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深度学习在多因子数据驱动臭氧时空预测中的应用

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深度学习在多因子数据驱动臭氧时空预测中的应用

作者：郑灿举齐鲁工业大学

学位级别：硕士

自2013年起,中国政府实施了一系列清洁空气行动,有效地控制了颗粒物污染。根据《中国生态环境状况公报》,2017年至2022年全国PM年平均浓度分别为43μg/m、39μg/m、36μg/m、33μg/m、30μg/m、29μg/m,呈逐年下降的趋势。2017年至2022... 详细信息

自2013年起,中国政府实施了一系列清洁空气行动,有效地控制了颗粒物污染。根据《中国生态环境状况公报》,2017年至2022年全国PM年平均浓度分别为43μg/m、39μg/m、36μg/m、33μg/m、30μg/m、29μg/m,呈逐年下降的趋势。2017年至2022年全国臭氧年平均浓度居高不下,分别为149μg/m、151μg/m、148μg/m、138μg/m、137μg/m、145μg/m,已成为我国最严重的大气污染物之一。然而,当前臭氧监测体系不完善、形成机制不清楚、多因子驱动,为臭氧浓度预测带来了挑战。在这一背景下,深度学习模型等数据驱动方法以其计算速度快、预测准确度高、可提取多维数据中的复杂非线性特征且易于实施的特点,在污染物浓度预测领域得到了广泛应用。但是,深度学习模型的黑盒特性也导致其预测结果的原因和依据难以解释,从而影响了模型的可信度。因此,如何实现高效准确、可解释的臭氧浓度时空预测,成为当前大气环境治理领域亟待解决的难点问题之一。针对这些难点,本文从臭氧自身特点、驱动因子、模型、可解释性等多个角度出发,构建了基于深度学习的时空序列预测模型——MRD-O3former,即多通道Earthformer模型,以高效准确地预测中国短期每小时地表臭氧浓度,并通过因子消融实验和PI系数尝试量化驱动因子的贡献。本文的主要工作和取得成果如下:（1）受制于臭氧前体物质NO和VOC观测体系不完善,且形成机制不明确,传统数值模型预测O浓度的偏差不容忽视。本文假设臭氧的来源与常规污染物相似,选用常规污染物作为臭氧来源的替代因子,基于多通道Earthformer模型建立了仅由多项气象因子、多常规观测数据（Multi-Routine Data）驱动即可准确高效预测短期臭氧浓度的MRD-O3former模型。结果显示,模型预测值与真实值之间呈现出良好的时空一致性,相关系数高达0.93至0.95。（2）通过多因子消融实验和PI系数,量化并交叉印证了各驱动因子的贡献。实验显示,历史时刻臭氧浓度对短期臭氧预报的贡献最大,其次是风速（u,v）,温度、气压、相对湿度、太阳紫外辐射、常规空气污染物等依次具有较高贡献。（3）模型在O污染严重地区存在低估现象,以京津冀为例尝试建立小区域模型改进这一问题。同时本文发现小区域模型在京津冀地区具有良好的适用性,该模型可用于区域或城市尺度的臭氧污染预测和管理。然后以城乡为例,通过分别扰动城乡区域获得的PI系数,可用于区分城乡影响短期臭氧浓度驱动因子的不同贡献,相关技术可用于研究其它社会经济活动与臭氧的关系。

关键词：多因子数据驱动臭氧浓度时空预测

高地应力隧道掌子面近区支护结构变形特征研究

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高地应力隧道掌子面近区支护结构变形特征研究

作者：彭举石家庄铁道大学

学位级别：硕士

激光粉末床（LPBF）增材制造CuCrZr合金成形及组织性能研究

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激光粉末床（LPBF）增材制造CuCrZr合金成形及组织性能研究

作者：范宏举山东建筑大学

学位级别：硕士

基于PtAu阳极催化剂的柔性生物燃料电池的性能研究

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化学学报 2024年第10期 1022-1030页

作者：许廷强青岛大学生命科学学院化学生物学与生物传感研究所

葡萄糖生物燃料电池（GFC）是一种能够将葡萄糖燃料中的化学能转换为电能的装置,在自供电可穿戴医疗设备领域有着广泛的应用.本工作采用一种简单的超声辅助法制备了PtAu纳米颗粒催化剂,在中性环境下作为柔性GFC的阳极催化剂用于催化葡萄... 详细信息

葡萄糖生物燃料电池（GFC）是一种能够将葡萄糖燃料中的化学能转换为电能的装置,在自供电可穿戴医疗设备领域有着广泛的应用.本工作采用一种简单的超声辅助法制备了PtAu纳米颗粒催化剂,在中性环境下作为柔性GFC的阳极催化剂用于催化葡萄糖.PtAu催化剂对葡萄糖催化具有较高的活性和稳定性.此外,本工作还引入了消耗性固态二氧化锰（MnO2）电极替代O2还原阴极,避免溶液中低氧溶解度和缓慢的O2还原动力学等问题.通过采用PtAu催化剂修饰的碳布（PtAu/CC）阳极和MnO2/CC阴极制备的无膜柔性GFC的最大功率密度(Pmax)为22.61 μW·cm-2,开路电压(EOCV)为0.439 V,这为可穿戴设备领域的研究提供了新思路.

关键词： PtAu催化剂固态二氧化锰电极柔性葡萄糖生物燃料电池葡萄糖电催化氧化

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调节性T细胞与组织修复再生

中华细胞与干细胞杂志（电子版） 2024年第1期14卷 51-55页

作者：赵敏廷张郭孙家明华中科技大学同济医学院附属协和医院整形外科武汉430022

组织损伤后的免疫反应是决定其修复再生成功与否的关键。通过生物材料和药物输送系统调控免疫反应以实现组织修复再生,逐渐成为组织工程与再生医学的新兴策略。因此,了解免疫系统各个组分在组织修复再生过程中的确切功能对于设计高效的... 详细信息

组织损伤后的免疫反应是决定其修复再生成功与否的关键。通过生物材料和药物输送系统调控免疫反应以实现组织修复再生,逐渐成为组织工程与再生医学的新兴策略。因此,了解免疫系统各个组分在组织修复再生过程中的确切功能对于设计高效的再生策略至关重要。其中,适应性免疫系统,尤其是调节性T细胞(Tregs),已被证实可促进各种组织器官的修复与再生。本综述概述了Tregs参与组织修复和再生的基本免疫机制,并总结在皮肤和心肌等多种组织器官修复再生中的积极作用,同时介绍了Tregs在组织工程与再生医学中的实际应用。

关键词：调节性T细胞适应性免疫组织再生再生医学

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基于云模型的起重机安全绿色评价方法

基于云模型的起重机安全绿色评价方法

作者：李度举太原科技大学

学位级别：硕士

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基于端壁L形凹槽的扩压叶栅角区分离控制

航空学报 2024年第10期45卷 82-110页

作者：王博吴艳辉黄令举王子胥西北工业大学动力与能源学院西安710129 陕西省航空发动机内流动力学重点实验室西安710129

为了解决用于控制压气机角区分离的旋涡发生器技术存在的不足,以高速扩压叶栅为研究对象,深入探究了利用端壁L形凹槽结构产生的流向涡抑制压气机角区分离的流动控制策略。首先,通过引入标准造型空间和函数叠合思想,为端壁L形凹槽结构发... 详细信息

为了解决用于控制压气机角区分离的旋涡发生器技术存在的不足,以高速扩压叶栅为研究对象,深入探究了利用端壁L形凹槽结构产生的流向涡抑制压气机角区分离的流动控制策略。首先,通过引入标准造型空间和函数叠合思想,为端壁L形凹槽结构发展了一种便捷且通用的参数化建模方法,并基于该方法开展了端壁L形凹槽的优化设计。通过比较原型叶栅和最优方案的流场仿真结果发现:端壁L形凹槽可以通过其产生的槽道分离涡来有效阻挡横向二次流,切断端壁低能流体向角区的供应,从而显著缓解角区反流、阻止角区分离伴生旋涡的形成,能够在宽广的攻角范围内显著改善叶栅的气动性能。对比不同Pareto最优方案的计算结果发现:槽道分离涡的旋涡强度决定了凹槽对横向二次流的控制效果以及引入附加流动损失和堵塞效应的严重程度,这是影响流动控制效果的关键因素。然后,将基于Sobol指标法的灵敏度分析方法与控制变量法相结合分析了设计参数对端壁L形凹槽流动控制效果的影响。结果表明:凹槽切向位置、凹槽深度、上游凹槽宽度和上游凹槽长度对凹槽的流动控制效果影响较为显著;其中凹槽切向位置主要影响槽道分离涡距离吸力面角区的远近,而后三者则主要影响槽道分离涡的旋涡强度。最后,基于以上分析,总结了端壁L形凹槽的设计参数选取原则。

关键词：扩压叶栅角区分离端壁L形凹槽槽道分离涡设计参数

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习近平经济思想的道理学理哲理

党建 2024年第2期 23-26页

作者：李玉举习近平经济思想研究中心

习近平经济思想是习近平新时代中国特色社会主义思想的重要组成部分,对新时代我国经济发展的一系列重大问题作出开创性回答,为做好经济工作指明了正确方向、提供了根本遵循,指导推动我国经济社会发展取得历史性成就、发生历史性变革。

关键词：习近平经济思想习近平新时代中国特色社会主义思想历史性变革我国经济发展历史性成就我国经济社会根本遵循正确方向

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树脂涂层及海水浸泡对玄武岩纤维织物增强海水海砂混凝土力学性能的影响

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4211-4224页

作者：朱德举黄伟郭帅成湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

为了研究不同树脂(环氧树脂、呋喃树脂、乙烯基树脂)涂层及海水浸泡对玄武岩纤维织物增强海水海砂混凝土(BTR-SSC)力学性能的影响,采用万能试验机对各树脂涂层纤维束和海水浸泡不同时间下BTR-SSC试件进行静态拉伸试验,并通过拔出试验评... 详细信息

为了研究不同树脂(环氧树脂、呋喃树脂、乙烯基树脂)涂层及海水浸泡对玄武岩纤维织物增强海水海砂混凝土(BTR-SSC)力学性能的影响,采用万能试验机对各树脂涂层纤维束和海水浸泡不同时间下BTR-SSC试件进行静态拉伸试验,并通过拔出试验评估纤维-基体界面粘结性能。结合数字图像相关分析得到裂纹与应变分布,并采用扫描电镜分析损伤机制。通过界面粘结强度计算公式实现以裂纹分布和基体强度评估界面长期性能。结果表明:3种树脂对纤维束的增强效果显著且相近(32%左右),均可显著提升BTR-SSC力学性能,乙烯基树脂涂层表现最佳,抗拉性能和界面粘结性能分别提升77%和180%。海水浸泡下BTR-SSC试件力学性能明显劣化,未处理试件仅高温浸泡14天后便脆断,环氧树脂、呋喃树脂和乙烯基树脂涂层试件浸泡7天时相对未处理试件抗拉强度分别提升81%、48%和94%,浸泡28天时仍呈多裂缝开展,界面粘结性能分别损失64%、57%和55%。该成果将有助于提升BTR-SSC在海洋环境中长期性能并促进其在海工结构中的应用。

关键词：织物增强混凝土海水海砂混凝土表面处理海水浸泡力学性能

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