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第一性原理计算在锂离子电池硅碳负极材料中的研究进展

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硅酸盐学报 2025年第01期53卷 148-160页

作者：杨森郑康赵宁辽宁工程技术大学材料科学与工程学院

硅碳复合材料及化合物结合了硅的高储锂性能及碳的结构优异性，然而，其复杂的电化学行为和充放电过程中的体积变化为亟待解决的问题。第一性原理计算作为一种有效的理论工具，在预测和揭示电极材料特性、理解原子尺度电化学机理等方面... 详细信息

硅碳复合材料及化合物结合了硅的高储锂性能及碳的结构优异性，然而，其复杂的电化学行为和充放电过程中的体积变化为亟待解决的问题。第一性原理计算作为一种有效的理论工具，在预测和揭示电极材料特性、理解原子尺度电化学机理等方面发挥着重要作用。首先概述第一性原理计算方法，并结合学者近年来利用第一性原理对典型硅碳复合材料及化合物锂离子电池负极材料的研究成果，然后提出锂离子电池硅碳负极材料扩散动力学、界面反应、力学性能和热力学稳定性规律。再从密度泛函理论、算法结合和实验结合3方面对锂离子电池硅碳负极材料第一性原理计算进行了展望，期待开发出性能更优的新型硅碳负极材料，助力新能源领域发展。

关键词：第一性原理锂离子电池硅碳负极材料锂离子扩散机制界面反应力学性能热力学稳定性

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改进基于YOLOv8的轻量化钢材表面缺陷检测算法

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电子测量技术 2025年

作者：刚帅刘培胜郭希旺辽宁石油化工大学人工智能与软件学院

为了解决钢材表面缺陷检测模型参数量大、计算复杂度高以及对运算平台资源要求高的问题，提出了一种轻量化的改进算法。首先，使用ShuffleNetV2作为改进后的主干层，在降低模型复杂性和计算量上具有显著效果；其次，在SPPF模块后加入足... 详细信息

为了解决钢材表面缺陷检测模型参数量大、计算复杂度高以及对运算平台资源要求高的问题，提出了一种轻量化的改进算法。首先，使用ShuffleNetV2作为改进后的主干层，在降低模型复杂性和计算量上具有显著效果；其次，在SPPF模块后加入足够灵活和轻量的通道注意力机制(CA)，同时使用双向特征金字塔网络(BiFPN)改善特征融合，提高了特征信息流动效率；最后，使用轻量级双卷积核(DualConv)替换C2f中的卷积层，通过分组卷积策略实现参数量的减少。实验结果表明，改进后的模型相比于原始的YOLOv8n，在保持检测精度的前提下，实现了轻量化。参数量为原来的56.2%，体积和计算量分别降至3.6 MB和4.8 GFLOPs，相比原模型分别降低了42.86%和41.47%，模型的轻量化降低了部署成本，适合实际部署和应用。

关键词： YOLOv8n 钢材缺陷轻量化缺陷检测注意力机制

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结合图像增强的低光照目标检测算法

激光与光电子学进展 2025年

作者：张晓迪贾世杰大连交通大学轨道智能工程学院

针对低照度环境下图像质量差、光照不均匀及细节模糊导致检测精度低的问题，本文提出了一种基于YOLOv8n改进的夜间检测模型LowLight-YOLOv8n。首先，在Backbone网络的卷积特征提取之前，引入了低光照图像增强网络Retinexformer，改善低... 详细信息

针对低照度环境下图像质量差、光照不均匀及细节模糊导致检测精度低的问题，本文提出了一种基于YOLOv8n改进的夜间检测模型LowLight-YOLOv8n。首先，在Backbone网络的卷积特征提取之前，引入了低光照图像增强网络Retinexformer，改善低光图像的可见度和对比度。其次，在Backbone和Neck网络中使用感受野空间特征卷积（RFCAConv）替代传统卷积操作，自适应调整卷积核权重，解决传统卷积参数共享问题，进一步提高模型的特征提取和下采样能力。然后，结合大卷积核架构UniRepLKNet和Neck网络的C2f模块，形成新的C2f＿UniRepLKNetBlock结构，获得更大的感受野，用较少的卷积操作覆盖图像的更多区域，聚合更大范围的上下文信息，捕捉到更多低光照图像中潜在的目标信息。最后，采用新的边界框回归损失函数Focaler-CIoU，聚焦于难样本的检测。在ExDark数据集上的实验结果表明，相比基线模型YOLOv8n,Low Light-YOLOv8n在m AP@0.5和m AP@0.5:0.95指标上分别提升了6.8%和5.8%，且参数量降低0.09M。

关键词：低光照检测图像增强 YOLOv8n 大卷积核架构感受野卷积

露天矿富水裂隙岩体台阶爆破的殉爆机理和防殉爆研究

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爆炸与冲击 2025年第1期45卷 166-182页

作者：费鸿禄王天恒荆广杰辽宁工程技术大学爆破技术研究院辽宁阜新123000

殉爆现象会影响露天矿台阶爆破作业安全、边坡稳定性和爆破效果。在炸药冲击起爆机理基础上,并结合露天矿实际富水裂隙岩体台阶爆破振动监测结果,通过对比爆破振动信号波动差异来判别殉爆现象。为研究殉爆产生的机理和防殉爆方法,采用... 详细信息

殉爆现象会影响露天矿台阶爆破作业安全、边坡稳定性和爆破效果。在炸药冲击起爆机理基础上,并结合露天矿实际富水裂隙岩体台阶爆破振动监测结果,通过对比爆破振动信号波动差异来判别殉爆现象。为研究殉爆产生的机理和防殉爆方法,采用数值模拟和现场试验分析主发药量、裂隙宽度及药包之间的距离等参数对被发药包孔壁压力的影响。结果表明:孔壁冲击压力随着装药耦合系数的减小、炮孔间裂隙宽度(0.25~1.00 cm)的增大以及炮孔间距离的减小而提高。在裂隙位置装药使用阻波管、充填岩粉或设置空气间隔器,能显著降低通过富水裂隙传递到被发炮孔的冲击压力,并使其低于乳化炸药的起爆压力临界值。当炮孔内只有单条裂隙时,选择填充岩粉是便捷且有效防殉爆方法;当炮孔内有多条裂隙时,该试验条件下,炮孔内放置厚度为2.6 mm的阻波管是最佳防殉爆方法,并能保证爆破效果。

关键词：殉爆台阶爆破富水裂隙岩体临界压力

改进U2-Net的激光条纹中心线高精度提取

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光电子·激光 2025年第1期36卷 61-68页

作者：陈新禹孙晓雨孙延鹏沈阳航空航天大学人工智能学院沈阳航空航天大学电子信息工程学院

针对复杂环境下激光条纹中心线提取算法稳定性差、精度低等问题，提出一种基于改进U2-Net的中心线提取新方法。首先，在U2-Net网络中加入TSA（transformer-self-attention）、TCA（transformer-cross-attention）模块以提高模型的特征... 详细信息

针对复杂环境下激光条纹中心线提取算法稳定性差、精度低等问题，提出一种基于改进U2-Net的中心线提取新方法。首先，在U2-Net网络中加入TSA（transformer-self-attention）、TCA（transformer-cross-attention）模块以提高模型的特征提取能力，实现精准像素级分割，有效去除图像中的噪声、毛刺，为后续中心线提取提供高质量的图像源；其次，根据使用场景特点，对传统Steger方法进行改进，完成激光条纹中心线高精度提取；最后，采用信度评价机制对光条中心点进行精度分析。实验结果表明，本文提出的改进U2-Net相较其他主流语义分割网络具有更高的提取精度、更好的抗噪声性能，在此基础上提取的像素中心点的信度值更高，达到传统Steger算法的1.9倍，满足高精度工业测量的需求。

关键词：线结构光语义分割光条中心提取信度评价

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动态时间序列建模的多模态情感识别方法

计算机工程与应用 2025年第1期61卷 196-205页

作者：李佳泽梅红岩贾丽云李文娅辽宁工业大学电子与信息工程学院辽宁锦州121001 辽宁工业大学软件学院辽宁锦州121001

现有的情感识别研究未充分考虑语音信号中的局部-全局信息和长期时间依赖关系,文本特征提取也存在特征稀疏和信息丢失的问题。为解决上述问题,提出动态时间序列建模的多模态情感识别方法。设计动态时间窗口模块分割语音信号从而捕捉局部... 详细信息

现有的情感识别研究未充分考虑语音信号中的局部-全局信息和长期时间依赖关系,文本特征提取也存在特征稀疏和信息丢失的问题。为解决上述问题,提出动态时间序列建模的多模态情感识别方法。设计动态时间窗口模块分割语音信号从而捕捉局部-全局信息,并通过双向序列建模捕获信号中的空间信息。考虑到文本信息对情感分析的重要性,采用基于Transformer模型的卷积神经网络捕捉文本中不同位置间的依赖关系建模较长的上下文信息,最后将两种模态进行融合得到最终的情感分类。模型在IEMOCAP数据集上的实验结果表明,相比其他主流模型具有更好的多模态情感识别效果。

关键词：多模态情感分析动态时间窗口双向时间序列建模卷积神经网络多模态融合

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海洋硫酸多糖的免疫调节活性研究进展

食品工业科技 2025年第1期46卷 413-423页

作者：陈秋宇赵然孟美杉窦欣雨陈碧漪赵前程李莹大连海洋大学食品科学与工程学院辽宁大连116023 辽宁省海洋健康食品工程研究中心辽宁大连116023

随着现代生活方式的改变,免疫力低下成为了越来越多人面临的健康问题,开发具有免疫调节活性的天然活性产物成为当前研究的热点问题之一。海洋硫酸多糖是从海洋生物中提取分离的一种富含硫酸基团的天然活性产物,其结构独特,在免疫调节活... 详细信息

随着现代生活方式的改变,免疫力低下成为了越来越多人面临的健康问题,开发具有免疫调节活性的天然活性产物成为当前研究的热点问题之一。海洋硫酸多糖是从海洋生物中提取分离的一种富含硫酸基团的天然活性产物,其结构独特,在免疫调节活性方面展现了巨大潜力。为了更好地研究海洋硫酸多糖对免疫调节活性的影响及机制,本文对目前有关海洋硫酸多糖的研究文献进行分析和总结,根据结构及来源对海洋硫酸多糖的种类进行概述,重点从调节巨噬细胞、自然杀伤细胞、T/B淋巴细胞、补体系统和肠道微生物功能五个方面,综述海洋硫酸多糖发挥免疫调节活性的作用及机制。本文为海洋硫酸多糖的免疫调节活性及作用机制等后续研究提供理论基础,为开发新型海洋硫酸多糖免疫增强剂提供新思路,未来有望开发基于海洋硫酸多糖的针对免疫力低下、肿瘤和自身免疫性疾病的功能性食品或特殊医学用途食品,对食品行业的发展和人类的健康起到积极推动作用。

关键词：海洋硫酸多糖免疫调节机制肠道微生物

利用低场核磁共振技术探究机械损伤对蓝莓果实内部水分状态的影响

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食品科学 2025年第3期46卷 204-211页

作者：罗子旋姜凤利吴沛净宋平丁柯柯沈阳农业大学信息与电气工程学院

本研究采用自制损伤装置制作不同损伤等级样本(DI组（撞击1次）和DII组（撞击不同位置2次）)，利用低场核磁共振技术，在4℃和25℃两种贮存温度条件下，采集蓝莓损伤发生0、6、24 h的波谱信息和质子密度图像信息。结果表明，损伤显著改... 详细信息

本研究采用自制损伤装置制作不同损伤等级样本(DI组（撞击1次）和DII组（撞击不同位置2次）)，利用低场核磁共振技术，在4℃和25℃两种贮存温度条件下，采集蓝莓损伤发生0、6、24 h的波谱信息和质子密度图像信息。结果表明，损伤显著改变了蓝莓内部水分状态与分布。随着时间的延长，受损蓝莓细胞壁水含量A21减少，而细胞质水含量A22在损伤发生后逐渐上升，特别在损伤程度高的DII组，损伤发生24 h后A22增至0 h的1.45倍以上，而液泡水含量A23和总水分含量A2大幅度下降，表明蓝莓损伤后水分重新分配和向外界环境迅速转移。随着损伤程度上升，液泡水主峰整体呈现显著下降和右移的趋势，同时温度的升高进一步加剧了该变化。在25℃条件下，损伤发生6 h和24 h时，出现了4个弛豫峰，弛豫峰的增加标志着蓝莓品质显著劣变。相比于室温（25℃），4℃低温贮存有利于保持果实的完整性，并减缓受损蓝莓水分流失速率。实验结果可为实现蓝莓机械损伤的快速检测和损伤机理研究提供理论基础和数据参考。

关键词：蓝莓机械损伤温度低场核磁共振水分分布

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基于偏差减少耦合超球面的工业图像异常检测

激光与光电子学进展 2025年

作者：张帅刘美菊沈阳建筑大学电气与控制工程学院

目前采用基于特征嵌入的记忆库方法用于图像异常检测问题更加有效，但这类方法存在预训练网络领域偏差、记忆库代表性不足和特征空间偏差等问题，导致异常检测性能下降。针对这些问题，提出了一种偏差减少的耦合超球面模型用于图像异常... 详细信息

目前采用基于特征嵌入的记忆库方法用于图像异常检测问题更加有效，但这类方法存在预训练网络领域偏差、记忆库代表性不足和特征空间偏差等问题，导致异常检测性能下降。针对这些问题，提出了一种偏差减少的耦合超球面模型用于图像异常检测。首先，提出了一种异常生成方法来建立自监督学习任务进行模型微调，从而减少领域偏差问题。其次，通过核心集采样来建立一个更具有代表性的正常特征记忆库。然后通过训练模型在记忆库中建立耦合超球面来区分正常和异常特征，并在模型推理阶段采用局部密度K近邻来减少记忆库的特征空间偏差影响。在公开的工业图像数据集MVTec AD上的实验结果表明，提出的方法在图像级和像素级AUROC中分别达到了99.5%和98.4%，优于大多数现有方法。

关键词：图像异常检测模型微调记忆库无监督学习