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A Half-Proximal Symmetric Splitting Method for Non-convex Separable Optimization

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Acta Mathematica Sinica,English Series 2024年

作者： Pengjie LIU Jinbao JIAN hu shao Xiaoquan WANG Xiangfeng WANG School of Mathematics China University of Mining and Technology School of Mathematics and Physics Center for Applied Mathematics of GuangxiGuangxi Minzu University School of Mathematics Jiangsu Center for Applied Mathematics China University of Mining and Technology School of Computer Science and Technology East China Normal University

In this paper, we explore the convergence and convergence rate results for a new methodology termed the half-proximal symmetric splitting method (HPSSM). This method is designed to address linearly constrained two-block non-convex separable optimization problem. It integrates a half-proximal term within its first subproblem to cancel out complicated terms in applications where the subproblem is not easy to solve or lacks a simple closed-form solution. To further enhance adaptability in selecting relaxation factor thresholds during the two Lagrange multiplier update steps, we strategically incorporate a relaxation factor as a perturbation parameter within the iterative process of the second subproblem. Building on several foundational assumptions, we establish the subsequential convergence, global convergence, and iteration complexity of HPSSM. Assuming the presence of the Kurdyka-Lojasiewicz inequality of Lojasiewicz-type within the augmented Lagrangian function (ALF),we derive the convergence rates for both the ALF sequence and the iterative sequence. To substantiate the effectiveness of HPSSM, sufficient numerical experiments are conducted. Moreover, expanding upon the two-block iterative scheme, we present the theoretical results for the symmetric splitting method when applied to a three-block case.

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智能弹药用新型电控固体推进剂的研究进展

火炸药学报 2024年第4期47卷 287-304页

作者：夏旭付小龙胡少青赵昱西安近代化学研究所陕西西安710065

针对当前固体火箭发动机无法重复启停、难以实现推力可控等需求,结合固体火箭和液体火箭的优点,国内外研究机构探究了一种具有重复点火与熄火、燃烧速度可调、输出能量可控的电控固体推进剂。系统介绍了新型电控固体推进剂领域的国内外... 详细信息

针对当前固体火箭发动机无法重复启停、难以实现推力可控等需求,结合固体火箭和液体火箭的优点,国内外研究机构探究了一种具有重复点火与熄火、燃烧速度可调、输出能量可控的电控固体推进剂。系统介绍了新型电控固体推进剂领域的国内外研究现状,首先,总结了国内外各类电控固体推进剂(硝酸铵基、硝酸羟胺基、高氯酸锂基)的发展,以及在微推、炮弹点火器和固体发动机方面的应用情况;其次,概述了配方组分、电压、电流、外界环境温度和压强等因素对电控固体推进剂的燃速、点火延迟时间以及力学性能的影响;然后,分析了电控固体推进剂的启停机理,介绍了硝酸铵羟胺和高氯酸锂基电控固体推进剂的反应机理;最后,对电控固体推进剂的未来发展进行了展望,指出未来仍需重点研究的方向:加强电控固体推进剂制备工艺放大研究;设计新型电敏氧化剂,解决高压下无法可控燃烧的问题;开展大尺寸电控固体发动机试验研究;通过数值模拟进一步揭示电能与推进剂燃烧耦合效应。附参考文献62篇。

关键词：应用化学电控固体推进剂 ECSP 启停机理智能弹药

二氧化碳静态爆破的边坡振动场地效应和能量分析

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Journal of Central South University 2024年第1期31卷 210-224页

作者：王小飞胡少斌王恩元 School of Safety Engineering China University of Mining and TechnologyXuzhou 221116China Tunnel and Underground Engineering Institute College of Civil and Transportation EngineeringHohai UniversityNanjing 210098China

进行真三轴CO_(2)静态爆破压裂实验和现场测试,获得压力曲线、试样裂隙分布、现场振动曲线和岩体破坏特征,并通过分析压力曲线和裂缝扩展特征来研究致裂原理,同时还利用窗函数傅里叶变换提取振动特征,以评估破岩现场边坡的结构安全。研... 详细信息

进行真三轴CO_(2)静态爆破压裂实验和现场测试,获得压力曲线、试样裂隙分布、现场振动曲线和岩体破坏特征,并通过分析压力曲线和裂缝扩展特征来研究致裂原理,同时还利用窗函数傅里叶变换提取振动特征,以评估破岩现场边坡的结构安全。研究结果表明:(1)CO_(2)静态爆破的峰值振动速度在8 m处衰减至满足建筑物保护要求,比传统的钻爆法更安全;(2)CO_(2)静态爆破引起的振动波形的主频高于钻爆法的,且随着距离的加长,振动能量的分布逐渐分散;(3)钻爆法的振动速度预测公式适用于CO_(2)静态爆破的,且带高程的预测公式更为准确。根据压力曲线、试样裂隙分布和现场岩体损伤,提出CO_(2)静态爆破的HIG破岩模型,为新技术的研究提供了基础框架。在实验中没有采集到温度数据,今后迫切需要对聚能剂的瞬时放热特性和温度对CO_(2)状态的影响进行研究。

关键词：破岩技术二氧化碳静态爆破振动速度致裂机理能量计算

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基于碳中和新技术的美丽中国建设

中国环境科学 2024年第4期44卷 1777-1787页

作者：周启星王辉欧阳少虎南开大学环境科学与工程学院/南开大学碳中和交叉科学中心环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300350

碳中和技术是以减少碳排放和增加碳固定为目的,以节能、减排、增效为核心的新技术体系,主要分为三类,包括温室气体的捕集技术、温室气体的埋存技术和低碳或零碳新能源技术.将碳中和技术应用于美丽中国建设不仅可以有效推动我国能源结构... 详细信息

碳中和技术是以减少碳排放和增加碳固定为目的,以节能、减排、增效为核心的新技术体系,主要分为三类,包括温室气体的捕集技术、温室气体的埋存技术和低碳或零碳新能源技术.将碳中和技术应用于美丽中国建设不仅可以有效推动我国能源结构的转型和科学技术的进步,还能够促进生态环境的改善和绿色经济的发展.本研究通过阐述碳中和技术相关理念和发展现状,分析了实现碳中和的有效途径,并进一步讨论了碳中和技术如何助力美丽中国建设.结果表明,目前关于碳中和技术的研究领域主要有氢能领域、电化学领域、绿色化学领域、节能技术、储能技术、废物的资源回收以及合成生物学领域.这些新能源和新技术的出现不仅能够极大地提高能源的利用效率,还能够促进绿色清洁技术的发展.此外,碳中和技术也能够减少污染物的排放,增强资源的高效利用,助力低碳能源体系的建立和促进生态文明体制的健全,从而助力美丽中国建设.

关键词：碳中和技术美丽中国建设能源结构低碳能源体系

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高性能箱型复合结构增韧模型与优化计算

工程力学 2024年第S1期41卷 38-49页

作者：喻江胡少伟范向前陆俊水科学与水工程国际联合研究中心江苏南京210029 南京水利科学研究院江苏南京210024 郑州大学水利与土木工程学院河南郑州450001

为了深入揭示高性能箱型复合结构受力机理并有效提升结构整体性能,通过定义四种混凝土翼板模式开展高性能箱型复合结构增韧模型理论研究。通过建立剪力滞翘曲位移模型和界面滑移模式,推导出考虑剪力滞行为与界面滑移相互影响的控制微分... 详细信息

为了深入揭示高性能箱型复合结构受力机理并有效提升结构整体性能,通过定义四种混凝土翼板模式开展高性能箱型复合结构增韧模型理论研究。通过建立剪力滞翘曲位移模型和界面滑移模式,推导出考虑剪力滞行为与界面滑移相互影响的控制微分方程,求得在均布荷载作用下的增韧模型理论解析解,进一步以界面滑移量、剪力滞系数、混凝土材料为韧性指标,对提出的增韧模型进行优化计算分析表明:II型增韧模型受剪力滞影响程度仅为0.04%~0.05%,混凝土材料用量节约35.00%,为四种模型中基于剪力滞与滑移耦合行为的最优高性能箱型复合结构增韧模型,便于为水利、土木工程韧性指标设计提供技术支撑。

关键词：高性能复合结构增韧模型韧性指标优化计算

CO_(2)-EOR井中低温对封隔器及密封圈性能影响

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科学技术与工程 2024年第24期24卷 10244-10252页

作者：邓祥龙刘少胡张磊长江大学机械工程学院荆州434023 长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室武汉430100

“双碳”背景下,碳捕集、利用与封存(carbon capture, utilization and storage, CCUS)技术将发挥关键作用,其中针对CO_(2)-EOR井中低温对封隔器及密封圈老化问题,首先建立CO_(2)在注入井中温度分布理论模型;然后通过有限元方法建立密... 详细信息

“双碳”背景下,碳捕集、利用与封存(carbon capture, utilization and storage, CCUS)技术将发挥关键作用,其中针对CO_(2)-EOR井中低温对封隔器及密封圈老化问题,首先建立CO_(2)在注入井中温度分布理论模型;然后通过有限元方法建立密封圈数值模拟模型,开展不同温度下橡胶密封圈的等效应力、接触压力和真实应变的研究,并分析低温对密封圈力学性能影响和低温老化的原因。结果表明:CO_(2)注入井中封隔器密封工作温度在其玻璃化转变温度T_g以上,正常工作不会产生低温老化;低温对注入管阀门密封圈的力学性能影响显著,较常温环境下的Mises应力和接触压力上升3~4倍。当环境温度低于T_(g)后,密封圈将会从高弹态转变为玻璃态,其硬度增加、弹性降低,老化程度逐渐加深,导致密封圈接触压力小于介质压力而失效。

关键词： CO_(2)-EOR技术 CO_(2)注入井封隔器橡胶密封圈力学性能低温老化

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油气压裂机组无人机安全巡检路径规划

科学技术与工程 2024年第25期24卷 10832-10840页

作者：王锁男张磊刘少胡长江大学机械工程学院荆州434022

压裂井场中的设备种类多、故障形式复杂,人工巡检难度大、效率低,故应用无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)来代替人工巡检压裂井场。为了使无人机在压裂井场环境中能够进行有效的路径规划并且达到巡检的目的,提出了一种综合改进的快... 详细信息

压裂井场中的设备种类多、故障形式复杂,人工巡检难度大、效率低,故应用无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)来代替人工巡检压裂井场。为了使无人机在压裂井场环境中能够进行有效的路径规划并且达到巡检的目的,提出了一种综合改进的快速随机搜索树(rapid-exploration random tree,RRT)算法来进行无人机路径轨迹规划。首先,添加改进人工势场法来改进新节点的延伸方向,随机树会受到目标点与障碍物合力的作用而更有目的性地扩展,从而提高无人机路径规划的效率。其次,加入剪枝的策略,删去随机树在扩展过程中多余的节点和折线段,缩短规划路径的长度。再次,对规划出来的轨迹做了Bezier曲线优化,使规划出的轨迹更符合无人机的运动特性,并为了防止优化后的路径轨迹与障碍物发生碰撞做了膨化障碍物处理。最后,基于机器人操作系统(robot operating system,ROS),对无人机巡检压裂井场进行了仿真实验。仿真实验表明,综合改进的RRT算法生成的路径更符合无人机的运动特性,具有路径短、耗时少的优势,并且可在避开障碍物的同时对压裂井场中的设备进行巡检。

关键词：压裂井场无人机路径规划 RRT ROS

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人口老龄化如何影响家庭杠杆率

中央财经大学学报 2024年第2期 92-105页

作者：张诚翁希演胡少东汕头大学商学院

近年来,中国家庭杠杆率的上升引发了社会的广泛关注,人口老龄化可能对家庭杠杆率产生影响。理论推导表明,老年人口占比增加会提升家庭杠杆率。实证分析利用中国家庭追踪调查(CFPS)数据,检验得出人口老龄化对家庭杠杆率的影响为正。机制... 详细信息

近年来,中国家庭杠杆率的上升引发了社会的广泛关注,人口老龄化可能对家庭杠杆率产生影响。理论推导表明,老年人口占比增加会提升家庭杠杆率。实证分析利用中国家庭追踪调查(CFPS)数据,检验得出人口老龄化对家庭杠杆率的影响为正。机制分析发现,老龄化导致低收入人群在面对住房需求和应对老龄化支出时,倾向使用住房抵押贷款以平滑生命周期消费,进而推高了家庭杠杆率。同时,本文发现家庭面临的健康风险与养老抚幼双重负担,也是老龄化导致杠杆率攀升的潜在作用机制。此外,老龄化对家庭杠杆率的影响在城乡类型和户主受教育水平差异,以及家庭小型化程度之间存在异质性。

关键词：人口老龄化家庭负债住房需求

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城镇化、住房需求与家庭杠杆率

金融论坛 2024年第1期29卷 70-80页

作者：张诚翁希演胡少东汕头大学商学院汕头515063

本文从家庭微观层面,运用中国家庭追踪调查(CFPS)数据,研究在城镇化进程中户籍身份转换对家庭杠杆率的影响。基准估计结果表明,户籍身份转换推高家庭杠杆率。机制分析发现,户籍身份转换引致家庭产生新的住房需求,促使其为平滑消费而负... 详细信息

本文从家庭微观层面,运用中国家庭追踪调查(CFPS)数据,研究在城镇化进程中户籍身份转换对家庭杠杆率的影响。基准估计结果表明,户籍身份转换推高家庭杠杆率。机制分析发现,户籍身份转换引致家庭产生新的住房需求,促使其为平滑消费而负债购房,导致家庭杠杆率提高。进一步研究发现,户籍身份转换提高家庭的消费水平,且提高家庭过度负债的概率。异质性分析结果发现,对于受教育水平较低、中等收入家庭和养幼负担较重的家庭,户籍身份转换对家庭杠杆率的影响更显著。

关键词：户籍身份转换家庭杠杆率住房需求住房贷款