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多尺度视角下广东臭氧时空分异特征及驱动因素

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3601-3614页

作者：余锐步巧利陈辰麦博儒孙丽颖江铭诺邓若钊查进林符传博佛山市南海区气象局广东佛山528200 佛山市气象局广东佛山528300 中国气象局广州热带海洋气象研究所广东广州510640 广州市增城区气象局广东广州511300 广东省气象数据中心广东广州510640 广东省遂溪县气象局广东湛江524000 云南大学地球科学学院云南昆明650500 海南省气象科学研究所海南海口570203

鉴于近地面臭氧(O_(3))浓度具有多尺度和复杂非线性的时空变化特征,本研究基于2015~2022年广东地区O_(3)监测数据和同期气象资料,利用围绕中心点分割(PAM)聚类、Kolmogorov–Zurbenko(KZ)滤波和广义加性模型(GAM)等手段,探讨了不同区域... 详细信息

鉴于近地面臭氧(O_(3))浓度具有多尺度和复杂非线性的时空变化特征,本研究基于2015~2022年广东地区O_(3)监测数据和同期气象资料,利用围绕中心点分割(PAM)聚类、Kolmogorov–Zurbenko(KZ)滤波和广义加性模型(GAM)等手段,探讨了不同区域多时间尺度O_(3)浓度的变化特征及驱动因素.结果表明:广东地区近地面O_(3)存在跨行政区划的区域性特征,通过对O_(3)数据聚类分析可以划分出8个子区域;O_(3)浓度时间序列经尺度分离后,短期分量对总方差贡献最大,其次为季节分量;气象因子与O_(3)浓度变化的关系受到时间尺度和区域差异的影响;经气象调整后的O_(3)峰值浓度序列大多在2016年或者2017年后呈现下降的态势,珠三角地区是O_(3)污染的突出区域,由不利气象条件和人为排放共同引起;O_(3)浓度时间序列的长期分量大多呈现波动上升的趋势,人为排放虽然是O_(3)浓度的主要贡献,但气象条件才是驱动O_(3)浓度变化的主导因素.本研究结果进一步提示O_(3)污染防控工作需要因时因地制宜,建立基于气象状况变化的前体物减排预案对O_(3)污染防控具有重要意义.

关键词：臭氧多尺度气象调整聚类分析时空分异特征

应用GA-RBFNN全光谱水体COD与NO_(3)-N检测方法研究

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中国测试 2024年第2期50卷 66-72页

作者：黄春荣刘桂雄戈燕红闵文傲郭德音华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 广东盈峰科技有限公司广东佛山528322

应用全光谱测量水体化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、硝酸盐氮(NO_(3)-N)浓度等水环境质量指标容易受水质环境影响,检测模型与特征波长一直是全光谱检测推广关注重点。该文提出一种基于遗传算法-径向基神经网络(genetic algori... 详细信息

应用全光谱测量水体化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、硝酸盐氮(NO_(3)-N)浓度等水环境质量指标容易受水质环境影响,检测模型与特征波长一直是全光谱检测推广关注重点。该文提出一种基于遗传算法-径向基神经网络(genetic algorithm-radial basis function neural network,GA-RBFNN)全光谱水体COD与NO_(3)-N浓度检测方法,鉴于GA搜索能力强、随机性高的特点,对预处理后全光谱吸收数据应用GA进行特征波长选取,以RBFNN神经网络留K法训练过程中平均决定系数作为适应度函数,输出最优特征波长与RBFNN神经网络参数进行部署,从而实现水体COD、NO_(3)-N浓度准确测量。最后,开展GA-RBFNN、偏最小二乘(partial least squares,PLS)、GA-PLS、RBFNN四种模型对160组水样的COD、NO_(3)-N浓度检测实验,结果表明GA-RBFNN模型对COD、NO_(3)-N检测平均决定系数、最大误差分别为0.9964、0.9950和3.9%、4.9%,均优于其他模型,方法具有重要推广价值。

关键词：全光谱法神经网络遗传算法特征波长选取水体环境检测

磁处理对铁磁材料残余应力调控规律及机理研究

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机械工程学报 2024年

作者：宋和川周晓敏张清东熊青霞张勃洋北京科技大学顺德创新学院北京科技大学机械工程学院

磁处理应力调控技术因能耗低、效率高、无污染等优点而广受关注，但目前磁处理过程中材料磁特性与其内部应力的作用机理及交互规律尚未明晰，磁处理参数与应力松弛间的关联关系仍有待深入研究。因此，借助试验平台揭示磁处理参数对典型... 详细信息

磁处理应力调控技术因能耗低、效率高、无污染等优点而广受关注，但目前磁处理过程中材料磁特性与其内部应力的作用机理及交互规律尚未明晰，磁处理参数与应力松弛间的关联关系仍有待深入研究。因此，借助试验平台揭示磁处理参数对典型铁磁性材料硅钢残余应力动态演变的影响规律及其作用机制，探究外张力作用对应力调控效果的增益效应，剖析磁处理对铁磁性与非铁磁性材料应力调控效果及其机理的差异性。结果表明，硅钢残余应力调控效果随时间呈正弦波动，磁感应强度未达到饱和时，可有效驱动残余应力松弛，超过饱和状态时残余应力不降反升；外张力影响材料的磁化状态，较大的外张力会促使材料中新、旧畴壁完成动态重构，对磁处理应力调控效果产生增益效应；磁处理可调控非铁磁材料残余应力，但其主导机制与铁磁性材料不同；磁致振动与局部应力的叠加大于虑及磁致塑性效应的位错阻力时，残余应力松弛方可启动。研究结果为磁处理调控铁磁及非铁磁材料残余应力提供理论依据与技术支撑。

关键词：磁处理残余应力张力机理非铁磁性

基于卷积神经网络和长短时记忆网络的心理疲劳状态识别方法

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生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 34-40页

作者：王慧张玭金丰护赵宝永曾勤波肖文栋北京科技大学自动化学院北京100083 中国兵器装备集团自动化研究所有限公司四川绵阳621000 北京科技大学顺德创新学院广东顺德528399 北京市工业波普成像工程技术研究中心北京100083

现代生活节奏加快,生活压力逐渐增大,长期累积的心理疲劳对健康构成威胁。通过分析生理信号和参数,本文提出一种可以识别心理疲劳状态的方法,从而有助于维护健康生活。本文所提方法是基于卷积神经网络与长短时记忆网络结合的心电信号心... 详细信息

现代生活节奏加快,生活压力逐渐增大,长期累积的心理疲劳对健康构成威胁。通过分析生理信号和参数,本文提出一种可以识别心理疲劳状态的方法,从而有助于维护健康生活。本文所提方法是基于卷积神经网络与长短时记忆网络结合的心电信号心理疲劳状态识别方法。首先,利用一维卷积神经网络模型的卷积层提取局部特征,通过池化层提取关键信息,同时去除部分冗余数据。然后,将提取的特征作为长短时记忆网络模型的输入,以进一步进行心电特征的融合。最后,通过全连接层整合关键信息,成功实现了对心理疲劳状态的准确识别。研究结果表明,相较于传统的机器学习算法,本文提出的方法显著提高了心理疲劳识别的准确性,识别的准确度达到了96.3%,可为心理疲劳的预警和评估提供可靠的基础。

关键词：心理疲劳心电信号卷积神经网络长短时记忆网络

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基于深度学习的耳部穴区自动分割方法

生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 114-120页

作者：高枕岳贾世瑾李青峰芦东昕张森肖文栋北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学北京市工业波普成像工程技术研究中心北京100083 北京科技大学顺德创新学院广东顺德528399 杭州师范大学移动健康管理系统教育部工程研究中心杭州311121

耳部穴区的自动分割是实现智能化耳穴疗法的基础。然而,由于耳部穴区较多,且缺乏清晰的边界特征,现有方案在自动分割耳穴时面临着挑战。因此,需要一种快速准确的耳部穴区自动分割方法。本研究提出了一种基于深度学习的耳部穴区自动分割... 详细信息

耳部穴区的自动分割是实现智能化耳穴疗法的基础。然而,由于耳部穴区较多,且缺乏清晰的边界特征,现有方案在自动分割耳穴时面临着挑战。因此,需要一种快速准确的耳部穴区自动分割方法。本研究提出了一种基于深度学习的耳部穴区自动分割方法,主要包含耳部轮廓检测、解剖部位分割及关键点估计和图像后处理三个阶段。本文还提出了K-YOLACT以提升解剖部位分割及关键点定位的运行效率。实验结果表明,所提出的方法实现了对耳部正面图像内66个穴区的自动分割,分割效果优于现有方案。同时K-YOLACT方法的解剖部位分割的平均精度均值(mAP)为83.2%,关键点定位平均精度均值为98.1%,且运行效率明显提升。该方法的提出为耳穴图像的精确分割提供了可靠的解决方案,也为中医疗法的现代化发展提供了强有力的技术支持。

关键词：深度学习耳穴疗法区域分割图像处理中医

生物炭影响地带性土壤等温吸附丁草胺的特征及关键机制

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农业环境科学学报 2024年第10期43卷 2321-2329页

作者：李翔张纯邓建云许桂莲韦木莲魏岚刘忠珍广东省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部南方植物营养与肥料重点实验室/广东省农业资源循环利用与耕地保育重点实验室广州510640 广东省农业科学院植物保护研究所/广东省植物保护新技术重点实验室广州510640 龙门县农业科学研究所广东惠州516000 龙门县乡村振兴服务中心广东惠州516000 佛山市农业科学研究所广东佛山528145

为解析土壤理化性质与生物炭添加效果之间的相关性,明确生物炭影响地带性土壤等温吸附丁草胺的特征及关键机制,本研究采用9种不同理化性质地带性土壤,加入系列用量稻壳生物炭,考察了丁草胺在生物炭-土壤混合体中的等温吸附特征。结果表... 详细信息

为解析土壤理化性质与生物炭添加效果之间的相关性,明确生物炭影响地带性土壤等温吸附丁草胺的特征及关键机制,本研究采用9种不同理化性质地带性土壤,加入系列用量稻壳生物炭,考察了丁草胺在生物炭-土壤混合体中的等温吸附特征。结果表明:在不同生物炭添加剂量条件下,丁草胺在土壤中的吸附等温线均遵循Freundlich吸附模型,生物炭添加显著增加了9种地带性土壤对丁草胺的吸附能力[模型平衡常数(Kf)增加],降低了线性吸附的程度[模型指数(1/n)降低]。生物炭添加剂量越高,丁草胺吸附容量越大。热力学计算结果显示,在0.5%~2%生物炭添加条件下,丁草胺在地带性土壤中的吉布斯自由能为-16.30~-21.67 kJ·mol^(-1),表明吸附过程是自发且有利的。皮尔森相关性分析结果表明,土壤有机碳与Kf增长率呈显著负相关,说明土壤可溶性有机质抑制生物炭对丁草胺的吸附。多元线性回归方程分析结果显示,当土壤未添加生物炭时,土壤有机碳、pH、黏粒、粉粒4种土壤理化性质对Kf值的解释能力高达99%,而当生物炭添加为0.5%、1%、2%时,土壤有机碳、pH、黏粒、粉粒4种土壤理化性质对Kf值的解释能力分别下降至83%、70%、90%。通径系数研究表明,生物炭添加剂量从0上升至1%时,土壤黏粒和土壤粉粒对丁草胺吸附的直接作用系数增大,而有机碳和pH对丁草胺吸附的直接作用系数减小。研究表明,生物炭输入改变了丁草胺的吸附特征,土壤黏粒和土壤粉粒等土壤质地因素对丁草胺吸附产生重要影响。

关键词：土壤生物炭丁草胺等温吸附影响因素

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多尺度视角下广东地区近地面臭氧的时空分异特征及驱动因素

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中国环境科学 2024年

作者：余锐步巧利陈辰麦博儒孙丽颖江铭诺邓若钊查进林符传博海南省气象科学研究所广东省遂溪县气象局中国气象局广州热带海洋气象研究所广东省气象数据中心广州市增城区气象局云南大学地球科学学院广东省环珠江口气候环境与空气质量变化野外科学观测研究站佛山市南海区气象局佛山市气象局

鉴于近地面臭氧(O3)浓度具有多尺度和复杂非线性的时空变化特征，本研究基于2015—2022年广东地区O3监测数据和同期气象资料，利用围绕中心点分割(Partitioning Around Medoi聚类、Kolmogorov–Zurbenko(KZ)滤波和广义加性模型(Generali... 详细信息

鉴于近地面臭氧(O3)浓度具有多尺度和复杂非线性的时空变化特征，本研究基于2015—2022年广东地区O3监测数据和同期气象资料，利用围绕中心点分割(Partitioning Around Medoi聚类、Kolmogorov–Zurbenko(KZ)滤波和广义加性模型(Generalized Additive Model，GAM)等手段，探讨了不同区域多时间尺度O3浓度的变化特征及驱动因素.结果表明：(1)广东地区近地面O3存在跨行政区划的区域性特征，通过对O3数据聚类分析可以划分出8个子区域;(2)O3浓度时间序列经尺度分离后，短期分量对总方差贡献最大，其次为季节分量;(3)气象因子与O3浓度变化的关系受到时间尺度和区域差异的影响;(4)经气象调整后的O3峰值浓度序列大多在2016年或者2017年后呈现下降的态势，珠三角地区是O3污染的突出区域，由不利气象条件和人为排放共同引起;(5)O3浓度时间序列的长期分量大多呈现波动上升的趋势，人为排放虽然是O3浓度的主要贡献，但气象条件才是驱动O3浓度变化的主导因素.本研究结果进一步提示O3污染防控工作需要因时因地制宜，建立基于气象状况变化的前体物减排预案对O3污染防控具有重要意义.

关键词：臭氧多尺度气象调整聚类分析时空分异特征

激光熔覆420不锈钢的热流耦合数值模拟与试验验证

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金属热处理 2024年第8期49卷 211-219页

作者：杜茂华张振新毕贵军曹立超昆明理工大学机电工程学院云南昆明650504 广东省科学院智能制造研究所广东广州510070 广东中科德弗激光科技有限公司广东佛山528000

研究主要工艺参数(激光功率、扫描速度、送粉速率)对激光熔覆420不锈钢过程中熔池温度和单道熔覆层几何尺寸的影响,以及熔覆层不同位置处温度、温度梯度、流速的变化规律。建立了在Q235碳钢基板上激光熔覆420不锈钢粉末的热流耦合三维... 详细信息

研究主要工艺参数(激光功率、扫描速度、送粉速率)对激光熔覆420不锈钢过程中熔池温度和单道熔覆层几何尺寸的影响,以及熔覆层不同位置处温度、温度梯度、流速的变化规律。建立了在Q235碳钢基板上激光熔覆420不锈钢粉末的热流耦合三维瞬态数值模型,模拟激光熔覆的成形过程;考虑了熔池内的浮力、Darcy阻力以及表面张力驱动的Marangoni效应,采用表观热容法考虑材料的相变潜热,任意拉格朗日欧拉法(ALE)用于追踪熔池的自由表面和模拟熔池的生长。结果表明,熔池温度随着激光功率和送粉速率的增加而增加,随着扫描速度的增加而减小。对熔覆层宽度影响最大的工艺参数是激光功率,激光功率从800 W增加到1000 W,熔覆层宽度增加了175.4051μm;对熔覆层高度和深度影响最大的均是送粉速率,送粉速率从1.49 g/min增加到3.17 g/min,熔覆层高度增加了309.8188μm,熔覆层深度减小了152.0495μm。不同的激光熔覆工艺参数下,从熔覆层顶部到底部硬度均不断减小。经试验验证,该模型能够准确预测不同工艺参数的激光熔覆过程。

关键词：激光熔覆 420不锈钢粉末热流耦合 Marangoni效应硬度

超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱分析匙羹藤化学成分

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中国新药杂志 2024年第15期33卷 1595-1607页

作者：曾志浩肖观林贾灿潮江洁怡汤瑞茵贾德政李养学李绍林毕晓黎广州中医药大学第五临床医学院广州510405 广东省中医药工程技术研究院广州510095 广东省中医药研究开发重点实验室广州510095 广东食品药品职业学院广州510520

目的:基于超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱(ultra-performance liquid chromatography quadrupole time-of-flight mass spectrometry,UPLC-Q-TOF-MS/MS)技术分析匙羹藤的化学成分。方法:采用Waters CORTECS UPLC T_(3)色谱柱(150 mm×2.1 mm,1.6μm)以0.1%甲酸-乙腈的流动相梯度洗脱,电喷雾负离子模式下对色谱流出物进行检测,检测范围m/z 50~2000。结果:通过高分辨质谱数据(一级质谱及二级质谱碎片)分析,结合数据库、文献以及对照品比对,共鉴别出101种成分,包括53种三萜类、37种黄酮类、5种有机酸类、3种单萜类、1种二萜类、1种菲类、1种甾体类化合物。结论:本研究通过UPLC-Q-TOF-MS/MS技术快速鉴别了匙羹藤的化学成分,该方法快速、准确、简便,能够用于匙羹藤化学成分的定性鉴定,为该草药的质量标准以及物质基础研究奠定基础。

关键词：匙羹藤超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱化学成分三萜类化合物黄酮类化合物