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基于神经网络与CFD相结合的扑翼推进性能优化

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空气动力学学报 2024年第5期42卷 53-63页

作者：宋振宇朱建阳董璐武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081

为了提升现有水下扑翼式机器人的推进性能,采用田口实验、神经网络和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)相结合的方法,系统研究展弦比、升沉幅值、俯仰幅值和扑动频率变化对三维NACA 0012扑翼推进性能的影响。首先采用田... 详细信息

为了提升现有水下扑翼式机器人的推进性能,采用田口实验、神经网络和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)相结合的方法,系统研究展弦比、升沉幅值、俯仰幅值和扑动频率变化对三维NACA 0012扑翼推进性能的影响。首先采用田口实验确定CFD仿真的参数组合,接着进行CFD仿真并为神经网络优化提供数据集,然后训练神经网络并用训练好的神经网络模型对CFD结果进行预测和验证,最后分析优化后的参数组合获得最优推进性能的机理。研究结果表明:展弦比、升沉幅值、俯仰幅值和扑动频率变化能显著影响扑翼的推进性能,其中扑动频率的影响最大,展弦比的影响最小,神经网络优化后的扑翼最大推进效率可达55.43%。进一步对不同参数组合扑翼周围流场结构分析发现,最优参数组合扑翼表面可以形成稳定的涡流,且涡流在扑动过程中可以长时间附着在扑翼表面,这是最优参数组合扑翼具有更好推进性能的内在原因。

关键词：仿生扑翼田口实验神经网络推进效率数值模拟

GHPN：面向半监督小样本节点分类的图超球面原型网络

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小型微型计算机系统 2024年

作者：徐祖豪陈鑫龙李进黄益颂傅仰耿福州大学计算机与大数据学院香港科技大学(广州)信息枢纽

图神经网络已经成功应用于各种与图相关的任务中。以有监督的方式训练一个图神经网络需要大量标签，而现实世界中受到成本制约难以获取大量标签，因此在小样本学习或半监督学习场景的标签就更为稀少。为了克服这个问题，许多方法通过标... 详细信息

图神经网络已经成功应用于各种与图相关的任务中。以有监督的方式训练一个图神经网络需要大量标签，而现实世界中受到成本制约难以获取大量标签，因此在小样本学习或半监督学习场景的标签就更为稀少。为了克服这个问题，许多方法通过标签传播的方法来估计标签，但通常会受到图上连接性和同质性假设的限制，容易生成带有噪声的伪标签。为了解决这些限制，本文提出了一个名为图超球面原型网络的新方法GHPN，专注于半监督小样本节点分类。为了减轻图结构对预测结果的影响，GHPN在超球面表示空间中建模类别表示，通过类级别表示在语义空间中传播标签信息。此外，为了利用未标记节点的监督信息，本文设计了一个基于原型网络预测结果的负学习框架，用于补充监督信号，调整各类别原型之间的距离。在五个真实世界的数据集上进行的实验表明，该方法与十个最先进的方法相比能够有效提高性能，在四个数据集上能取得平均排名最佳结果。

关键词：半监督学习图表示学习小样本学习原型网络负学习

外源独脚金内酯和丛枝菌根真菌对多枝柽柳抗盐性的影响

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江苏农业科学 2024年第6期52卷 150-158页

作者：徐宁吴亮朱建俊兰考三农职业学院现代农业系河南兰考475300 河南农业大学农学院河南郑州450003 河南豫艺种业科技发展有限公司河南郑州450000

以盐碱地区优势植物多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)幼苗为研究对象,采用盆栽方式,探究根际施用独脚金内酯并接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,简称AMF)对盐胁迫下多枝柽柳生长情况、气体交换参数、叶绿素荧光参数... 详细信息

以盐碱地区优势植物多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)幼苗为研究对象,采用盆栽方式,探究根际施用独脚金内酯并接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,简称AMF)对盐胁迫下多枝柽柳生长情况、气体交换参数、叶绿素荧光参数及内源激素变化的影响。结果表明,与非盐处理相比,盐胁迫下多枝柽柳株高减少,叶绿素含量以及光合作用不断降低,PSⅡ光系统中叶绿素荧光参数呈下降趋势,内源激素平衡遭到破坏。而根际施用独脚金内酯能够促进AMF侵染发育,增加泡囊数、丛枝数和侵入点位数,菌根侵染率最高达58.5%。接种AMF和/或独脚金内酯处理均能够增加盐胁迫下多枝柽柳株高和根冠比,提高光合作用,维持PSⅡ光系统中叶绿素荧光参数,盐害指数从65.1%下降到41.5%,多枝柽柳枝条相对含水量也明显增加。盐胁迫下,接种AMF和/或独脚金内酯处理的多枝柽柳叶片净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、水分利用效率(WUE)、胞间二氧化碳浓度(C_(i))、气孔导度(G s)以及气孔限制值(L_(s))分别提高20.7%~40.7%、42.6%~176.6%、27.6%~96.6%、38.5%~99.1%、21.2%~75.9%、60.9%~160.9%,叶绿素荧光参数中PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、PSⅡ潜在活性(F_(v)/F_(o))、表观电子传递速率(ETR)分别提高0.2%~4.0%、24.8%~51.0%、37.3%~189.8%,热耗散速率(HDR)下降9.7%~32.3%;内源激素中独脚金内酯(SLs)、生长素(IAA)以及赤霉素(GA)含量分别增加5.1%~5.8%、7.3%~98.8%、31.8%~121.1%,脱落酸(ABA)含量下降20.7%~45.2%。结论认为,接种AMF和/或根施独脚金内酯处理均能提高多枝柽柳叶绿素含量以及枝条相对含水量,增强植物光合作用能力,维持PSⅡ光系统中叶绿素荧光参数以及内源激素含量来增加植物株高和根冠比,显著降低盐害指数,本试验认为根施独脚金内酯并接种AMF是提高多枝柽柳幼苗耐盐性的有效手段。

关键词：丛枝菌根真菌盐胁迫独脚金内酯激素光合作用叶绿素荧光参数

候鸟人口的迁移特征、动因与效应研究进展及人文地理学视角的研究展望

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地理科学 2024年第9期44卷 1565-1576页

作者：陈曦吴英巨朱建华吉林大学东北亚研究中心吉林长春130012 吉林大学东北亚学院吉林长春130012 东北师范大学地理科学学院吉林长春130024

候鸟人口本质为季节性迁移的流动人口,其迁移特征、动因与效应是人口迁移研究的重要主题之一。本文通过综述相关研究文献,系统总结了候鸟人口识别路径、迁移规模与特征、迁移动因、社会效应与社会融入等研究进展。研究认为,候鸟人口以... 详细信息

候鸟人口本质为季节性迁移的流动人口,其迁移特征、动因与效应是人口迁移研究的重要主题之一。本文通过综述相关研究文献,系统总结了候鸟人口识别路径、迁移规模与特征、迁移动因、社会效应与社会融入等研究进展。研究认为,候鸟人口以中老年为主,在寻求提高幸福感的前提下向自然环境优越的地区进行远距离、长周期与大规模的往复迁移;在迁移动因方面,生活环境、社会关系、经济动因和医疗卫生服务是影响候鸟人口迁移的主要因素。迁移社会效应方面的相关研究仍具有一定争论,候鸟人口迁移对社会经济产生了多重效应,一方面多数学者肯定了候鸟人口对当地经济发展水平、产业结构调整与社会互动水平具有积极效应,另一方面部分学者认为候鸟人口的往复流动造成了当地旺季公共服务资源紧缺、淡季部分商业土地浪费。此外,候鸟人口的社会融入问题逐步受到学者重视,普遍认为候鸟人口社会融入度较低。基于此,继续深入整合人口学、地理学、经济学、社会学等学科知识并拓宽候鸟人口的识别和数据采集方法,从人文地理学视角分析“候鸟时代”的人口迁移特征,加大对“候鸟人才”“逆向候鸟”“太阳鸟”“跨境候鸟”等新领域的研究,为第二居住地规划与社会政策制定提供理论依据。

关键词：候鸟人口季节性迁移异地养老旅游移民社会融入

再生水浇灌对城市绿地土壤微生物群落组成的影响

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应用与环境生物学报 2024年第3期30卷 513-520页

作者：郭丹丹贺颂兵郭雪刘学端湖南先导洋湖再生水有限公司长沙410208 中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085

再生水(RW)是缓解全球水资源供需矛盾的可持续替代水源.为探究城市绿地土壤微生物响应再生水浇灌的群落演变特征,基于Illumina MiSeq高通量测序技术,分析自来水、再生水及污水浇灌对城市绿地土壤细菌和真菌群落多样性和组成的影响.结果... 详细信息

再生水(RW)是缓解全球水资源供需矛盾的可持续替代水源.为探究城市绿地土壤微生物响应再生水浇灌的群落演变特征,基于Illumina MiSeq高通量测序技术,分析自来水、再生水及污水浇灌对城市绿地土壤细菌和真菌群落多样性和组成的影响.结果显示,3种浇灌土壤中的优势细菌(相对丰度大于5%)均为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidota)和酸杆菌门(Acidobacteriota),优势真菌均为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota).方差分析表明,再生水浇灌未引起土壤细菌和真菌群落α多样性及整体群落结构的显著变化,但其促进了放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和担子菌门的增长(相对丰度分别提高6.58%、5.85%、3.95%和21.70%),抑制了厚壁菌门、拟杆菌门和子囊菌门的增长(相对丰度分别降低12.38%、3.24%和3.86%),这可能与土壤pH值、可溶性有机碳及铵态氮含量的变化有关.差异zOTU(zero-radius operational taxonomic unit)聚类分析表明,再生水浇灌引起的土壤细菌和真菌群落组成变化与污水浇灌更相似.本研究表明与自来水浇灌相比,再生水浇灌对土壤微生物群落组成的影响更接近污水浇灌,在利用再生水进行城市绿地浇灌时应严格控制其水质,减少其潜在积累效应.

关键词：再生水浇灌城市绿地高通量测序土壤微生物群落

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离子吸附型稀土矿床的诱导成矿学研究

大地构造与成矿学 2024年第2期48卷 293-301页

作者：李宁波王焰朱建喜杨武斌中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049

诱导成矿学的核心理念是针对低品位矿石、尾矿和具有成矿潜力岩石中的关键金属资源,通过人工干预手段诱导目标金属元素活化和富集,在有限的时间尺度内形成具有经济价值的可利用资源。离子吸附型稀土矿床是全球稀土资源的主要来源之一,... 详细信息

诱导成矿学的核心理念是针对低品位矿石、尾矿和具有成矿潜力岩石中的关键金属资源,通过人工干预手段诱导目标金属元素活化和富集,在有限的时间尺度内形成具有经济价值的可利用资源。离子吸附型稀土矿床是全球稀土资源的主要来源之一,近年来为全球提供了80%以上的中、重稀土资源供给。该类矿床的形成主要受控于内生稀土初始富集和表生风化淋积成矿两个过程,而后者对于成矿极为关键。由于我国华南地区具有适宜形成离子吸附型稀土矿床的气候条件、大量出露的花岗质岩石及风化壳,因此对该地区开展人工诱导成矿技术研发将具有重要应用前景。通过分析离子吸附型稀土矿床形成的控制因素,预计可选择具有成矿潜力的花岗岩、含稀土风化壳和低品位矿床作为主要诱导成矿对象。通过调控地形地貌、生态、水文和风化壳物理化学条件等加速风化进程,促进稀土元素释放,引导稀土元素定向迁移,并在指定位置进行沉淀成矿,形成具有经济价值的富集稀土的矿体。特别是在该过程中可控制轻重稀土元素的分异,促使其形成富集重稀土的矿体,为解决全球重稀土资源紧缺和保障重稀土资源持续供给提供有效实施方案。因此,对离子吸附型矿床开展诱导成矿学研究具有重要的理论意义和应用价值,可作为诱导成矿学的重点研究方向之一。

关键词：诱导成矿学离子吸附型稀土矿床风化过程稀土元素迁移沉淀

I的俄歇电子和氚的β射线细胞S值及DNA损伤模拟研究

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原子能科学技术 2024年

作者：沈江燕朱坤李清张德颂李君利闫聪冲放射医学与辐射防护国家重点实验室苏州大学苏州医学院放射医学与防护学院江苏高校放射医学协同创新中心清华大学工程物理系清华大学粒子技术与辐射成像教育部重点实验室

氚的辐射生物效应一直是研究热点，特别是在福岛核电站排放核废水后成为公众关注的焦点。氚极易进入人体并参与机体代谢活动，衰变放出的β射线对人体具有极大的危害，而靶向放射治疗则利用摄入的俄歇电子发射体能够进入癌细胞，并放出... 详细信息

氚的辐射生物效应一直是研究热点，特别是在福岛核电站排放核废水后成为公众关注的焦点。氚极易进入人体并参与机体代谢活动，衰变放出的β射线对人体具有极大的危害，而靶向放射治疗则利用摄入的俄歇电子发射体能够进入癌细胞，并放出俄歇电子造成DNA严重损伤这一特性，达到有效杀死癌细胞的目的。为探究β射线在微纳米尺度的辐射生物效应，本研究利用清华大学研发的纳剂量学程序NASIC模拟计算了125Ⅱ和氚在不同尺度细胞内的细胞S值以及造成的DNA双链断裂（DSB）产额，深入探讨了其DNA损伤机制。结果表明，由于研究方法和粒子截面的不同，细胞S值的计算结果存在偏差，尤其对于S（N←Cy），相对偏差可达26.35%。此外，相较于125Ⅱ或氚均匀分布在细胞核内，与DNA结合时造成的DSB产额显著增加：125Ⅱ结合到DNA时的DSB产额是均匀分布时的2倍；而氚结合到DNA中使得DSB产额从1.31×10-11Gy-1·Da-1增加至1.46×10-11Gy-1·Da-1。本研究深入探究了微纳米尺度下放射性核素的损伤作用效应，为精确医疗和环境放射性污染风险评估提供重要的理论基础。

关键词：放射性核素 Ⅱ 俄歇电子氚β射线细胞S值 DNA损伤蒙特卡罗方法

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长期稻虾轮作对稻田土壤细菌群落的影响

生态学杂志 2024年

作者：彭亮代梨梨陶玲张辉朱建强李谷长江大学农学院中国水产科学研究院长江水产研究所

为探究长期稻虾轮作对稻田土壤理化性质及细菌群落结构的影响，基于化学分析方法和16S rRNA扩增子高通量测序技术，研究了水稻单作与4年、8年和21年稻虾轮作稻田土壤理化性质及细菌群落结构，并对细菌群落结构与土壤理化性质之间的关系... 详细信息

为探究长期稻虾轮作对稻田土壤理化性质及细菌群落结构的影响，基于化学分析方法和16S rRNA扩增子高通量测序技术，研究了水稻单作与4年、8年和21年稻虾轮作稻田土壤理化性质及细菌群落结构，并对细菌群落结构与土壤理化性质之间的关系进行了分析。结果显示，相较于水稻单作模式，稻虾轮作稻田土壤总磷含量提高37.01%～54.33%（P<0.05），但土壤速效磷含量降低60.21%～61.10%（P<0.05）。主坐标分析和置换多元方差分析结果显示，不同年限稻虾轮作稻田土壤细菌的群落结构差异显著（P=0.004）。长期稻虾轮作显著增加了稻田土壤Aminicenantia（纲、目、科、属）和Sva0485（纲、目、科、属）的相对丰度。冗余分析表明，有机质和碱解氮是影响稻田土壤细菌群落结构的关键环境因子。研究表明，稻虾轮作增加了稻田土壤总磷含量，降低了土壤速效磷含量，长期稻虾轮作没有改变土壤细菌群落的多样性，但却改变了细菌不同门类的相对丰度。本研究可为阐释稻虾轮作模式对稻田土壤细菌群落的影响机制提供科学依据。

关键词：稻虾轮作年限细菌群落土壤理化性质

基于三元群智信息量子态证据体融合的突发事件风险危重度研判

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控制与决策 2024年

作者：汤辰悦朱建军刘微俏山东财经大学工商管理学院南京航空航天大学经济与管理学院

针对突发事件复杂多源信息难以有效融合的问题,研究了面向三元群智信息证据融合的风险危重度研判方法.构建了由硬件感知、媒介感知和群体感知组成的三元群智信息风险危重度研判体系,设计了三元群智信息的二维表征方式;为测度三元群智信... 详细信息

针对突发事件复杂多源信息难以有效融合的问题,研究了面向三元群智信息证据融合的风险危重度研判方法.构建了由硬件感知、媒介感知和群体感知组成的三元群智信息风险危重度研判体系,设计了三元群智信息的二维表征方式;为测度三元群智信息间的内联关系,建立了考虑向量投影和距离范数的群智信息相似度测度模型;为减弱三元群智信息证据间的冲突特性,建立了考虑量子加权平均算子的风险危重度测算方法.算例说明了方法的有效性.

关键词：突发事件应急决策三元群智信息证据理论量子态证据融合