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The GNSS PWV retrieval using non-observation meteorological parameters based on ERA5 and its relation with precipitation

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Geodesy and Geodynamics 2024年第3期15卷 302-313页

作者： weifeng yang Zhiping Chen Kaiyun Lv Pengfei Xia Tieding Lu School of Surveying and Geoinformation Engineering East China University of TechnologyNanchang 330013China Key Laboratory of Mine Environmental Monitoring and Improving around Poyang Lake of Ministry of Natural Resources East China University of TechnologyNanchang 330013China State Key Laboratory of Geodesy and Earth's Dynamics Innovation Academy for Precision Measurement Science and TechnologyChinese Academy of SciencesWuhan 430077China Jiangxi Province Engineering Research Center of Surveying Mapping and Geographic InformationNanchang 330025China School of Geodesy and Geomatics Wuhan UniversityWuhan 430079China

The pressure and temperature significantly influence precipitable water vapor(PWV) retrieval. Global Navigation Satellite System(GNSS) PWV retrieval is limited because the GNSS stations lack meteorological sensors. First, this article evaluated the accuracy of pressure and temperature in 68 radiosonde stations in China based on ERA5 Reanalysis data from 2015 to 2019 and compared them with GPT3model. Then, the accuracy of pressure and temperature calculated by ERA5 were estimated in 5 representative IGS stations in China. And the PWV calculated by these meteorological parameters from ERA5(ERA5-PWV) were analyzed. Finally, the relation between ERA5-PWV and precipitation was deeply explored using wavelet coherence analysis in IGS stations. These results indicate that the accuracy of pressure and temperature of ERA5 is better than the GPT3 model. In radiosonde stations, the mean BIAS and MAE of pressure and temperature in ERA5 are-0.41/1.15 hpa and-0.97/2.12 K. And the mean RMSEs are 1.35 hpa and 2.87 K, which improve 74.77% and 40.58% compared with GPT3 model. The errors of pressure and temperature of ERA5 are smaller than the GPT3 model in bjfs, hksl and wuh2, and the accuracy of ERA5-PWV is improved by 18.77% compared with the GPT3 model. In addition, there is a significant positive correlation between ERA5-PWV and precipitation. And precipitation is always associated with the sharp rise of ERA5-PWV, which provides important references for rainfall prediction.

关键词： ERA5 GNSS Precipitable water vapor Precipitation Wavelet coherence analysis

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Countermeasure against blinding attack for single-photon detectors in quantum key distribution

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Journal of Semiconductors 2024年第4期45卷 76-81页

作者： Lianjun Jiang Dongdong Li Yuqiang Fang Meisheng Zhao Ming Liu Zhilin Xie Yukang Zhao Yanlin Tang Wei Jiang Houlin Fang Rui Ma Lei Cheng weifeng yang Songtao Han Shibiao Tang QuantumCTek Co. Ltd.Hefei 230088China Shandong Institute of Quantum Science and Technology Co. Ltd.Jinan 250101China QuantumCTek(Beijing)Co. Ltd.Beijing 100193China School of Cyber Science and Technology University of Science and Technology of ChinaHefei 230027China Anhui Armed Police Force Hefei 230026China School of Electrical Engineering and Automation Anhui UniversityHefei 230601China

Quantum key distribution(QKD),rooted in quantum mechanics,offers information-theoretic ***,practi-cal systems open security threats due to imperfections,notably bright-light blinding attacks targeting single-photon ***,we propose a concise,robust defense strategy for protecting single-photon detectors in QKD systems against blinding *** strategy uses a dual approach:detecting the bias current of the avalanche photodiode(APD)to defend against con-tinuous-wave blinding attacks,and monitoring the avalanche amplitude to protect against pulsed blinding *** integrat-ing these two branches,the proposed solution effectively identifies and mitigates a wide range of bright light injection attempts,significantly enhancing the resilience of QKD systems against various bright-light blinding *** method forti-fies the safeguards of quantum communications and offers a crucial contribution to the field of quantum information security.

关键词： quantum key distribution single photon detector blinding attack pulsed blinding attack countermeasure quan-tum communication

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无压圆形输水隧洞正常水深与临界水深的简便计算

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水资源与水工程学报 2024年第4期35卷 101-110页

作者：杨伟峰杨洋渭南市黄河水务有限责任公司陕西渭南714000

正常水深与临界水深是输水隧洞设计计算、运行管理的重要水力参数,圆形断面作为水力最佳断面,其特征水位计算尤为重要。针对已有公式存在精度不高、适用范围较小的问题,从水流运动的基本方程出发,引入过水断面特征参数和无量纲水深,结... 详细信息

正常水深与临界水深是输水隧洞设计计算、运行管理的重要水力参数,圆形断面作为水力最佳断面,其特征水位计算尤为重要。针对已有公式存在精度不高、适用范围较小的问题,从水流运动的基本方程出发,引入过水断面特征参数和无量纲水深,结合数学运算中的极限思维,构造了多个函数模型。采用改进后的粒子群算法替代传统的参数确定工作,从而得出圆形隧洞无压水流特征水深的简便计算公式。通过与以往几个典型公式进行对比发现,本文提出公式在计算精度上得到了显著提高,正常水深计算的最大相对误差被控制在0.067%以下,而临界水深的计算误差也不高于0.182%,同时二者均具有较广的计算适用范围。本研究为特征水深的计算提供了新思路,同时提出的计算公式精度高、适用范围广,在隧洞、管道等无压输水系统中具有广阔的应用前景。

关键词：输水隧洞圆形断面正常水深临界水深 PSO算法计算公式

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基于涡分析的旋涡泵内流动能量转换特性研究

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农业机械学报 2024年第5期55卷 167-175页

作者：杨伟峰张人会杨鸿德陈学炳兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050 兰州理工大学甘肃省流体机械及系统重点实验室兰州730050

为研究旋涡泵内复杂的旋涡特征,量化泵内旋涡体积和强度,分析旋涡结构对能量转换和能量损失的影响规律,采用非定常数值模拟和外特性实验相结合的方法对单级旋涡泵进行分析,综合使用Ω方法和Liutex方法对泵内旋涡进行识别和强度表征,提... 详细信息

为研究旋涡泵内复杂的旋涡特征,量化泵内旋涡体积和强度,分析旋涡结构对能量转换和能量损失的影响规律,采用非定常数值模拟和外特性实验相结合的方法对单级旋涡泵进行分析,综合使用Ω方法和Liutex方法对泵内旋涡进行识别和强度表征,提出平均旋涡强度进行量化研究,并结合动能方程的涡动力学分解式以及涡量分解理论进行分析。结果表明:泵内的旋涡充分发展区域存在螺旋形的管状旋涡结构,该旋涡从叶轮流道流出进入侧流道,并且随着流量的增大,涡管数量减少且旋涡强度降低;流量的增大使得叶轮内的旋涡体积和强度减小,而其在侧流道内相对变化较小,相同工况时叶轮内的平均旋涡强度远大于侧流道内;压力梯度对流体动能转换的贡献最大,旋涡结构引起的动量输运和耗散损失占比较小,但刚性涡量即旋涡结构的强度与动量输运呈正相关,变形涡量则与拟涡能损失相关性较强。

关键词：旋涡泵旋涡 Ω方法 Liutex方法拟涡能

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Tunnelling of electrons via the neighboring atom

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Light(Science & Applications) 2024年第1期13卷 127-134页

作者： Ming Zhu Jihong Tong Xiwang Liu weifeng yang Xiaochun Gong Wenyu Jiang Peifen Lu Hui Li Xiaohong Song Jian Wu School of Physics and Optoelectronic Engineering Hainan UniversityHaikou 570288China School of Information and Communication Engineering Hainan UniversityHaikou 570288China State Key Laboratory of Precision Spectroscopy East China Normal UniversityShanghai 200241China Center for Theoretical Physics Hainan UniversityHaikou 570288China

As compared to the intuitive process that the electron emits straight to the continuum from its parent ion,there is an alternative route that the electron may transfer to and be trapped by a neighboring ionic core before the eventual ***,we demonstrate that electron tunnelling via the neighboring atomic core is a pronounced process in light-induced tunnelling ionization of molecules by absorbing multiple near-infrared *** devised a siteresolved tunnelling experiment using an Ar-Kr+ion as a prototype system to track the electron tunnelling dynamics from the Ar atom towards the neighboring Kr+by monitoring its transverse momentum distribution,which is temporally captured into the resonant excited states of the Ar-Kr+before its eventual *** influence of the Coulomb potential of neighboring ionic cores promises new insights into the understanding and controlling of tunnelling dynamics in complex molecules or environment.

关键词： neighboring straight resonant

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基于位置动力学的线缆运动过程仿真方法

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机械工程学报 2024年第6期60卷 21-31,57页

作者：杨炜烽刘检华吕乃静马江涛北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京邮电大学现代邮政学院(自动化学院) 北京100876

针对虚拟环境下活动线缆的运动仿真问题,提出一种基于位置动力学的线缆运动过程仿真方法。该方法首先建立离散Cosserat杆模型描述线缆位姿和变形,并构建约束函数来限制线缆变形和避免线缆发生干涉。随后基于位置动力学进行线缆运动仿真... 详细信息

针对虚拟环境下活动线缆的运动仿真问题,提出一种基于位置动力学的线缆运动过程仿真方法。该方法首先建立离散Cosserat杆模型描述线缆位姿和变形,并构建约束函数来限制线缆变形和避免线缆发生干涉。随后基于位置动力学进行线缆运动仿真:在每轮位姿求解时,先结合受力与速度预估离散点位置,然后修正离散线缆位姿以满足约束要求,并更新离散点的位置与速度,重复进行上述步骤完成运动过程仿真。最后建立了系列验证实例,对线缆的拉伸、弯曲和扭转变形以及碰撞的响应进行了仿真,并分析比较了不同材料线缆的变形结果,验证了该线缆运动仿真算法的良好计算速度和仿真真实性。

关键词：活动线缆弹性细杆理论运动仿真位置动力学碰撞响应

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基于时间敏感网络的列车通信网络实时流量调度优化

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铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 58-69页

作者：梁晨贺德强任子阳靳震震杨卫峰广西大学机械工程学院广西南宁530004 中车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲412001

随着轨道交通智能化的发展,列车控制与监测产生的高带宽实时数据对列车通信网络提出了更高的要求。时间敏感网络可作为兼具高传输速率、高确定性和高兼容性的下一代列车通信网络解决方案。然而,实现时间敏感网络确定性通信机制的流量门... 详细信息

随着轨道交通智能化的发展,列车控制与监测产生的高带宽实时数据对列车通信网络提出了更高的要求。时间敏感网络可作为兼具高传输速率、高确定性和高兼容性的下一代列车通信网络解决方案。然而,实现时间敏感网络确定性通信机制的流量门控调度设计难以拓展到实际场景规模。因此,针对车载网络流量特性,提出一种基于改进增量式调度策略和改进灰狼优化算法的列车通信网络流量门控调度生成方法。首先,基于列车通信网络流量和拓扑结构建立门控调度系统模型。然后,为提高调度生成效率,提出了基于增量式调度的单帧简易调度(Single Frame Simple Scheduling,SFSS)策略,弥补了门控调度模型在计算速度方面的不足。其次,为提高灰狼优化算法的寻优性能,引入了粒子群优化算法、Logistic混沌映射策略和反正切函数,提出了改进灰狼优化(Improved Grey Wolf Optimization,IGWO)算法,改善了实时周期性流量的实时性能和带宽占用。最后,利用SFSS策略和IGWO算法对列车通信网络门控调度系统模型进行测试和求解,通过实验验证所提出调度生成方法的可行性和有效性。实验结果表明,与其他方法相比,提出的门控调度生成方法在计算精度和计算速度方面具有更大的优势,流量调度的平均端到端时延降低为57μs。研究成果能够满足列车通信网络流量调度的需求,可有效地实现时间敏感网络确定性通信在列车中的应用和改善。

关键词：列车通信网络时间敏感网络流量调度增量式调度改进灰狼优化算法

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煤尘润湿-凝聚复合型绿色抑尘材料制备及性能研究

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当代化工研究 2024年第12期 169-171页

作者：杨维峰刘超山东能源枣庄矿业(集团)有限责任公司山东277000

煤炭作为我国经济支柱,煤尘问题日益凸显,影响职业健康与环境。针对现有抑尘剂成本高、污染重的问题,本研究采用羧甲基纤维素钠和淀粉为主原料,结合过硫酸铵和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺,成功制备新型煤尘抑制剂。经单因素分析优化配比与反... 详细信息

煤炭作为我国经济支柱,煤尘问题日益凸显,影响职业健康与环境。针对现有抑尘剂成本高、污染重的问题,本研究采用羧甲基纤维素钠和淀粉为主原料,结合过硫酸铵和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺,成功制备新型煤尘抑制剂。经单因素分析优化配比与反应条件,通过扫描电镜、吸水性及抗压实验验证其优良性能与高效抑尘效果。该抑制剂成本低、环保,为煤炭行业可持续发展提供了新方案。

关键词：接枝共聚羧甲基纤维素淀粉抑尘剂环保粉尘

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单电极电致发光纤维的连续制备及其可视化液体传感应用

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发光学报 2024年第7期45卷 1049-1057页

作者：杨小锐杨伟峰李克睿李耀刚张青红王宏志侯成义东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室上海201620

随着柔性电子产品、智能传感器、智能穿戴等领域的兴起,柔性电致发光器件得到了蓬勃的发展。柔性电致发光纤维以其便携性、柔软性及可编织性,为可视化传感领域带来了巨大的发展潜力。但受限于其大多为双电极结构,制备工艺复杂,使其在成... 详细信息

随着柔性电子产品、智能传感器、智能穿戴等领域的兴起,柔性电致发光器件得到了蓬勃的发展。柔性电致发光纤维以其便携性、柔软性及可编织性,为可视化传感领域带来了巨大的发展潜力。但受限于其大多为双电极结构,制备工艺复杂,使其在成本、器件均匀性、灵敏性及柔软性方面仍存在不足。本文开发了一种单电极电致发光纤维,通过简单、可扩展和低成本的制造工艺,实现了电致发光纤维的连续制备。且通过无线驱动的方式实现了电致发光,单电极纤维接受无线电场能量,通过接地线与大地、无线发射源形成闭合回路,从而消除了对外部电源的依赖。单电极电致发光纤维由导电层、介质层和发光层构成,发光波长为456 nm,具有良好的力学性能、发光性能及柔软性。单电极电致发光纤维可应用于溶液的可视化传感,其发光强度对于氯化钠浓度的识别度可达到0.001%(质量分数),具有出色的灵敏度,在汗液检测及生物等方面具有重要意义。发光纤维可进一步编织成发光织物,其透气性及力学方面均与普通的商用面料相媲美,并可实现不同浓度氯化钠的可视化传感。在可穿戴设备领域,无线驱动的单电极电致发光纤维具有实现视觉显示和通信功能的巨大潜力。

关键词：智能纤维可视化传感连续制备无线驱动

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“阿秒光学”专题导读

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光子学报 2024年第6期53卷 1-2页

作者：付玉喜兰鹏飞杨玮枫曾志男中国科学院西安光学精密机械研究所华中科技大学海南大学张江实验室

2023年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼(Pierre Agostini)、费伦茨·克劳斯(Ferenc Krausz)和安妮·勒惠利尔(Anne L’Huillier),以表彰他们“为研究物质中的电子动力学,而产生阿秒激光的实验方法”方面所作出的贡献。这些科学家... 详细信息

2023年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼(Pierre Agostini)、费伦茨·克劳斯(Ferenc Krausz)和安妮·勒惠利尔(Anne L’Huillier),以表彰他们“为研究物质中的电子动力学,而产生阿秒激光的实验方法”方面所作出的贡献。这些科学家们做出的开拓性的工作,使超快科学及技术的发展迎来了阿秒时代。阿秒是目前人类掌握的最小时间分辨尺度。阿秒物理从时间范畴研究物质中的电子动力学特性,也就是从时间分辨率角度,把我们认识物质世界的视野提高了一大步。如今人们已经成功将阿秒技术应用于原子、分子、纳米体系甚至固体中超快电子运动的测量和调控研究,为诸多潜在应用开辟了崭新的道路。近几年,我国在阿秒光学等相关领域进展显著,相关研究也进入了国际先进水平。

关键词：诺贝尔物理学奖时间范畴费伦茨最小时间时间分辨率克劳斯电子动力学阿戈斯蒂

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