堵塞与污染物去除的影响

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人工湿地构型设计及其对堵塞与污染物去除的影响

作者：蒋昀耕中国环境科学研究院

学位级别：硕士

随着潜流湿地的长期运行,系统常面临不可避免的严重堵塞的问题,导致水力故障和处理性能降低、使用寿命大幅缩短。近年来,研究人员通过研发强化型人工湿地、优化人工湿地设计和运行参数,以增强人工湿地的处理效果和延长其使用寿命。工艺... 详细信息

随着潜流湿地的长期运行,系统常面临不可避免的严重堵塞的问题,导致水力故障和处理性能降低、使用寿命大幅缩短。近年来,研究人员通过研发强化型人工湿地、优化人工湿地设计和运行参数,以增强人工湿地的处理效果和延长其使用寿命。工艺设计阶段的防堵塞考虑在诸多人工湿地增效和堵塞防治方法中具有前瞻性。针对人工湿地增效和堵塞问题,本论文通过设计和构造多种构型的人工湿地,探究构型对污水处理效果、流场和水力性能、堵塞形成的影响,阐明不同构型潜流湿地中流场分布和常规污染物的分布特征,解析流场的水力特性和污染物的迁移转化规律,揭示不同构型湿地处理性能差异及其机制,针对潜流人工湿地易发生堵塞的问题,研究构型对固体累积空间分布和动态变化的影响,为人工湿地设计优化和寿命延长提供有效支撑。取得主要结论如下:（1）传统型、沿程渐扩型、沿程渐缩型、中心辐射流型、周围辐射流型等水平微尺度人工湿地构型之间,沿程渐缩型的水力性能与缓堵效果最差,沿程渐扩型的水力性能最优,辐射流型水力条件变化相对复杂。矩形边壁型、三角形边壁型、圆形边壁型、斜流型等垂直微尺度人工湿地构型因素对装置的渗透性能影响有限,潜流湿地中存在边壁效应且圆形边壁型性能略优,斜流型在改善渗透性能方面有优势。（2）构型因素对人工湿地水力性能与缓堵能力有明显影响。构型因素对渗透系数（Ks）时间分布与空间分布规律的影响不一致,而排水孔隙度的影响相对一致,且任一构型无法兼具最高降污性能与最良好水力条件。分析Ks的时空分布,可得沿程渐缩型的渗透性能最优,传统型的渗透性能最弱;分析研究排水孔隙度的时空分布,可得沿程渐缩型和传统型的缓堵效果更优,沿程渐扩型和中心辐射流型缓堵能力最弱;分析水力停留时间（HRT）的时空分布和示踪曲线（RTD）分布,可得中心辐射流型的流场分布最均匀,周围辐射流型、传统型的流场不均,易出现水力问题。（3）构型因素对人工湿地污染物去除能力及空间分布有明显影响。周围辐射流型的理化条件最利于污染去除;周围辐射流型、阶梯循环流型的污染去除能力最强,对高锰酸盐指数(CODMn)、总氮（TN）、总磷（TP）、总悬浮固体（TSS）处理能力较高;而氨氮（NH3-N）浓度总体呈上升趋势,传统型波动较大。水文因素对于水质参数随时间变化的作用显著,而理化因素的作用不显著。不同构型的污染物空间分布差异较大,不同污染物在各构型间的变化规律差异较大。理化因子对不同构型人工湿地水质参数的空间分布影响作用不同,理化因子对传统型、中心辐射流型水质参数空间分布的作用显著,而对沿程渐扩型与沿程渐缩型的影响极小。（4）通过人工湿地工程的实地研究,验证了部分实验室关于构型因素影响的相关结论。人工湿地工程的Ks分布表明沿程渐缩型比传统型具更好的流场分布和缓堵效果。沿程渐缩型的构造更利于流态呈推流,并利于水流在路径较长时的平稳推进;沿程渐扩型、传统型流场均受到横向扰动多,堵塞的空间分布不规则。

关键词：人工湿地构型水力堵塞污染物去除

黄土高原小流域洪水过程对还林与还草模式的响应研究

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黄土高原小流域洪水过程对还林与还草模式的响应研究

作者：范嘉耕西安理工大学

学位级别：硕士

为应对长期的水土流失和生态环境退化问题,黄土高原自1999年开始实施退耕还林还草工程,大规模的植被恢复使植被覆盖度大幅提升,极大地影响了流域的径流特征,抑制了水土流失的同时却也加剧了水资源紧缺问题。探究还林和还草模式对流域径... 详细信息

为应对长期的水土流失和生态环境退化问题,黄土高原自1999年开始实施退耕还林还草工程,大规模的植被恢复使植被覆盖度大幅提升,极大地影响了流域的径流特征,抑制了水土流失的同时却也加剧了水资源紧缺问题。探究还林和还草模式对流域径流的影响,尤其是对小流域洪水过程这一黄士高原地区径流主要组分的影响,可为流域综合管理提供参考。鉴于此,本文选取南小河沟流域内相邻的杨家沟流域(还林模式)和董庄沟流域(还草模式)作为研究对象,分析了小流域年尺度、次降雨尺度的降水、径流特征及降雨-径流关系,并划分降雨雨型,阐明不同降雨雨型下还林和还草小流域的径流特征;构建MIKE SHE和MIKE 1 1耦合模型,并进一步评估了不同DEM分辨率下的洪水过程模拟效果；开展不同地形下洪水过程模拟,阐明了地形对洪水过程的影响;设计了上草下林这种植被措施格局和不同降雨量级的降雨过程,研究不同植被格局和降雨量级对洪水过程的影响,为黄土高原可持续生态建设提供科技支撑。论文取得的主要结论如下:(1)阐明了 2005—2014年杨家沟和董庄沟流域年尺度、次降雨尺度的降水、径流特征。杨家沟和董庄沟流域的多年平均径流深分别为12.1mm和27.8mm。杨家沟流域在丰、平、枯三种降水年型的平均次洪径流深分别为4.7mm、2.1mm和1.1mm;董庄沟流域则分别为7.3mm、3.8mm和1.3mm。两个流域次降雨的降雨量·径流深关系均表现出一定的阈值效应,杨家沟和董庄沟产流的雨量阈值分别为14 mm和10 mm。在不同降雨量级的场次降雨下,董庄沟流域的洪峰流量和径流深分别为杨家沟流域的1.4～15倍和2.1～4.4 倍。(2)辨析了不同降雨雨型下还林和还草小流域的径流特征。选取降雨量和前5d降雨量作为降雨雨型分类特征变量,采用K-均值聚类法得到4类雨型,分别为A雨型、B雨型、C雨型、D雨型。两个流域在B雨型下平均次洪径流深最大(6.3 mm和9.5 mm),平均洪水历时最长(67.7 h和30.6 h),在C雨型下平均流量最大(0.04 m3/s和0.17 m3/s)。杨家沟在B雨型下洪峰流量最大,为0.17m3·s-1,而董庄沟在C雨型下洪峰流量最大,为0.52m3·s-1。杨家沟在B雨型降雨下的径流系数最大(0.11),董庄沟在A雨型降雨下的径流系数最大(0.20)。相较于还草模式,还林模式能够降低径流深和洪峰流量,降低幅度在小雨量大雨强的C雨型下最大。(3)构建了 MIKE耦合模型,获得了模型在不同数字高程模型(DEM)分辨率下的模拟效果。构建了杨家沟和董庄沟的MIKE SHE和MIKE 11耦合模型,在本次模拟中,率定阶段模型的决定系数均大于0.66,纳什效率系数均大于0.65;验证阶段模型的决定系数均大于0.66,纳什效率系数均大于0.60。模型模拟结果满足精度要求,可以用来模拟黄土高原小流域洪水过程。DEM分辨率对模型模拟结果有显著影响。当DEM分辨率小于等于10m时,模型模拟结果较好,洪峰流量的模拟误差均在8.8%以下;当DEM分辨率大于10 m时,洪峰流量的模拟结果随着DEM精度的降低而不断下降。(4)分析了还林模式和还草模式下地形对小流域洪水过程和小流域主沟道不同位置洪水过程的影响。董庄沟陡坡多的地形特点使峰现时间提前,洪峰流量模数增大。地形对小流域洪水过程的影响在C雨型降雨下较明显。在C雨型降雨下,在董庄沟地形下还林模式和还草模式的洪水过程峰现时间分别较杨家沟地形提前21min和15 min,洪峰流量分别增大0.14m3/s和0.27m3/s,洪峰流量模数分别增大0.02m3/(s·km2)和0.07 m3/(s·km2)。地形对小流域主沟道不同位置洪水过程的影响同样在C雨型降雨下较明显。C雨型降雨下,董庄沟的洪峰滞时更小,且两个地形的洪峰滞时差值在沟道中游最大,在河流交汇点后有所减少。(5)分析了不同植被措施格局和降雨量级对洪水过程的影响。相较于还林格局,上草下林格局使洪峰流量和径流量增大,在小雨量大雨强降雨和大雨量小雨强降雨中该格局的洪峰流量比还林格局分别增大33.3%和27.5%,径流量分别增加12.5%和7.7%。相较于还草格局,上草下林格局具有削峰滞洪作用,在小雨量大雨强降雨和大雨量小雨强降雨中该格局的洪峰流量比还林格局分别降低28.6%和10.7%,径流量分别减少9.0%和3.8%。采用同倍比放大法设计不同降雨量级的降雨过程。在不同降雨量级下,董庄沟流域的洪峰流量和径流深分别是杨家沟流域的1.64～3.85倍、1.06～1.51倍,且随着降雨量级的增大,该倍数在减小。

关键词：植被恢复模式降水径流特征洪水过程 MIKE模型地形植被措施格局

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脑机接口中运动想象脑电信号分类识别研究

脑机接口中运动想象脑电信号分类识别研究

作者：续耕有西安工业大学

学位级别：硕士

脑机接口作为一种先进的人机交互技术,致力于恢复、补充或改善人体的功能,在医学康复领域发挥着重要的作用,同时为更广泛的人机交互提供了新的发展前景。基于运动想象的脑机接口技术通过捕捉大脑中运动意图的脑电信号,实现以思维控制外... 详细信息

脑机接口作为一种先进的人机交互技术,致力于恢复、补充或改善人体的功能,在医学康复领域发挥着重要的作用,同时为更广泛的人机交互提供了新的发展前景。基于运动想象的脑机接口技术通过捕捉大脑中运动意图的脑电信号,实现以思维控制外部设备的目标,为运动功能障碍患者进行主动康复训练提供了可能。然而,由于脑电信号的非平稳和低信噪比等特点,高效的分类识别一直是脑机接口领域面临的挑战之一。本文深入研究运动想象脑电信号的分类识别问题,综合传统方法和深度学习技术,为分类识别研究提供了新的思路。本文主要研究内容如下:(1)针对脑电信号中的个体特异性问题,本文通过时频参数优化和时频段扩增两种方式来处理。首先对原始脑电信号数据进行预处理,利用皮尔逊相关系数筛选与运动想象任务强相关的通道。然后利用两种方式:一种是利用遗传算法优化受试者的时间和频带;另一种是使用滑动时间窗和频带选择的方式扩增数据。最后使用共空间模式和时域参数的方法提取相应特征,通过分类器完成对脑电信号数据的分类。实验结果准确率分别达到85.33%和91.56%,相比固定时频段提高了9.05%和15.28%,证明了两种方式提高了对运动想象脑电信号的分类识别。(2)针对单一域特征识别精度低、传统模型分类效果差的问题,本文提出了一种多输入的时频空域混合卷积神经网络的运动想象脑电信号分类识别算法。该网络模型的输入数据分为三种类型:经预处理和滑动时间窗得到的时域信号矩阵;经连续小波变换得到的时频矩阵;经共空间模式投影到的空间信息矩阵。三种类型数据构成了时-频-空域特征信息,模型中三分支并行训练得到输出结果。提出的模型在脑机接口公开数据集中的平均准确率达到94.81%,经消融实验和对比实验证明了所提出模型的有效性。(3)为了进一步探究深度学习对运动想象脑电信号的分类识别研究,本文提出了一种基于金豺算法优化双向长短时记忆网络的集成分类模型。该模型分为双向长短时记忆网络模型构建和集成学习两部分:利用金豺算法优化超参数组合以实现网络模型构建;采集集成策略综合多个基学习器,在迭代训练中调整权重。在脑机接口公开数据集中,该方法的平均分类准确率达到88.46%,证明了该方法能够有效解码运动想象脑电信号。与其他方法的对比结果进一步证明了模型分类识别的有效性。综上,本文所提出的方法均在公开数据集上进行了实验验证,在个体特异性、多域信息、集成分类三个方面进行了研究,为运动想象脑电信号分类识别提供了新方案。

关键词：脑机接口运动想象个体特异性多域信息深度学习

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基于灰色-神经网络的民机需求组合预测

系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1665-1672页

作者：庆豪方志耕王育红邱玺睿南京航空航天大学经济与管理学院江苏南京211106 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院上海201210

民机数量是反映民航运输能力的重要标志,而对民机数量进行预测,能够研究分析未来民航业的发展趋势。本文重点研究了民机需求预测的模型架构和实施方法,首先以2013年到2020年民机数量和其他关键因素作为原始样本,然后把2021年的数据作为... 详细信息

民机数量是反映民航运输能力的重要标志,而对民机数量进行预测,能够研究分析未来民航业的发展趋势。本文重点研究了民机需求预测的模型架构和实施方法,首先以2013年到2020年民机数量和其他关键因素作为原始样本,然后把2021年的数据作为检验样本,最后通过构建灰色神经网络组合预测模型对未来的民机需求进行预测。从预测结果来看,灰色模型GM(1,1)与反向传播(back propagation,BP)神经网络模型结合效果较好,组合模型预测精度高,充分证明了该模型的有效性和可行性,同时预测结果对分析未来航空运输情况也具有一定的参考意义。

关键词：民机神经网络组合预测

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基于多元相似度融合的中文命名实体消歧方法

数据分析与知识发现 2024年第2期8卷 56-64页

作者：石水倩金晶沈耕宇王宝佳任妮江苏省农业科学院农业信息研究所南京210014

【目的】解决文本中多个不同含义的同名实体在映射到知识库时产生的歧义问题,提高实体消歧的准确率。【方法】提出一种多元相似度融合方法,考虑实体上下文的语义相似度、实体属性的背景相似度和主题词的主题相似度,对实体进行刻画。【... 详细信息

【目的】解决文本中多个不同含义的同名实体在映射到知识库时产生的歧义问题,提高实体消歧的准确率。【方法】提出一种多元相似度融合方法,考虑实体上下文的语义相似度、实体属性的背景相似度和主题词的主题相似度,对实体进行刻画。【结果】在维基百科农业方向数据集上的实验结果表明,本文所提方法准确率为89.7%,优于传统方法。【局限】方法仅在特定领域适用。【结论】本文所提多元相似度融合方法较传统方法和主流消歧方法具有更高的实体消歧准确率,能够解决特定领域的实体消歧问题,未来可将其应用于更广泛的实体消歧场景中。

关键词：实体消歧相似度上下文词向量实体属性主题词向量

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贲门癌组织FOXC1、SOX11表达及与病人临床病理特征和预后的关系

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临床外科杂志 2024年第3期32卷 293-297页

作者：廖汉琪唐羿胡凯姜耕湖北省荆州市第二人民医院普外科 434000

目的观察贲门癌病人癌组织中和癌旁正常组织叉头框C1(FOXC1)、性别决定区Y框蛋白11(SOX11)的表达变化,并探讨二者表达与临床病理特征和预后的关系。方法收集本院2018年3月~2020年3月期间确诊的94例贲门癌病人,所有病人均行腹腔镜近端... 详细信息

目的观察贲门癌病人癌组织中和癌旁正常组织叉头框C1(FOXC1)、性别决定区Y框蛋白11(SOX11)的表达变化,并探讨二者表达与临床病理特征和预后的关系。方法收集本院2018年3月~2020年3月期间确诊的94例贲门癌病人,所有病人均行腹腔镜近端胃切除+胃食管吻合术,根据病人3年预后情况分为生存组(54例)和死亡组(40例)。采用免疫组化法检测组织FOXC1、SOX11表达水平,采用Kaplan-Meier法分析贲门癌病人癌组织FOXC1、SOX11表达水平与3年生存率的关系,采用Cox风险回归模型分析贲门癌病人3年预后的影响因素。结果贲门癌病人癌组织中FOXC1阳性表达率高于正常组织,SOX11阳性表达率低于正常组织,差异有统计学意义(P<0.05)。病理分期Ⅲ+Ⅳ期、组织低分化、有淋巴结转移的贲门癌病人癌组织中FOXC1阳性表达率和SOX11阴性表达率显著高于病理分期Ⅰ+Ⅱ期、组织中/高分化、无淋巴结转移病人(P<0.05)。死亡组病理分期Ⅲ+Ⅳ期、有淋巴结转移、FOXC1阳性表达、SOX11阴性表达病人比例高于生存组(P<0.05)。贲门癌病人癌组织中FOXC1阳性表达病人3年生存率低于FOXC1阴性表达病人(P<0.05);贲门癌病人癌组织中SOX11阴性表达病人3年生存率低于SOX11阳性表达病人(P<0.05)。FOXC1是贲门癌病人3年随访期内死亡的独立危险因素,SOX11是贲门癌病人3年随访期内死亡的保护因素(P<0.05)。结论 FOXC1高表达、SOX11低表达可能参与贲门癌的发生发展,与病人不良预后有重要联系。

关键词：贲门癌叉头框C1 性别决定区Y框蛋白11 临床病理特征预后

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冷发射弹体偏转对发射车力热环境影响

航空动力学报 2024年

作者：孙中一崔阳文赵晨耕乐贵高南京理工大学机械工程学院中国兵器装备集团西南技术工程研究所

针对冷发射过程弹体偏转不同角度后车载发射装置力热环境复杂恶劣的问题，基于嵌套动网格技术，采用Navier-Stokes组分运输方程、RNG k-ε模型建立弹体点火后飞行过程中燃气射流流动模型并开展数值模拟研究。首先，通过与相关试验结果... 详细信息

针对冷发射过程弹体偏转不同角度后车载发射装置力热环境复杂恶劣的问题，基于嵌套动网格技术，采用Navier-Stokes组分运输方程、RNG k-ε模型建立弹体点火后飞行过程中燃气射流流动模型并开展数值模拟研究。首先，通过与相关试验结果对比，验证计算方法的有效性；在此基础上分别对比分析不同偏转角度下燃气射流流场结果、车体部件表面温压分布、监测点数值曲线探究弹体偏转对发射装置力热环境影响。研究表明，随着弹体倾斜角度的增加，发射筒口处的引射现象更为剧烈；车体部件壁面高温高压区从车体中部壁面向车体尾部方向偏移后又向车体头部方向偏移，车架、底盘等部件尾部壁面温度压强峰值先增加后减小，中部壁面峰值持续增加。随着倾斜角度的改变，发射筒筒口温度峰值最高升高20%，压强峰值最高升高450%，而车架、底盘等部件温度、压强峰值升高约50%。

关键词：冷发射弹体偏转力热环境嵌套动网格燃气射流

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铰接式基础风力机多目标优化及动力响应研究

哈尔滨工程大学学报 2024年第1期45卷 9-16页

作者：章培李焱唐友刚杨树耕曲晓奇天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 天津大学港口与海洋工程天津市重点实验室天津300350 天津大学建筑工程学院天津300350

针对一种新型铰接式基础风力机的基础结构设计与优化问题,综合考虑风力机运行安全稳性、经济成本及运动性能等多方面因素,本文建立了高维三目标优化数学模型,采用一种基于参考点的非支配排序多目标遗传算法(NSGA-Ⅲ)对风力机基础结构尺... 详细信息

针对一种新型铰接式基础风力机的基础结构设计与优化问题,综合考虑风力机运行安全稳性、经济成本及运动性能等多方面因素,本文建立了高维三目标优化数学模型,采用一种基于参考点的非支配排序多目标遗传算法(NSGA-Ⅲ)对风力机基础结构尺寸进行优化设计研究,利用模糊优选方法,对所得到的帕累托解进行模糊评价,得到满足不同评价指标下的最优方案;并在此基础上,采用空气动力-水动力-结构耦合分析方法,利用Matlab在时域内编写运动控制方程进行动力响应分析。计算结果表明:额定风速海况下,所设计的铰接式基础风力机满足安全发电作业要求,同时相比于初始设计方案,基于多目标优化算法及模糊评价所设计的基础结构无论是运动及载荷性能都更加优越,经济成本更低;相关算法及优化流程也为后续不同基础形式的优化设计工作提供了新思路和参考。

关键词：非支配排序多目标遗传算法优化设计模糊优选模糊评价评价指标耦合分析动力响应

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