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多模型自校准无迹Kalman滤波方法

航空动力学报 2024年第8期39卷 415-420页

作者：杨海峰王宇翔工业和信息化部高新技术司北京100804 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

基于无迹Kalman滤波方法(UKF)、自校准无迹Kalman滤波方法(SUKF)和多模型估计理论(MME),针对工程实际中强非线性系统状态方程受未知输入(如医用机械臂惯导单元的零漂误差、列车行驶中遭遇突风和机载元器件故障等)影响的问题,提出了一种... 详细信息

基于无迹Kalman滤波方法(UKF)、自校准无迹Kalman滤波方法(SUKF)和多模型估计理论(MME),针对工程实际中强非线性系统状态方程受未知输入(如医用机械臂惯导单元的零漂误差、列车行驶中遭遇突风和机载元器件故障等)影响的问题,提出了一种多模型自校准无迹Kalman滤波方法(MSUKF),将多模型自校准Kalman滤波方法(MSKF)的适用范围扩展到了强非线性领域。该方法同时采用UKF与SUKF进行计算,根据贝叶斯定理实时分配两者先验估计值的权重,通过加权融合进而得到最终的状态估计。大量数值仿真结果表明:本文方法精度比滤波发散的UKF提高了50%,与无偏的SUKF相比也提升了4%以上,具有更强的适应性和鲁棒性。

关键词：自校准滤波多模型估计无迹Kalman滤波未知输入故障诊断

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页岩水平井多簇喷砂射孔暂堵转向压裂裂缝扩展规律

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石油勘探与开发 2024年第3期51卷 624-634页

作者：邹雨时李彦超杨灿张士诚马新仿邹龙庆中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油集团川庆钻探工程有限公司页岩气勘探开发项目经理部成都610052

采用真三轴压裂模拟系统开展了页岩水平井多簇喷砂射孔暂堵转向压裂模拟实验,研究了暂堵剂粒径、暂堵剂浓度、单簇射孔数和簇数对封堵提压、多裂缝转向规律及暂堵剂分布的影响。结果表明:缝内小粒径组合+段内大粒径组合暂堵剂有利于提... 详细信息

采用真三轴压裂模拟系统开展了页岩水平井多簇喷砂射孔暂堵转向压裂模拟实验,研究了暂堵剂粒径、暂堵剂浓度、单簇射孔数和簇数对封堵提压、多裂缝转向规律及暂堵剂分布的影响。结果表明:缝内小粒径组合+段内大粒径组合暂堵剂有利于提高封堵压力并促进裂缝多期性转向,添加纤维的组合可快速憋压至超高,但易产生沿着井筒扩展的纵向缝;暂堵峰值压力随暂堵剂浓度的增加而提升,但暂堵剂浓度达到一定值后,进一步增加暂堵剂浓度并不能显著提高暂堵峰值压力;岩样破裂压力和暂堵峰值压力随单簇射孔数增加呈下降趋势,较少的单簇射孔数有利于提高破裂压力及暂堵峰值压力,对多簇裂缝扩展的控制作用更显著;较少的簇数不利于人工裂缝总数及复杂程度的提升,较多的簇数难以实现有效封堵。缝内暂堵时暂堵剂主要分布在复杂裂缝区域,特别是多裂缝相交处,而段内暂堵时暂堵剂优先分布于形成复杂缝的射孔簇孔眼附近。

关键词：页岩暂堵转向压裂多簇喷砂射孔暂堵剂分布裂缝扩展规律

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金融深度、数字经济与市场一体化

系统工程理论与实践 2024年第9期44卷 2872-2886页

作者：张智龙黄伟上海财经大学经济学院上海200433 浙江财经大学经济学院&数量经济研究中心杭州310018

推动金融系统为我国经济社会发展提供高质量服务是进一步深化金融改革的题中之义.基于我国2004–2020年281个地级市层面的数据,对金融深度如何影响市场一体化水平进行了检验.研究发现,金融深度可促进区域一体化发展,主要是通过促进当地... 详细信息

推动金融系统为我国经济社会发展提供高质量服务是进一步深化金融改革的题中之义.基于我国2004–2020年281个地级市层面的数据,对金融深度如何影响市场一体化水平进行了检验.研究发现,金融深度可促进区域一体化发展,主要是通过促进当地基础设施建设水平、优化劳动力与资本配置效率实现的;通过采用省级样本、选取工具变量利用两阶段最小二乘进行估计以及更换变量测量方式等一系列稳健性检验,保证了该结论的一般性.基于理论分析与实证检验还发现,数字经济能够优化金融业市场环境、提高银行服务能力,从而可强化金融深度的促进作用.进一步的异质性分析表明,中央宏观层面的发展规划、区域金融监管水平都有利于银行推动一体化发展,而过高的地方政府债务规模则可能会限制金融深度的积极作用.文章丰富了金融发展、一体化的相关研究,能为建设国内统一大市场、深化金融体系改革提供一些意见参考.

关键词：金融深度数字经济市场一体化金融监管

考虑气水两相流动的页岩气井压裂-生产一体化数值模拟

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石油勘探与开发 2024年第3期51卷 597-607页

作者：唐慧莹罗山贵梁海鹏曾波张烈辉赵玉龙宋毅西南石油大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室成都610500 成都理工大学成都610059 中国石油西南油气田公司页岩气研究院成都610051

基于位移不连续法和离散裂缝统一管网模型,采用顺序迭代数值模拟方法,构建了考虑气水两相流动的页岩气井压裂-生产一体化数值模型。模型考虑了天然裂缝、基质物性对压裂过程的影响,且直接将压裂后地层压力及含水饱和度分布用于后续焖井... 详细信息

基于位移不连续法和离散裂缝统一管网模型,采用顺序迭代数值模拟方法,构建了考虑气水两相流动的页岩气井压裂-生产一体化数值模型。模型考虑了天然裂缝、基质物性对压裂过程的影响,且直接将压裂后地层压力及含水饱和度分布用于后续焖井、生产模拟,可以更准确地实现压裂-生产一体化模拟。模拟结果表明:储层物性参数对裂缝扩展有较大影响,合理预测压裂结束后地层压力及储层流体分布是准确预测页岩气井产气量、产液量的关键;相较于常规方法,提出的模型同时考虑压裂对基质压力及含水饱和度的影响,可以更准确地模拟产水量、产气量。将建立的模型应用于实际页岩气压裂水平井的压裂-生产一体化模拟,模拟结果与实际生产数据吻合程度较好,验证了模型的准确性。

关键词：页岩气井水力压裂压裂缝网扩展气水两相流动压裂-生产一体化数值模拟

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拉曼光谱结合WGANGP-ResNet算法鉴别病原菌种类

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 542-547页

作者：孟星志刘亚秋刘丽娜东北林业大学信息与计算机工程学院黑龙江哈尔滨150040

快速准确识别病原菌在防止传染病的传播、帮助对抗抗菌素耐药性和改善病人预后方面起着关键作用。拉曼光谱结合机器学习算法能够简单快捷地对病原菌进行无标记检测。然而,病原菌种类和表型繁多,并且深度学习需要依赖大量样本训练,而收... 详细信息

快速准确识别病原菌在防止传染病的传播、帮助对抗抗菌素耐药性和改善病人预后方面起着关键作用。拉曼光谱结合机器学习算法能够简单快捷地对病原菌进行无标记检测。然而,病原菌种类和表型繁多,并且深度学习需要依赖大量样本训练,而收集大批量病原菌拉曼光谱劳神费力,且易受荧光等因素影响。针对上述问题,提出一种基于WGAN-GP数据增强方法和ResNet结合的病原菌拉曼光谱检测模型。采用五种常见眼科病原菌的拉曼光谱。将采集到的原始数据归一化作为ResNet和传统卷积神经网络(1D-CNN)的输入,将经过SG滤波、airPLS基线校正、PCA降维等预处理后的数据作为K近邻(KNN)的输入,对比分析发现ResNet模型效果最优,其分类精度可达96%;搭建Wasserstein生成式对抗网络加梯度惩罚模型(WGAN-GP),生成大量与真实数据相似的高分辨率光谱数据。同时与偏移法、深度卷积生成式对抗神经网络(DCGAN)2种数据增强方法进行比对,证明WGAN-GP的可靠性;为验证生成数据可以丰富数据多样性,进而提高分类精度,将扩充后的数据集重新放入ResNet进行训练,最终WGAN-GP结合ResNet的分类准确率提高到99.3%。结果表明:基于ResNet的分类模型无需复杂数据预处理,在开发效率和分类精度上均有提高;改进的WGAN-GP模型适用于拉曼光谱数据增强,解决了传统数据增强方法生成光谱的有效性与类别准确性不匹配的问题,相比于GAN提高了训练过程的速度和稳定性;利用表面增强拉曼光谱技术(SERS)结合WGANGP-ResNet模型对病原菌拉曼光谱分类,减少了对大量训练数据的需求,有利于快速学习和分析低信噪比的拉曼光谱,并将光谱采集时间缩减到1/10。在临床快速、免培养鉴别病原菌方面具有重要研究意义与应用价值。

关键词： WGAN-GP 拉曼光谱病原菌鉴别一维残差网络卷积神经网络

基于国家自然科学基金面上项目的城市绿色空间前沿研究分析:热点与方法

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风景园林 2021年第2期28卷 10-15页

作者：戴菲毕世波陈明华中科技大学建筑与城市规划学院

城市绿色空间在提供舒适人居环境方面发挥着重要作用。通过CiteSpace进行文献分析,探讨近年与城市绿色空间相关的国家自然科学基金面上项目产出成果的热点内容与相应技术方法,总结存在的不足。结果表明:近年的研究主要集中在调节微气候... 详细信息

城市绿色空间在提供舒适人居环境方面发挥着重要作用。通过CiteSpace进行文献分析,探讨近年与城市绿色空间相关的国家自然科学基金面上项目产出成果的热点内容与相应技术方法,总结存在的不足。结果表明:近年的研究主要集中在调节微气候、缓解大气污染、生态系统服务评估、景观格局、城市绿地率及促进公共健康6个方面,前两者以实测与模拟为主要研究方法,中间三者分别以模型评估、指数计算、差异分析和空间分析为主流方法,后者则以模型计算、问卷和结构方程模型为主导方法;公园城市、国土空间规划为城市绿色空间研究的新兴领域,有持续的研究前景。以此满足风景园林视角下的国家重大发展需求,为城市绿色空间的后续研究提供思路引导与方法借鉴。

关键词：风景园林城市绿色空间研究热点 CiteSpace 国家自然科学基金

Hg_(0.72)Cd_(0.28)Te扫描隧道谱的模型解释

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红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 300-304页

作者：肖正琼戴昊光刘欣扬陈平平查访星上海大学理学院物理系上海200444 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083

本工作利用截面扫描隧道显微镜(XSTM)研究了分子束外延生长的Hg_(0.72)Cd_(0.28)Te薄膜。扫描隧道谱(STS)测量表明,此碲镉汞材料的电流-电压(I/V)隧道谱呈现的零电流平台宽度(隧道谱表观带隙)比其实际材料带隙增大约130%,说明存在明显... 详细信息

本工作利用截面扫描隧道显微镜(XSTM)研究了分子束外延生长的Hg_(0.72)Cd_(0.28)Te薄膜。扫描隧道谱(STS)测量表明,此碲镉汞材料的电流-电压(I/V)隧道谱呈现的零电流平台宽度(隧道谱表观带隙)比其实际材料带隙增大约130%,说明存在明显的针尖诱导能带弯曲(TIBB)效应。扫描隧道谱三维TIBB模型计算发现低成像偏压测量时获取的I/V隧道谱数据与理论计算结果有令人满意的一致性。然而较大成像偏压时所计算的I/V谱与实验谱线在较大正偏压区域存在一定偏离。这是目前的TIBB模型未考虑带带隧穿、缺陷辅助隧穿等碲镉汞本身的输运机制对隧道电流的影响造成的。

关键词：扫描隧道显微镜扫描隧道谱 HgCdTe 针尖诱导能带弯曲

碳基无金属纳米材料用于电催化合成小分子化学品

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新型炭材料（中英文） 2024年第1期39卷 42-63页

作者：石磊李彦哲尹华杰赵慎龙国家纳米科学中心中国科学院纳米系统与多级次制造重点实验室北京100190 中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所中国科学院材料物理重点实验室安徽合肥230031

电催化是各种以化学品形式储存可再生电力能源技术的核心。目前,贵金属基催化剂广泛应用于提高电催化转化效率。然而,成本高、稳定性差等缺点严重阻碍了其在电合成和可持续能源器件中的大规模应用。碳基无金属催化剂(CMFCs)在提高催化... 详细信息

电催化是各种以化学品形式储存可再生电力能源技术的核心。目前,贵金属基催化剂广泛应用于提高电催化转化效率。然而,成本高、稳定性差等缺点严重阻碍了其在电合成和可持续能源器件中的大规模应用。碳基无金属催化剂(CMFCs)在提高催化性能方面展现出巨大潜力,且受到越来越多的关注。本文概述了用于电催化合成的CMFCs的最新研究进展,并讨论了其催化机理和设计策略。此外,简要总结了电催化合成过氧化氢、氨、氯以及各种碳基和氮基化合物的研究现状,并重点阐述了CMFCs目前面临的挑战和未来前景。

关键词：电合成电催化碳基纳米材料无金属电催化剂小分子化学品

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炸鸡翅营养组分变化及关键香气成分分析

食品科学技术学报 2024年第2期42卷 142-155页

作者：王嘉楠刘洋李凯旋谢建春北京工商大学轻工科学与工程学院北京100048

将鸡翅裹面并采用棕榈油炸,分析炸制前后鸡翅中脂肪酸和氨基酸组成变化及炸鸡翅的关键香气成分。研究发现,油炸后鸡翅肉中脂肪酸和氨基酸总含量均升高,尤其必需氨基酸与总氨基酸的比值及必需氨基酸与非必需氨基酸的比值达到了43.23%和76... 详细信息

将鸡翅裹面并采用棕榈油炸,分析炸制前后鸡翅中脂肪酸和氨基酸组成变化及炸鸡翅的关键香气成分。研究发现,油炸后鸡翅肉中脂肪酸和氨基酸总含量均升高,尤其必需氨基酸与总氨基酸的比值及必需氨基酸与非必需氨基酸的比值达到了43.23%和76.16%,营养指标提高。以二氯甲烷为溶剂,采用溶剂辅助蒸发提取炸鸡翅样品中的挥发性风味物质,结合气相色谱-质谱分析鉴定出80种挥发性化合物,频率法气相色谱-嗅闻分析鉴定出51种风味物质是油炸鸡翅的气味活性化合物,G C-O检测的强势气味化合物(NIF≥55%)为2,5-二甲基-吡嗪、己醛、3-甲硫基丙醛、3-乙基-2,5-二甲基-吡嗪、2-甲基丁醛、(E)-2-壬烯醛、γ-丁内酯等36种,对这些化合物计算OAV值,确定炸鸡翅关键香气化合物(OAV≥1)25种,分别为2-甲基-3-呋喃硫醇、双(2-甲基-3-呋喃基)二硫、(E,E)-2,4-癸二烯醛、2-乙基-3,5-二甲基-吡嗪、1-辛烯-3-酮、(E)-2-癸烯醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛、2-甲基丁醛、(E)-2-壬烯醛、3-乙基-2,5-二甲基-吡嗪、3-甲硫基丙醛、糠醛、己醛、辛醛、二甲基二硫醚、壬醛、癸醛、苯乙醛、2-戊基呋喃、2-丁酮、2,5-二甲基-吡嗪、(E)-2-庚烯醛、2,3,5-三甲基-吡嗪、2-甲基-吡嗪、乙偶姻25种。希望研究结果可为鸡肉的烹饪加工和肉味香精的研制提供理论参考。

关键词：油炸鸡翅香气成分溶剂辅助蒸发含硫化合物脂肪酸氨基酸