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纳米碳/铝复合材料强韧化研究现状及展望

中国材料进展 2024年第3期43卷 181-194,229页

作者：马凯刘振宇肖伯律马宗义中国科学院金属研究所师昌绪创新材料研究中心辽宁沈阳110016

以碳纳米管、石墨烯为代表的超高性能纳米碳,具有优越的力、热、电等综合性能,是复合材料的理想增强体,以纳米碳为强化相少量加入到铝中,有望开发出高强、高模、低热膨胀的复合材料,并使复合材料保持轻质、易加工等特性,在航空、航天、... 详细信息

以碳纳米管、石墨烯为代表的超高性能纳米碳,具有优越的力、热、电等综合性能,是复合材料的理想增强体,以纳米碳为强化相少量加入到铝中,有望开发出高强、高模、低热膨胀的复合材料,并使复合材料保持轻质、易加工等特性,在航空、航天、国防等领域具有重大的应用前景,因而以纳米碳/铝为代表的新一代铝基复合材料备受关注。然而,碳纳米管等纳米碳易团聚,与铝等大多数金属并不浸润,且容易分布在晶界上诱导显著的晶粒细化,使得复合材料的强韧性等关键性能指标提升困难,或者使强度提高的同时使塑韧性下降显著,限制了其工程应用潜力。综述近年来国内外研究者在纳米碳/铝复合材料强韧化方面的策略和方法,包括纳米碳分散、界面和构型调控等,以期推动新一代轻质高强纳米碳/铝复合材料的发展,支撑国家未来重大工程应用。

关键词：纳米碳/铝复合材料强韧化分散界面构型

“一带一路”议题全球舆论话语图景与中国应对--基于2013-2023年全球社交媒体平台X的大数据研究

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情报杂志 2024年第6期43卷 153-159页

作者：申楠苏怡丹马凯西安交通大学新闻与新媒体学院西安710049 西安交通大学电信学部西安710049

[研究目的]国际社交媒体反映全球民间舆论。通过分析X(原Twitter)平台上“一带一路”相关推文,了解国际舆论对该议题的态度和反应,以提出中国应对策略。[研究方法]基于数字媒体分析方法,对近十年的相关推文进行情感分析、主题分析和社... 详细信息

[研究目的]国际社交媒体反映全球民间舆论。通过分析X(原Twitter)平台上“一带一路”相关推文,了解国际舆论对该议题的态度和反应,以提出中国应对策略。[研究方法]基于数字媒体分析方法,对近十年的相关推文进行情感分析、主题分析和社会网络分析。[研究结论]发现X平台关于“一带一路”议题的舆情的三大现状,即;关注度高,受主要相关事件影响;情感波动显著,西方主流媒体叠加负面议题;中、英文推文场域相互溢出,中国主流媒体舆论引导力不足。基于此提出三个对策,即:强化舆情风险预测,提前制定应对方案;及时回应外部关切,强化沟通与危机管理;积极设置话题,强化舆论引导与议题塑造。

关键词： “一带一路” 社交媒体舆论情感分析主题挖掘社会网络分析

计及转化效率的电化学储能电站日运行策略研究

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太阳能学报 2024年第5期45卷 198-205页

作者：张浚坤雷二涛韩蓉李盈金莉马凯广东电网有限责任公司电力科学研究院广州510000 西安交通大学电气工程学院西安710049 特变电工衡阳变压器有限公司衡阳421000

电化学储能电站日运行效率和运行策略直接影响其经济性和调峰性能指标。首先,分析储能电池充放电过程,并建立基于日负荷曲线的效能转化模型,以适应单日运行条件的储能电站运行分析;然后,根据能耗模型给出一种储能电站充放电优化运行策略... 详细信息

电化学储能电站日运行效率和运行策略直接影响其经济性和调峰性能指标。首先,分析储能电池充放电过程,并建立基于日负荷曲线的效能转化模型,以适应单日运行条件的储能电站运行分析;然后,根据能耗模型给出一种储能电站充放电优化运行策略,并对经济效益和调峰性能展开分析,提出一种基于遗传算法的电化学储能电站多目标优化快速计算方法。最后,以南方某地区储能电站为例对所提优化策略进行验证,结果表明所提电化学储能电站的运行策略具有良好的技术经济性和调峰效果。

关键词：电池储能控制策略能量管理优化

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风作用下含磁流变阻尼器的拉索攀爬机器人动力学建模与分析

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中国科学：技术科学 2024年第2期54卷 351-364页

作者：马凯威王宁周洋如徐丰羽王兴松南京邮电大学自动化学院人工智能学院南京210023 江苏省物联网智能机器人工程研究中心南京210023 东南大学机械工程学院南京211189

为增强拉索攀爬机器人在不同风载环境下的适应能力,提出了一种机器人-拉索-风耦合系统的动力学建模与分析方法.首先,利用磁流变液体的固液转换特性,设计了具有输出力连续可调功能的阻尼器,并将其应用于拉索攀爬机器人.其次,分析拉索载荷... 详细信息

为增强拉索攀爬机器人在不同风载环境下的适应能力,提出了一种机器人-拉索-风耦合系统的动力学建模与分析方法.首先,利用磁流变液体的固液转换特性,设计了具有输出力连续可调功能的阻尼器,并将其应用于拉索攀爬机器人.其次,分析拉索载荷,建立了机器人-拉索-风耦合动力学模型.然后,通过有限元分析,获得阻尼器中磁流变液产生的阻尼力变化范围为0~153.45 N,与理论模型一致.同时,利用动力学模型的数值仿真得到了阻尼器的建议工作电流分别为0.1 A (3级风)和0.3 A (6级风).最后,为了验证以上理论,分别对阻尼器和拉索攀爬机器人进行了性能测试实验.结果表明,与理论值相比,该阻尼器实际输出力的平均相对误差不超过3.22%.将其安装到机器人上,可将速度波动范围降低83.7%,能显著提高机器人的爬升稳定性.

关键词：磁流变阻尼器拉索攀爬机器人机器人-拉索-风耦合动力学建模与分析爬升稳定性

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可拓语义下汉代铜镜纹样的创新设计研究

包装工程 2024年第12期45卷 395-403页

作者：孙远志马凯莹桂林理工大学广西桂林541006 中南大学长沙410000

目的挖掘汉代铜镜纹样文化性内涵及中国传统纹样再设计价值,并将之创新应用于现代产品包装设计中。方法首先,分析汉代铜镜纹样的社会属性和艺术属性,运用可拓语义分析的设计方法,提取纹样意向词汇并建构可拓表征模型,获得铜镜纹样文化... 详细信息

目的挖掘汉代铜镜纹样文化性内涵及中国传统纹样再设计价值,并将之创新应用于现代产品包装设计中。方法首先,分析汉代铜镜纹样的社会属性和艺术属性,运用可拓语义分析的设计方法,提取纹样意向词汇并建构可拓表征模型,获得铜镜纹样文化语义设计区间;其次,辅助图解思维,将词汇语义转换为图解语义,进行语义表达分析和量值获取;最后,形状文法代入图解获得新纹样,与铜镜单元纹样结合生成有辨识度和设计价值的新纹样因子,并展开新纹样因子在产品包装上的设计实践。结论可拓学相关理论可以将隐性知识转化为可显性表示和理性评价的文化基元,该方法为汉代铜镜纹样文化性内涵的内挖与外显提供可行路径,为中国传统纹样在现代产品包装设计领域中的再现提供一种延续性方法。

关键词：可拓语义图解思维形状文法汉代铜镜

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基于弹簧-磁流变阻尼器的拉索攀爬机器人减振机构及控制方法

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机械工程学报 2024年第8期60卷 384-395页

作者：徐丰羽马凯威宋巨龙范保杰武新军南京邮电大学自动化学院南京210023 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

拉索攀爬机器人在运行过程中受振动的影响,会出现打滑等爬升不稳定现象。为解决这一问题,首先,针对典型拉索攀爬机器人系统进行试验,分析振动环境下导致机器人速度波动的主要因素。然后,提出一种可调阻尼的弹簧-磁流变阻尼加载机构,并... 详细信息

拉索攀爬机器人在运行过程中受振动的影响,会出现打滑等爬升不稳定现象。为解决这一问题,首先,针对典型拉索攀爬机器人系统进行试验,分析振动环境下导致机器人速度波动的主要因素。然后,提出一种可调阻尼的弹簧-磁流变阻尼加载机构,并给出了输出力模型。进而,以拉索攀爬机器人系统的动力学模型为基础,建立以期望爬升速度为输入变量,电流值为输出变量的模糊PID控制器。最后,为验证以上理论的正确性,对所提出的弹簧-磁流变阻尼器和模糊PID减振控制方法进行了仿真和试验。结果表明,阻尼器的理论最大输出力为492 N,与实际测试值基本一致,平均相对误差约为3%;基于弹簧-磁流变阻尼器的模糊PID减振控制方法可将拉索攀爬机器人的速度波动控制在0.013 m/s范围内,显著提升了机器人爬升的稳定性。

关键词：拉索攀爬机器人弹簧-磁流变阻尼器模糊PID 减振控制爬升稳定性

大尺度跨境流域径流预测的迁移学习框架--敏感性分析及在数据稀缺流域的适用性

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Journal of Geographical Sciences 2024年第5期34卷 963-984页

作者：马凯申朝鹏许紫月何大明 Institute of International Rivers and Eco-security Yunnan UniversityKunming 650091China Yunnan Key Laboratory of International Rivers and Transboundary Eco-security Yunnan UniversityKunming 650091China Civil and Environmental Engineering Pennsylvania State UniversityUniversity ParkPAUnited States

The imbalance in global streamflow gauge distribution and regional data scarcity,especially in large transboundary basins,challenge regional water resource management.Effectively utilizing these limited data to construct reliable models is of crucial practical im-portance.This study employs a transfer learning(TL)framework to simulate daily streamflow in the Dulong-lrrawaddy River Basin(DIRB),a less-studied transboundary basin shared by Myanmar,China,and India.Our results show that TL significantly improves streamflow pre-dictions:the optimal TL model achieves an average Nash-Sutcliffe efficiency of 0.872,showing a marked improvement in the Hkamti sub-basin.Despite data scarcity,TL achieves a mean NSE of 0.817,surpassing the 0.655 of the process-based model MIKE SHE.Addition-ally,our study reveals the importance of source model selection in TL,as different parts of the flow are affected by the diversity and similarity of data in the source model.Deep learning models,particularly TL,exhibit complex sensitivities to meteorological inputs,more accu-rately capturing non-linear relationships among multiple variables than the process-based model.Integrated gradients(IG)analysis furtherillustrates TL's ability to capture spatial het-erogeneity in upstream and downstream sub-basins and its adeptness in characterizing dif-ferent flow regimes.This study underscores the potential of TL in enhancing the under-standing of hydrological processes in large-scale catchments and highlights its value for wa-ter resource management in transboundary basins under data scarcity.

关键词： transfer learning streamflow prediction deep learning model sensitivity data scarcity international river

典型区域土地利用/景观格局对黄河上游水体TN的影响

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环境科学 2024年

作者：周添红苏思霖马凯杜森辛惠娟兰州交通大学建筑与城市规划学院兰州交通大学环境与市政工程学院

为探究土地利用景观格局与水质的相关关系，以黄河上游甘肃段水源涵养区、水土流失区和生态脆弱区为研究对象，基于2020年土地利用数据与水质监测断面数据，选取200 m、500 m、1 km、2 km、5 km和10 km圆形缓冲区为研究区域，采用单因... 详细信息

为探究土地利用景观格局与水质的相关关系，以黄河上游甘肃段水源涵养区、水土流失区和生态脆弱区为研究对象，基于2020年土地利用数据与水质监测断面数据，选取200 m、500 m、1 km、2 km、5 km和10 km圆形缓冲区为研究区域，采用单因子指数评价法、随机森林回归模型和BP神经网络等方法量化多空间尺度下黄河上游甘肃段土地利用及景观格局与水质指标的响应关系，并开展基于土地利用景观指数数据的流域水质预测。结果表明：①通过单因子指数法得出，影响黄河流域甘肃段的水环境的主要指标为总氮(TN)，7～9月丰水期TN指标相对降低，溶解氧(DO)、高锰酸盐指数、氨氮(NH4+-N)和总磷(TP)等地表常规指标均满足地表水环境III类水水质标准。②采用随机森林回归模型分析土地利用和景观指数对TN的影响程度得出不同典型区域内影响TN的存在差异，对水源涵养区、水土流失区和生态脆弱区TN指标影响程度最高的土地利用类型分别为耕地、草地和建设用地。③采用BP神经网络开展基于土地利用景观指数不同典型区域的水质指标预测，预测得出水源涵养区的结果较好，预测值与实际值误差率均在10%以下，预测精度较高。研究表明，基于土地利用/景观指数与水质量化关系模型开展水质预测具备良好的水质预测效果。

关键词：黄河甘肃段土地利用景观格局随机森林回归 BP神经网络

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多模态数据的地质图关联网络构建及知识服务

地质论评 2024年第4期 1469-1482页

作者：邱芹军段雨希田苗吴麒瑞马凯陶留锋谢忠自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室中国地质大学(武汉)计算机与信息学院地理信息系统国家地方联合工程实验室国家地理信息系统工程技术研究中心中国地质大学(武汉)地质探测与评估教育部重点实验室中国地质大学(武汉)未来技术学院湖北省水电工程智能视觉监测重点实验室三峡大学计算机与信息学院

地质图件及其附属资源(如描述文本)作为地质知识的重要存储媒介，蕴含着大量的地学知识及专家经验知识及隐式知识。快速精准地对多模态地质数据进行知识规范化定义、形式化表达、语义化关联和精准化推理是目前地学知识抽取及挖掘的前沿... 详细信息

地质图件及其附属资源(如描述文本)作为地质知识的重要存储媒介，蕴含着大量的地学知识及专家经验知识及隐式知识。快速精准地对多模态地质数据进行知识规范化定义、形式化表达、语义化关联和精准化推理是目前地学知识抽取及挖掘的前沿。当前，海量的地学数据中图件及附属描述信息知识分布零散，图件中的信息无法有效地与描述信息进行关联并提供知识服务。笔者等以多模态地质数据为数据源，建立了多源数据驱动下的地质图知识表达模型，通过地质基础知识、规则知识及决策知识来表达图件中蕴含的显隐式地质知识，从语义、空间、属性3个维度表示地质对象间的关系；并基于领域知识针对地质图件及描述信息开展了地质实体及关系的精准抽取及存储研究，最后以江西省于都县银坑幅G50E011007图幅1∶50000矿产地质调查矢量数据为例进行了验证与分析，实验结果验证了笔者等所提出的知识表达模型及知识抽取方法，能够较好地解决地质知识建模中图文关联弱、知识挖掘不充分等问题。

关键词：地质知识模型地质图件知识图谱决策知识智能问答