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漫反射与非漫反射表面间的辐射传递系数快速计算

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红外与激光工程 2024年第3期53卷 265-275页

作者：厉夫兵游啟冷俊敏杨林昊北京信息科技大学信息与通信工程学院北京102206

针对蒙特卡洛方法计算目标表面间辐射传递系数耗时过长的问题,提出了一种计算漫反射灰体与非漫反射灰体表面间辐射传递系数的快速方法。首先,利用蒙特卡洛方法在漫反射表面生成发射光束集并进行射线追踪,计算漫反射表面对目标表面的辐... 详细信息

针对蒙特卡洛方法计算目标表面间辐射传递系数耗时过长的问题,提出了一种计算漫反射灰体与非漫反射灰体表面间辐射传递系数的快速方法。首先,利用蒙特卡洛方法在漫反射表面生成发射光束集并进行射线追踪,计算漫反射表面对目标表面的辐射传递系数;然后,在非漫反射表面生成发射光束并进行射线追踪,如果射线在多次反射过程中击中任意漫反射表面,则利用反射光束的漫反射特性,直接调用漫反射表面的辐射传递系数对反射能量进行分配,并停止射线追踪。对正六面体模型内表面(两个漫反射面元、四个镜反射面元)的辐射传递系数进行仿真,结果表明,当表面反射率ρ=0.4时,镜反射表面的辐射传递系数计算时间仅为蒙特卡洛方法的1/3;ρ=0.8时,相应的计算时间占比低于1/10,并且保持良好的计算精度。理论推导并分析了影响该方法计算速度的模型参数,结果表明:表面反射率越高,系统中漫反射表面占比越大,快速方法中单束光线的平均追踪次数较蒙特卡洛方法越少,非漫反射表面的辐射传递系数计算优势越明显。

关键词：辐射换热辐射传递系数蒙特卡洛法漫反射表面非漫反射表面

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南海西北陆坡二号沉船出水乌木研究

文物 2024年第7期 77-82页

作者：赵宋园邓启江国家文物局考古研究中心

2022年10月,中国科学院深海科学与工程研究所在南海开展科考时于南海西北陆坡海域约1500米深的海底发现2处明代沉船遗址。2023年,国家文物局考古研究中心、中国科学院深海科学与工程研究所、中国(海南)南海博物馆联合对2处沉船遗址进行... 详细信息

2022年10月,中国科学院深海科学与工程研究所在南海开展科考时于南海西北陆坡海域约1500米深的海底发现2处明代沉船遗址。2023年,国家文物局考古研究中心、中国科学院深海科学与工程研究所、中国(海南)南海博物馆联合对2处沉船遗址进行了深海考古调查,将其命名为南海西北陆坡一号沉船遗址、二号沉船遗址。其中二号沉船遗址海床表面暂未发现船体,以排列紧密、码放整齐的原木为主要堆积,经木材DNA鉴定为乌木,另有少量陶瓷器、螺壳等遗物。本文拟以出水乌木为主要研究对象,结合历史文献记载、科技检测分析,对二号沉船性质、贸易航线、木材消费等问题进行探讨。

关键词：考古调查沉船遗址中国科学院国家文物局历史文献记载 DNA鉴定考古研究陶瓷器

罗马风亦或罗马——布鲁乃列斯基立面形式的历史溯源

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建筑学报 2024年第5期 101-108页

作者：慕启鹏刘颖山东建筑大学建筑城规学院济南250101

针对建筑史著作中对布鲁乃列斯基立面形式是源自古代罗马还是罗马风的不同观点,大量梳理了古罗马建筑的形式范式,并深入探究西方古代至中世纪早期建筑史的演变逻辑,尝试厘清布鲁乃列斯基建筑立面形式中的历史线索,进而相对清晰地揭示出... 详细信息

针对建筑史著作中对布鲁乃列斯基立面形式是源自古代罗马还是罗马风的不同观点,大量梳理了古罗马建筑的形式范式,并深入探究西方古代至中世纪早期建筑史的演变逻辑,尝试厘清布鲁乃列斯基建筑立面形式中的历史线索,进而相对清晰地揭示出其作品中的设计暗语。

关键词：布鲁乃列斯基罗马罗马风文艺复兴立面形式

基于CGAN增强的新冠病毒拉曼光谱深度学习分类研究

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光谱学与光谱分析 2024年第8期44卷 2273-2278页

作者：张印冯程成夏启胡挺苑立波桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541200 哈尔滨工程大学黑龙江哈尔滨150001 光纤集成光学教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001

新型冠状病毒的出现给全球经济、公共安全等方面带来严重损失。如今新型冠状病毒仍然在全球肆虐,加强病毒的检测和诊断是一项急需解决的工作,快速且准确地诊断新冠病毒对疫情防控尤为重要。随着技术的发展,深度学习在检测识别方面有了... 详细信息

新型冠状病毒的出现给全球经济、公共安全等方面带来严重损失。如今新型冠状病毒仍然在全球肆虐,加强病毒的检测和诊断是一项急需解决的工作,快速且准确地诊断新冠病毒对疫情防控尤为重要。随着技术的发展,深度学习在检测识别方面有了许多突破性进展,吸引着研究者的广泛关注。然而深度学习需要大量数据进行模型训练,而新冠病毒的拉曼光谱采集过程受到器件和环境等诸多问题的限制,导致获取大批量的数据非常困难。有限的训练数据会阻碍深度学习模型的训练,导致深度学习模型训练受阻,精度有限,以至于深度学习模型在真正的检测中表现不佳。为解决这一问题,该研究引入条件生成对抗网络,自动提取拉曼光谱数据特征,通过学习生成新的光谱来完成新冠病毒的拉曼光谱数据扩充工作。这些方法能有效增加训练集数量从而提高模型准确性。利用数据增强后的拉曼光谱数据和深度神经网络以及传统的机器学习方法逻辑回归、决策树、随机森林、支持向量机、KNN算法,完成新冠病毒的诊断。实验结果表明,深度神经网络对是否感染新型冠状病毒的预测准确率达到98%,高于传统机器学习算法,证明了深度学习模型在新冠病毒拉曼光谱检测中的优越性。该研究还对比了增强前后的数据集在不同模型中的表现,证明了数据增强的作用。与传统的检测方法相比,该方法具有无损、快速、准确等特点,为生物医学检测新冠病毒提供了一种新的思路。该方法可以为快速准确检测新冠病毒提供辅助,所采用的方法不仅可以应用于新冠病毒检测,还可以推广到其他疾病的诊断中,具有一定的实际应用价值。

关键词：新型冠状病毒诊断神经网络拉曼光谱数据增强定性分类

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基于拟流动角点理论的铝合金板成形仿真方法

中国有色金属学报 2024年第9期34卷 2933-2942页

作者：刘文权扈启晟孙炜林中国民航大学航空工程学院

金属板材冲压技术已经广泛用于运载工具薄壁结构的成形制造，而有限元仿真方法能够有效缩短新成形工艺的研发周期。为保证金属板材成形预测的有效性，基于拟流动角点本构理论建立了适用于数值仿真的应力更新方法。采用半隐式返回映射算... 详细信息

金属板材冲压技术已经广泛用于运载工具薄壁结构的成形制造，而有限元仿真方法能够有效缩短新成形工艺的研发周期。为保证金属板材成形预测的有效性，基于拟流动角点本构理论建立了适用于数值仿真的应力更新方法。采用半隐式返回映射算法将拟流动角点本构理论与考虑材料轧制各向异性的Barlat'89屈服准则相结合(QF-Barlat'89)，通过编写材料子程序VUMAT，实现了本构模型在有限元分析软件Abaqus中的应用。通过对单个单元的受力特征进行对比，验证了算法的准确性。进一步对AA5052-O铝合金试样的单向拉伸及圆筒拉深成形工艺进行了仿真预测，并分析了板材尺寸对成形质量的影响。结果表明，QF-Barlat'89本构模型可以对板材的失效位移、减薄量和应变分布等成形特征进行有效预测，适用于金属板材冲压成形工艺的仿真研究。

关键词：铝合金成形预测拟流动角点理论 Barlat'89屈服准则数值模拟

内蒙古黄岗梁不同色调鱼眼石的谱学特征及高压X射线衍射光谱研究

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岩石矿物学杂志 2024年第3期43卷 611-618页

作者：肖启润刘迎新中国地质大学(北京)珠宝学院北京100083

通过对内蒙古黄岗梁地区不同色调绿色鱼眼石样品的基础宝石学特征、 X射线荧光光谱(XRF)、红外光谱、拉曼光谱等多方面综合分析,系统探讨了不同色调绿色鱼眼石的化学成分和谱学特征。通过高压X射线衍射(HPXRD)光谱测试,深入剖析了该矿... 详细信息

通过对内蒙古黄岗梁地区不同色调绿色鱼眼石样品的基础宝石学特征、 X射线荧光光谱(XRF)、红外光谱、拉曼光谱等多方面综合分析,系统探讨了不同色调绿色鱼眼石的化学成分和谱学特征。通过高压X射线衍射(HPXRD)光谱测试,深入剖析了该矿物在高压环境下的晶体结构特征,为揭示鱼眼石在地质运动中再次俯冲进入地壳后的稳定存在深度提供了关键线索。研究结果表明,内蒙古黄岗梁地区的鱼眼石属于氟鱼眼石,Fe^(3+)和结晶水的含量对绿色鱼眼石的色调深浅产生显著影响。在HPXRD实验中,随着压力的升高,鱼眼石的轴长和晶胞体积逐渐减小,特别是c轴的压缩率较a轴更高。在9.0 GPa和15.3 GPa两个压力节点上,观察到压缩率的突变,伴随着新衍射峰的出现以及旧衍射峰的分裂和消失。这一发现揭示了鱼眼石晶体在高压环境中发生的两次明显相变过程。本研究为鉴定鱼眼石、寻找矿物资源提供了有力的科学依据,同时为鱼眼石在地质学领域的进一步研究提供了新的视角和认识。

关键词：鱼眼石内蒙古黄岗梁化学成分晶体结构谱学分析

功能化种植体纳米涂层促进成骨及原位触发超声响应抗菌性能的研究

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功能化种植体纳米涂层促进成骨及原位触发超声响应抗菌性能的研究

作者：潘启源吉林大学

学位级别：硕士

西部大气环境和除冰盐耦合作用下桥梁钢损伤机理研究

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西部大气环境和除冰盐耦合作用下桥梁钢损伤机理研究

作者：胡启涵西安工业大学

学位级别：硕士

随着我国建设技术的不断革新与发展,在役钢结构桥梁已超一万座。而多半的钢结构桥梁已服役超半个世纪,耐久性问题凸显。腐蚀会造成桥梁承载能力退化,影响桥梁使用寿命、对周边环境产生损坏。因此,针对钢结构桥梁的腐蚀性研究迫在眉睫。... 详细信息

随着我国建设技术的不断革新与发展,在役钢结构桥梁已超一万座。而多半的钢结构桥梁已服役超半个世纪,耐久性问题凸显。腐蚀会造成桥梁承载能力退化,影响桥梁使用寿命、对周边环境产生损坏。因此,针对钢结构桥梁的腐蚀性研究迫在眉睫。现阶段国内外大部分研究均侧重在海洋大气腐蚀与工业大气腐蚀中,而考虑到我国西北地区多雪、干燥的特点及现阶段工程中常使用的含氯类除冰盐会造成钢构桥力学性能下降,发生锈蚀,威胁人民生命财产安全。因此针对除冰盐与大气腐蚀耦合环境下的桥梁钢损伤机理研究刻不容缓。本文以常用于建造钢结构桥梁的钢材Q420钢为研究对象,依托西部大气及除冰盐耦合环境,研究了该钢种的损伤机理。本文主要研究内容如下:(1)对Q420钢进行了西部大气环境及除冰盐耦合环境下的腐蚀试验,计算了不同腐蚀时间下试件的质量损失率及截面损失率,结果表明,随着腐蚀进程加剧,二者变化基本呈非线性关系,在腐蚀10天前后速率变化率不同,10天前质量损失率与截面损失率分别上升至0.83%及3.1%,而60天后则上升至2%及10.3%。并对腐蚀后试件进行宏观及微观电镜扫描及3D形貌扫描,从宏观及微观角度分析试件的化学损伤机理。(2)对处于不同腐蚀时间下的Q420钢进行单调拉伸试验,得到了腐蚀不同进程下钢板的各个表征力学性能的参数,并对各个试件断口处进行宏观及微观分析。结果表明:整体力学性能呈下降趋势,相较于未腐蚀试件而言,其弹性模量最大下降了3.80%,抗拉强度最大下降了3.86%,屈服强度最大下降了5.26%,伸长率最大下降了3.01%,截面收缩率最大下降了3.00%。屈强比稳定在0.86～0.87之间,腐蚀10天前的下降速率大于10天后的下降速率。并观察发现,断口处蚀坑多为半球形、半椭圆形蚀坑且韧窝深度降低,数量密集,形状无明显规律。(3)以Johnson-Cook本构模型为基础,运用ABAQUS软件建立三种不同蚀坑形状的有限元模型以模拟单调拉伸试验,分别为:均匀腐蚀模型、半球形蚀坑模型及半椭球形蚀坑模型。结果表明:点蚀模型比均匀腐蚀模型更精确。点蚀模型相较于试验结果误差在4%,均匀腐蚀模型则为7%。提取点蚀模型的相关参数,建立了该腐蚀环境下的VGM断裂模型及改进SWDM断裂模型。研究发现,二者模型预测结果精度及适用性较好,最大误差不超过6%。(4)考虑到腐蚀的随机性,建立了Q420桥梁钢腐蚀表面深度随机场模型以表征其形貌特征,研究发现:钢板表面腐蚀深度具有平稳性及各态历经性,建立了指数余弦正弦型自相关函数的一维齐次正态随机场模型,并表征了腐蚀深度,确定了西部大气环境和除冰盐耦合作用下Q420桥梁钢不同腐蚀时间下的钢板表面深度随机场模型相关函数。可精确模拟钢板表面腐蚀深度分布特征,为受腐蚀钢桥表面重建及灾害预警提供参考。

关键词： Q420桥梁钢耦合环境腐蚀试验单调拉伸试验有限元模型断裂模型预测随机场模型

苹果木生物炭固载降解菌去除典型PAHs机制研究

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苹果木生物炭固载降解菌去除典型PAHs机制研究

作者：戴启鹏重庆三峡学院

学位级别：硕士