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硅纳米结构阵列:光热CO_(2)催化的新兴平台

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物理化学学报 2024年第1期40卷 20-21页

作者：张城城吴之怡沈家辉何乐孙威浙江大学硅材料重点实验室材料科学与工程学院杭州310027 苏州大学功能纳米与软物质研究院江苏省先进负碳技术重点实验室江苏苏州215123

人口的快速增长和高能源需求产业造成了严重的环境问题。太阳能等替代性的清洁能源对于缓解能源危机和温室效应至关重要。光催化是一种很有前途的方法,但它在转化率、效率和规模化方面存在局限性。光热催化则结合了光化学和光热效应,是... 详细信息

人口的快速增长和高能源需求产业造成了严重的环境问题。太阳能等替代性的清洁能源对于缓解能源危机和温室效应至关重要。光催化是一种很有前途的方法,但它在转化率、效率和规模化方面存在局限性。光热催化则结合了光化学和光热效应,是在温和条件下有效催化化学反应的新概念。近年来,与传统的光热催化剂相比,硅纳米结构阵列在光热CO_(2)还原反应中表现出独特的催化性能优势。作为一种平台,它表现出优异的光收集能力、高比表面积以及多样化的材料复合选择。本文综述了光热催化CO_(2)转化的概念和原理,硅纳米结构阵列的功能,以及利用硅纳米结构阵列在光热催化CO_(2)转化方面的最新进展,最终将为高性能纳米结构阵列光热CO_(2)催化剂的发展方向提供指导。

关键词：光热催化硅纳米结构阵列 CO_(2)转化太阳能燃料

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基于Biomod2组合模型对入侵害虫杏鬃球蚧的潜在适生区预测

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林业科学研究 2024年第4期37卷 136-147页

作者：郭发城马贵龙高桂珍新疆农业大学林学与风景园林学院新疆乌鲁木齐830052

[目的]杏鬃球蚧作为新入侵新疆野果林的多食性害虫,具备繁殖速度快、繁殖量大和扩散迅猛等特征,凸显其在生态系统中具备显著的生态适应性和竞争优势。其不仅对野杏危害严重,还对野果林及当地果园的生态环境和生物多样性造成重大威胁。... 详细信息

[目的]杏鬃球蚧作为新入侵新疆野果林的多食性害虫,具备繁殖速度快、繁殖量大和扩散迅猛等特征,凸显其在生态系统中具备显著的生态适应性和竞争优势。其不仅对野杏危害严重,还对野果林及当地果园的生态环境和生物多样性造成重大威胁。通过建立并比较不同类型影响因素下的物种分布模型获得杏鬃球蚧更准确的适生区分布。[方法]通过R语言Biomod2包集成建立物种分布模型(SDM),分别对仅基于气候因素和基于寄主和气候因素两种模式下的杏鬃球蚧分布格局进行预测,以期为入侵害虫制定综合防控策略提供理论依据。[结果]添加生物变量后的生态位结果与实际分布结果相符,剔除了仅基于气候因素下杏鬃球蚧在沙漠地区的扩张范围,避免了预测结果基础生态位比实际生态位大的问题,预测结果准确率更高,因此选用添加寄主因素的预测结果用于分析。在添加寄主因素后当前总适生区面积15.06×10^(5)km^(2),主要分布在与哈萨克斯坦交界处、天山北脉博罗科努山北麓和伊犁河谷等地;在2090s时期SSP5-85情景下总适生面积达到最大45.31×10^(5)km^(2)。在未来不同的气候情景下,杏鬃球蚧的总适生区均呈不同幅度的扩张趋势,在伊犁哈萨克自治州、博尔塔拉蒙古自治州、昌吉回族自治州、阿勒泰地区等地适生性显著提高。[结论]本研究构建的7种单一模型的组合模型,其AUC平均值达到0.97,TSS平均值达到0.88,预测准确度高;在添加寄主因素后适生区与实际更吻合,结果较仅添加气候因子更为可靠;预测结果为杏鬃球蚧在新疆的预警、监控和防治提供科学参考。

关键词：生物入侵杏鬃球蚧潜在分布生物变量气候变化

基于中低频阻抗谱的锂离子电池容量快速估计方法

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中国公路学报 2024年第2期37卷 293-303页

作者：孙丙香庞俊峰苏晓佳付大伟付智城北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心北京100044 北京空间飞行器总体设计部北京100094

针对批量电动汽车退役电池的梯次利用,电池评估专用设备的技术研发面临迫切需求,但评估软件的算法策略开发难度大。兼顾快速性与准确性的阻抗谱方法在专用设备实现中具有良好的可行性。因此选择测试时间短且对采样频率要求低的中低频阻... 详细信息

针对批量电动汽车退役电池的梯次利用,电池评估专用设备的技术研发面临迫切需求,但评估软件的算法策略开发难度大。兼顾快速性与准确性的阻抗谱方法在专用设备实现中具有良好的可行性。因此选择测试时间短且对采样频率要求低的中低频阻抗谱,在硬件实现中既节约了高频采样成本,又避免了低频正弦难以精准实现的难题。通过拟合电荷转移阻抗特征圆,提取顶点虚部、拐点虚部、圆心横坐标、圆与实轴的交点及其模态分解残值5个健康特征,运用皮尔逊相关系数验证健康特征与容量的相关性,利用高斯过程回归指数模型进行模型训练并验证,实现了锂离子电池容量的快速估计。首先应用实验室测试数据进行方法验证,试验值均在估计值的95%置信区间内;然后应用公开数据集进一步验证,该方法建立估计模型决定系数R2为0.92,估计结果的均方根误差为0.490 8,平均绝对百分比误差为1.343 1%。此外,分别选取减少阻抗谱拟合圆数据点、选取中低频阻抗谱顶点和拐点阻抗、提取实轴以上全频段固定频率点阻抗3种方法,对比验证了所提方法的精度优势和有效性。结果表明:通过拟合特征圆提取关键参数,融合拐点和顶点特征,在保证较高精度的条件下,能够实现电池容量的快速估计。

关键词：汽车工程容量快速估计中低频电化学阻抗谱锂离子电池高斯过程回归弛豫时间分布

基于改进多智能体PPO的多无人机协同探索方法

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电光与控制 2024年第1期31卷 51-56页

作者：安城安周思达云南民族大学电气信息工程学院昆明650000

采用多无人机对未知环境进行探索,可以提高探索任务的鲁棒性和执行效率。不同于启发式方法,多智能体深度强化学习方法可以省去人为制定规则的过程,将无人机作为智能体,通过与环境互动,自主习得更加有效的“规则”。搭建了多无人机多线... 详细信息

采用多无人机对未知环境进行探索,可以提高探索任务的鲁棒性和执行效率。不同于启发式方法,多智能体深度强化学习方法可以省去人为制定规则的过程,将无人机作为智能体,通过与环境互动,自主习得更加有效的“规则”。搭建了多无人机多线程仿真环境,为多无人机协同训练提供环境,提出一种适应多线程环境的结合长短时循环神经网络(记忆)的共享多智能体近端策略优化(LSTM-MAPPO)方法,并在合作型LSTM-MAPPO方法的基础上增加了全局边界信息以增大每幕探索面积。数值实验结果表明:与现有的多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG)方法相比,所提方法在训练后期连续动作下也能稳定收敛;相较于现有的LSTM-MAPPO方法,其最终获得的奖励稳定高于5000;对3种不同的仿真地图,训练完的网络在测试时能实现70%以上的稳定探索面积。

关键词：多无人机协同多智能体深度强化学习未知环境探索航迹规划多线程技术长短时循环神经网络

离散Boltzmann方程的求解:基于有限体积法

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物理学报 2024年第11期73卷 70-79页

作者：孙佳坤林传栋苏咸利谭志城陈亚楼明平剑中山大学中法核工程与技术学院珠海519082 清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 新加坡国立大学机械工程系新加坡119260

近十年来,离散Boltzmann方法在复杂非平衡流体系统领域的应用取得了显著的进展,这种方法已逐步成为描述和预测流体系统行为的重要手段.该方法的控制方程是一套简单统一的离散Boltzmann方程,其离散格式的选取对于数值模拟的计算精度和稳... 详细信息

近十年来,离散Boltzmann方法在复杂非平衡流体系统领域的应用取得了显著的进展,这种方法已逐步成为描述和预测流体系统行为的重要手段.该方法的控制方程是一套简单统一的离散Boltzmann方程,其离散格式的选取对于数值模拟的计算精度和稳定性有着直接影响.为了提高数值模拟的可靠性,本文引入有限体积法用于求解离散Boltzmann方程.有限体积法是一种常用的数值计算方法,具有守恒性强、精度高等特点,可用于有效处理高速可压缩流体的数值计算问题.本文采用MUSCL格式进行重构,并引入了通量限制器以提高数值计算的稳定性.最后,对基于有限体积的离散Boltzmann方法进行了验证,数值算例包括冲击波、Lax激波管以及声波.结果表明,该方法能够准确刻画冲击波、稀疏波、声波,以及物质界面的演化,同时确保系统的质量、动量和能量守恒,还可以准确测量流体系统的流体力学和热力学非平衡效应.

关键词：离散Boltzmann方法有限体积法非平衡效应可压缩流

栓钉型弧形双钢板混凝土组合板的抗爆性能试验与数值分析

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高压物理学报 2024年第2期38卷 112-127页

作者：陈英杰罗成赵春风何凯城新疆农业大学水利与土木工程学院新疆乌鲁木齐830052 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

弧形双钢板混凝土组合结构由钢板、混凝土与连接件协同作用,具有更优异的抗震和抗爆性能,被应用于超高层结构、海洋平台和核电设施中。利用试验和数值分析方法研究了栓钉型弧形双钢板混凝土组合结构的破坏模式和损伤机理,参数化分析了... 详细信息

弧形双钢板混凝土组合结构由钢板、混凝土与连接件协同作用,具有更优异的抗震和抗爆性能,被应用于超高层结构、海洋平台和核电设施中。利用试验和数值分析方法研究了栓钉型弧形双钢板混凝土组合结构的破坏模式和损伤机理,参数化分析了爆炸距离、钢板厚度、拱高和栓钉间距对其抗爆性能的影响。结果表明:在爆炸荷载下,栓钉型弧形双钢板混凝土组合板整体表现良好,仍具有较高的承载能力。增加爆炸距离和钢板厚度能有效减小混凝土的损伤和组合板的跨中挠度;减小拱高,混凝土损伤区域从以压缩破坏为主逐渐转换为以拉伸破坏为主,混凝土损伤更严重,组合板跨中挠度变大;减小栓钉间距会增大混凝土塑性损伤程度,但组合板的跨中挠度减小。研究结果可为弧形双钢板混凝土组合结构的设计提供参考。

关键词：爆炸荷载栓钉型弧形双钢板混凝土组合板抗爆性能参数分析

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一种基于离散时域模型的单相PWM整流器控制参数多目标优化设计方法

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电工技术学报 2024年第1期39卷 206-216页

作者：晏益朋余城洋熊露婧罗全明胡书昌输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044 美的集团中央研究院佛山528000

单相PWM整流器一般采用电压外环比例积分、电流内环比例谐振的双闭环控制方法,在实现交流侧高功率因数的同时稳定直流侧输出电压,因此受到国内外学者的广泛研究。然而,在内外环控制参数设计阶段,传统设计方法一般根据经验选取控制参数,... 详细信息

单相PWM整流器一般采用电压外环比例积分、电流内环比例谐振的双闭环控制方法,在实现交流侧高功率因数的同时稳定直流侧输出电压,因此受到国内外学者的广泛研究。然而,在内外环控制参数设计阶段,传统设计方法一般根据经验选取控制参数,参数选取范围较大,且无法量化评估控制参数的时域控制效果,导致参数优化整定困难。为此,该文提出一种基于离散时域模型的内外环控制参数多目标优化设计方法。首先,采用传统设计方法确定电压外环比例、积分控制参数以及电流内环比例、谐振控制参数的安全设计空间;然后,基于离散时域模型将安全设计空间正映射至控制参数的时域性能空间,实现电流内环控制参数对交流侧功率因数以及电压外环控制参数对直流侧电压超调量的量化评估。在此基础上,通过进一步约束性能目标得到性能优化设计空间,考虑内外环控制参数的耦合效应,对内外环性能优化设计空间进行重新组合,再将其映射至性能空间,得到内外环控制目标帕累托最优前沿下的最优设计空间,从中选取内外环控制参数的优化设计点,在典型工况下实验测得的交流侧功率因数为0.981 26,直流输出电压超调量绝对值为1.37%,证明了所提优化设计方法的正确性。

关键词： PWM整流器离散时域模型控制器参数多目标优化动态性能优化

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黄土高原林区植被变化对水沙演变的影响——以仕望川流域为例

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水土保持研究 2024年第3期31卷 42-48页

作者：艾旭城高鹏穆兴民范馨逸西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

[目的]研究林区植被变化对水沙演变的影响,可以为黄河流域生态环境建设政策的制定与调整提供科学依据。[方法]基于仕望川流域控制水文站大村站1959—2018年的径流量与输沙量数据以及流域内的降水数据,分析了其60年水文变化特征。结合198... 详细信息

[目的]研究林区植被变化对水沙演变的影响,可以为黄河流域生态环境建设政策的制定与调整提供科学依据。[方法]基于仕望川流域控制水文站大村站1959—2018年的径流量与输沙量数据以及流域内的降水数据,分析了其60年水文变化特征。结合1985—2018年的NDVI数据以及五期土地利用数据,分析讨论了流域水沙变化的植被下垫面驱动效应。[结果]仕望川流域近60年来的径流量和输沙量呈显著减少的趋势(p<0.01),突变年分别在1988年和1983年,而流域内土地利用情况和降水在60年间并无明显的变化趋势,流域内生长季NDVI在2000年前变化不明显,但在2000年后有显著提升趋势。[结论]2000年以前,各种水土保持治理措施的实施是流域径流量与输沙量减少的主要原因;进入21世纪后,流域内植被质量的提升使径流量与输沙量进一步减少。

关键词：仕望川流域径流量输沙量 NDVI 植被变化

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夜间动物目标的被动式快速监测方法

中国测试 2024年

作者：石志城卢汉沈晨崔博伦王驰北京空间机电研究所上海大学机电工程与自动化学院

针对夜间暗环境下夜行动物目标监测所面临的照度低、对光线敏感和目标活动易产生拖影等问题，研究了夜间暗环境动物目标的被动式快速监测方法。利用被动式微光夜视相机对动物目标进行成像监测，避免了补光对夜行动物产生惊扰；利用短曝... 详细信息

针对夜间暗环境下夜行动物目标监测所面临的照度低、对光线敏感和目标活动易产生拖影等问题，研究了夜间暗环境动物目标的被动式快速监测方法。利用被动式微光夜视相机对动物目标进行成像监测，避免了补光对夜行动物产生惊扰；利用短曝光和低光增强算法Zero-Denoise解决了运动物体拖影和图像亮度低的问题，进而对增强后的图像进行了目标识别和跟踪。实验结果显示，Zero-Denoise网络能有效提升了夜间动物图像观测的质量，在给定试验条件下使目标检测算法精度提升了6.8%，速度达到32帧/s。因此，这种结合微光夜视相机与低光增强算法Zero-Denoise的监测方法，适用于夜间暗环境动物目标的被动式快速监测。

关键词：夜间动物监测低光增强微光夜视