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二维多项时间分数阶波动方程的ADI有限元方法

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二维多项时间分数阶波动方程的ADI有限元方法

作者：肖华湖南理工学院

学位级别：硕士

多项分数阶偏微分方程是一类很重要的微分方程,它源于许多科学领域,如带记忆的热传导、粘弹性阻尼、毛细血管的氧气运输,连续时间随机游动模型的幂律频率等.在这些实际问题中,很多数学家以及应用领域中的研究者正在尝试着用分数阶微分... 详细信息

多项分数阶偏微分方程是一类很重要的微分方程,它源于许多科学领域,如带记忆的热传导、粘弹性阻尼、毛细血管的氧气运输,连续时间随机游动模型的幂律频率等.在这些实际问题中,很多数学家以及应用领域中的研究者正在尝试着用分数阶微分方程来建模.由于分数阶导数是具有保记忆性(非局部性)的拟微分算子,因此在对实际问题进行刻画的同时,也给数值计算带来了相当大的困难,特别是对于高维问题的数值计算.交替方向隐式有限元法具备存储量少,计算量低且精度高的特点.其原理为通过降维方法把多维问题分解成连续解几个一维问题.本文旨在用交替方向有限元方法研究二维多项时间分数阶波动方程的数值解,构造稳定有效的数值格式,建立所给格式的误差估计.本文的工作主要分为以下两个部分:第一部分是利用交替方向隐式Galerkin有限元方法研究二维多项时间分数阶波动方程的数值解,结合降阶技术,时间方向使用Crank-Nicolson格式,积分项用L1公式逼近,空间方向采用Galerkin有限元法方法,建立了ADI有限元格式,并用能量法证明该格式的稳定性和收敛性,最后通过数值算例验证了理论分析的正确性.第二部分为了提高二维多项时间分数阶波动方程数值解时间方向上的精度,同样结合降阶技术,积分项利用L2-1_σ公式逼近,空间方向使用Galerkin有限元方法,建立时间方向达到二阶精度的超收敛ADI有限元格式.通过离散的能量法证明了该格式的稳定性,并用数值实验验证了理论分析的正确性.

关键词：多项分数阶波动方程交替方向隐式方法 L1公式超收敛插值函数 Galerkin有限元方法

大气污染物和气象因素短期暴露与胎儿窘迫风险的相关性：一项匹配的病例对照研究

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大气污染物和气象因素短期暴露与胎儿窘迫风险的相关性：一项匹配...

作者：肖华中国人民解放军陆军军医大学

学位级别：硕士

背景胎儿窘迫为胎儿缺氧的病理生理状态,是一种重要的妊娠期并发症,胎儿缺氧状态如不能及时纠正,将会发展为代谢性酸中毒和窒息,引起胎儿多系统并发症,甚至胎儿宫内死亡。中国胎儿窘迫的发生率为2.7-38.5%。然而,目前关于大气污染物和... 详细信息

背景胎儿窘迫为胎儿缺氧的病理生理状态,是一种重要的妊娠期并发症,胎儿缺氧状态如不能及时纠正,将会发展为代谢性酸中毒和窒息,引起胎儿多系统并发症,甚至胎儿宫内死亡。中国胎儿窘迫的发生率为2.7-38.5%。然而,目前关于大气污染物和气象因素与胎儿窘迫风险相关性的研究非常有限。通过评估大气污染物和气象因素与胎儿窘迫风险的相关性,可为胎儿窘迫的预防和公共卫生政策制定提供理论参考。目的1.探索大气污染短期暴露与胎儿窘迫风险的相关性,确定潜在易感人群和季节差异。2.评估气象因素(温度、相对湿度、日温差)短期暴露与胎儿窘迫风险的相关性,确定潜在易感人群和季节差异,并评估温湿度和大气污染物对胎儿窘迫影响的交互作用。评估非最适温湿度(极端温度和极端相对湿度)对胎儿窘迫的影响。方法通过建立一项匹配的病例对照研究分析母亲短期大气污染物和气象因素暴露与胎儿窘迫风险的相关性。1.从西安市某大型三甲医院信息系统提取2013年-2016年发生胎儿窘迫孕妇的医疗数据。每名胎儿窘迫孕妇随机匹配4名在同一时期登记的相同年龄、相同孕周的非胎儿窘迫孕妇。按照每名参与者居住地址使用反距离加权(inverse distance-weighted,IDW)插值方法匹配大气污染物暴露水平。2.使用条件logistic回归模型评估大气污染物单位浓度改变时,胎儿窘迫风险比值比(odds ratio,OR)及其95%置信区间(confidence interval,CI),使用分布滞后非线性模型评估(distribution lag non-linear model,DLNM)暴露于极端大气污染物浓度和胎儿窘迫风险的相关性。分层分析用于确定易感人群和季节差异。3.使用条件logistic回归模型评估气象因素(温度、相对湿度、日温差)与胎儿窘迫风险的相关性,分层分析用于确定易感人群和季节差异。交互作用分析用于评估温湿度和大气污染物对胎儿窘迫影响的交互作用。使用分布滞后非线性模型评估暴露于非最适温湿度(极端温度和极端相对湿度)与胎儿窘迫风险的相关性。结果1.这项匹配的病例对照研究共纳入2013年-2016年313名发生胎儿窘迫的病例组和1252名未发生胎儿窘迫的对照组。参与者的平均年龄为28.5岁,平均孕周为38.6周。在病例组中,72.2%的参与者为初产妇,14.4%的参与者存在妊娠期并发症,4.2%的参与者存在瘢痕子宫,47.9%的参与者在暖季入院,同样,在对照组中,上述比例分别为67.8%,23.3%,6.6%和45.6%。2.大气污染物和气象因素水平均呈现明显的季节趋势,PM、PM(PMcoarse,PM)、PM、SO、NO和CO水平为冬季高,夏季低,而O水平则为夏季高,冬季低。温度和相对湿度水平均呈现夏季高,冬季低的趋势。研究期间,PM、PM、PM、SO、NO、CO、O、气温和相对湿度每日平均水平分别为155.77μg/m、75.28μg/m、80.48μg/m、33.88μg/m、49.19μg/m、1.90 mg/m、78.34μg/m3、14.9℃和60%。3.母亲短期PM、PM、SO、NO和CO暴露与胎儿窘迫风险显著正相关,且累计效应比单日效应更明显。在单日效应中,PM、SO、NO和CO最强效应均出现在lag6,其中,PM、SO和NO水平每增加10μg/m,胎儿窘迫OR分别为1.015(95%CI:1.003,1.027)、1.110(95%CI:1.041,1.185)和1.148(95%CI:1.070,1.232)。CO水平每增加0.1 mg/m,胎儿窘迫OR为1.025(95%CI:1.007,1.044)。在累计效应中,PM、PM、SO和CO最强效应出现在lag014,NO最强效应出现在lag010,其中,PM,PM,SO,NO水平每增加10μg/m,胎儿窘迫OR分别为1.027(95%CI:1.004,1.050)、1.058(95%CI:1.014,1.105)、1.140(95%CI:1.029,1.264)和1.158(95%CI:1.046,1.283)。CO水平每增加0.1 mg/m,胎儿窘迫OR为1.029(95%CI:1.002,1.058)。此外,与中位数浓度相比,暴露于第90分位数浓度的PM、PM、PM、SO和NO与胎儿窘迫风险显著相关。分层分析显示,在30岁以上、经产妇、有妊娠期并发症和冷季入院的孕妇中,大气污染物与胎儿窘迫的关联更强,但不同季节组间差异在统计学上不显著。双污染物模型中,在调整了那些强相关(相关系数大于0.7)的污染物后,大气污染物和胎儿窘迫的关联性不再显著。4.温度与胎儿窘迫风险的相关性不显著。相对湿度与胎儿窘迫风险显著正相关。在单日效应中,最强效应出现在lag10,相对湿度水平每增加1%,胎儿窘迫的OR为1.014(95%CI:1.006,1.021),与第一个四分位数相比,暴露于最高四分位数相对湿度时,胎

关键词：病例对照大气污染物气象因素胎儿窘迫交互作用

基于核酸适配体的侧流层析试纸条用于有机磷农药残留检测的研究

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基于核酸适配体的侧流层析试纸条用于有机磷农药残留检测的研究

作者：肖华湖南大学

学位级别：硕士

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新质生产力推动经济社会高质量发展探析

烟台大学学报（哲学社会科学版） 2024年第2期37卷 13-23页

作者：文丰安肖华健重庆社会科学院改革杂志社重庆400020 重庆师范大学马克思主义学院重庆401331

新质生产力是新兴产业和未来产业的崭新探索,是解决新时代社会主要矛盾的关键抓手,是由粗放发展向高质量发展转型的必由之路。加快形成和转型新质生产力,就是抓住了中国式现代化和高质量发展的关键环节。形成新质生产力是推动其他领域... 详细信息

新质生产力是新兴产业和未来产业的崭新探索,是解决新时代社会主要矛盾的关键抓手,是由粗放发展向高质量发展转型的必由之路。加快形成和转型新质生产力,就是抓住了中国式现代化和高质量发展的关键环节。形成新质生产力是推动其他领域现代化的源头活水,是推动经济社会高质量发展的重要动力,是解决新时代社会主要矛盾变化的关键一招,是数字融合和促进未来产业、新兴产业的关键环节。目前我国仍面临着数字实体融合进程受阻、整体创新能力不足、资源环境较脆弱、人口老龄化等现实困境。在中国式现代化进程中,以新质生产力推动经济社会高质量发展必须坚持创新是第一动力的核心地位,加快建设科技强国;坚持完善科技创新体系,加快实现高水平科技自立自强;坚持以战略性新兴产业、未来产业为主要阵地;全方位提高劳动者素质,为新质生产力的形成和发展提供人才保障。以真正实现新质生产力的跃升为高质量发展提供有效支撑和持续动力,才能不断推进中国式现代化伟大征程行稳致远。

关键词：中国式现代化新质生产力高质量发展科技创新科技强国

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激光熔覆AlN/TiAl制备Ti-Al-N复合涂层及其摩擦性能研究

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激光技术 2024年

作者：黄飞龙肖华强林波莫太骞贵州大学机械工程学院

为了制备耐磨钛基涂层，采用激光熔覆技术在TC4表面制备了Ti-Al-N涂层，对不同激光功率下涂层的物相组成，组织演变，硬度进行观察分析，再对复合涂层在空气环境中的摩擦学性能进行分析。结果表明：涂层增强相主要由Ti2AlN，TiN，TiAl，... 详细信息

为了制备耐磨钛基涂层，采用激光熔覆技术在TC4表面制备了Ti-Al-N涂层，对不同激光功率下涂层的物相组成，组织演变，硬度进行观察分析，再对复合涂层在空气环境中的摩擦学性能进行分析。结果表明：涂层增强相主要由Ti2AlN，TiN，TiAl，及TixAly等组成，各物相衍射峰强度随激光功率的增加而改变，基体相则由(γ-TiAl+α2-Ti3Al)组成；涂层与基体冶金结合，随着激光功率的增加，组织由弥散分布的柱状晶逐渐变成粗大树枝晶，但到2.4 kW功率时，组织又变得细小；复合涂层的显微硬度可以达到基体的2.14倍；在空气摩擦环境中，不同试样均以磨粒磨损为主，其中基体磨损严重；不同激光功率下的涂层均大幅度提高了基体的耐磨性，涂层中有增强相的存在，涂层的最小磨损率为7.86-5mm3×N-1×M-1，基体为1.34-4mm3×N-1×M-1；通过控制激光功率可以调节涂层性能。这一研究可以对激光熔覆制备高耐磨钛基复合涂层在航天，海工设备中的应用提供基础支持。

关键词：激光技术钛合金激光熔覆 Ti-Al-N复合涂层干摩擦磨损

基于深度强化学习的四足机器人多步态生成策略研究

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基于深度强化学习的四足机器人多步态生成策略研究

作者：肖华北京化工大学

学位级别：硕士

依托于新一轮人工智能领域的关键技术突破,四足机器人运动控制技术与人工智能的深度融合逐渐展现出广泛的实际意义与应用价值。为了解决深度强化学习实现四足机器人运动控制仍然存在的相关难点,本文设计了能够实现四足机器人自主调整步... 详细信息

依托于新一轮人工智能领域的关键技术突破,四足机器人运动控制技术与人工智能的深度融合逐渐展现出广泛的实际意义与应用价值。为了解决深度强化学习实现四足机器人运动控制仍然存在的相关难点,本文设计了能够实现四足机器人自主调整步态以适应仿真地形与现实复杂地形的深度强化学习运动控制器。本文研究内容如下:1、通过D-H法分析了十二自由度四足机器人的运动学。针对四足机器人的动力学映射关系不易寻找的问题,设计基于中枢模式发生器的四足机器人步态生成方式。2、设计了深度强化学习训练算法应用于四足机器人运动控制。针对复杂地形的运动控制任务中,强化学习训练出现的探索空间过大,数据收集较慢,训练收敛差的问题,设计了一种结合中枢模式发生器与分布式近端策略优化算法的深度强化学习训练算法。算法通过多个子进程同时收集数据,主进程进行策略更新的方式既能够提高数据收集效率,又能够借助近端策略优化算法本身的优势,使得训练的策略效果能够稳定得到提升。训练过程中中枢模式发生器的引入是作为步态的先验知识,不仅解决了十二自由度四足机器人步态先验知识获取较难的问题,最重要的是能够有效降低强化学习策略的探索空间,加速训练的收敛。3、为了拟合现实世界的多样性,在仿真中搭建了一系列复杂地形,包括崎岖地形,不同高度的斜坡与台阶,以及多类地形的组合地形,针对不同地形设计了相应的奖励函数并且进行了四足机器人的训练实验,实验证明通过本文的算法训练,四足机器人能够自主调整步态适应复杂地形,包括未经训练的测试地形。4、针对强化学习策略迁移到实际四足机器人存在无法避免的模型差异以及策略对现实环境的鲁棒性差等难点,设计了能够提高强化学习策略鲁棒性的方法,包括采用高性能处理器降低控制延迟,在训练时将地形参数随机化,自适应模型参数,缩小状态空间等方法。然后介绍了深度强化学习策略的具体迁移步骤与流程,最后成功在崎岖,台阶,斜坡等现实复杂地形中完成了强化学习策略到实际四足机器人硬件平台的迁移实验。

关键词：深度强化学习四足机器人复杂地形策略迁移

地方政府在森林资源保护中存在的问题及对策研究——基于S省森林督查结果的分析

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地方政府在森林资源保护中存在的问题及对策研究——基于S省森林...

作者：肖华四川大学

学位级别：硕士

森林资源是陆地生态系统的主体,是山水林田湖草系统的重要环节,森林资源保护贯穿于森林的培育、保护、利用的全部过程和各个环节,是生态环境建设和林业产业发展的基础。近年来,S省围绕长江上游生态屏障建设、服务治蜀兴川大局,充分发挥... 详细信息

森林资源是陆地生态系统的主体,是山水林田湖草系统的重要环节,森林资源保护贯穿于森林的培育、保护、利用的全部过程和各个环节,是生态环境建设和林业产业发展的基础。近年来,S省围绕长江上游生态屏障建设、服务治蜀兴川大局,充分发挥森林资源保护生态、改善民生的作用,持续推动森林资源依法保护和科学发展,为全面建成长江黄河上游生态屏障、助推绿色发展作出了突出贡献。同时,S省欠发达地区人口比例高,基础设施建设、脱贫攻坚、民生发展等任务十分繁重和艰巨,经济发展与生态保护的矛盾较为突出,森林资源保护面临诸多严峻形势和挑战。论文以相关文献梳理为起点,对森林资源保护、森林督查相关概念进行了界定,对森林资源保护与利用间的关系、过度利用森林资源产生的影响等进行分析,同时对森林资源分析、森林可持续经营、公共政策分析等理论进行了阐述。在此基础上,论文构建出囊括系统流程、动态机制、治理路径的森林资源保护管理理论体系,继而在介绍S省森林资源、森林资源保护、森林督查、林草执法等现状情况的基础上,以S省2020年森林督查结果为切入口,分类型、分区域分析几乎涵盖森林资源保护各方面的森林督查结果数据。通过分析,对S省2020年林地、林木等森林资源的使用情况、使用类型、违法使用情况、违法查处情况和近3年对比情况作出综合评价,梳理出部分地方政府在森林资源保护中存在的诸如资源减量损耗大且增量动能不足,审核审批及监管不到位,敏感区域林森林资源变化情况突出,对破坏森林资源违法行为未形成威慑等问题。分析其中存在的目标导向不清、人为的减量损耗使森林资源系统萎缩、森林资源保护治理体系尚存短板等原因。基于上述分析,论文提出坚持“绿色青山就是金山银山”理念引领、建立持续发展的常态化资金保障机制、提升以优化涉林行政许可服务为重点的政府管控、完善以加强林草行政执法队伍建设为关键点的法治体系、加大对森林督查等森林资源保护工作的技术支持等对策建议。

关键词：地方政府森林资源保护森林督查对策建议

5-羟色胺基因缺陷增强急性应激后高唤醒状态

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心理学报 2022年第6期54卷 604-612页

作者：周萍肖华李勇辉董昕文湖南师范大学教育科学学院心理学系长沙410018 中国科学院心理研究所心理健康重点实验室北京100101 中国科学院大学心理学系北京100049

剧烈的应激刺激会引起持续的高唤醒状态,是多种应激障碍的核心症状,并推进其他症状的发生发展。本研究关注5-羟色胺在应激诱发高唤醒的发生、发展中的作用,通过测量听觉惊吓反射水平反映高唤醒状态,考察色氨酸羟化酶-2基因缺陷小鼠在天... 详细信息

剧烈的应激刺激会引起持续的高唤醒状态,是多种应激障碍的核心症状,并推进其他症状的发生发展。本研究关注5-羟色胺在应激诱发高唤醒的发生、发展中的作用,通过测量听觉惊吓反射水平反映高唤醒状态,考察色氨酸羟化酶-2基因缺陷小鼠在天敌或电击应激前后高唤醒的变化。研究发现,雄性基因缺陷小鼠在应激后出现持续一周以上的高唤醒表现,而野生型小鼠高唤醒状态很快恢复。结果提示,基因缺陷引起的5-羟色胺降低可能是强应激诱发的持续高唤醒的易感因素。

关键词：高唤醒 5-羟色胺色氨酸羟化酶-2 听觉惊吓反射

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隧道围岩分级特征智能识别及可视化研究

铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 406-421页

作者：陈卫东李天斌黄音昊杨罡王皓肖华波中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059

准确、快速获取隧道围岩级别对工程设计、施工及运营意义重大。结合多个四川高速公路隧道项目,共采集7000余张隧道掌子面图像,并利用数据增广方法将数据集扩充至20000余张。按节理裂隙特征、风化卸荷情况、地下水发育情况3种像特征对数... 详细信息

准确、快速获取隧道围岩级别对工程设计、施工及运营意义重大。结合多个四川高速公路隧道项目,共采集7000余张隧道掌子面图像,并利用数据增广方法将数据集扩充至20000余张。按节理裂隙特征、风化卸荷情况、地下水发育情况3种像特征对数据集进行分类标注,并按8:2的比例划分为训练集与验证集。结合深度学习方法,实现掌子面围岩分级特征参数提取识别。搭建了VGG系列、ResNet系列、DenseNet系列、GoogleNet、InceptionV3等卷积神经网络分类模型,并引入准确率、查准率、召回率及F1值等多种评价指标对比分析多种卷积神经网络分类模型的围岩特征(掌子面图像的节理裂隙特征、风化卸荷特征以及地下水发育特征)识别效果。研究结果显示基于DenseNet模型分类识别效果最好,分类准确率分别为:围岩节理裂隙特征87.5%,风化程度特征90%,地下水发育程度特征91.5%,且各特征的F1值均在0.789以上,最高为0.944,平均值为0.852。此外,对DenseNet系列分类模型进行可靠性验证,基于CAM以及Grad-CAM对模型进行分类决策可视化研究分析,分类决策热力图结果显示分类结果与标签特征的强度、位置及范围强相关,为掌子面围岩智能分级提供一定的可解释性,同时也证明了分类模型的预测效果理想。研究成果为利用深度学习进行围岩特征提取提供了新思路。

关键词：围岩特征卷积神经网络模型可视化深度学习隧道掌子面

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