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联合重力卫星和水井资料监测华北平原地下水储量变化

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 805-818页

作者：曹杰肖云龙笛崔英杰刘淼张锦柏王宇康洪晓东陈垲宁长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 西安测绘研究所陕西西安710054 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 河北省水资源研究与水利技术试验推广中心河北石家庄050061

华北平原作为人口最多的平原地区,其地下水资源开采十分严重,常态对该地区地下水储量(ground water storage,GWS)变化的精确监测具有重要的生态意义。利用重力卫星数据反演了华北平原的GWS变化,并与水文模型、降水资料、南水北调调水量... 详细信息

华北平原作为人口最多的平原地区,其地下水资源开采十分严重,常态对该地区地下水储量(ground water storage,GWS)变化的精确监测具有重要的生态意义。利用重力卫星数据反演了华北平原的GWS变化,并与水文模型、降水资料、南水北调调水量和地下水井资料进行对比分析,提出融合浅层GWS变化和深层地下水变化方法,得到总地下水的贡献。研究结果表明,重力卫星与全球陆地数据同化系统模型估计的水储量变化均表现出明显的季节性特征;重力卫星反演的GWS变化与浅层地下水井资料估计结果一致性较好;考虑深层地下水的贡献,融合浅层和深层地下水井资料估计结果和重力卫星反演结果吻合更好,相较于仅使用浅层地下水估计结果吻合度更高,并表明浅层地下水为GWS变化的主要变化量;2003—2017年,华北平原地下水处于长期亏损趋势(−1.3±0.6 cm/a);2018—2020年,重力卫星反演结果与同时段内顾及深层地下水井资料的总GWS亏损速率几乎一致;2021年,重力卫星和地下水井资料与前期观测结果形成鲜明的U型反转,GWS均呈增长趋势;降雨和南水北调对华北平原的水储量变化具有直接影响,对缓解GWS亏损和地下水恢复方面做出重大贡献。所提出的方法为精确观测华北平原GWS变化提供新的途径,对重力卫星监测结果提供可靠验证。

关键词：重力卫星深层地下水华北平原地下水储量

无压两步烧结法制备超细晶(Ce_(0.2)Nd_(0.2)Sm_(0.2)Gd_(0.2)Y_(0.2))_(2)Zr_(2)O_(7)高熵陶瓷

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硅酸盐学报 2024年第9期52卷 2915-2924页

作者：耿畅李玉李琳琳张帅娄程广李汶金苏兴华长安大学材料科学与工程学院西安710061

超细晶高熵陶瓷具有优异的机械及物理化学性能。然而,由于烧结后期晶粒的快速长大,使得超细晶高熵陶瓷的常规无压烧结制备非常困难。采用两步烧结法,克服了无压烧结致密化过程中晶粒的快速长大,成功制备了理论密度为99.0%、晶粒尺寸为16... 详细信息

超细晶高熵陶瓷具有优异的机械及物理化学性能。然而,由于烧结后期晶粒的快速长大,使得超细晶高熵陶瓷的常规无压烧结制备非常困难。采用两步烧结法,克服了无压烧结致密化过程中晶粒的快速长大,成功制备了理论密度为99.0%、晶粒尺寸为162 nm的(Ce_(0.2)Nd_(0.2)Sm_(0.2)Gd_(0.2)Y_(0.2))_(2)Zr_(2)O_(7)高熵陶瓷。与常规无压烧结方法相比,两步烧结所制备的样品不仅具有更细小的晶粒尺寸,还具有更均匀的微观结构,这使其具有优良的力学性能,其硬度达到12.5 GPa,断裂韧性达到2.4 MPa·m^(1/2)。无压两步烧结法解决了传统无压烧结方法难以制备超细晶高熵陶瓷的困难,将有助于探索超细晶高熵陶瓷的物理化学性能,并有助于推动超细晶高熵陶瓷的广泛应用。

关键词：高熵陶瓷锆酸盐超细晶两步烧结力学性能

AlSi10Mg选区激光熔化表面粗糙度预测、优化及表面形貌分析

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表面技术 2024年第15期53卷 129-140,151页

作者：惠记庄骆伟阎志强王俊杰吕景祥郭许张浩长安大学工程机械学院西安710064

目的选区激光熔化制造过程相当复杂,通过理论模型去研究表面粗糙度较为困难,因此采用数据驱动的方式进行研究是一种可行的方案。方法基于麻雀算法优化双向长短期记忆网络来预测表面粗糙度,并对比验证该模型的适用性。首先进行三因素四... 详细信息

目的选区激光熔化制造过程相当复杂,通过理论模型去研究表面粗糙度较为困难,因此采用数据驱动的方式进行研究是一种可行的方案。方法基于麻雀算法优化双向长短期记忆网络来预测表面粗糙度,并对比验证该模型的适用性。首先进行三因素四水平全因素试验,其次,以激光功率、扫描速度、扫描间距为输入,以粗糙度为输出,建立模型。然后,利用遗传算法优化预测模型,从而获得最佳工艺参数组合。最后,分析不同工艺参数下成形零件的表面形貌,探究各参数及其耦合关系对表面质量的影响。结果最佳工艺参数为扫描间距0.12 mm、扫描速度1800 mm/s、激光功率280 W,预测表面粗糙度为10.407μm,调整工艺参数进行实验,得到的样件的平均表面粗糙度为10.897μm,与预测值相比,误差仅为4.5%。工艺参数对表面形貌的影响从大到小的顺序为扫描速度、激光功率、扫描间距,各因素间存在耦合作用,且共同影响激光能量密度,能量密度过高、过低均会使表面形貌恶化。结论基于麻雀算法优化双向长短期记忆网络构建的数据驱动预测模型适用于粗糙度的预测与优化,能够实现对样件表面粗糙度的精准预测,可以指导实践,保证加工质量。

关键词：表面粗糙度选区激光熔化 AlSi10Mg 工艺参数优化表面形貌预测模型

MOFs限域多酸团簇的合成及其成型化研究进展

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化工进展 2024年

作者：薛丽丽吴嘉琪李壮壮李斯文王伟赵建社西北大学化学与材料科学学院长安大学水利与环境学院旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室和水利部旱区生态水文与水安全重点实验室

多金属氧酸盐（POM，简称多酸）是一种具有优异性能的催化剂，但是其通常易溶于有机溶剂，且比表面积较小，导致回收和循环困难。同时，金属有机框架（MOFs）是一种比表面积大、孔隙率高、孔道结构丰富且孔径可调的多孔负载材料。本文... 详细信息

多金属氧酸盐（POM，简称多酸）是一种具有优异性能的催化剂，但是其通常易溶于有机溶剂，且比表面积较小，导致回收和循环困难。同时，金属有机框架（MOFs）是一种比表面积大、孔隙率高、孔道结构丰富且孔径可调的多孔负载材料。本文从多孔MOFs材料出发，综述了如何促使POM进入MOFs孔隙中，构建得到一类MOFs限域POM（POM@MOF）材料，阐明该类催化材料不仅可以发挥POM高效催化的性能，同时可以有效利用MOFs多孔性能，并对其在氧化脱硫领域的研究现状进行了梳理。然而，纵使传统的粉末催化剂具有较优的催化性能，但是不易回收、影响循环使用等问题限制了其在实际生产中的应用。因此，将POM@MOF通过成型纤维固载、静电纺丝等方法进行成型化处理是一条行之有效的方式。最后，本文对成型化POM@MOF在氧化脱硫领域进行了展望，并提出了POM@MOF成型化是未来脱硫领域应用的重要方向之一。

关键词：催化剂金属有机框架多金属氧酸盐燃料氧化再生

具有恐惧效应及修正的Holling-Ⅱ捕食者-食饵扩散模型的动力学分析

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浙江大学学报（理学版） 2024年第2期51卷 186-195页

作者：刘宇鹏曹倩包雄雄长安大学理学院陕西西安710064

研究了在齐次Dirichlet边界条件下一类具有恐惧效应及修正的Holling-Ⅱ捕食者-食饵扩散模型。首先,利用极大值原理和比较定理给出模型的先验估计;然后,通过计算锥映射不动点指标,得到正解存在的充分条件,且根据线性稳定性理论,讨论了当... 详细信息

研究了在齐次Dirichlet边界条件下一类具有恐惧效应及修正的Holling-Ⅱ捕食者-食饵扩散模型。首先,利用极大值原理和比较定理给出模型的先验估计;然后,通过计算锥映射不动点指标,得到正解存在的充分条件,且根据线性稳定性理论,讨论了当H充分大时正解的稳定性;最后,借助谱分析和分支定理,以m为分支参数,讨论了局部分支解的存在性与稳定性。

关键词：恐惧效应修正的Holling-Ⅱ功能反应函数稳定性局部分支解

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表面Janus图案结构的单向导水集雾性能

化工进展 2024年第9期43卷 5133-5141页

作者：李颖王其召白波张茜孙文静张琳璇长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室陕西西安710054 水利部旱区生态水文与水安全重点实验室陕西西安710054 长安大学水利与环境学院陕西西安710054 长安大学人文学院陕西西安710054

受沙漠甲虫启发,本文引入单宁酸金属络合物(TA-Fe^(3+))和聚二甲基硅氧烷(PDMS)对无纺布(NFc)进行润湿性改性。通过浸渍喷涂法制备了表面图案化单宁酸-铁离子/聚二甲基硅氧烷Janus无纺布(p-TA-Fe^(3+)/PDMS Janus NFc),利用扫描电子显微... 详细信息

受沙漠甲虫启发,本文引入单宁酸金属络合物(TA-Fe^(3+))和聚二甲基硅氧烷(PDMS)对无纺布(NFc)进行润湿性改性。通过浸渍喷涂法制备了表面图案化单宁酸-铁离子/聚二甲基硅氧烷Janus无纺布(p-TA-Fe^(3+)/PDMS Janus NFc),利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等研究了其微观结构,并搭建水雾收集器测试其雾收集性能,进一步考察表面单向水传输性能,探讨集雾行为机制。结果表明,p-Janus NFc具有甲虫状图案化表面和不对称润湿性Janus结构,亲-疏交替的润湿表面和Janus结构产生的协同效应使其表现出良好的单向水传输性能和优异的水雾收集能力。在3.0h集雾实验中,p-Janus NFc集水率可高达193.31mg/(cm^(2)·h),为相应超亲水材料的约16倍。这种生物启发性Janus无纺布材料为构建环保高效的集雾系统、缓解干旱半干旱地区水资源短缺现状提供了一条有力途径。

关键词： Janus结构表面单向水传输雾收集

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强化学习在自动驾驶技术中的应用与挑战

同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 520-531页

作者：何逸煦林泓熠刘洋杨澜曲小波华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 长安大学信息工程学院陕西西安710064 清华大学车辆与运载学院北京100084

围绕强化学习在自动驾驶领域的应用进行了多方面的概括和总结。对强化学习原理及发展历程进行了介绍;系统介绍了自动驾驶技术体系以及强化学习在自动驾驶领域的应用所需的基础;按不同的应用方向分别介绍了强化学习在自动驾驶领域中的应... 详细信息

围绕强化学习在自动驾驶领域的应用进行了多方面的概括和总结。对强化学习原理及发展历程进行了介绍;系统介绍了自动驾驶技术体系以及强化学习在自动驾驶领域的应用所需的基础;按不同的应用方向分别介绍了强化学习在自动驾驶领域中的应用案例;深入分析了现阶段强化学习在自动驾驶领域存在的挑战,并提出若干展望。

关键词：强化学习自动驾驶人工智能

地震作用下微型桩群桩支护黄土滑坡的土-桩动力响应分析

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西北大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 111-118页

作者：解庆禹黄强兵孙玉军马宗源周恒孟凡东郭治宇余岱金长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司青海西宁810001 贵州交通职业技术学院贵州贵阳551400 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065

微型桩具有施工快速便捷和扰动小等优点,已在黄土滑坡快速治理中得到了应用。为揭示微型桩群桩支护黄土滑坡动力响应规律,该文基于动态黏弹塑性本构模型(VEP模型),研究微型桩与滑坡地震动力相互作用机制,探讨合理桩间距。结果表明:激振... 详细信息

微型桩具有施工快速便捷和扰动小等优点,已在黄土滑坡快速治理中得到了应用。为揭示微型桩群桩支护黄土滑坡动力响应规律,该文基于动态黏弹塑性本构模型(VEP模型),研究微型桩与滑坡地震动力相互作用机制,探讨合理桩间距。结果表明:激振后VEP模型计算结果对地震量级较敏感,模型考虑了土的黏弹塑性,能够合理的反映地震作用下坡体位移规律;地震作用下微型群桩的桩身产生弯剪组合破坏,主要破坏位置位于滑面上下2~4倍桩径处;建议微型群桩的列间距采用5~7倍桩径,排间距采用3~4倍桩径进行布设。研究结果可为地震作用下黄土滑坡防治的数值分析与抗震设计提供依据。

关键词：微型桩数值模拟土动力特性桩间距优化滑坡地震

基于改进模型与优化自适应CKF的锂离子电池快速变温工况下的SOC估计

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储能科学与技术 2024年第5期13卷 1667-1676页

作者：廉高棨叶敏王桥李岩麻玉川孙乙丁杜鹏辉长安大学公路养护装备国家工程研究中心陕西西安710064 亚琛工业大学电力电子与电气驱动研究所德国亚琛52074

为实现锂离子电池在快速变温环境下高精度强鲁棒性的状态监测,本文提出了一种基于改进电池模型与优化自适应容积卡尔曼滤波器的锂离子电池荷电状态估计方法。首先,讨论了伪二维电化学模型与等效电路模型中对于电池荷电状态定义上的差异... 详细信息

为实现锂离子电池在快速变温环境下高精度强鲁棒性的状态监测,本文提出了一种基于改进电池模型与优化自适应容积卡尔曼滤波器的锂离子电池荷电状态估计方法。首先,讨论了伪二维电化学模型与等效电路模型中对于电池荷电状态定义上的差异,并通过中间变量来修正传统等效电路模型中安时积分法计算得到的荷电状态结果,提出了一种新的改进电池模型。其次,基于多组恒温环境下所获得的锂离子电池开路电压测试数据与动态应力测试工况数据获取了所建立模型与环境温度相关的各项参数。同时,基于矩阵对角化原理与协方差矩阵自适应原理改进了传统的容积卡尔曼滤波器,进一步提升了整体算法的稳定性和处理随机采样噪声的能力。最后,在快速变温环境中6组不同的电池工况下验证了所建立改进电池模型的精度以及存在随机采样噪声干扰时所提荷电状态估计方法的有效性。结果显示,所提出的荷电状态估计方法适用于快速变温环境下的各类电池工况,在随机采样噪声干扰下估计结果的均方根误差均在1.3%以内。

关键词：锂离子电池荷电状态变温环境改进电池模型优化自适应容积卡尔曼滤波