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基于时空注意力机制的新冠肺炎疫情预测模型

北京航空航天大学学报 2022年第8期48卷 1495-1504页

作者：鲍昕谭智一鲍秉坤徐常胜南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003 中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室北京100080

新冠肺炎疫情持续蔓延给人类社会带来深远影响,准确预测各地区的病毒传播趋势对防控疫情而言至关重要。现有研究主要基于传统的时序预测模型和传染病模型,鲜有考虑疫情地区关联复杂和时序依赖性强的特点,限制了其疫情预测的性能。为此,... 详细信息

新冠肺炎疫情持续蔓延给人类社会带来深远影响,准确预测各地区的病毒传播趋势对防控疫情而言至关重要。现有研究主要基于传统的时序预测模型和传染病模型,鲜有考虑疫情地区关联复杂和时序依赖性强的特点,限制了其疫情预测的性能。为此,针对新冠肺炎疫情的预测任务,提出了一种时空注意力驱动的自编码器框架。通过引入空间注意力机制捕捉病毒感染序列间的动态空间关联性,利用时间注意力机制挖掘病毒感染序列中复杂的时序依赖性,以此实现对不同地区的新冠肺炎病毒传播趋势的准确预测。在模型的编码器端,融合空间注意力机制的长短期记忆(LSTM)网络,关联目标地区与其他地区的病毒感染序列,提取该区域近期新冠肺炎疫情的时序特征。在模型的解码器端,将时间注意力机制引入基于LSTM网络的解码器中,通过捕捉病毒感染序列的时序依赖性推测未来的新冠肺炎疫情趋势变化。在多个公开的新冠肺炎疫情数据集上对所提模型进行验证,实验结果表明:所提模型的预测性能超越了LSTM等模型;在公开的欧洲部分国家新冠肺炎疫情数据集上,预测误差指标RMSE和MAE分别降低了22.3%和25.0%,在中国部分省级单位新冠肺炎疫情数据集上,RMSE和MAE分别降低了10.1%和10.4%。

关键词：新冠肺炎疫情预测注意力网络时空序列预测长短期记忆(LSTM)网络自编码器

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新冠疫情的时空序列预测方法研究

新冠疫情的时空序列预测方法研究

作者：鲍昕南京邮电大学

学位级别：硕士

一种基于面元梯度重建的格心型有限体积空间离散方法

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航空学报 2024年第1期45卷 210-234页

作者：魏雁昕刘君大连理工大学航空航天学院大连116024

梯度重构过程决定了有限体积法的空间离散精度和鲁棒性,针对二阶格心型有限体积法,研究并提出了一种新型梯度重构方法。该方法基于加权最小二乘原理,首先计算确定面元中心的变量值和变量梯度,然后针对不同网格类型分别使用中心差分、算... 详细信息

梯度重构过程决定了有限体积法的空间离散精度和鲁棒性,针对二阶格心型有限体积法,研究并提出了一种新型梯度重构方法。该方法基于加权最小二乘原理,首先计算确定面元中心的变量值和变量梯度,然后针对不同网格类型分别使用中心差分、算术平均的方法求解单元格心变量梯度,在此基础上将边界条件与梯度重构过程相结合,发展了适配新方法的边界约束算法。利用精确测试函数进行网格收敛性研究,证明本文方法在光滑解条件下可以实现全场梯度的线性精确,一系列的无黏和黏性流动算例验证表明,相较于传统方法,本文方法可以有效降低近边界区域的数值耗散,提高计算精度,同时在大长宽比三角形网格条件下也具有良好的鲁棒性。

关键词：有限体积法最小二乘法梯度重构边界约束重构虚拟单元

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大碰撞与地球内部神秘的团块

Science Bulletin 2024年第3期69卷 293-294页

作者：鲍习源 Department of Earth Planetaryand Space SciencesUniversity of CaliforniaLos Angeles CA 90095USA

Deep within the Earth’s mantle,above the core-mantle boundary(CMB),lie two enigmatic structures known as Large Low-Velocity Provinces(LLVPs).Revealed from global seismic tomography,a technique akin to medical computed tomography(CT)scans but for the Earth,the LLVPs take almost antipodal regions in the lowermost mantle,one beneath the Pacific Ocean,one beneath Africa[1].Each of the two vast regions occupies roughly the size of a continent laterally and extends 500–1500 km above the CMB[2,3].They are characterized by anomalous seismic properties,i.e.,seismic waves noticeably decelerate upon encountering these regions.This has led to numerous questions about their origin,composition,and role in Earth’s geodynamic processes,and also has intrigued Earth scientists especially geophysicists for decades.

关键词：地球内部 mantle Earth

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扫描近场光学显微术的研究进展(特邀)

光学学报 2024年第10期44卷 233-246页

作者：陈宇昕李志远华南理工大学物理与光电学院广东广州510641

扫描近场光学显微镜(SNOM)因其具有可达10 nm量级的超高光学分辨率与光谱分析能力,为物理、化学、材料科学和生命科学等领域的若干重要前沿基础科学问题提供了强有力的高时空分辨的光学表征工具。本文聚焦高分辨SNOM技术近期的研究进展... 详细信息

扫描近场光学显微镜(SNOM)因其具有可达10 nm量级的超高光学分辨率与光谱分析能力,为物理、化学、材料科学和生命科学等领域的若干重要前沿基础科学问题提供了强有力的高时空分辨的光学表征工具。本文聚焦高分辨SNOM技术近期的研究进展,首先回顾了SNOM成像技术的基本原理和SNOM探针的发展历史。接着重点介绍了将SNOM成像技术应用于研究微纳尺度上光与原子、分子、二维材料、生物大分子、非线性结构等物质相互作用的时空细节,并阐述了所揭示的微纳尺度上光和物质相互作用的深层次物理、化学和生物学一系列新现象和新规律。最后针对SNOM技术未来的发展趋势,以及可重点关注及进一步研究的关键性科学问题进行了分析和展望。

关键词：扫描近场光学显微镜高时空分辨光谱分析光与物质相互作用

化学气相沉积法制备智能窗用热致变色VO_(2)薄膜的研究进展

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无机材料学报 2024年第3期39卷 233-258页

作者：鲍可李西军西湖大学先进微纳加工与测试平台杭州310024 浙江省3D微纳加工和表征研究重点实验室杭州310024 西湖大学芯片数字化生产技术研究中心杭州310024

热致变色智能窗是通过在玻璃上沉积温度刺激响应型材料,实现根据环境温度调控窗户玻璃的太阳光透过率,减少建筑物能耗的节能窗户。二氧化钒(VO_(2))是一种典型的热致相变材料,在~68℃发生金属-绝缘体相变,相变前后伴随光学性能的显著变... 详细信息

热致变色智能窗是通过在玻璃上沉积温度刺激响应型材料,实现根据环境温度调控窗户玻璃的太阳光透过率,减少建筑物能耗的节能窗户。二氧化钒(VO_(2))是一种典型的热致相变材料,在~68℃发生金属-绝缘体相变,相变前后伴随光学性能的显著变化,在智能窗等多个领域有潜在的技术应用。然而,当前VO_(2)基热致变色智能窗的应用仍存在着相变温度(τc)偏高、可见光透过率(Tlum)低和太阳能调节效率(ΔTsol)不足等问题,无法满足实际建筑节能的需求。为了解决这些问题,研究人员开展了广泛而深入的工作。化学气相沉积法(Chemical vapor deposition,CVD)能够以合理的成本生产高质量、大面积的VO_(2)薄膜,受到研究者青睐。本文总结了近年来利用CVD技术制备VO_(2)薄膜的研究进展,系统介绍常压化学气相沉积、气溶胶辅助化学气相沉积、低压化学气相沉积、金属有机物化学气相沉积、原子层沉积和等离子体增强化学气相沉积等CVD工艺,分析了反应物种类及比例、反应温度、压力、载体流量等因素对VO_(2)薄膜质量的影响,并结合元素掺杂、纳米复合薄膜、多层膜结构等对VO_(2)薄膜的性能调控与优化进行总结,最后对未来等离子体增强化学气相沉积制备VO_(2)薄膜的研究前景做出展望。

关键词：二氧化钒热致变色智能窗化学气相沉积薄膜综述

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视网膜投影AR近眼显示研究进展

液晶与显示 2024年第5期39卷 656-671页

作者：朱嘉昕罗丹南方科技大学电子与电气工程系广东深圳518055

增强现实(Augmented Reality,AR)近眼显示技术可将虚拟与现实世界的信息叠加在一起,为用户眼前营造出虚实结合的场景,成为连接现实和虚拟世界的桥梁。视网膜投影(Retinal Projection Displays,RPD)显示,又称为麦克斯韦近眼显示(Maxwelli... 详细信息

增强现实(Augmented Reality,AR)近眼显示技术可将虚拟与现实世界的信息叠加在一起,为用户眼前营造出虚实结合的场景,成为连接现实和虚拟世界的桥梁。视网膜投影(Retinal Projection Displays,RPD)显示,又称为麦克斯韦近眼显示(Maxwellian Displays),可有效化解调焦-辐辏冲突,提供无眩晕的近眼显示观感,在AR近眼显示领域受到广泛关注。近年来,研究人员围绕扩展出瞳(Eyebox)、全彩显示等重要问题提出了不同的解决方案。本文主要介绍麦克斯韦增强AR近眼显示的工作原理,综述其核心器件及发展进程,并展望未来的发展前景与趋势。

关键词：增强现实视网膜投影近眼显示全息光学器件液晶偏振器件

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迎风格式在接触间断的数值耗散及其诱导误差

国防科技大学学报 2024年第1期46卷 51-62页

作者：韩芳魏雁昕刘君大连理工大学航空航天学院辽宁大连116024

在不同流场参数条件下对三种迎风格式在接触间断中的数值耗散问题进行了数值实验,并对数值耗散产生的机理进行了分析。数值计算结果和理论分析表明,矢通量分裂格式计算接触间断问题时,若流场静止或流场内存在亚声速区域,密度耗散的产生... 详细信息

在不同流场参数条件下对三种迎风格式在接触间断中的数值耗散问题进行了数值实验,并对数值耗散产生的机理进行了分析。数值计算结果和理论分析表明,矢通量分裂格式计算接触间断问题时,若流场静止或流场内存在亚声速区域,密度耗散的产生会诱导出以特征速度运动的数值扰动误差,该误差对数值耗散的大小无影响,但会影响流场的速度及压力参数分布,从而改变流场的结构。在二维问题中,诱导误差相互干扰会产生大量的复杂小尺度结构,给流场结构分析带来困难。同时,在密度参数线性分布的流场中,若空间离散格式重构的对象为对流通量,使用矢通量分裂格式计算流场会产生数值误差,使计算精度难以到达二阶。

关键词：迎风格式有限差分格式接触间断数值耗散数值误差

大规模并行非结构滑移网格守恒型隐式处理方法

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中国造船 2024年第1期65卷 267-277页

作者：肖艺郭凯昕明平剑哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001 中山大学先进能源学院深圳518107 中山大学中法核工程与技术学院珠海519082

滑移网格方法的难点是在不引入误差的情况下实现多区域网格之间的数值耦合,提高CFD求解器的并行可扩展性,以及改进交界面处并行通信关系。论文介绍了大规模并行非结构滑移网格守恒型隐式处理方法,并通过算例对滑移网格并行算法的鲁棒性... 详细信息

滑移网格方法的难点是在不引入误差的情况下实现多区域网格之间的数值耦合,提高CFD求解器的并行可扩展性,以及改进交界面处并行通信关系。论文介绍了大规模并行非结构滑移网格守恒型隐式处理方法,并通过算例对滑移网格并行算法的鲁棒性和通量守恒性进行验证,它与串行计算结果具有良好的一致性。通过螺旋桨瞬态流场工程算例检验该滑移网格并行算法应用于船舶与海洋工程领域大规模工程问题的适用性、鲁棒性,以及并行性能。

关键词：滑移网格非结构网格并行计算有限体积法