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大跨斜拉桥自由振动阻尼识别与不确定性分析

应用基础与工程科学学报 2025年第1期33卷 12-23页

作者：封周权石双发张吉仁贺耀北王甜华旭刚湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室桥梁工程安全与韧性全国重点实验室湖南大学湖南省交通规划勘察设计院有限公司

结构阻尼比对桥梁抗风设计和减振控制至关重要.对数衰减法作为一种经典的阻尼比识别方法，尽管应用广泛，但受噪声等因素影响，衰减周期数的选择会显著影响阻尼比的识别精度.为了提升对数衰减法在工程中的适用性，首先建立了对数衰减法... 详细信息

结构阻尼比对桥梁抗风设计和减振控制至关重要.对数衰减法作为一种经典的阻尼比识别方法，尽管应用广泛，但受噪声等因素影响，衰减周期数的选择会显著影响阻尼比的识别精度.为了提升对数衰减法在工程中的适用性，首先建立了对数衰减法的不确定性分析理论模型，推导出最优衰减周期数的理论计算式以及恒定的最优振幅比.其次，通过单自由度数值算例验证了所提方法的有效性和鲁棒性.最后，将解析模态分解法与所提方法相结合，并将其应用于某大跨度钢混组合梁斜拉桥的阻尼比识别.研究结果表明，最优衰减周期数对应于最大振幅衰减至0.3299倍时，阻尼比识别的不确定性最小.由于振幅依赖性影响，识别所得大跨度钢混组合梁斜拉桥的阻尼比结果相对离散，但均约为1%,与公路桥梁抗风规范推荐值接近.该研究成果为对数衰减法的工程应用提供了借鉴.

关键词：大跨斜拉桥阻尼识别对数衰减法自由振动不确定性量化信号分解

基于改进松鼠搜索算法的奇异摄动反应扩散方程系数反演问题

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应用数学 2025年第02期 595-606页

作者：麦雄发卞文贺刘利斌毛志南宁师范大学广西应用数学中心铜仁学院大数据学院

本文提出一种新的数值算法,用于求解具有最终时间观测数据的奇异摄动反应扩散方程系数反演问题.对于正问题的数值离散,本文使用基于sinh变换的重心有理插值对空间导数进行离散,并使用Crank-Nicholson有限差分对时间导数进行近似.然后,... 详细信息

本文提出一种新的数值算法,用于求解具有最终时间观测数据的奇异摄动反应扩散方程系数反演问题.对于正问题的数值离散,本文使用基于sinh变换的重心有理插值对空间导数进行离散,并使用Crank-Nicholson有限差分对时间导数进行近似.然后,将此反问题转换为一个最小化问题.为求解此最小化问题，本文通过结合最优邻域搜索策略、随机对立学习策略和自适应捕食者存在概率策略,提出了一种改进的松鼠搜索算法——NOISSA.最后,本文进行了一系列数值实验,以此说明本文提出的新算法在解决奇异摄动反应扩散方程系数反演问题方面的优势.

关键词：松鼠搜索算法反应扩散方程反问题重心有理插值奇异摄动

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机器学习的量子动力学

物理学报 2025年

作者：王鹏麦麦提尼亚孜·麦麦提阿卜杜拉西南民族大学计算机科学与工程学院

本文基于第一性原理思想，采用量子动力学方法对机器学习的迭代运动过程进行建模。在机器学习的参数空间定义广义目标函数，利用Schr?dinger方程和势能等效得到机器学习过程的量子动力学方程，通过Wick转动进一步建立了量子动力学与热... 详细信息

本文基于第一性原理思想，采用量子动力学方法对机器学习的迭代运动过程进行建模。在机器学习的参数空间定义广义目标函数，利用Schr?dinger方程和势能等效得到机器学习过程的量子动力学方程，通过Wick转动进一步建立了量子动力学与热动力学的关系，这为利用物理理论和数学理论对机器学习的迭代过程进行研究提供了可能。本文工作将机器学习的迭代过程转化为含时偏微分方程来进行精确数学表述，该方程表明机器学习过程可能存在多尺度的退火过程和同一尺度下的时间演化过程。利用量子动力学方程我们证明了机器学习在时间演化时的收敛性，解释了机器学习中的扩散模型是量子动力学方程在经典近似和低阶泰勒近似下的映射模型，导出了人工智能中常用的Softmax和Sigmoid函数。这些结果表明量子动力学方法在研究机器学习理论中是有效的。

关键词：量子动力学机器学习扩散模型薛定谔方程

基于贝叶斯方法的大跨斜拉桥自由振动阻尼识别

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土木工程学报 2025年

作者：张吉仁封周权石双发宣欣岩王甜贺耀北华旭刚桥梁工程安全与韧性全国重点实验室(湖南大学) 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南省交通规划勘察设计院有限公司

作为表征结构能量耗散能力的关键物理量，模态阻尼比可以通过人工激振引起的桥梁自由振动响应进行直观且可靠的识别。然而，环境振动和噪声的干扰可能导致识别结果的不确定性。为实现基于自由振动响应的高精度阻尼识别及不确定性量化，... 详细信息

作为表征结构能量耗散能力的关键物理量，模态阻尼比可以通过人工激振引起的桥梁自由振动响应进行直观且可靠的识别。然而，环境振动和噪声的干扰可能导致识别结果的不确定性。为实现基于自由振动响应的高精度阻尼识别及不确定性量化，本文提出了一种新颖的贝叶斯模态识别方法。该方法基于时域数据的统计特性，构建了考虑环境振动和测量噪声干扰的精细化概率模型，将参数识别转化为最大化后验概率问题。该方法不仅能够实现精确的阻尼识别，还能有效量化识别结果的不确定性。结合模态分解技术，显著降低了优化求解的计算成本，并通过加速算法在大规模振动数据条件下实现了高效且精确的阻尼识别。通过三自由度数值算例验证了方法的有效性，并应用于某大跨度斜拉桥的自由振动测试，识别了该桥前五阶模态的阻尼比。结果表明，该方法具有较高准确性，数值算例中阻尼比识别误差均低于10%，变异系数在0.03至0.09之间，显示了对识别结果进行不确定性量化的必要性。实际桥梁识别结果与文献相符，并能有效量化识别结果的不确定性，显示了该方法在大跨桥梁阻尼识别中的良好应用潜力。

关键词：大跨度斜拉桥模态阻尼比贝叶斯推理自由振动不确定性量化

社区尺度城市形态热环境效应异质性及聚类分区——基于MGWR与K-means方法的集成应用

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地理科学进展 2025年第1期44卷 199-210页

作者：艾合麦提·那麦提曾穗平吐孙阿伊·吐尔洪曾坚天津大学建筑学院天津300072 天津城建大学建筑学院天津300384 新疆轻工职业技术学院乌鲁木齐830021 天津大学建筑设计规划研究总院有限公司天津300073

探究城市形态对热环境的影响是实现可持续城市规划和改善热环境的关键。论文以典型的高密度城区——天津市南开区作为研究区,借助建筑和遥感影像数据,量化社区尺度的城市形态和夏季地表温度,并通过多尺度地理加权回归模型和K-means聚类... 详细信息

探究城市形态对热环境的影响是实现可持续城市规划和改善热环境的关键。论文以典型的高密度城区——天津市南开区作为研究区,借助建筑和遥感影像数据,量化社区尺度的城市形态和夏季地表温度,并通过多尺度地理加权回归模型和K-means聚类方法的集成应用,探究城市形态对地表温度的空间异质性影响并对其进行聚类分区。结果表明:①天津南开区夏季地表温度呈展现“北高南低”分布及显著空间正自相关性,形成“高—高”与“低—低”聚集模式。②多尺度地理加权回归模型在拟合和解释城市形态与地表温度关系方面显著优于普通最小二乘法和地理加权回归模型。③城市形态指标对夏季地表温度的影响存在多尺度空间异质性,其影响力依据平均大小顺序可排列为:建筑密度>归一化差异植被指数>容积率>建筑体积密度。其中,建筑密度和建筑体积密度促进地表温度的升高,而归一化植被指数和容积率则对其起到显著的降温效应。④基于城市形态指标对夏季地表温度影响的空间异质性进行聚类,可将研究区划分为三个显著不同的区域,并制定差异化的规划策略。研究结果可为社区热环境优化提供科学依据。此外,多尺度地理加权回归模型和K-means聚类方法的有效集成,为城市热环境研究和相关领域提供新视角和方法学框架。

关键词：城市形态城市热环境地表温度多尺度地理加权回归模型 K-means聚类天津

加速溶剂萃取-气相色谱-负化学电离源质谱法测定纸尿裤中短链氯化石蜡的含量

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分析科学学报 2025年第1期 73-78页

作者：林君峰熊贝贝麦宝华唐莉纯李成发王成云谢堂堂深圳海关工业品检测技术中心深圳海关食品检验检疫技术中心

建立了一种加速溶剂萃取-气相色谱-负化学电离源质谱(ASE-GC-NCI-MS)方法对纸尿裤中短链氯化石蜡(SCCPs)的含量进行测定。该方法以正己烷/二氯甲烷(体积比1∶1)为萃取溶剂进行两次连续萃取，每次静态萃取时间为10 min,萃取温度为80℃。... 详细信息

建立了一种加速溶剂萃取-气相色谱-负化学电离源质谱(ASE-GC-NCI-MS)方法对纸尿裤中短链氯化石蜡(SCCPs)的含量进行测定。该方法以正己烷/二氯甲烷(体积比1∶1)为萃取溶剂进行两次连续萃取，每次静态萃取时间为10 min,萃取温度为80℃。提取产物经处理后进行GC-MS分析，对24个同类物进行分离和检测，采用选择离子监测扫描模式，内标法定量，电离方式为负化学电离模式。氯离子质量分数在51.5%～63.0%范围内SCCPs的总体响应因子与实测氯含量呈现良好线性关系，检出限为5 mg/kg。在3个不同加标浓度水平下，方法的平均加标回收率为85.64%～93.52%,相对标准偏差(n=9)为3.78%～5.87%。该方法简单快速、灵敏度高、检出限低，可用于纸尿裤中SCCPs的测定。

关键词：短链氯化石蜡纸尿裤快速溶剂萃取气相色谱/负化学电离源质谱法

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融合数字孪生体超声波时间反演及卷积神经网络的变压器局放定位

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应用声学 2025年

作者：孙卫徐天乐郗发刚郑智燊付吉烨方子朝华能澜沧江水电股份有限公司南京南瑞继保电气有限公司西安热工研究院有限公司

基于超高频信号或超声波信号的时间反演法近年来在变压器局放定位中获得了研究关注。针对超声波反演信号反向传播仿真计算和聚焦点确定耗时长、不适合在线应用的问题，在时间反演时空聚焦定位理论基础上提出了基于变压器数字孪生体以及... 详细信息

基于超高频信号或超声波信号的时间反演法近年来在变压器局放定位中获得了研究关注。针对超声波反演信号反向传播仿真计算和聚焦点确定耗时长、不适合在线应用的问题，在时间反演时空聚焦定位理论基础上提出了基于变压器数字孪生体以及卷积神经网络(CNN)学习建模的变压器局放定位方法。采用多物理场仿真软件建立了变压器声波传播仿真模型，在变压器孪生体多个位置引入局放声波激励并进行正向传播仿真计算，并对传感信号进行预处理获得大量样本用于学习建模。针对单传感器和三传感器方案分别研究了局放定位CNN框架，测试结果表明，增加传感器数量可增强聚焦信号质量，提升局放定位性能，使三传感器局放定位的单方向均方根误差仅为18 mm。通过与支持向量回归、XGBoost、BP神经网络的横向对比表明，CNN的深度学习机制对声波特征的提取能力更强，适合用于变压器局放定位。

关键词：变压器局放定位数字孪生时间反演卷积神经网络

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石油磺酸盐驱油体系中相微乳液提高采收率

石油化工 2025年

作者：关丹唐文洁阙庭丽帕提古丽·麦麦提栾和鑫中国石油新疆油田分公司实验检测研究院中国石油砾岩油气藏勘探开发重点实验室新疆砾岩油藏实验室

在表面活性剂含量为0.5%（w）的条件下，通过调整石油磺酸盐与十二醇聚氧丙烯硫酸钠复配比例及盐含量以形成中相微乳液驱油体系。采用表面张力仪测定了表面活性剂的表面张力，通过表面张力与浓度的关系曲线确定了临界胶束浓度；通过岩... 详细信息

在表面活性剂含量为0.5%（w）的条件下，通过调整石油磺酸盐与十二醇聚氧丙烯硫酸钠复配比例及盐含量以形成中相微乳液驱油体系。采用表面张力仪测定了表面活性剂的表面张力，通过表面张力与浓度的关系曲线确定了临界胶束浓度；通过岩心驱替实验测定了中相微乳液驱油体系的驱油效率，并与微流控驱油实验进行对比。实验结果表明，NaCl含量为4.9%（w）、石油磺酸盐与十二醇聚氧丙烯硫酸钠质量比为2∶1时，形成的中相微乳液驱油体系界面张力最低(3.12×10-4mN/m)；中相微乳液驱油体系中加入聚合物后，岩心驱替实验驱油效率为46.41%，高于未加入聚合物的中相微乳液驱油体系（22.3%）；微流控驱油实验结果进一步表明，聚合物使驱替液具有较大黏度，易缠结在孔隙中增大高渗透率层段的流动阻力，使驱替液在高、低渗透率层段流动速率差减小，同时聚合物的黏弹性可携带孔隙边缘处的油以及使孔隙壁上的油膜变薄，进而提高驱油效率。

关键词：石油磺酸盐中相微乳液驱油效率微流控

中华优秀传统文化融入新版义务教育美术教材研究

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全球教育展望 2025年第02期 53-63页

作者：阿卜杜凯尤木·麦麦提张志强新疆师范大学美术学院中国美术学院邢台学院艺术学部美术与设计学院华东师范大学教师教育学院

中小学教材中有效实施中华优秀传统文化教育,符合新时代教材建设的现实需求。本研究通过时代特征、主题内容以及目标向度三个维度,论述了中华优秀传统文化融入中小学教材的内涵要义。以新版义务教育美术教材为例,探究了当前中华优秀传... 详细信息

中小学教材中有效实施中华优秀传统文化教育,符合新时代教材建设的现实需求。本研究通过时代特征、主题内容以及目标向度三个维度,论述了中华优秀传统文化融入中小学教材的内涵要义。以新版义务教育美术教材为例,探究了当前中华优秀传统文化进美术教材的呈现方式:聚焦文化浸润,实现知识本位到素养本位的转型;强化单元主线,依据学生认知成长规律编排内容;促进学习理解,强化优秀传统文化融入日常生活;强调任务驱动,在情境中以问题为导向展开学习。基于此,为充分发挥教材承载的中华优秀传统文化教育功能,未来义务教育美术教材应承载国家主流意识形态,聚焦教材育人价值构建;深化学科之间交叉综合,推进传统文化深度学习;强化美术课程层级转化,提升教师教材运用能力;构建中国特色美术体系,形成多元文化对话空间等实践路径,从而有效实现美术教材与中华优秀传统文化相融合。

关键词：《义务教育艺术课程标准(2022年版)》中华优秀传统文化义务教育阶段新版美术教材