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一类基于Lq-范数的新型zonoid深度

系统科学与数学 2024年第9期44卷 2865-2880页

作者：邓子威刘小惠李园园刘庆朱恩文江西财经大学财经数据科学重点实验室江西财经大学统计与数据科学学院长沙理工大学数学与统计学院

zonoid深度作为一种著名的排序工具,拥有诸多良好性质,在多元数据分析中应用广泛.然而,由于该深度函数的深度值在数据云的凸包之外点上会取值为零,即存在所谓的“外凸包问题”,且相关方法计算复杂度高,因而可能给其实际应用（如分类分... 详细信息

zonoid深度作为一种著名的排序工具,拥有诸多良好性质,在多元数据分析中应用广泛.然而,由于该深度函数的深度值在数据云的凸包之外点上会取值为零,即存在所谓的“外凸包问题”,且相关方法计算复杂度高,因而可能给其实际应用（如分类分析等）带来诸多不便.鉴于此,文章提出了一类基于Lq-范数的新型zonoid深度,以克服原有zonoid深度存在的“外凸包问题”.相关证明和模拟结果表明,文章新的zonoid深度符合一般深度函数公理化定义的所有基本要求,因此可以认为它是一个合格的统计深度函数,进而可用于对多元数据进行排序和构造后续其他统计方法等.新的深度函数在数据云的凸包之外点上不会消失为0,且计算简单,因此可望具有良好的应用推广潜力.

关键词： L_q-范数的zonoid深度外凸包问题 zonoid深度 Mahalanobis深度

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一类基于L-范数的新型zonoid深度

系统科学与数学 2024年

作者：邓子威刘小惠李园园刘庆朱恩文江西财经大学财经数据科学重点实验室江西财经大学统计与数据科学学院长沙理工大学数学与统计学院

关键词： L -范数的zonoid深度外凸包问题 zonoid深度 Mahalanobis深度

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二次分解策略的深度学习碳交易价格预测

科学技术与工程 2024年第18期24卷 7928-7939页

作者：蒋松谕何贞铭周再文马子云长江大学地球科学学院武汉430100

随着中国碳排放权交易市场的逐渐完善,碳交易价格的准确预测将有助于构建更加稳定的市场环境,极大减少参与者的风险。针对当前碳交易价格预测难度大及现有的二次分解-集合策略不完善等问题,提出了一种基于变分模态分解(variational mode... 详细信息

随着中国碳排放权交易市场的逐渐完善,碳交易价格的准确预测将有助于构建更加稳定的市场环境,极大减少参与者的风险。针对当前碳交易价格预测难度大及现有的二次分解-集合策略不完善等问题,提出了一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)和经验小波变化(empirical wavelet transform,EWT)的二次分解预测策略,其中分别采用中心频率(central frequency,CF)和Lempel-Ziv复杂度计算作为分解层数的确定依据,样本熵(sample entropy,SE)作为第二次分解输入序列的重构依据,使用长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)和时序卷积网络(temporal convolutional network,TCN)作为预测模型,并结合海洋捕食者算法(marine predator algorithm,MPA)对模型进行参数优化。实验结果表明,V-LSTM-E-LSTM模型和V-TCN-E-TCN模型不仅在湖北碳交易价格的短期和长期预测中获得了最好的效果,而且在其他4个区域碳排放权交易市场也获得了较高的精度。但对于成立时间较短的全国碳排放权交易市场,V-TCN-E-TCN模型在短期预测中表现更佳,长期预测中效果更好的是V-TCN-E-LSTM模型。

关键词：碳交易价格二次分解时间序列预测

DED熔池熔凝行为与枝晶形貌对拉伸强度的影响

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机械工程学报 2024年第7期60卷 411-424页

作者：宋博学王子生陈克强姜兴宇于天彪刘伟军杨国哲沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

熔池不稳定的瞬态对流与传热传质特征导致沉积层机械性能呈现强烈的各向异性。为探究沉积层枝晶形貌特征对拉伸性能强化差异的影响规律,构建面向热-流耦合的介观熔池动力学模型并探究熔池从产生到准稳态过程中的瞬态对流与热特征演变规... 详细信息

熔池不稳定的瞬态对流与传热传质特征导致沉积层机械性能呈现强烈的各向异性。为探究沉积层枝晶形貌特征对拉伸性能强化差异的影响规律,构建面向热-流耦合的介观熔池动力学模型并探究熔池从产生到准稳态过程中的瞬态对流与热特征演变规律,获得了熔池凝固边界附近的温度梯度与凝固速率等凝固条件。通过WBM相场模型获得了沿凝固边界不同凝固条件诱发的枝晶形貌预测结果,同时探究了凝固条件的变化对一次枝晶臂间距、枝晶尖端半径和枝晶尖端过冷的影响规律,揭示了枝晶形貌特征对沉积层不同部位半定量拉伸强度的强化趋势,结果表明受枝晶形貌特征诱发的拉伸强化值在沉积层底部与中部的差异达到了99 MPa,进而对枝晶形貌特征对拉伸强度的强化机理进行了详细讨论。为实现单/多层定向能量沉积拉伸性能的可调可控提供了理论依据。

关键词：定向能量沉积沉积层熔池相场机械强度

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利用条件生成对抗网络建立曲流河地质模型

沉积学报 2024年第1期42卷 201-218页

作者：胡勇高小洋何文祥李顺利朱建斌司锦陆雨诗油气地球化学与环境湖北省重点实验室(长江大学资源与环境学院)武汉430100 中国地质大学(北京)能源学院北京100089 长庆油田分公司第一采油厂陕西延安716000

【目的】在传统的河道建模方法中,基于目标的方法难以刻画曲流河点坝且条件化困难,多点地质统计学则难以再现河道的连续形态。条件生成对抗网络可以生成满足一定条件的复杂图形,可解决曲流河地质模型建立过程中点坝、河流形态刻画困难... 详细信息

【目的】在传统的河道建模方法中,基于目标的方法难以刻画曲流河点坝且条件化困难,多点地质统计学则难以再现河道的连续形态。条件生成对抗网络可以生成满足一定条件的复杂图形,可解决曲流河地质模型建立过程中点坝、河流形态刻画困难及难以条件化的问题。【方法】以鄂尔多斯盆地苏里格气田南部地区某气田为例,开展了基于条件生成对抗网络的曲流河三维建模方法研究。在建模过程中,首先采用Alluvsim建模方法根据工区曲流河特征建立了200个曲流河模型;再通过卷积神经网络对200个模型进行深度学习,提取模型的特征矩阵,利用条件生成对抗网络建立可以生成曲流河模型的生成器;最后以工区井点数据作为输入数据,利用生成器建立满足曲流河复杂形态和井点数据的三维模型。【结果与结论】所建立的模型可以很好地展现曲流河中河道与点坝的三维形态及对应关系。为明确影响模型结果的关键因素,通过对比训练次数与输入数据发现,适当的训练次数(160次)与大量地输入样本(200个)是建立满足工区条件模型的前提。另外,通过对比传统地质建模方法,条件生成对抗网络建模方法可以很好地再现河道沉积体的空间形态,克服传统曲流河建模方法在条件化方面的困难,为曲流河沉积环境的河道砂体建模提供了新的解决思路,建立的曲流河模型可为油田开发阶段提供参考。

关键词：人工智能深度学习条件生成对抗网络储层建模河道砂体

多变量联合模型在隧道通风系统寿命预测中的应用研究

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安全与环境学报 2024年第10期 3854-3861页

作者：雷崇冯腾夏继豪钱新博孙言俊姜学鹏李科严斌中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉科技大学机械自动化学院长沙市轨道交通建设有限责任公司

为了提高隧道通风系统的智能运维水平，将基于数据驱动的联合模型引入隧道通风系统进行剩余使用寿命(Remaining Useful Life, RUL)预测，即综合失效事件和状态监测数据进行RUL动态预测。针对基于失效事件和状态监测数据融合的RUL预测，... 详细信息

为了提高隧道通风系统的智能运维水平，将基于数据驱动的联合模型引入隧道通风系统进行剩余使用寿命(Remaining Useful Life, RUL)预测，即综合失效事件和状态监测数据进行RUL动态预测。针对基于失效事件和状态监测数据融合的RUL预测，目前工业领域主要使用两阶段模型法，该方法遵循“先退化建模，后失效建模”的步骤。由于隧道通风系统受到地铁工况环境的影响，退化过程和失效事件存在相互影响，提出了基于多元变量的联合模型，旨在辨识共享随机效应，进而降低退化模型和失效模型估计偏差，提高隧道通风系统RUL动态预测的准确度。基于调研发现，地铁隧道通风系统主要故障模式为风机轴承磨损，研究主要通过风机轴承磨损失效仿真算例，选用平均绝对误差比较所提出的方法与两阶段法、单元联合模型的预测性能。算例研究结果表明，多元联合模型方法能有效辨识出监测状态演变和失效事件的关联关系，降低模型估计的偏差，为地铁隧道安全运行提供决策支持。

关键词：安全工程隧道通风系统联合模型退化模型失效模型随机效应

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磺化聚苯乙烯/侧链交联型磺化聚芳醚酮砜复合质子交换膜的制备与性能

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高等学校化学学报 2024年第8期45卷 129-139页

作者：程海龙韩康辉李奥陶璐静易飞扬孙娇娇吉林化工学院材料科学与工程学院吉林132022

如何平衡质子交换膜(PEM)的吸水性与尺寸稳定性及质子传导与甲醇渗透之间的关系一直是PEM材料的研究热点.本文通过直接缩聚法合成了含有丙烯基的聚芳醚酮砜共聚物(PAEKS),利用自由基接枝反应将磺化聚苯乙烯(SPS)和苯乙烯磺酸钠通过丙烯... 详细信息

如何平衡质子交换膜(PEM)的吸水性与尺寸稳定性及质子传导与甲醇渗透之间的关系一直是PEM材料的研究热点.本文通过直接缩聚法合成了含有丙烯基的聚芳醚酮砜共聚物(PAEKS),利用自由基接枝反应将磺化聚苯乙烯(SPS)和苯乙烯磺酸钠通过丙烯基引入到PAEKS中,制备了一系列磺化聚苯乙烯/侧链交联型磺化聚芳醚酮砜交联复合膜cr-SPAEKS-x(其中x代表复合膜中磺酸基团的含量),利用核磁共振波谱及红外光谱对其进行了表征.由扫描电子显微镜照片可见,SPS和苯乙烯磺酸钠在交联复合膜中分布非常均匀,没有发生任何分相现象.交联网络结构的形成提高了膜的热稳定性、氧化稳定性及力学性能.同时其独特的亲/疏水相分离结构和交联网络结构也有效提高了交联复合膜的尺寸稳定性和阻醇性能,80℃时磺酸基团含量最高的cr-SPAEKS-120%膜在高达63.5%的吸水率下溶胀率仅为20.1%,甲醇渗透系数最高为3.47×10^(-7) cm^(2)/s,远低于Nafion117的23.80×10^(-7) cm^(2)/s.独特的链结构形成的亲/疏水相分离结构使得该系列膜具有较好的质子传导性能,cr-SPAEKS-120%膜在20和80℃下的质子传导率分别达到0.043和0.113 S/cm,可见该系列交联复合膜在直接甲醇燃料电池中具有良好的应用前景.

关键词：磺化聚苯乙烯侧链交联型磺化聚芳醚酮砜尺寸稳定性阻醇性能交联复合质子交换膜

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纳米晶铁心中频变压器磁-结构场耦合数值模拟

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高压电器 2024年第1期60卷 172-181,204页

作者：陈彬席彬晟李学宝万妮娜唐波湖北省输电线路工程技术研究中心湖北宜昌443002 三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司湖北宜昌443002

中频变压器是高压大容量直流变换器的核心元件,但高频率、高功率密度会导致变压器振动噪声加剧。为了精确模拟中频变压器的铁心振动特性,文中建立了中频变压器三维瞬态磁—结构场耦合分析计算模型,利用有限元法计算空载条件下铁心振动... 详细信息

中频变压器是高压大容量直流变换器的核心元件,但高频率、高功率密度会导致变压器振动噪声加剧。为了精确模拟中频变压器的铁心振动特性,文中建立了中频变压器三维瞬态磁—结构场耦合分析计算模型,利用有限元法计算空载条件下铁心振动加速度和位移。结合纳米晶卷形铁心层合结构的特点,按照横观各向同性对纳米晶铁心的力学材料特性参数进行计算和赋值。搭建了壳式和芯式两种不同铁心拓扑结构的中频变压器仿真模型和实物模型,通过仿真和实验系统性地研究了气隙结构、铁心拓扑结构对中频变压器振动的影响。通过理论计算和实验结果的比较证实:铁心气隙表面处的麦克斯韦力是振动的主要原因,壳式中频变压器的最大麦克斯韦力密度(25257 N/m^(2))大于芯式中频变压器(20936 N/m^(2));壳式铁心的最大加速度(40 m/s^(2))大于芯式铁心(30 m/s^(2))且数值模拟的误差在10%以内。

关键词：中频变压器铁心振动磁致伸缩麦克斯韦力振动加速度

Crystalline and amorphous metal sulfide composite electrode materials with long cycle life:Preparation and performance of hybrid capacitors

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无机化学学报 2024年第9期40卷 1784-1794页

作者： DING Ning WANG Siyu YU Shihua XU Pengcheng HAN Dandan SHI Dexin ZHANG Chao College of Chemistry and Pharmaceutical Engineering Jilin Institute of Chemical TechnologyJilinJilin 132022China College of Biology&Food Engineering Jilin Institute of Chemical TechnologyJilinJilin 132022China Connell Chemical Industry Co. Ltd.JilinJilin 132002China Jilin Zhongwang Safety Environment Technology Co. Ltd.JilinJilin 132113China

Crystalline@amorphous NiCo_(2)S_(4)@MoS_(2)(v-NCS@MS)nanostructures were designed and constructed via an ethylene glycol-induced strategy with hydrothermal synthesis and solvothermal method,which simultaneously realized the defect regulation of crystal NiCo_(2)S_(4) in the *** advantage of the flexible protection of an amor-phous shell and the high capacity of a conductive core with defects,the v-NCS@MS electrode exhibited high specif-ic capacity(1034 mAh·g^(-1) at 1 A·g^(-1))and outstanding rate ***,a hybrid supercapacitor was assembled with v-NCS@MS as cathode and activated carbon(AC)as anode,which can achieve remarkably high specific energy of 111 Wh·kg^(-1) at a specific power of 219 W·kg^(-1) and outstanding capacity retention of 80.5%after 15000 cycling at different current densities.

关键词： crystalline@amorphous heterostructure NiCo2S4@MoS2 hybrid supercapacitor defect design long cycle life