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甲烷掺氢燃料反应动力学特性分析及机理验证

中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3563-3572,I0019页

作者：郁鸿飞李祥晟郭菡西安交通大学能源与动力工程学院陕西省西安市710049

燃气轮机燃用天然气-氢气混合燃料可以大幅降低碳排放。为了研究天然气在不同掺氢比时的燃烧特性,利用Cantera开源程序对其基本反应动力学特性开展研究,计算常压和典型F级燃气轮机运行条件下不同掺氢比时混合燃料的层流火焰速度、点火... 详细信息

燃气轮机燃用天然气-氢气混合燃料可以大幅降低碳排放。为了研究天然气在不同掺氢比时的燃烧特性,利用Cantera开源程序对其基本反应动力学特性开展研究,计算常压和典型F级燃气轮机运行条件下不同掺氢比时混合燃料的层流火焰速度、点火延迟时间等基本反应动力学参数。分析8种反应机理计算获得的火焰位置、温度场分布、主要燃烧产物(CO_(2)和H_(2)O)、中间燃烧产物(OH基和CO)和微量燃烧产物NO的浓度分布,并与悉尼大学天然气-氢气混合燃料(体积分数50%H_(2)+50%CH_(4))模型燃烧室实验数据进行比较。结果表明,采用DRM22、USC2、Kee以及Miller-Bowman机理计算获得的混合气体燃烧特性与实验结果吻合,耦合加州大学单独的氮氧化物机理后所获得的NO_(x)排放值也具有较高的计算精度。结果可为氢燃料燃气轮机燃烧室性能的后续研究提供理论依据,为氢燃料燃气轮机的安全运行奠定基础。

关键词：氢燃气轮机燃烧特性 Cantera 反应机理氢混合燃料

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通信高效的个性化联邦学习研究

通信高效的个性化联邦学习研究

作者：李祥前曲阜师范大学

学位级别：硕士

联邦学习作为一种分布式机器学习范例,允许客户端在无需将本地数据传输至中央服务器的情况下共同训练全局共享模型,能够有效地避免隐私泄漏。在实际应用中,客户端的数据往往呈现非独立同分布的特点,这种数据统计异构性严重制约了全局共... 详细信息

联邦学习作为一种分布式机器学习范例,允许客户端在无需将本地数据传输至中央服务器的情况下共同训练全局共享模型,能够有效地避免隐私泄漏。在实际应用中,客户端的数据往往呈现非独立同分布的特点,这种数据统计异构性严重制约了全局共享模型的性能。个性化联邦学习为每个客户端训练一个专有模型,准确地捕捉客户端本地数据的统计特征,使客户端在数据非独立同分布时仍能训练高性能的模型。个性化联邦学习问题得到了广泛研究和应用,但目前的研究结果存在明显的局限性。首先,数据分布相似的客户端之间未加强协作,而且未考虑模型的不同层的参数特征;其次,未充分考虑客户端向中央服务器上传模型参数时通信资源消耗问题,通信效率仍有待提高。本文的主要研究目标是设计通信高效的个性化联邦学习算法,以应对上述挑战。本文的主要研究内容和创新点归纳如下。(1)针对异构数据影响全局模型性能问题,本文分别在客户端-服务器两层架构和客户端-边缘服务器-云服务器三层架构上提出了基于相似性聚合的个性化联邦学习算法。在前者架构中,中央服务器引入相似性模型聚合,为每个客户端聚合一个个性化模型,根据模型之间的相似性设置聚合权重,促进数据分布相似的客户端之间的协作。进一步,为了充分考虑本地模型的不同层的参数特征,同时考虑本地模型的聚合速度,中央服务器仅对本地模型的较深层进行相似性聚合,而较浅层则采用平均聚合,不仅提升了全局模型的泛化能力,而且提高了算法性能。在后者架构中,边缘服务器维护一个本地模型和一个全局模型。边缘服务器协助客户端完成本地训练并聚合客户端上传的模型参数。云服务器使用相似性聚合方法再次聚合边缘服务器上传的全局模型。边缘服务器使用可学习的混合参数混合边缘服务器的本地模型和云服务器的全局模型,体现模型个性化。另外,为了进一步提升个性化模型的性能,客户端引入两个可学习的数据标准化参数,对数据进行标准化,减小数据的异构性。(2)针对客户端上传完整本地模型参数的通信效率低下的问题,本文提出了一种基于梯度压缩和误差补偿的通信高效的个性化联邦学习算法,不仅降低客户端的通信成本,而且能够降低客户端的存储成本。首先,每个客户端设置一个梯度上传的阈值,只有当更新梯度的L2范数大于预设阈值时,客户端才将该梯度上传至中央服务器,以减少上传梯度的数量。然后,客户端采用Top-k稀疏化方法对上传的梯度进行压缩,进一步降低通信成本。梯度压缩产生的误差影响聚合模型的精度和收敛速度,为了解决这一问题,本文引入误差补偿过程,把梯度压缩误差保存在客户端的本地内存中,在下一轮训练中用梯度压缩误差补偿更新梯度。客户端直接保存误差需要耗费大量内存资源,本文再次采用Top-k稀疏化压缩误差,能够降低客户端的内存成本。本文在MNIST、FMNIST、CIFAR10等公开数据集上进行实验,与最新的研究成果进行比较,实验结果表明,本文提出的算法不仅能够提高模型的测试精度,而且能够降低客户端的通信成本和内存成本。

关键词：联邦学习个性化高效通信梯度压缩

两个品种全株玉米青贮发酵品质、营养价值及泌乳奶牛饲喂效果的研究

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两个品种全株玉米青贮发酵品质、营养价值及泌乳奶牛饲喂效果的研...

作者：李祥浩塔里木大学

学位级别：硕士

目的:本试验为了探究和育187和某研究所培育新品种全株玉米青贮的营养价值以及泌乳牛饲喂效果,通过比较两个品种全株玉米青贮的营养成分与发酵效果,以及对泌乳奶牛产奶性能、饲喂效果和瘤胃发酵参数的影响,为两个品种全株玉米的开发利... 详细信息

目的:本试验为了探究和育187和某研究所培育新品种全株玉米青贮的营养价值以及泌乳牛饲喂效果,通过比较两个品种全株玉米青贮的营养成分与发酵效果,以及对泌乳奶牛产奶性能、饲喂效果和瘤胃发酵参数的影响,为两个品种全株玉米的开发利用提供参考。试验分为以下四部分。试验一:两个品种全株青贮玉米营养成分,发酵指标的测定本试验对两个不同品种全株青贮玉米营养成分以及发酵指标进行测定并对比分析。结果表明,新品种全株玉米青贮与和育187的干物质(DM)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗脂肪(EE)、粗灰分(ASH)、Ca、P和淀粉无显著差异(P>0.05)。新品种全株玉米青贮的淀粉和粗蛋白含量高于和育187,纤维含量低于和育187。新品种全株玉米青贮总挥发性脂肪酸浓度相比和育187降低了3.53mmol/L,总挥发性脂肪酸浓度显著低于和育187(P0.05)。试验四:两个品种全株玉米青贮对奶牛血清生化指标、瘤胃发酵参数及瘤胃微生物的影响本试验在试验三的基础上,分别测定两组泌乳牛在正试期第1d、30d、60d的血清生化指标,正试期第60d的瘤胃发酵参数和瘤胃微生物菌群。结果显示,在试验全期,两组奶牛CLU、TP、ALB、TC、TG、BUN、NEFA和BHBA含量及ALT、AST和ALP活性在各阶段均差异不显著(P>0.05);对照组和试验组瘤胃微生物在属水平和门水平上优势菌相似,对照组和试验组瘤胃微生物α-多样性和β-多样性差异不显著(P>0.05)。结论:新品种全株玉米相比和育187,在营养成分中,特别是淀粉和蛋白含量略高,ADF和NDF含量略低,瘤胃降解率更快。相较于和育187,饲喂新品种全株玉米青贮能够提高奶牛乳产量和乳脂率,对奶牛机体的免疫能力、抗氧化能力、瘤胃内环境和瘤胃微生物菌群无不良影响,饲喂效果较好。

关键词：青贮玉米发酵品质泌乳性能泌乳牛血清生化指标细菌多样性

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羌族花灯戏研究三题

四川戏剧 2024年第9期 25-29页

作者：李祥林教育部人文社科重点研究基地四川大学中国俗文化研究所

当今我国唯一的羌族聚居区在四川。羌族戏剧是羌族文化的重要组成部分，也是中华戏剧共同体的组成部分。作为文化遗产和民俗艺术，羌戏在川西北羌族民间的主要种类有释比戏和花灯戏。关于羌族花灯戏，《羌族词典》有记载，《中国少数民... 详细信息

当今我国唯一的羌族聚居区在四川。羌族戏剧是羌族文化的重要组成部分，也是中华戏剧共同体的组成部分。作为文化遗产和民俗艺术，羌戏在川西北羌族民间的主要种类有释比戏和花灯戏。关于羌族花灯戏，《羌族词典》有记载，《中国少数民族古籍总目提要·羌族卷》为之设有条目，文章立足艺术人类学，结合文献调研与田野调查内容，就羌族花灯戏相关问题加以辨析。

关键词：羌族花灯戏羌族戏剧民俗艺术

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溶质梯度诱导悬浮液滴自驱动的数值模拟研究

力学学报 2024年第5期56卷 1223-1232页

作者：李祥伟郝浩浩谭唤书南方科技大学力学与航空航天工程系多组分流体实验室复杂流动及软物质研究中心广东深圳518055

悬浮液滴在溶质浓度梯度下会发生自发的移动.其原因是液滴界面处的非均匀分布溶质会使得流体界面上出现界面张力梯度,诱发界面流动.该过程涉及自驱动液滴的界面移动、界面附近流场与溶质浓度场的演化,以及多物理场的耦合效应.认识和理... 详细信息

悬浮液滴在溶质浓度梯度下会发生自发的移动.其原因是液滴界面处的非均匀分布溶质会使得流体界面上出现界面张力梯度,诱发界面流动.该过程涉及自驱动液滴的界面移动、界面附近流场与溶质浓度场的演化,以及多物理场的耦合效应.认识和理解这一复杂动力学过程具有一定的基础科学意义.文章通过联合守恒型Allen-Cahn方程、不可压Navier-Stokes方程和溶质的对流扩散方程,构建了一套能够描述溶质梯度诱导液滴自驱动现象的多相-多组分流体数值模型.通过算例对照和理论对比(静置液滴的拉普拉斯压差、浮力驱动的气泡上升和溶质浓度驱动液滴的迁移)验证了数值模型的准确性.模拟并研究了不同Marangoni数下溶质Marangoni效应诱导的双液滴融合或分离现象.结果表明,液滴的尺寸越大,移动速度越快,且增大Marangoni数使得自驱动液滴界面传质从扩散主导转变为对流主导,增强了液滴移动对环境溶质场的影响,进而推迟两液滴的融合发生时刻或者减小两者的分离速度.为后续解决多相-多组分流体系统中的物理问题提供了一套可靠的数值模型,为多组分微液滴操控提供了参考数据.

关键词：多组分自驱动液滴 Marangoni界面流动相场模型

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求解非单调变分不等式问题的双投影算法研究

求解非单调变分不等式问题的双投影算法研究

作者：李祥耀北方民族大学

学位级别：硕士

变分不等式问题是非线性算子理论的重要组成部分,它在数学、物理、工程等领域具有广泛的应用,尤其是在描述非线性现象和复杂系统行为方面.近年来,随着实际问题建模复杂度和计算机能力的不断提高,变分不等式问题的数值解法已成为重要的... 详细信息

变分不等式问题是非线性算子理论的重要组成部分,它在数学、物理、工程等领域具有广泛的应用,尤其是在描述非线性现象和复杂系统行为方面.近年来,随着实际问题建模复杂度和计算机能力的不断提高,变分不等式问题的数值解法已成为重要的研究课题.数值迭代算法的收敛条件、参数选择、收敛速度、计算成本等方面的优化,成为了研究的核心内容.算子的性质也经历了由强单调或单调向伪单调、拟单调的转变,这符合人们对日益发展的科学的需要.然而,截至目前,有关求解变分不等式问题的算法的收敛性分析,往往都离不开算子的广义单调性.这无疑限制了变分不等式理论的实际应用.为了克服这一缺陷,本文研究了求解非单调变分不等式的迭代算法.具体工作如下:1.本文基于变分不等式问题的解集与其对偶问题的解集之间的联系,提出了一种求解非单调变分不等式问题的松弛双投影算法.该算法在每一步迭代的过程中,通过构造严格分离当前迭代点与对偶变分不等式解集的超平面,进而得到一个关于对偶变分不等式问题解集的Fejer单调序列.为了削弱算子的Lipschitz连续条件,本文引入了线搜索技巧.只需要算子是连续的,就可以保证松弛双投影算法的收敛性.最后,在算子是Lipschitz连续以及给定局部误差界条件的情况下,分析了该算法的收敛速度.2.由于目前已知的绝大多数求解非单调变分不等式问题的算法,都需要计算两次在可行集上的投影(甚至更复杂),这就导致了算法运行的成本比较高.本文在松弛双投影算法的基础上,结合次梯度外梯度以及Tseng方法,提出了一种求解非单调变分不等式问题的Tseng型双投影算法.一方面,该算法通过向前向后再向前的分裂外推方法,扩大了参数的选取范围.另一方面,通过构造半空间上的投影来代替可行集上的投影,降低了算法的计算成本.在算子是Lipschitz连续以及给定局部误差界条件的情况下,证明了Tseng型双投影算法是-线性收敛的.最后,通过几个数值例子说明了该算法的优越性.

关键词：对偶变分不等式双投影算法非单调性收敛速度

济南市中心城区园林绿地观花树种的应用调查及评价研究

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济南市中心城区园林绿地观花树种的应用调查及评价研究

作者：李祥语山东建筑大学

学位级别：硕士

赴韩务工家庭独居老人精神养老的个案工作实践研究

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赴韩务工家庭独居老人精神养老的个案工作实践研究

作者：李祥梦长春工业大学

学位级别：硕士

随着当前社会经济的发展和人民生活水平的提高,独居老年人在基本的生存需求和安全需要得到满足以后,精神需求逐渐凸显出来。赴韩务工家庭独居老人,作为特殊的老年人群体,物质生活比较富裕,但因为家庭系统情感支持功能弱化、社会参与度... 详细信息

随着当前社会经济的发展和人民生活水平的提高,独居老年人在基本的生存需求和安全需要得到满足以后,精神需求逐渐凸显出来。赴韩务工家庭独居老人,作为特殊的老年人群体,物质生活比较富裕,但因为家庭系统情感支持功能弱化、社会参与度低等因素的影响,精神需求得不到满足的问题也相对突出,精神养老成了现实而迫切的问题。本文以赴韩务工家庭独居老人为例,以马斯洛需求层次理论和社会支持理论为理论基础,运用个案工作方法,开展赴韩务工家庭独居老人精神养老问题实践服务,并在此基础上,尝试探索缓解赴韩务工家庭独居老人精神养老问题的方式和策略。研究发现,赴韩务工家庭独居老人存在“家庭情感支持弱化,存在孤寂心理”;“社会参与度低,有社会疏离感”;“存在自我否定心理,缺少价值感和意义感”等问题。需要通过“缓解情感孤寂”、“增加社会参与”、“重拾人生价值”三个方面解决服务对象问题。本研究通过“消除沟通障碍,激活家庭情感支持功能”、“链接社会资源,拓展人际交往,增加社会参与”和“缅怀往事,重拾生命意义”等措施展开专业服务,并取得了较理想的效果。研究发现:辨识服务对象潜藏的心理需求是解决精神养老问题的基础,激活家庭系统的情感支持功能是解决独居老人精神养老问题的重要策略,促进独居老人社会参与是解决精神养老问题的有效路径。

关键词：独居老人精神养老个案研究

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武陵源区：推动“八个一”乡村特色产业发展

武陵源区：推动“八个一”乡村特色产业发展