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密度泛函理论在光催化中的普遍应用

Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 1-36页

作者：杜仕文章福祥中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室洁净能源国家实验室能源材料化学协同创新中心辽宁大连116023

在低碳发展的背景下,开发利用清洁无污染的太阳能对满足未来日益增长的能源需求至关重要.半导体光催化技术可将太阳能转化为化学能,为可再生能源的发展提供了重要支持.因此,深入理解光催化剂与光催化活性之间的内在关联,对于优化和提升... 详细信息

在低碳发展的背景下,开发利用清洁无污染的太阳能对满足未来日益增长的能源需求至关重要.半导体光催化技术可将太阳能转化为化学能,为可再生能源的发展提供了重要支持.因此,深入理解光催化剂与光催化活性之间的内在关联,对于优化和提升光催化效率至关重要.尽管科研人员在设计开发用于光催化反应的新材料方面付出了巨大努力,但对半导体的内在性质、表面活性位点和催化反应机理之间的深层次联系,仍缺乏充分的理解和认识.基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算是揭示材料内禀电子结构性质和反应过程能量变化的重要工具,正逐渐获得研究者的广泛关注.并且,随着计算方法的不断优化,该领域也取得了显著的进步.本文通过系统梳理国内外代表性研究工作,深入探讨了DFT计算在光催化领域中的广泛应用.首先,总结了DFT计算在光催化领域中的六大优势:(1)预测光催化材料的电子结构,如能带结构、能带间隙和能级;(2)预测表面反应的吸附位点、吸附能等变化;(3)在原子水平上揭示电荷转移过程,包括电子和空穴的运动;(4)阐明光催化剂与底物之间的相互作用;(5)预测光催化材料中空位、间隙和掺杂等缺陷的形成及其影响;(6)阐明光催化反应的机理细节,包括中间物种、过渡态和反应途径等.接着,简要概述了常用于第一性原理计算的软件和计算方法,并特别关注了如何利用不同策略来纠正传统DFT方法对半导体电子结构特性的不适当估计.随后,分析了基于DFT计算的半导体电子和能量特性的典型研究案例,如能带结构、态密度、电荷分布、功函数、形成能和吸附自由能等.此外,还详细阐述了半导体催化剂在多种太阳能驱动反应中的基本应用,包括析氢反应、析氧反应、氧还原反应、CO_(2)还原反应和氮还原反应等.最后,指出了DFT计算在光催化研究中的机遇与挑战,并展望了未来可能的发展方向.综上,本文系统综述了DFT计算在光催化领域中的广泛应用,旨在深入理解光催化反应中“组成-结构-功能”之间的关系,并为未来开发设计用于太阳能到化学能催化转化的高效稳定催化剂提供参考.

关键词：光催化密度泛函理论第一性原理计算电子结构能量性质

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新型盘式行星永磁电机的等效动态磁网络模型

浙江大学学报（工学版） 2024年第10期58卷 2182-2191页

作者：梁志文刘欣天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室天津300387

为了解决传统永磁电机低速直驱能力弱和输出单一的问题,提出新型盘式行星永磁电机.所提电机集盘式电机与行星驱动于一体,具有空间磁场结构复杂、低速直驱和多自由度动力输出的特点.分析所提电机的电磁性能,研究盘式转子与行星定子不均... 详细信息

为了解决传统永磁电机低速直驱能力弱和输出单一的问题,提出新型盘式行星永磁电机.所提电机集盘式电机与行星驱动于一体,具有空间磁场结构复杂、低速直驱和多自由度动力输出的特点.分析所提电机的电磁性能,研究盘式转子与行星定子不均匀气隙的动态磁路模型,利用径向分环法将三维磁场模型分环为二维模型.考虑气隙不均、定子开槽和漏磁的影响,引入不均匀气隙位置分布函数,建立所提电机的等效气隙磁阻模型和等效漏磁阻模型.划分盘式转子和行星定子间的磁场区域,将动态磁路模型转化为时变的等效磁网络拓扑结构,计算得到电机的磁链和空载反电势.通过有限元和样机实验验证动态磁网络模型的有效性.相比三维有限元仿真,等效磁网络提高了计算效率,便于后续的结构参数分析和优化,为盘式行星永磁电机的磁场建模和分析提供了参考.

关键词：不均匀气隙盘式行星永磁电机径向分环气隙分布函数等效磁网络

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无人驾驶技术及其在厂区内物流配送领域的应用

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汽车知识 2024年第3期 14-16+60页

作者：梁锋韦佳珍黄政华上汽通用五菱汽车股份有限公司

无人驾驶技术是传感器、计算机、人工智能、通信、导航定位、模式识别、机器视觉、智能控制等多门前沿学科的综合体。21世纪以来,随着计算机、人工智能、机器人控制等技术方面的突破,无人驾驶技术在军事侦察、船舶运输、汽车自动驾驶等... 详细信息

无人驾驶技术是传感器、计算机、人工智能、通信、导航定位、模式识别、机器视觉、智能控制等多门前沿学科的综合体。21世纪以来,随着计算机、人工智能、机器人控制等技术方面的突破,无人驾驶技术在军事侦察、船舶运输、汽车自动驾驶等领域得到了广泛的应用。本文通过技术理论结合实际,以A公司无人物流系统为案例,探讨无人驾驶技术在厂区内物流配送方面的应用问题,该研究对其他领域的无人驾驶也具有一定的指导意义。

关键词：无人驾驶物流配送驾控系统

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基于语义和结构增强的时序知识图谱问答方法

计算机与现代化 2024年第3期 15-23页

作者：黄政霖董宝良中国电子科技集团公司第十五研究所系统四部北京100083

知识图谱作为自然语言处理领域中的热门研究主题之一,一直受到学术界的广泛关注。在现实中,知识问答过程往往携带时间信息,因此,近年来,应用时序知识图谱来完成知识问答的技术广泛受到学者的青睐。传统的时序知识图谱问答技术主要通过... 详细信息

知识图谱作为自然语言处理领域中的热门研究主题之一,一直受到学术界的广泛关注。在现实中,知识问答过程往往携带时间信息,因此,近年来,应用时序知识图谱来完成知识问答的技术广泛受到学者的青睐。传统的时序知识图谱问答技术主要通过对问题进行编码来完成推理过程,但其无法处理问题中包含的复杂的实体和时间关系。基于此,提出一种基于语义和结构增强的时序知识图谱问答方法,在推理过程中兼顾问题的语义信息和结构信息,提升对复杂问题正确回答的概率。首先,该方法解析出问题中的隐式时间表达,并基于时序知识图谱中的信息,用直接表达方式改写问题,再根据问题集合中的时间粒度,按照不同的时间粒度聚合时序知识图谱中的时间信息。其次,基于问题中的实体信息和时间信息,对问题语义信息进行表示和融合,以加强对于实体和时间语义的学习。再次,基于提取到的实体完成子图提取,并利用图卷积神经网络提取子图的结构信息。最后,将融合后的问题语义信息与结构信息进行拼接,并对候选答案进行评分,选取评分最高的实体作为答案。在MultiTQ数据集上进行对比测试,实验结果表明,提出的模型优于其他基准模型。

关键词：语义增强结构增强图神经网络时序知识图谱问答

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混凝土跨线桥快速安装技术

桥梁建设 2024年第2期54卷 145-151页

作者：孙博文朱世峰中交特种工程有限公司湖北武汉430071 公路与桥梁高效养护及安全耐久国家工程研究中心(武汉) 湖北武汉430071

佛山里水大道跨线桥分西、中、东三幅上跨广佛高速,为消除安全隐患、提升道路使用空间,需拆除并重建里水大道广佛跨线桥。针对西幅跨线桥改造所采用的架桥机法对交通影响大、安全风险高、效率低等问题,提出采用整体移运法快速改造中、... 详细信息

佛山里水大道跨线桥分西、中、东三幅上跨广佛高速,为消除安全隐患、提升道路使用空间,需拆除并重建里水大道广佛跨线桥。针对西幅跨线桥改造所采用的架桥机法对交通影响大、安全风险高、效率低等问题,提出采用整体移运法快速改造中、东幅跨线桥。为提高施工的安全性,降低对交通的影响,采用分批次架设,梁体、墩柱首先在路外封闭区域预制,然后封闭交通,利用驮运子系统将梁体及墩柱快速移运至桥位,墩柱通过快速连接子系统与承台临时固定后移除驮运子系统,随后恢复原交通,最后进行墩柱永久固结施工。通过预制墩柱快速连接子系统和驮运子系统实现了墩、梁同步快速安装,解决了整体移运法在混凝土小箱梁安装过程中梁体易开裂的问题。实践证明,整体移运法具有施工效率高、交通影响低、安全性高、适应性强的优点。

关键词：跨线桥混凝土桥整体移运法预制墩柱墩、梁同步快速安装驮运子系统桥梁改建

在冶金带式焙烧机上投笼焙烧的煤矸石陶粒及其性能分析

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冶金工程 2024年第2期11卷 81-91页

作者：黄政伟李宇段向杰张伟曹亚然北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京

煤矸石是我国堆存量和排放量最大的固体废弃物之一,而砂石骨料是消耗量最大的建筑材料。制备煤矸石陶粒骨料替代天然砂石是规模化利用煤矸石的有效途径,但是高温烧制煤矸石陶粒需要研发产量大和能耗低的创新设备。带式焙烧机是冶金行业... 详细信息

煤矸石是我国堆存量和排放量最大的固体废弃物之一,而砂石骨料是消耗量最大的建筑材料。制备煤矸石陶粒骨料替代天然砂石是规模化利用煤矸石的有效途径,但是高温烧制煤矸石陶粒需要研发产量大和能耗低的创新设备。带式焙烧机是冶金行业成熟的生产球团矿的工艺,具有生产率高,能耗低等特点。基于此,本文提出通过借鉴冶金带式焙烧技术烧制煤矸石陶粒的新工艺,并在504 m2球团带式焙烧机生产线上进行了煤矸石陶粒烧制的可行性验证试验,通过XRD、XRF、TG-DSC、TG-MS等分析手段研究了煤矸石陶粒在焙烧过程中的矿物转化和脱碳行为,分析了陶粒性能影响因素。结果表明:由于采用冶金球团矿焙烧制度,烧制的陶粒能够完成高岭岩转化为石英和莫来石的主要矿相转化,但是由于最高温度达到1300℃,产生了玻璃相,在冷却过程导致部分陶粒产生裂缝。陶粒的筒压强度为8.9 MPa,吸水率为9.92%,满足国家标准GBT17431.1-2010-轻集料及其试验方法对高强陶粒的要求。带式焙烧机预热段400~600℃时间较短,升温快,碳无法完全脱除,烧制完成后仍有微量残碳存在。通过延长脱碳时间、降低焙烧时间和降温速率,确定了煤矸石陶粒干燥、预热、脱碳、焙烧、缓冷和急冷6个阶段的最佳焙烧制度,进一步通过烧结杯试验进行了验证。

关键词：带式焙烧机煤矸石陶粒焙烧过程

新时代三江侗族传统民居建筑空间适应性改造策略研究

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环球人文地理 2024年第10期 62-64页

作者：覃延常吴广黄政锋广西农业职业技术大学

中国民族众多，各民族因地制宜，建筑风格各异。新时代下，广西三江侗族传统民居建筑空间顺应时代发展趋势，进行了适应性改造。传统民居建筑是民族文化的珍贵代表，是广大劳动人民的智慧结晶。侗族作为我国西南地区的传统少数民族之一...

中国民族众多，各民族因地制宜，建筑风格各异。新时代下，广西三江侗族传统民居建筑空间顺应时代发展趋势，进行了适应性改造。传统民居建筑是民族文化的珍贵代表，是广大劳动人民的智慧结晶。侗族作为我国西南地区的传统少数民族之一，在山区聚落中保存了丰富的传统民居建筑文化。这些建筑不仅展现了浓厚的民族艺术风格，还具有高度的技术性和独特的历史文化内涵，对其进行研究和传承，具有重要意义。

关键词：

中国跨市就医网络空间格局及医疗设施供需关系——基于跨市就医互联网数据

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地理研究 2024年第3期43卷 701-717页

作者：魏伟向博文武汉大学城市设计学院武汉430072 武汉大学中国发展战略与规划研究院武汉430072

以跨市就医为表征的医疗设施区域共享逐渐规模化和常态化,但既有医疗设施供需关系研究缺乏面向区域共享的理论与方法探讨。基于“城市人”理论和社会网络分析法,构建了面向区域共享的医疗设施供需关系研究框架,并采用2021—2022年互联... 详细信息

以跨市就医为表征的医疗设施区域共享逐渐规模化和常态化,但既有医疗设施供需关系研究缺乏面向区域共享的理论与方法探讨。基于“城市人”理论和社会网络分析法,构建了面向区域共享的医疗设施供需关系研究框架,并采用2021—2022年互联网就医评价数据构建跨市就医网络,遵循“跨市就医网络空间格局-医疗设施供需关系”的路径,在全国尺度进行了实证研究。研究发现:(1)我国跨市就医供给呈现为“两核多心”的空间分布,沪京及各省会城市作为供给中心连接周边高需求县市,形成了多个单中心聚集格局。(2)我国医疗设施服务区形成了华北-东北、华东、华南、西北和西南5个医疗设施一级服务区及21个医疗设施二级服务区,格局整体遵循省级行政边界、部分有所突破。(3)沪浙苏徽、川藏、陕青分区的就医活动变异系数较高(3.860~3.716),宁、鲁、闽分区的变异系数较低(2.942~2.299);沪浙苏徽、京津冀晋内蒙古、粤、鄂与陕青分区的供需匹配性较高(0.964~0.839),琼、赣与新分区的供需匹配性较低(0.453~0.41);形成了沪浙苏徽、京津冀晋内蒙古分区2个患者流入型分区,粤、陕青、鄂、川藏4个均衡型分区,及其他15个流出型分区。本文提供了区域尺度下有效阐释医疗设施供需关系特征的框架,揭示了跨市就医空间格局及其所表征的医疗设施供需关系,增益于当前医疗设施供需关系研究中跨市就医现象及区域共享视角的缺失,并可以支撑区域医疗资源配置优化。

关键词：跨市就医医疗设施供需关系区域共享 “城市人”理论社会网络分析法

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通过图注意力网络识别空间转录组中的空间域

生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 246-252页

作者：吴瀚文高洁江南大学江苏无锡214122

由于数据的高维和复杂性,空间转录组数据的分析一直是一个具有挑战性的问题,而聚类分析则是空间转录组数据分析的核心问题。本文提出了一种基于图注意力网络的深度学习方法,用于空间转录组数据的聚类分析。首先,对空间转录组数据进行增... 详细信息

由于数据的高维和复杂性,空间转录组数据的分析一直是一个具有挑战性的问题,而聚类分析则是空间转录组数据分析的核心问题。本文提出了一种基于图注意力网络的深度学习方法,用于空间转录组数据的聚类分析。首先,对空间转录组数据进行增强,然后使用图注意力网络对节点进行特征提取,最后使用莱顿(Leiden)算法进行聚类分析。通过聚类的评价指标发现,与传统的非空间及空间聚类方法相比,本文提出的方法具有更好的数据分析性能。实验结果表明,本文所提方法可以有效地聚类空间转录组数据,从而能够识别不同的空间区域,为研究空间转录组数据提供了新的工具。

关键词：空间转录组学图注意力网络深度学习聚类分析