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Chinese Physics B 2024年第3期33卷 302-315页

作者：李晓霞何倩倩余天意才壮徐桂芝 Key Laboratory of Electromagnetic Field and Electrical Apparatus Reliability of Hebei Province Hebei University of TechnologyTianjin 300130China State Key Laboratory of Reliability and Intelligence of Electrical Equipment Hebei University of TechnologyTianjin 300130China School of Life Science & Health Engineering Hebei University of TechnologyTianjin 300130China

The neuron model has been widely employed in neural-morphic computing systems and chaotic *** study aims to develop a novel circuit simulation of a three-neuron Hopfield neural network(HNN)with coupled hyperbolic memristors through the modification of a single coupling connection *** bistable mode of the hyperbolic memristive HNN(mHNN),characterized by the coexistence of asymmetric chaos and periodic attractors,is effectively demonstrated through the utilization of conventional nonlinear analysis *** techniques include bifurcation diagrams,two-parameter maximum Lyapunov exponent plots,local attractor basins,and phase trajectory ***,an encryption technique for color images is devised by leveraging the mHNN model and asymmetric structural *** method demonstrates significant benefits in correlation,information entropy,and resistance to differential attacks,providing strong evidence for its effectiveness in ***,an improved modular circuit design method is employed to create the analog equivalent circuit of the memristive *** correctness of the circuit design is confirmed through Multisim simulations,which align with numerical simulations conducted in Matlab.

关键词： hyperbolic-type memristor Hopfield neural network(HNN) asymmetric attractors image encryption

经颅磁刺激对老年大鼠工作记忆相关跨脑区网络协同作用的影响

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电子与信息学报 2024年第4期46卷 1468-1478页

作者：郭苗苗翟昊迪吉利辉王田徐桂芝省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津300130 河北省生物电磁与神经工程重点实验室(河北工业大学) 天津300130 天津市生物电工与智能健康重点实验室(河北工业大学) 天津300130 河北工业大学生命科学与健康工程学院天津300130

经颅磁刺激(TMS)因其可以非侵入性地探测和调制大脑皮层兴奋性和功能,已被广泛地应用于改善大脑认知功能等临床神经调控领域。工作记忆的功能实现需要多个脑区的同步活动,该文将行为学与电生理学相结合,通过建立跨脑区的因果网络连接,... 详细信息

经颅磁刺激(TMS)因其可以非侵入性地探测和调制大脑皮层兴奋性和功能,已被广泛地应用于改善大脑认知功能等临床神经调控领域。工作记忆的功能实现需要多个脑区的同步活动,该文将行为学与电生理学相结合,通过建立跨脑区的因果网络连接,从记忆相关脑区间协同作用的角度探究不同模式的TMS对大脑认知功能的调控机制。首先对老年威斯塔大鼠分别实施重复经颅磁刺激(rTMS)及间歇性θ节律刺激(iTBS),并设置空白对照组,通过在体多通道微电极阵列采集大鼠工作记忆任务中的局部场电位信号(LFPs);之后基于定向传递函数构建LFPs脑因果网络;最后通过对比行为学结果差异、各脑区因果网络参数等,探索不同模式TMS对老年大鼠工作记忆行为学及脑区之间信息协同作用的影响规律。结果表明,rTMS组和iTBS组大鼠执行正确工作记忆任务的平均天数减少,平均正确率高于空白对照组。经过刺激后,rTMS组和iTBS组前额叶和海马双向网络连接明显增强,信息流强度和因果流向性得到显著提升(P<0.05)。因此,rTMS和iTBS模式均能促进老年大鼠海马和前额叶脑区间的信息交流,从而使老年大鼠的工作记忆能力得到改善。

关键词：重复经颅磁刺激间歇性θ节律刺激工作记忆脑因果网络

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高熵金属材料在氢环境中的脆性行为研究进展

表面技术 2024年第11期53卷 21-34,58页

作者：李泽君宋洁徐桂芝郝文魁骆鸿北京科技大学北京100083 华北电力大学北京102206 国网智能电网研究院有限公司先进输电技术国家重点实验室北京102209

氢脆广泛发生于各种金属及合金材料中,氢脆存在隐蔽性和时间滞后性,一旦发生往往带来灾难性事故,制约了金属材料在极端工况环境下的应用。研究发现,一些高熵合金(HEA)或多主元合金在力学性能、耐蚀性、抗氢脆性能等方面表现出超越传统... 详细信息

氢脆广泛发生于各种金属及合金材料中,氢脆存在隐蔽性和时间滞后性,一旦发生往往带来灾难性事故,制约了金属材料在极端工况环境下的应用。研究发现,一些高熵合金(HEA)或多主元合金在力学性能、耐蚀性、抗氢脆性能等方面表现出超越传统合金材料(如钢、镍基合金、铝合金等)的性能特点,有望成为极端恶劣工况环境下装备用材料。在此基础上,对氢脆的机理和抗氢脆多主元合金领域的研究进展进行了综述。首先介绍了氢脆的概念,并梳理了几种金属氢脆机理,包括氢压理论、氢致局部塑性变形、氢增强解离、氢增强应变诱导空位、纳米空位聚合、氢促进位错发射等。随后,结合慢应变速率拉伸实验结果,梳理了影响多主元合金(尤其是高熵合金)抗氢脆性能的因素,包括氢含量、合金元素、微观结构、制备工艺、热处理工艺和实验条件等。最后,结合影响多主元合金抗氢脆性能的因素,提出通过优化制备工艺、改善热处理工艺和调整元素含量来提高CoCrFeMnNi高熵合金的抗氢脆性能,以及采用机器学习辅助开发新的抗氢脆多主元合金的观点,可为抗氢脆材料的研发提供参考。

关键词：氢脆氢脆机理高熵合金多主元合金力学性能

经颅磁声电刺激对健康与帕金森病大鼠神经回路中beta振荡的影响

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中国组织工程研究 2024年第16期28卷 2519-2526页

作者：张帅由胜男杜文静王磊徐桂芝河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津市300401 河北工业大学河北省生物电磁与神经工程重点实验室(筹) 天津市300401 河北工业大学天津市生物电工与智能健康重点实验室天津市300401

背景:经颅磁声电刺激是一种基于磁声耦合电效应的无创、高精度脑神经聚焦刺激方法,可调节神经节律振荡活动,从而影响大脑的运动、认知等功能。目的:探究经颅磁声电刺激对健康与帕金森病大鼠神经回路中beta振荡的影响。方法:①动物实验:... 详细信息

背景:经颅磁声电刺激是一种基于磁声耦合电效应的无创、高精度脑神经聚焦刺激方法,可调节神经节律振荡活动,从而影响大脑的运动、认知等功能。目的:探究经颅磁声电刺激对健康与帕金森病大鼠神经回路中beta振荡的影响。方法:①动物实验:采用随机数字表法将24只Wistar大鼠随机分为4组,每组6只:正常对照组不进行任何干预;正常刺激组大脑前额叶皮质接受经颅磁声电刺激(空间峰值脉冲平均强度为13.33 W/cm^(2),基波频率为0.4 MHz,基波周期数为1000,脉冲重复频率为200 Hz);模型对照组、模型刺激组通过腹腔注射1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶建立帕金森病模型,造模成功后,模型对照组大脑前额叶皮质接受经颅磁声电假刺激,模型刺激组大脑前额叶皮质接受经颅磁声电刺激,每天刺激时长2.0 min,刺激结束停留8-10 min后,采集大鼠执行T迷宫过程中局部场电位信号并同时记录行为学正确率,对比分析各组局部场电位信号能量的时频分布情况和行为差异,当大鼠正确率连续3 d高于80%后停止刺激实验和T迷宫实验。②建模仿真实验:构建经颅磁声电刺激下皮质-基底神经节回路模型,分别改变超声发射周期(5,10,20 ms)、超声发射占空比(30%,50%,90%)和感应电流密度(20,50,100μA/cm^(2)),比较不同刺激参数下健康与帕金森病大鼠beta振荡的功率谱密度值。结果与结论:①动物实验:正常对照组大鼠的空间学习能力强于模型对照组(P<0.001),正常刺激组大鼠的空间学习能力强于正常对照组(P<0.05),模型刺激组大鼠的空间学习能力强于模型对照组(P<0.01);正常对照组beta振荡能量分布较为集中,正常刺激组较正常对照组beta振荡信号能量有所降低,模型对照组与模型刺激组beta振荡能量广泛分布且能量值显著高于正常对照组、正常刺激组,并且模型刺激组beta振荡信号能量明显低于模型对照组;②建模仿真实验:不加刺激时,健康大鼠beta频段功率谱密度峰值(30 dB)显著低于帕金森病大鼠(55 dB);施加经颅磁声电刺激后,两组大鼠beta频段功率谱密度值普遍降低;beta频段功率谱密度峰值与超声发射周期呈正相关、与感应电流密度呈负相关,当超声发射占空比为50%时功率谱密度峰值最低;③结果表明:经颅磁声电刺激可抑制健康与帕金森病大鼠的beta振荡,进而改善大鼠的运动功能与决策认知功能。

关键词：经颅磁声电刺激皮质-基底神经节回路 beta振荡帕金森病局部场电位 T迷宫神经调控

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钛基材Pt涂层接触电阻及耐蚀性能研究

人工晶体学报 2024年第5期53卷 873-881页

作者：宋洁梁丹曦岳骆徐桂芝胡晓常亮徐超华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 先进输电技术全国重点实验室(国网智能电网研究院有限公司) 北京102209 清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室北京100084

质子交换膜(PEM)电解制氢系统因具有宽范围、快速动态响应能力,在新能源消纳、电网调峰等领域具有广阔的应用前景。为了提升制氢电解堆电传输性能,降低接触电阻,本文利用磁控溅射技术制备了钛毡和钛板上的Pt涂层,并对这些涂层进行了研究... 详细信息

质子交换膜(PEM)电解制氢系统因具有宽范围、快速动态响应能力,在新能源消纳、电网调峰等领域具有广阔的应用前景。为了提升制氢电解堆电传输性能,降低接触电阻,本文利用磁控溅射技术制备了钛毡和钛板上的Pt涂层,并对这些涂层进行了研究,探究了制备工艺对薄膜的微观结构、传输性能和耐蚀性能的影响。研究发现,最佳磁控溅射工艺包括等离子清洗时间20 min,溅射时间10 min,以及溅射功率100 W。在接触电阻方面,镀有铂的钛毡表现出优异的接触电阻性能。通过SEM和EDS测试分析,发现随着功率和时间的增加,Pt颗粒的尺寸逐渐增大。然而,当颗粒尺寸过大时,Pt颗粒之间发生相互挤压,导致微小裂纹的产生,从而影响Pt涂层耐蚀性能。这些研究结果对于优化PEM制氢电解堆的性能,提高其稳定性具有重要意义。

关键词： Pt涂层 PEM膜电解制氢磁控溅射工艺参数微观结构接触电阻耐蚀性能

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质子交换膜电解制氢系统建模研究综述

电力建设 2024年第2期45卷 58-78页

作者：宋洁郜捷梁丹曦李根蒂邓占锋徐桂芝章雷其谢长君徐超华北电力大学能源动力与机械工程学院北京市102206 先进输电技术国家重点实验室(国网智能电网研究院有限公司) 北京市102209 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州市310014 武汉理工大学人工智能与新能源汽车现代产业学院武汉市430010

质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解制氢技术因其快速响应、宽功率范围动态可调优势和良好的波动适应性,可作为灵活调节资源,支撑电网供需双侧动态匹配,提高新能源利用率。从单电解池/槽模型入手,涵盖配套辅机,基于水、热、... 详细信息

质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解制氢技术因其快速响应、宽功率范围动态可调优势和良好的波动适应性,可作为灵活调节资源,支撑电网供需双侧动态匹配,提高新能源利用率。从单电解池/槽模型入手,涵盖配套辅机,基于水、热、电、气四个方面,总结分析了国内外电解制氢系统的建模方法及研究进展,阐述各模型的适用条件及参数的选取依据,并对PEM制氢系统的改进方向进行展望。通过建模仿真可以明晰电解制氢系统动静态性能规律与行为特性,有效地支撑系统的设计、运行及控制优化。所进行的研究综述对PEM电解制氢系统的模型建立、开发研究及仿真分析有一定的理论价值与指导意义。

关键词：质子交换膜电解制氢系统建模电解槽模型水-热-电-气

基于^(18)F-FDG PET的颞叶癫痫患者脑代谢网络构建与分析

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生物医学工程学杂志 2024年第4期41卷 708-714页

作者：纪璇屈若为王召楠王石峰徐桂芝河北工业大学生命科学与健康工程学院天津300130 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401 河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300401 天津全景医学影像诊断中心天津300110

基于18氟—脱氧葡萄糖(^(18)F-FDG)的正电子发射计算机断层显像(PET)技术的脑代谢网络分析方法,可以反映大脑在正常生理状态或疾病状态下的脑功能网络连接模式,目前已经初步应用于基础和临床的脑功能网络研究中。本研究根据颞叶癫痫患者... 详细信息

基于18氟—脱氧葡萄糖(^(18)F-FDG)的正电子发射计算机断层显像(PET)技术的脑代谢网络分析方法,可以反映大脑在正常生理状态或疾病状态下的脑功能网络连接模式,目前已经初步应用于基础和临床的脑功能网络研究中。本研究根据颞叶癫痫患者的^(18)F-FDG PET图像数据,构建了大脑皮层的代谢网络,并分别对左、右侧颞叶癫痫患者及对照组的网络属性进行了统计学分析。实验结果表明,颞叶癫痫患者大脑代谢网络的连接减弱,网络的拓扑结构发生了变化,网络的传输效率降低,即颞叶癫痫患者脑代谢网络连接出现广泛受损。本文研究证实,^(18)F-FDG PET代谢脑网络分析可为利用PET影像诊断治疗癫痫这一疾病提供新的视角。

关键词：正电子发射计算机断层显像技术标准化摄取比率值癫痫脑代谢网络网络属性

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PEM电解槽制氢多相传输及转化模型综述

电池 2024年第4期54卷 569-573页

作者：张春雁窦真兰徐桂芝李根蒂俎焱敏国网上海市电力公司上海200120 国网智能电网研究院有限公司北京102209

质子交换膜(PEM)电解槽通过水解反应将电能转化为氢能。实际电解槽的水解过程是包含了热量、质量传递和电化学转化的复杂过程,构建理论模型可揭示各过程对性能的影响规律,指导电解槽的设计和优化。综述PEM电解槽电化学、物质传输和气液... 详细信息

质子交换膜(PEM)电解槽通过水解反应将电能转化为氢能。实际电解槽的水解过程是包含了热量、质量传递和电化学转化的复杂过程,构建理论模型可揭示各过程对性能的影响规律,指导电解槽的设计和优化。综述PEM电解槽电化学、物质传输和气液两相等理论模型,讨论模型发展现状和当前存在气液流动和离子传递影响规律不清晰的问题,探讨后续模型构建中应着力解决计算复杂、精度不足等难点。

关键词：质子交换膜(PEM)电解槽模型电化学传质两相流

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On the Consistency of Renewable-to-Hydrogen Pricing

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CSEE Journal of Power and Energy Systems 2022年第2期8卷 392-402页

作者： Litao Zheng Jianxiao Wang Yang Yu Gengyin Li Ming Zhou Qing Xia guizhi xu State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources North China Electric Power UniversityBeijing 102206China Institute for Interdisciplinary Information Sciences Tsinghua UniversityBeijing 100084China State Key Lab of Power Systems Department of Electrical EngineeringTsinghua UniversityBeijing 100084China Global Energy Interconnection Research Institute co. Ltd.State Grid Corporation of ChinaBeijing 102211China

With the proposal of carbon neutrality goals and hydrogen energy development strategies in various countries,the development and construction of hydrogen supply chains have become important ***,existing research has paid little attention to the hydrogen market and ***,a hydrogen pricing method based on marginal pricing theory is proposed in this paper,which adapts to hydrogen systems with renewable-to-hydrogen as a major source,in the future.A hydrogen energy market is established to define the industrial chain of hydrogen and the hydrogen trading *** hydrogen market-clearing model is formulated considering a dynamic line *** to its nonconvexity,the model is equivalently converted into mixed-integer second-order cone programming,and the optimality gap is minimized by introducing a penalty *** on the clearing solution,the concept and calculation method of the locational marginal hydrogen price(LMHP)are proposed with respect to the locational marginal price(LMP)in electricity *** studies based on a modified Belgium 20-node gas network and Pennsylvania,New Jersey,and Maryland(PJM)market operation data demonstrate the consistency between LMHP and LMP.

关键词： Hydrogen market locational marginal price renewable-to-hydrogen second-order cone programming Weymouth equation

Interictal Electrophysiological Source Imaging Based on Realistic Epilepsy Head Model in Presurgical Evaluation:A Prospective Study

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Chinese Journal of Electrical Engineering 2023年第1期9卷 61-70页

作者： Ruowei Qu Zhaonan Wang Shifeng Wang Le Wang Alan Wang guizhi xu State Key Laboratory of Reliability and Intelligence of Electrical Equipment Hebei University of TechnologyTianjin 300401China Tianjin Universal Medical Imaging Diagnostic Center Tianjin 300110China Department of Functional Neurosurgery Huanhu HospitalTianjin 300350China Auckland Bioengineering Institute The University of AucklandGraftonAuckland 1010New Zealand

Invasive techniques are becoming increasingly important in the presurgical evaluation of *** the electrophysiological source imaging(ESI)of interictal scalp electroencephalography(EEG)to localize the epileptogenic zone remains a *** accuracy of the preoperative localization of the epileptogenic zone is key to curing *** T1 MRI and the boundary element method were used to build the realistic head *** solve the inverse problem,the distributed inverse solution and equivalent current dipole(ECD)methods were employed to locate the epileptogenic ***,a combination of inverse solution algorithms and Granger causality connectivity measures was *** ECD method exhibited excellent focalization in lateralization and localization,achieving a coincidence rate of 99.02%(p<0.05)with the stereo *** combination of ECD and the directed transfer function led to excellent matching between the information flow obtained from intracranial and scalp EEG *** ECD inverse solution method showed the highest performance and could extract the discharge information at the cortex level from noninvasive low-density EEG ***,the accurate preoperative localization of the epileptogenic zone could reduce the number of intracranial electrode implantations required.

关键词： Epilepsy epileptogenic zone realistic head model functional brain connectivity ESI