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基于ICS优化RBF的水库水质三维预测方法

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农业机械学报 2024年第2期55卷 306-314页

作者：谢再秘贾宝柱王骥莫春梅广东海洋大学船舶与海运学院湛江524088 广东海洋大学电子与信息工程学院湛江524088

针对已有水质预测模型在数据降噪、网络参数初始值设置和优化、精度提高等方面能力的不足,构建了一种优化的水质三维预测模型。利用主成分分析算法筛选出水质关键参数,并基于自适应噪声的完全集合经验模态分解算法结合小波阈值模型对三... 详细信息

针对已有水质预测模型在数据降噪、网络参数初始值设置和优化、精度提高等方面能力的不足,构建了一种优化的水质三维预测模型。利用主成分分析算法筛选出水质关键参数,并基于自适应噪声的完全集合经验模态分解算法结合小波阈值模型对三维水质参数和气象数据降噪处理,使用3维卷积神经网络(Three-dimensional convolutional neural networks,3-D CNN)提取出特征数据集,自编码器(Autoencoder,AE)获得径向基函数(Radial basis function,RBF)网络参数初始化值,改进布谷鸟搜索算法(Improved cuckoo search,ICS)优化更新网络中超参数动态初始化值。广东省湛江市徐闻县大水桥水库区域22个典型在线监测站点以及6个手持监测点的实测数据对比验证结果表明,浊度和藻密度分别与总氮含量强正相关,叶绿素含量与气温强正相关,所提出的水质预测模型在5个典型精准性评价指标方面优于已有文献方法。研究成果可为管理部门和研究者对水质监测提供参考。

关键词：水质三维预测改进布谷鸟搜索算法卷积神经网络自编码器径向基神经网络

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双调和函数的Khavinson猜想

双调和函数的Khavinson猜想

作者：贾宝蕊天津职业技术师范大学

学位级别：硕士

本文的主要研究对象是双调和函数的Khavinson猜想,该猜想是由Khavinson在1992年提出,不久就引起了数学界的广泛关注和研究.本文正是在这个猜想的基础上继续进行研究:当双调和函数的定义域限制在单位圆盘的实数域上时,同样满足Khavinson... 详细信息

本文的主要研究对象是双调和函数的Khavinson猜想,该猜想是由Khavinson在1992年提出,不久就引起了数学界的广泛关注和研究.本文正是在这个猜想的基础上继续进行研究:当双调和函数的定义域限制在单位圆盘的实数域上时,同样满足Khavinson猜想,即存在最优值.在研究的过程中,本文将整个问题主要分成三部分完成.第一部分,介绍了双调和函数和双解析函数的关系,通过双解析函数Poisson核的积分表达式推导出了双调和函数Poisson核的积分表达式.这一步的主要目的是得到双调和函数的一个积分表达式,为后续验证Khavinson猜想打下基础.第二部分,处理和简化双调和函数Poisson核的积分表达式,将Khavinson猜想等价成一个优化问题,将其转化为一个求解C(r)的最优解问题.这一步的主要目的是将函数表达式转化成一个较容易计算和理解的形式,便于后续处理函数和进行Khavinson猜想的研究和证明.第三部分,文章对函数表达式中某些无关变量取特殊值,通过简化所研究的函数验证得到C(r)是凸函数,从而得出最终结论.主要目的是证明了双调和函数Khavinson猜想的正确性.全文共分为五章.第一章绪论,首先介绍了Khavinson猜想的提出、多年来大批数学家关于Khavinson猜想的发展历史和过程以及它本身所具有的研究意义,然后简明扼要地概括了本文的主要研究过程和方法.第二章预备知识,明确阐述了Khavinson猜想的研究内容和大致思路,以及分析了刘聪文教授对Khavinson猜想的求解思路,本文是从刘聪文教授的思想中得到启发,进而研究双调和函数的Khavinson猜想.第三章双调和函数的Poisson核,通过双调和函数与双解析函数之间的联系,借助调和函数边值条件的定理和定义,计算出双调和函数Poisson核的积分表达式.第四章双调和函数的Khavinson猜想,给出了化简后双调和函数的函数表达式,通过对原函数的图像进行观察以及计算其二阶导大于零,证明该函数是凸函数,最终得出结论其存在最优值,满足Khavinson猜想.第五章验证,对上述研究过程进行检验,利用Maple通过对自变量取值范围的缩小,对最低点再次进行逼近,进一步观察精确后的图像.以及对特殊点求值,更加验证了该研究结果的正确性.

关键词：双调和函数 Khavinson猜想双解析函数 Poisson核凸函数

基于变分模态分解的采空区“三带”微震信号能量衰减规律

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岩土力学 2024年第4期45卷 991-1002页

作者：贾宝新郑克楠周琳力辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学辽宁省矿山沉陷灾害防治重点实验室辽宁阜新123000

为探明微震信号能量在采空区“三带”结构中的衰减规律,拟开展采空区覆岩相似模型试验,采集人工激发微震波经由采空区结构传播的微震信号,通过变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)处理微震信号,获取各频率下模态分量。针... 详细信息

为探明微震信号能量在采空区“三带”结构中的衰减规律,拟开展采空区覆岩相似模型试验,采集人工激发微震波经由采空区结构传播的微震信号,通过变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)处理微震信号,获取各频率下模态分量。针对采空区微震信号在VMD下各模态分量中心频率与能量之间的关系展开分析。根据中心频率法确定微震信号最佳模态数量,并计算微震信号欠分解状态、最佳分解状态、过分解状态下各分量能量;对各震源下信号最佳分解状态时各模态分量能量与中心频率分布关系进行拟合,分析在“三带”结构中,微震信号不同传播状态下各结构层对信号能量影响作用。研究结果表明:(1)在VMD过程中,人工激发震动信号有效模态数量在6~11范围内,微震信号能量随模态数量变化明显。(2)采用幂函数可实现对微震信号模态能量与频率关系的拟合,且拟合状态良好(决定系数大于0.9),其中低频模态分量包含能量占信号总能量近50%;采用高斯函数可以拟合震源各分量能量在频域上的分布表现,拟合状态较好,且表现出高斯单峰特征。(3)微震信号穿越采空区“三带”结构,微震信号能量随震源位置与传感器距离增加而减小,同时信号能量随震源位置到达传感器穿越岩层数量增加而减小,信号能量在经由垮落带时,能量变化明显,相较于裂隙带和弯曲下沉带,垮落带对信号能量衰减作用明显。

关键词：变分模态分解(VMD) 微震信号信号频率特征信号能量衰减采空区“三带”结构

含金属簇绒结构CFRP层合板雷击烧蚀防护性能模拟

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西北工业大学学报 2024年第4期42卷 606-615页

作者：贾宝惠杨霄单泽众肖海建任鹏中国民航大学航空工程学院天津300300

簇绒技术具有灵活性高、经济性高等优点,研究发现金属簇绒结构能显著改善碳纤维复合材料的机械性能和电气性能。为探究含新型雷击防护金属簇绒结构CFRP(carbon fiber reinforced polymer)层合板在雷击过程中损伤特性,建立不同结构参数... 详细信息

簇绒技术具有灵活性高、经济性高等优点,研究发现金属簇绒结构能显著改善碳纤维复合材料的机械性能和电气性能。为探究含新型雷击防护金属簇绒结构CFRP(carbon fiber reinforced polymer)层合板在雷击过程中损伤特性,建立不同结构参数下含金属簇绒结构CFRP层合板电-热耦合模型,通过与实验结果对比分析发现,仿真模型的损伤样貌、损伤区域及损伤扩展趋势与实验相吻合,证明了模型的有效性。研究结果表明:含金属簇绒结构CFRP层合板的烧蚀表面积降低至基准件的8.06%;金属丝间距对高电势区域面积和区域形状有影响,金属丝间距对雷击烧蚀面积影响最大。

关键词：雷击防护金属簇绒结构烧蚀损伤热电耦合

磷脂基微乳液的制备及其负载白藜芦醇的性能研究

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日用化学工业（中英文） 2024年第10期54卷 1191-1200页

作者：贾宝通常宽江南大学化学与材料工程学院江苏无锡214122

以2∶1的比例,将大豆磷脂和烷基糖苷羟丙基磺酸钠复配作为乳化剂制备O/W微乳液。通过拟三元相图法确定了最优配方:助表面活性剂为1,2-己二醇,油相为己二酸二丁酯,复配表面活性剂与助表面活性剂的质量比Km为1∶2,己二酸二丁酯在体系中的... 详细信息

以2∶1的比例,将大豆磷脂和烷基糖苷羟丙基磺酸钠复配作为乳化剂制备O/W微乳液。通过拟三元相图法确定了最优配方:助表面活性剂为1,2-己二醇,油相为己二酸二丁酯,复配表面活性剂与助表面活性剂的质量比Km为1∶2,己二酸二丁酯在体系中的质量分数为8.00%,水添加量为60.00%,水中无机盐的浓度为0.1 mol/L。透射式电子显微镜显示该微乳液为球形,油滴均匀分布,粒径为15~25 nm。该体系对于白藜芦醇的最大负载量为(11.55±0.14)mg/mL,显示出良好的增溶效果。在1.00%白藜芦醇负载量下,微乳液展示出良好的稳定化效果,50℃保存28 d后的保留率为77.13%±0.51%,比未包裹的提升19.21%;在365 nm的紫外光照下保存32 h后的保留率为57.21%±0.32%,比未包裹的提升20.72%。白藜芦醇在该体系中24 h的经皮渗透量可达(461.12±35.01)μg/Cm^(2),对难溶性的多酚类化合物有着良好的促渗效果。

关键词：表面活性剂微乳液磷脂拟三元相图白藜芦醇稳定性

湿热环境下端径比对复合材料螺栓连接结构静力拉伸失效的影响

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材料导报 2024年第5期38卷 242-248页

作者：贾宝惠任鹏宋挺崔开心肖海建中国民航大学交通科学与工程学院天津300300 中国民航大学航空工程学院天津300300 中国民航大学安全科学与工程学院天津300300

为研究湿热环境下复合材料螺栓连接结构的静力拉伸性能,通过对七种不同端径比的T300碳纤维复合材料单钉单剪螺栓连接结构进行静力拉伸试验,得到不同端径比的连接结构在25℃干态(RTD)和70℃平衡吸湿(ETW)环境下极限失效载荷和破坏强度的... 详细信息

为研究湿热环境下复合材料螺栓连接结构的静力拉伸性能,通过对七种不同端径比的T300碳纤维复合材料单钉单剪螺栓连接结构进行静力拉伸试验,得到不同端径比的连接结构在25℃干态(RTD)和70℃平衡吸湿(ETW)环境下极限失效载荷和破坏强度的变化规律,揭示了接头的破坏模式;建立复合材料单钉单剪螺栓连接有限元模型,对比不同端径比的连接结构试验的极限失效载荷,得到最优端径比为3;研究了湿热环境下最优端径比的连接结构不同铺层的损伤形式。结果表明,端径比从1增大到3时,RTD和ETW环境下连接结构的极限失效载荷分别增加了1.1倍和1倍,破坏强度均增加了1倍,当端径比从3增大到4时,RTD和ETW环境下极限失效载荷分别降低了6.56%和9.08%,破坏强度分别降低了6.83%和9.35%;在最优端径比下,与RTD环境下相比,ETW环境下连接结构的极限失效载荷和破坏强度分别下降了9.25%和9.52%,并且层合板孔周的压缩损伤更严重,存在更明显的纤维束拔起及纤维碎裂。

关键词：复合材料湿热环境端径比螺栓连接单钉单剪静力拉伸

云南洱海炭屑记录揭示的近千年来古火演化历史

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第四纪研究 2024年第1期44卷 158-173页

作者：贾宝岩肖霞云迟长婷中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室江苏南京210008 中国科学院大学北京100049

中国云南地区是森林火灾多发的典型区域,了解该地区近千年来古火灾的演化历史及其驱动机制对于未来区域森林火灾的防护与治理以及生物多样性的保护具有重要的科学意义。本研究以滇西北地区洱海湖泊的3个沉积岩芯(EHB1岩芯,58.5 cm;EHN1... 详细信息

中国云南地区是森林火灾多发的典型区域,了解该地区近千年来古火灾的演化历史及其驱动机制对于未来区域森林火灾的防护与治理以及生物多样性的保护具有重要的科学意义。本研究以滇西北地区洱海湖泊的3个沉积岩芯(EHB1岩芯,58.5 cm;EHN1岩芯,78.5 cm;EHB2岩芯,80 cm)为研究对象,通过对沉积物中高分辨率炭屑记录的分析,基于^(210)Pb/^(137)Cs和加速器质谱法(AMS)^(14)C测年技术建立的年代序列,重建了洱海地区近千年来的古火演化历史。研究结果表明,基于洱海湖泊沉积岩芯上部大炭屑指标重建的火事件与现代森林火灾记载资料的对比,确定了大炭屑指标反映湖泊周围约10 km范围即大理市的古火活动情况,验证了炭屑记录在重建古火灾活动方面的可靠性。古火历史的重建结果显示近千年来洱海地区共发生20次火事件,其主要集中在1200~1350 A.D.期间和1540~2000 A.D.期间;近千年来,洱海地区古火活动的强度整体上呈现先降后升的趋势,其中火事件的发生频率及其强度在近100年均达到千年来的最高值,分别对应10次/300年和652.4粒/cm~2/peak。炭屑记录和古火活动与区域高分辨率气候记录、植被状况以及人口历史资料的相关分析、冗余分析(RDA)和对比分析结果表明,大理州人口变化是洱海地区近千年来古火活动最重要的驱动因子,其次为区域降雨量和植被类型,温度和植物量则对区域古火活动的影响较小。

关键词：炭屑火历史气候变化人类活动湖泊沉积滇西北

断层倾角对声发射信号传播规律影响的试验研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：贾宝新李宝周琳力陈浩辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁省矿山沉陷灾害防治重点实验室

因存在断层和岩层间层理面等不连续界面，天然岩体并非均匀连续介质，声发射信号经过断层和层理面时传播规律必然会发生改变，因此研究断层中声发射信号的传播规律成为岩石力学的重点课题之一。基于惠更斯原理对含断层的非均匀介质条件... 详细信息

因存在断层和岩层间层理面等不连续界面，天然岩体并非均匀连续介质，声发射信号经过断层和层理面时传播规律必然会发生改变，因此研究断层中声发射信号的传播规律成为岩石力学的重点课题之一。基于惠更斯原理对含断层的非均匀介质条件下的波面方程进行推导，并通过室内相似模拟模型试验制作45°、60°、75°以及其他类型断层试件，结合超声波测速仪和DS5-16B全信息声发射信号分析仪对跨断层的声发射信号进行监测和记录，采用非线性拟合和Matlab软件数值计算的方式，研究不同倾角的断层、层理面数量对声发射信号传播速度以及信号特征的影响。研究结果表明：声发射信号的传播速度随着断层倾角的增大逐渐增加，传播速度与断层倾角呈正相关，断层倾角越大信号传播速度越快，信号穿过断层后传播速度会发生衰减，断层倾角越大速度衰减比例越小，层理面会使传播速度发生衰减，单个层理面对速度的影响较小，两个层理面对速度的影响较大；断层会使信号的最大幅值减小，主频率降低，频率区间向低频方向移动，断层倾角越大，最大幅值、主频率、频率区间越大。一个层理面对信号的影响较小，与无层理面的信号时频特征基本相同，两个层理面对信号的影响较大，会使信号的最大幅值、主频、频率区间有较大幅度的减小；断层的存在会导致声发射信号的瞬时能量发生巨大衰减，倾角越小衰减越为严重。研究成果可为射线理论下波速模型的建立提供理论依据。

关键词：断层倾角层理面传播速度能量

湿热环境下复合材料含孔层合板静力拉伸性能及工程估算模型

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高分子材料科学与工程 2024年第2期40卷 101-114页

作者：贾宝惠任鹏宋挺卢翔熊亿杰杨霄中国民航大学交通科学与工程学院天津300300 中国民航大学航空工程学院天津300300

湿热环境下的复合材料结构件力学性能预测对其工程应用具有重要意义。文中针对复合材料层合板静力拉伸性能和强度预测问题,开展6种湿热环境下复合材料含孔层合板的静力拉伸试验,分析其结构失效响应及损伤表征。基于应力场强法建立湿热... 详细信息

湿热环境下的复合材料结构件力学性能预测对其工程应用具有重要意义。文中针对复合材料层合板静力拉伸性能和强度预测问题,开展6种湿热环境下复合材料含孔层合板的静力拉伸试验,分析其结构失效响应及损伤表征。基于应力场强法建立湿热环境下复合材料含孔层合板工程估算模型,与有限元渐进损伤模型和试验结果进行对比,分析了湿热环境对含孔层合板力学性能和拉伸失效的影响。结果表明,工程估算模型预测结果与有限元及试验结果误差范围较小,可用于预测温度和吸湿率对含孔层合板拉伸失效强度的影响;相比于室温干态,75℃吸湿饱和态下试件拉伸失效强度下降了6.1%;25℃干态和75℃吸湿饱和态下含孔层合板0°铺层出现最为严重的纤维拉伸失效,90°铺层出现最为严重的基体拉伸失效,纤维拉伸失效和基体拉伸失效为层合板主要破坏模式;通过扫描电镜对75℃吸湿饱和态下层合板厚度方向微观形貌进行分析,发现试件0°方向纤维与树脂的脱粘程度加重且出现明显的裂痕,90°方向纤维分布较为齐整,但黏附的树脂较少。

关键词：复合材料湿热环境层合板力学性能工程估算模型