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超快激光加工硬脆材料中的裂纹行为及梯度功率加工策略

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中国激光 2025年

作者：聂烨辉张博武张朋辉黄志楷赵宽阿占文青海大学机械工程学院清华大学机械工程系

玻璃等硬脆材料上的微结构应用广泛，然而利用超快激光在硬脆材料上实现高质量微结构加工仍然面临质量和效率不能兼顾的问题。本文研究了利用900飞秒激光在石英玻璃上加工微孔阵列时裂纹产生及扩展机制，并通过激光功率的梯度动态调控... 详细信息

玻璃等硬脆材料上的微结构应用广泛，然而利用超快激光在硬脆材料上实现高质量微结构加工仍然面临质量和效率不能兼顾的问题。本文研究了利用900飞秒激光在石英玻璃上加工微孔阵列时裂纹产生及扩展机制，并通过激光功率的梯度动态调控，实现了对裂纹产生及扩展的有效控制。研究结果表明，加工过程中裂纹形成和扩展可分为四个阶段：第一阶段孔底熔融物凝固引起微裂纹产生，第二阶段孔底裂纹通过孔壁向外扩展，第三阶段向外扩展的裂纹在孔周形成环形裂纹，第四阶段孔阵列中多个环形裂纹连接形成裂纹网络导致孔阵列加工失效。虽然降低激光功率可抑制裂纹的形成，但是加工效率也随之降低。通过“先低功率后高功率”的梯度功率加工策略可在保证加工效率的同时抑制裂纹的扩展。微孔阵列加工过程中温度的原位测量结果表明：激光吸收率的提高可使最大温度差下降45%；与恒定功率加工相比，梯度功率加工时工件的最大温度差下降了31%、峰值功率最大温度差下降了44%。此外，梯度功率加工抑制裂纹的机制是低功率加工增加表面粗糙度以提高激光吸收率，减少内部热应力，并使孔深发展至一定程度，再切换到高功率加工时可阻止孔底裂纹通过孔壁向外扩展。本文所提出的梯度功率加工策略可广泛适用于硬脆材料上微结构的激光加工。

关键词：超快激光梯度功率硬脆材料裂纹

“摄影——绘画”：中国美术现代转型的跨媒介通路

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艺术学研究 2025年

作者：王嫣慧北京师范大学文学院

摄影传入中国，一方面促进了视觉文化领域的科学写实主义发展，另一方面也引入了最新的艺术思潮和画意摄影运动。陈师曾和丰子恺等人受到日本画意摄影运动的影响，采用“趣味”和“修养”等画学传统术语，在绘画与摄影之间建立起艺术媒... 详细信息

摄影传入中国，一方面促进了视觉文化领域的科学写实主义发展，另一方面也引入了最新的艺术思潮和画意摄影运动。陈师曾和丰子恺等人受到日本画意摄影运动的影响，采用“趣味”和“修养”等画学传统术语，在绘画与摄影之间建立起艺术媒介的共通性和视觉历史的连续性。这一做法将中国的画学传统与西方艺术的发展潮流及其理论话语相结合，为传统术语赋予了新的意义，并推动中国美术的现代转型。他们所强调的抒发个人主观情感的“感兴”维度，一方面为理解“文人画进步论”及“美术革命”的论争提供了新的视角，另一方面也为20世纪20年代中国洋画界的艺术趣味选择及其发展提供了重要的参考坐标，从而为中国美术的现代转型提出了一种“传统即现代”的方案。

关键词：画意摄影美术革命感兴修养

铁碳合成材料促进污泥资源化回收中链羧酸性能研究

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中国环境科学 2025年

作者：谢云龙刘孟飞高丽慧杨培娴中国矿业大学环境与测绘学院

向污泥厌氧发酵系统中加入由零价铁粉和石墨粉合成的铁碳材料可以提高中链羧酸（MCCAs）的产量.结果表明，铁碳材料的投加量为0.5 g·L-1时，MCCAs的产量最高，达到10.65 g·L-1，是空白组的2.04倍，己酸的选择性达到53.60%，相较空白... 详细信息

向污泥厌氧发酵系统中加入由零价铁粉和石墨粉合成的铁碳材料可以提高中链羧酸（MCCAs）的产量.结果表明，铁碳材料的投加量为0.5 g·L-1时，MCCAs的产量最高，达到10.65 g·L-1，是空白组的2.04倍，己酸的选择性达到53.60%，相较空白组提高了24.96%;铁碳材料对厌氧发酵各阶段（增溶、水解、酸化）产生影响，可以促进发酵系统中有机物的分解，释放更多的多糖并强化多糖的酸化，提高与产酸相关微生物的活性.此外，添加0.5 g·L-1铁碳材料还明显促进了发酵系统中的电子传递.微生物群落分析发现，投加铁碳材料可以提高发酵系统中厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度，促进污泥厌氧发酵的水解过程;提高了产己酸功能菌——狭义梭菌属（Clostridium＿sensu＿stricto＿12）的相对丰度，促进了碳链延长过程.研究证实了铁碳材料对污泥厌氧发酵生产MCCAs具有一定的促进作用，为污泥资源化提供了新的处理方法.

关键词：碳链延长中链羧酸剩余污泥资源化

协作论证学习中学习者角色涌现及知识建构话语模式研究

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电化教育研究 2025年 72-79页

作者：刘清堂常瑀倍张羽苗恩慧李小娟华中师范大学数字教育湖北省重点实验室华中师范大学人工智能教育学部河南师范大学教育学部

协作论证学习是培养学生沟通与交流、批判性思维能力的教学方式。从关联、动态视角分析学习者角色及其知识建构话语模式,有助于全面理解协作论证学习角色涌现及其知识建构参与。研究设计专家角色脚本支持学生协作论证讨论,采集学生协作... 详细信息

协作论证学习是培养学生沟通与交流、批判性思维能力的教学方式。从关联、动态视角分析学习者角色及其知识建构话语模式,有助于全面理解协作论证学习角色涌现及其知识建构参与。研究设计专家角色脚本支持学生协作论证讨论,采集学生协作论证讨论的话语数据,通过内容分析、聚类分析、认知网络分析和序列模式挖掘的方法探索学习者角色涌现及知识建构话语模式。研究发现,协作论证学习中共涌现出四类学习者角色,分别是专家—高知识建构者、专家—低知识建构者、实践者—高知识建构者和实践者—低知识建构者,同时四种角色的知识建构话语模式存在显著差异。高知识建构者表现出复杂、高阶的知识建构话语的互动,积极地为协作论证讨论贡献群体智慧。实践者—低知识建构者在论证讨论中发表观点并赞同同伴观点,但对个人观点的深入阐述或对同伴观点的批判性思考和评价不足,缺乏深层次知识贡献和同伴互动。研究发现为通过教学干预来提升群体认知提供了启示。

关键词：协作论证学习角色涌现知识建构话语模式序列模式挖掘

低温下玄武岩纤维混凝土劈拉强度尺寸效应试验

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哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 101-109页

作者：余文轩范美妤金浏杜修力清华大学土木水利学院北京100084 城市减灾与防灾防护教育部重点实验室(北京工业大学) 北京100124

为研究极端低温作用下结构尺寸和纤维体积分数对玄武岩纤维混凝土劈拉强度的定量影响规律和作用机制,设计了4种尺寸(边长分别为70、100、150和200 mm)、4种纤维体积分数(分数范围0%~0.5%)的玄武岩纤维混凝土立方体试块在常温和低温下(... 详细信息

为研究极端低温作用下结构尺寸和纤维体积分数对玄武岩纤维混凝土劈拉强度的定量影响规律和作用机制,设计了4种尺寸(边长分别为70、100、150和200 mm)、4种纤维体积分数(分数范围0%~0.5%)的玄武岩纤维混凝土立方体试块在常温和低温下(温度范围20~-90℃)进行了静态劈拉破坏试验。试验结果表明:不同类型混凝土的劈拉强度均随温度降低而线性增大(最大增幅接近130%),呈现出显著的低温增强效应;玄武岩纤维的掺入能略微强化混凝土劈拉强度的低温增强效应。不同纤维体积分数玄武岩纤维混凝土的劈拉强度均呈现出一定的纤维增强效应,并且随体积分数增加而增强;极端低温作用下玄武岩纤维的主导破坏模式由拔出破坏转变为拉断破坏,导致纤维增强效应随温度下降而变强。劈拉强度的尺寸效应随温度下降而更明显,但玄武岩纤维的掺入能减弱尺寸效应(最大削弱程度达25.8%)。本文研究能为玄武岩纤维混凝土材料在极端低温环境下的大规模工程结构应用提供有效参考。

关键词：玄武岩纤维混凝土极端低温纤维含量劈裂拉伸尺寸效应

D2D辅助移动边缘计算下的任务卸载和资源分配研究

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电子测量与仪器学报 2025年

作者：占慧芳李正权武贵路聂高峰江南大学物联网工程学院北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室海南大学信息与通信工程学院海南大学海南省Internet信息检索重点实验室

针对移动边缘计算 (MEC) 环境下终端设备任务卸载时资源分配效率低的问题，提出一种基于终端直传通信（D2D）技术辅助MEC系统的多任务部分卸载方案。该方案基于块坐标下降法（BCD）实现任务卸载和资源分配策略的联合优化，借助动态定... 详细信息

针对移动边缘计算 (MEC) 环境下终端设备任务卸载时资源分配效率低的问题，提出一种基于终端直传通信（D2D）技术辅助MEC系统的多任务部分卸载方案。该方案基于块坐标下降法（BCD）实现任务卸载和资源分配策略的联合优化，借助动态定价策略激励服务型设备（SSDs）共享剩余可用计算资源，以最小化系统执行成本。首先利用重构-线性化技术（RLT）和凸优化理论优化计算资源分配和卸载比例划分，决定任务分配至本地计算、D2D卸载和边缘卸载时数据量;其次根据优化后卸载策略选择最优SSDs执行D2D卸载任务。仿真结果表明，与传统部分卸载方案、中继辅助卸载方案和协同计算卸载方案相比，所提卸载方案在不同设备数目下系统执行总成本分别减少27.62%、25.58%和19.98%，在不同最大容忍时延条件下系统执行总成本分别平均下降约43.35%、38.19%和36.79%及在不同任务数据大小下系统执行总成本分别平均下降约36.47%、30.60%和29.15%。进一步实验表明，与贪婪卸载方案相比，所提卸载方案在不同设备数目、最大容忍时延和任务数据量下分别平均优化7.59%、0.39%和3.10%系统执行成本，有效提高系统资源利用率并降低执行成本。

关键词：移动边缘计算任务卸载 D2D通信资源分配块坐标下降法

宁蒙河段平滩流量变化过程及其与水沙条件的关系

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泥沙研究 2025年

作者：姚庆锋卢书慧史红玲张治昊滨州市引黄灌溉服务中心山东黄河河务局黄河河口管理局中国水利水电科学研究院

采用实测资料分析的方法，研究了黄河上游宁蒙河段平滩流量变化过程及其与水沙条件的关系。研究结果表明：1986年后，黄河上游龙羊峡水库与刘家峡水库联合调控运用，宁蒙河段年水量和汛期水量有所减小，年沙量和汛期沙量大幅度减小，洪... 详细信息

采用实测资料分析的方法，研究了黄河上游宁蒙河段平滩流量变化过程及其与水沙条件的关系。研究结果表明：1986年后，黄河上游龙羊峡水库与刘家峡水库联合调控运用，宁蒙河段年水量和汛期水量有所减小，年沙量和汛期沙量大幅度减小，洪峰流量削减严重，发生洪水的几率明显降低。水沙过程的变化必然会影响宁蒙河段河床演变过程，宁蒙河段平滩流量由20世纪60年代中期的3 600～5 800 m3/s减小到目前的1 900～4 000 m3/s。建立的宁蒙河段平滩流量和水沙条件的响应关系表明，宁蒙河段平滩流量随汛期水量的增大而增大，随汛期来沙系数的增大而减小。

关键词：黄河上游宁蒙河段平滩流量水沙条件河道演变

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一种方差缩减的联邦学习算法

运筹学学报(中英文) 2025年

作者：贾泽慧侯俊茹谢小磊岳素云南京信息工程大学数学与统计学院

联邦学习是一种分布式机器学习框架,可实现多个设备协同训练模型,而无需共享原始数据,从而极大程度上保护了数据隐私。然而,联邦学习仍然面临通信效率和计算效率等方面的挑战。为提高算法的通信效率和计算效率,本文提出了一种方差缩减... 详细信息

联邦学习是一种分布式机器学习框架,可实现多个设备协同训练模型,而无需共享原始数据,从而极大程度上保护了数据隐私。然而,联邦学习仍然面临通信效率和计算效率等方面的挑战。为提高算法的通信效率和计算效率,本文提出了一种方差缩减的联邦学习算法FedCOM-VR。该算法采用周期通信和信息压缩以提高算法的通信效率,且在本地更新中采用方差缩减的随机梯度估计,使得算法的步长和本地更新次数都可取为常数,从而加快算法的求解速度,并降低计算复杂度。本文证明了FedCOM-VR算法具有次线性收敛率,且在PL条件下,给出了算法的线性收敛率。最后,本文通过数值实验展示了FedCOM-VR算法的高效性。

关键词：联邦学习分布式优化方差缩减动量

高寒沙地不同恢复年限沙棘叶片δ13C和δ15N的变化特征及其影响因素

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生态学报 2025年

作者：李耀田丽慧汪海娇何晓帆金耀涛青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室

人工植被建植是青海湖流域沙地生态恢复的有效措施，揭示典型固沙植物的水分和养分利用效率，并分析影响其时间和空间变化的因素，有利于更好地理解固沙植被对高寒干旱环境有限资源的利用策略，为促进脆弱沙区的植被恢复提供有效的理论... 详细信息

人工植被建植是青海湖流域沙地生态恢复的有效措施，揭示典型固沙植物的水分和养分利用效率，并分析影响其时间和空间变化的因素，有利于更好地理解固沙植被对高寒干旱环境有限资源的利用策略，为促进脆弱沙区的植被恢复提供有效的理论依据和实践指导。以青海湖东沙地不同恢复年限（1987年、2008年和2015年）栽植的沙棘为研究对象，利用稳定碳氮同位素技术测定植物叶片的δ13C、δ15N、单位质量叶的碳（C）含量（%）、氮（N）含量（%）并计算叶的碳氮比（C/N），基于土壤含水量、叶片含水量及局地气象因子等要素，探究δ13C和δ15N在季节和空间尺度的变化特征及其对局地土壤和气候环境的响应。结果表明：（1）在时间尺度上，沙棘叶片的δ13C与δ15N在生长季呈现出先减小后增大再减小的趋势，C含量呈先升高后降低再升高的趋势，N含量呈逐渐降低的趋势，而C/N则呈现逐渐升高的趋势。（2）在空间尺度上，幼龄林的δ13C最高而老龄林最低，δ15N值呈现相反的趋势，沙棘叶片的C含量、N含量及其C/N均没有表现出明显的差异。（3）δ13C值在不同恢复年限沙棘中受到不同因子的影响，而δ15N值与平均相对湿度（MRH）之间具有显著的负相关性（P<0.05）。沙棘δ13C值的季节变化是气象因子综合作用的结果，而δ15N值的季节变化是局地气象因子与叶片养分含量综合作用的结果。随着固沙年限的增加，沙棘的δ13C值逐渐降低，而δ15N值却在逐渐增加，固沙植被从幼龄向老龄演替进程中植物的水分利用效率（WUE）与氮素利用效率（NUE）之间具有权衡关系。

关键词：沙棘(Hippophae rhamnoides) 稳定碳同位素稳定氮同位素恢复年限高寒沙地