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基于程序升温试验的煤自燃特性及微观机理研究

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煤炭科学技术 2024年第S1期52卷 94-106页

作者：刘垚王福生董轩萌高东华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210 河北省矿业开发与安全技术重点实验室河北唐山063210

针对煤在变氧条件下氧化自燃能力不同这一情况,选取褐煤、气煤、肥煤3种不同变质程度的煤作为试验样品开展了氧气体积分数为3%、5%、10%、14%、18%条件下的程序升温-气相色谱试验和基于ReaxFF力场的分子动力学模拟,根据CO、CO2等的生成... 详细信息

针对煤在变氧条件下氧化自燃能力不同这一情况,选取褐煤、气煤、肥煤3种不同变质程度的煤作为试验样品开展了氧气体积分数为3%、5%、10%、14%、18%条件下的程序升温-气相色谱试验和基于ReaxFF力场的分子动力学模拟,根据CO、CO2等的生成规律和路径,探究不同变质程度煤在变氧条件下基团受氧气影响的变化特征。结果表明:煤受温度和氧气影响容易产生CO、CO2等指标气体,且指标气体CO、CO2呈指数上升趋势,煤的变质程度越低,在相同氧气体积分数条件下产生指标气体的温度就越低。模拟结果显示,变氧条件下煤与氧的反应可能是氧与煤受温度影响产生的活性中间体片段反应,而不是直接攻击煤的主体结构。煤在受温度影响后煤结构基团并不是直接发生改变,而是经历结构调整进行键的扭转、断裂和原子上的转变生成适合与氧气反应的活性中间体片段。变质程度越高的煤分子结构越稳定越不易受温度的影响产生活性中间体片段,通入氧气后氧与活性中间体反应的速度低于煤受温度影响产生活性中间体的速度,所以变氧条件下氧一般是与活性中间体反应生成水、CO等指标气体,而不是直接与煤主体结构反应。综合分析试验结果与模拟结果发现:褐煤在氧气体积分数处于3%、气煤在氧气体积分数处于10%~14%、肥煤在氧气体积分数处于14%~18%时,水和含氧气体的数量相较于其他阶段明显增加,说明在氧含量较低的区间内这3种不同变质程度的煤受氧气影响较大,加速了煤氧化反应进程,煤自燃倾向性高。

关键词：煤自燃 ReaxFF力场变氧条件分子结构活性基团

动态环境下基于语义分割与几何约束的视觉/惯性组合导航方法

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：张文珂韩鹏冯宇高东中国科学院大学计算科学与技术学院中国科学院国家空间科学中心复杂航天系统电子信息技术重点实验室

在实际SLAM应用场景中，针对大量运动物体的成像特征点参与特征追踪进而降低算法精度和鲁棒性的问题，以及传统的以剔除动态特征为策略的动态SLAM方案中存在剩余静态特征不足而影响SLAM效果的问题，提出了一种基于语义分割与几何约束的... 详细信息

在实际SLAM应用场景中，针对大量运动物体的成像特征点参与特征追踪进而降低算法精度和鲁棒性的问题，以及传统的以剔除动态特征为策略的动态SLAM方案中存在剩余静态特征不足而影响SLAM效果的问题，提出了一种基于语义分割与几何约束的动态视觉/惯性组合导航方法。使用语义分割网络以及不同类别物体的动态性信任程度生成先验动态掩码，并利用改进的抑制先验动态特征的方法提取特征点，进而利用IMU预积分分量结合几何约束技术判断特征点的真实动态性，并制定特征点剔除策略进行剔除，最终使用剩余静态特征点进行追踪与定位。相比于ORBSLAM3，算法在室内动态场景数据集TUM下定位精度平均提升了73.04%，在室外动态场景数据集KITTI下定位精度平均提升了19.85%；与传统的动态SLAM方法对比精度也更优。

关键词：动态场景同步定位与地图构建语义信息特征提取几何约束

一种基于递推最小二乘法的运动平台剩磁差分测量与估计方法

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空间科学学报 2024年第3期44卷 570-584页

作者：朱明慧谷鹏高东中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院大学北京100049

地磁导航是通过对地球周围矢量磁场进行测量从而实现导航的一种方法.地磁导航在运动平台上应用的难点之一是平台剩磁对地磁测量的影响,严重污染了磁强计的测量.消除平台剩磁对地磁测量的影响成为地磁导航向应用转化的一项关键技术.为实... 详细信息

地磁导航是通过对地球周围矢量磁场进行测量从而实现导航的一种方法.地磁导航在运动平台上应用的难点之一是平台剩磁对地磁测量的影响,严重污染了磁强计的测量.消除平台剩磁对地磁测量的影响成为地磁导航向应用转化的一项关键技术.为实现运动平台剩磁的有效测量与估计,提出了基于递推最小二乘法的运动平台剩磁差分测量与估计方法.基于载体干扰磁场值只与测量点到磁偶极子的距离和磁偶极子的磁矩有关的结论,根据磁偶极子的磁场分布特性,推导出一种基于内置磁强计阵列的运动平台剩磁差分估计模型,并通过递推最小二乘法求解差分估计模型.大量仿真实验表明,可以通过内置阵列磁强计对平台剩磁进行测量与估计,验证了所提出的平台剩磁估计方法的有效性.

关键词：地磁导航干扰磁场差分模型递推最小二乘法

德阳市平原区浅层地下水水化学特征与健康风险评价

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环境科学 2024年第4期45卷 2129-2141页

作者：刘楠陈盟高东东吴勇王櫹橦桂林理工大学环境科学与工程学院桂林541004 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心桂林541004 四川省生态环境科学研究院成都610041 成都理工大学环境与土木工程学院成都610059 桂林理工大学地球科学学院桂林541004

地下水是德阳市的重要供水水源,了解其水化学特征及生态风险状况对可持续发展至关重要.以德阳市平原区为研究对象,采集78个地下水样,分析其水化学特征及其影响因素,运用绝对主成分-多元线性回归模型(APCS-MLR)进行水化学组分来源解析,... 详细信息

地下水是德阳市的重要供水水源,了解其水化学特征及生态风险状况对可持续发展至关重要.以德阳市平原区为研究对象,采集78个地下水样,分析其水化学特征及其影响因素,运用绝对主成分-多元线性回归模型(APCS-MLR)进行水化学组分来源解析,并综合运用熵权水质指数(EWQI)和人类健康风险评价模型(HHRA)进行地下水水质及健康风险评价.结果表明,地下水中Ca^(2+)、HCO_(3)^(-)、Mn^(2+)和TFe浓度均值超过国家Ⅲ类水质标准;Na^(+)、K^(+)、Cl^(-)、NO_(3)^(-)、Mn^(2+)和TFe变异系数介于1.11~3.72,含量起伏变化大,局部富集程度高;区内地下水化学类型以HCO_(3)·SO_(4)-Ca、HCO_(3)-Ca·Mg、HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg和HCO_(3)-Ca型为主,分别占比33.33%、25.64%、19.23%和14.10%.APCS-MLR模型源解析结果表明,地下水水化学组分主要来源为:水岩作用源(32.87%)、农业活动源(12.75%)、生活污水和工业废水排放源(12.40%)、原生地质环境和水岩作用复合源(9.86%)、农业与工业复合源(9.44%)和未识别源(22.69%).熵权水质指数(EWQI)结果显示,地下水质量Ⅰ级和Ⅱ级占比分别为6.41%和74.36%,达到优良和良好程度;地下水质量为Ⅲ级占比11.54%,质量中等;地下水质量为Ⅳ级和Ⅴ级占比分别为6.41%和1.28%,地下水质量差或极差;影响地下水水质等级的主要指标依次为:TFe>Ca^(2+)>Mn^(2+)>HCO_(3)^(-).HHRA模型结果显示区内潜在非致癌风险较低,均未超过1;与皮肤接触相比,直接摄入是这些指标危害人类的主要途径;在相同环境下儿童比成人暴露更容易受到伤害.整体而言,区内地下水水质状况良好,研究区东南部存在一定的潜在风险,在地下水资源利用中应加强对该地区的地下水资源管理和污染防治.

关键词：浅层地下水水化学特征绝对主成分-多元线性回归模型(APCS-MLR) 熵权水质指数(EWQI) 德阳市平原区

饲草种植及牛粪施用对松嫩平原盐碱土养分及腐殖质组成的影响

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农业资源与环境学报 2024年

作者：吕悦齐胡娟高东雪张慧中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土保护与利用国家重点实验室吉林省草地畜牧重点实验室

为探讨施用牛粪对盐碱土壤速效养分和腐殖质组分的影响，明确其对盐碱土壤的培肥效果，本试验设不施肥（CK）、100%牛粪（C）、100%化肥（NPK）、50%牛粪＋50%化肥（CNPK）4个处理，种植苜蓿和苏丹草，研究松嫩平原盐碱土养分及腐殖质... 详细信息

为探讨施用牛粪对盐碱土壤速效养分和腐殖质组分的影响，明确其对盐碱土壤的培肥效果，本试验设不施肥（CK）、100%牛粪（C）、100%化肥（NPK）、50%牛粪＋50%化肥（CNPK）4个处理，种植苜蓿和苏丹草，研究松嫩平原盐碱土养分及腐殖质组分变化。结果表明：与CK处理相比，施肥处理明显增加了全氮（TN）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）、有效钾（AK）、有机碳（SOC）及腐殖质组分含量，降低了pH和电导率（EC）。苜蓿地土壤C处理AN、SOC、胡敏酸（HA）和胡敏素（HM）比NPK处理分别明显增加28.27%、7.68%、12.79%和34.63%，CNPK处理AK比C处理明显增加36.78%；苏丹草地土壤C处理AN、SOC和HA比NPK处理分别显著增加17.06%、9.69%和25.27%（P<0.05），CNPK处理AP和AK比C处理明显增加35.66%和23.81%，NPK处理EC比C处理明显降低30.16%。苜蓿地土壤SOC和速效养分含量及腐殖质组分含量均不同程度高于苏丹草地。研究表明，种植苜蓿及单施牛粪有利于促进土壤有机碳、腐殖质组分及速效养分积累，且使土壤胡敏酸和富里酸趋向年轻化和简单化，有利于土壤肥力的提升。

关键词：苜蓿苏丹草化肥腐殖质土壤有机碳

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分离式三箱梁涡激振动的风洞试验研究

工程力学 2024年

作者：高东来孟昊陈文礼李惠哈尔滨工业大学土木工程学院

分离式三箱梁因其卓越的极限跨度和颤振稳定性，正在被大跨度桥梁越来越广泛地采用。针对分离式三箱梁对风荷载极其敏感，易发生涡激振动的情况，以国内某座正在筹建的典型大跨度桥梁分离式三箱梁为工程背景，通过风洞测振、测风速及烟... 详细信息

分离式三箱梁因其卓越的极限跨度和颤振稳定性，正在被大跨度桥梁越来越广泛地采用。针对分离式三箱梁对风荷载极其敏感，易发生涡激振动的情况，以国内某座正在筹建的典型大跨度桥梁分离式三箱梁为工程背景，通过风洞测振、测风速及烟线可视化的方法，研究了裸桥状态下分离式三箱梁的涡振特性及绕流场特性。为揭示分离式三箱梁的涡振机理，本文分别遮盖上游间隙、下游间隙、上下游间隙，在0°风攻角下，对比分析了涡振各阶段主梁模型的涡振响应和流场特征。结果表明：分离式三箱梁涡振存在五个阶段（开始阶段、上升第一阶段、上升第二阶段、峰值阶段、衰减阶段），同时伴随两大类旋涡（卡门旋涡、振动诱导涡），上游间隙中的卡门旋涡诱导了涡振的发生，不同位置的振动诱导涡导致了涡振在不同阶段的恶化。

关键词：分离式三箱梁风洞试验涡激振动卡门旋涡振动诱导涡

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鸡爪跗跖骨的剥离特性及其影响因素

中国食品学报 2024年第7期24卷 278-285页

作者：高东明徐闻远北京工商大学人工智能学院北京100048

目前鸡爪在脱骨加工过程中存在骨肉剥离特性不明确,几何形貌不规整,机械化脱骨难的问题。本文首先建立具有统计学意义的鸡爪及其跗跖骨的数字模型以及参考坐标系。在此坐标系下,以剥离强度为衡量指标,通过各向剥离法对鸡爪的各向剥离强... 详细信息

目前鸡爪在脱骨加工过程中存在骨肉剥离特性不明确,几何形貌不规整,机械化脱骨难的问题。本文首先建立具有统计学意义的鸡爪及其跗跖骨的数字模型以及参考坐标系。在此坐标系下,以剥离强度为衡量指标,通过各向剥离法对鸡爪的各向剥离强度及相应的剥离残留率进行测定,分析影响剥离强度的因素。结果表明,轴向剥离强度曲线整体趋势呈U型,最大剥离强度为3.23 kN/m。周向剥离强度曲线大多呈锯齿状,最大剥离强度出现的位置在跗跖骨顶部,为5.12 kN/m。在剥离过程中跗跖骨的骨外组织呈层性的特征,肉质内部存在脱层现象。在跗跖骨不同界面处的生物结构及组成对界面结合强度的影响不同,跖骨槽处界面结合强度最低,滑车凹口处骨外组织的呈层性特征并未影响界面的结合强度,且其正交方向上表现为各向同性,韧带脊和杯状凹处的界面结合存在着比较明显的各向异性。轴向剥离强度在峰值大小及数量上远小于周向剥离强度,剥离残留率结果也表明,轴向剥离残留率远小于周向的剥离残留率,这表明采用轴向剥离的方式在实际脱骨中是最优的选择。

关键词：鸡爪跗跖骨剥离强度剥离残留率

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基于结构化多孔表面定常吸气的圆柱绕流场控制

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工程力学 2024年第6期41卷 30-43页

作者：高东来余海洋陈文礼李惠哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业与信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学智慧基础设施研究中心黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

通过风洞试验研究了在雷诺数为10000时圆柱尾流主动流动控制效果,流动控制通过基于结构化多孔表面定常吸气实现,试验工况具有不同的等效吸气系数C_μ。尾流的二维流场测量通过粒子图像测速(PIV)实现,在瞬时流场结果的基础上进行本征正... 详细信息

通过风洞试验研究了在雷诺数为10000时圆柱尾流主动流动控制效果,流动控制通过基于结构化多孔表面定常吸气实现,试验工况具有不同的等效吸气系数C_μ。尾流的二维流场测量通过粒子图像测速(PIV)实现,在瞬时流场结果的基础上进行本征正交分解(POD)得到模态特性、瞬时涡量演变、脉动速度功率谱、时间平均流动特性和阻力系数估计等的分析与对比,评估流动控制效果。试验结果表明:施加流动控制后的流场POD模态能量分布发生变化,旋涡的顺流向能量输运过程得到增强,当C_μ足够大时,旋涡脱落模式发生改变。剪切层沿顺流向延长,上下剪切层之间趋于平行,涡量值得到削弱。脉动速度的主频被削弱,湍流的波动和动量交换效应得到抑制;阻力系数估计值可降至无控圆柱的约11%。

关键词：圆柱绕流流动控制风洞试验粒子图像测速多孔表面

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关键节点双目标优化的虚假信息传播控制模型

西安电子科技大学学报 2024年第1期51卷 201-209页

作者：荆军昌张志勇班爱莹高东钧河南科技大学信息工程学院河南洛阳471023 河南科技大学河南省网络空间安全应用国际联合实验室河南洛阳471023

虚假信息传播控制是全球网络空间安全治理的热点领域。针对目前在线社交网络中的虚假信息传播控制研究,尚未考虑对关键节点集控制所产生的成本开销这一实际问题,提出了一种基于关键节点双目标优化的虚假信息传播控制模型。首先,根据用... 详细信息

虚假信息传播控制是全球网络空间安全治理的热点领域。针对目前在线社交网络中的虚假信息传播控制研究,尚未考虑对关键节点集控制所产生的成本开销这一实际问题,提出了一种基于关键节点双目标优化的虚假信息传播控制模型。首先,根据用户节点在社交网络1-hop和2-hop区域的传播影响力以及节点的度中心性、k-shell等多种复杂网络特征,对两个优化目标(控制效果和控制成本)进行数学形式化表示;其次,设计一种融合自适应非线性策略的位翻转变异算法,实现对离散搜索空间的第2代非支配排序遗传算法改进,并将改进后第2代非支配排序遗传算法用于虚假信息传播关键节点集的选取,从而实现虚假信息传播控制效果最大化,控制成本开销最小化;最后,通过在真实在线社交网络平台上开展实验,分析模型参数对控制成本和控制效果的影响。实验结果表明,该模型与现有方法相比,在控制成本和控制效果的组合指标R TCTE上具有明显的优势。该模型适用于大规模复杂社交网络下最低成本的虚假信息传播控制。

关键词：社交网络虚假信息关键节点遗传算法第2代非支配排序遗传算法