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利用近红外光谱技术快速预测楸树木材抗弯性质

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光谱学与光谱分析 2023年第2期43卷 557-562页

作者：汪睿石兰兰王玉荣中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091

楸树(Catalpa bungei)木材纹理通直、材性优良、用途广泛,是中国特有的珍贵材树种。研究木材重要的力学性质——抗弯性质的快速测定方法可以为楸树木材的遗传改良及加工利用提供科学依据。以楸树无性系新品种“洛楸1号”、“洛楸4号”... 详细信息

楸树(Catalpa bungei)木材纹理通直、材性优良、用途广泛,是中国特有的珍贵材树种。研究木材重要的力学性质——抗弯性质的快速测定方法可以为楸树木材的遗传改良及加工利用提供科学依据。以楸树无性系新品种“洛楸1号”、“洛楸4号”和“天楸2号”为试验材料,依据国家标准抗弯性质测试方法,测定楸树木材抗弯强度(MOR)和抗弯弹性模量(MOE)。利用近红外光谱(NIRs)分析结合偏最小二乘法(PLS)对新选育的三个楸树无性系的抗弯性质进行预测,探究基于不同采谱切面、不同预处理方法以及不同采谱点的最佳建模方法。研究结果表明,基于两切面平均光谱建立的抗弯强度预测模型的相关系数和相对分析误差最高为0.843和1.88,建立的抗弯弹性模量预测模型的相关系数和相对分析误差最高为0.846和1.88。选用两切面光谱,预处理方法按抗弯强度模型性能排序为多元散射校正与卷积平滑结合算法(MSC+S-G)>二阶导数与卷积平滑结合算法(2^(nd)Der+S-G)>一阶导数与卷积平滑结合算法(1^(st)Der+S-G),预处理方法按抗弯弹性模量模型性能排序为MSC+S-G>1^(st)Der+S-G>2^(nd)Der+S-G。使用一点采谱法建立的抗弯强度和抗弯弹性模量预测模型相关系数比五点采谱法的分别降低5.93%和2.96%。综上所述,近红外光谱可以用于预测珍贵材楸木的抗弯强度和抗弯弹性模量。采用不同切面、预处理方法和采谱点数建立的模型,建模结果有一定差异。得出了楸树木材抗弯强度和抗弯弹性模量的最佳建模方法。基于径切面和弦切面平均光谱建立的抗弯强度和抗弯弹性模量近红外模型效果最佳。MSC+S-G是最适用于楸树木材抗弯性质的预处理方法。五点采谱法模型精度较高,但对大量样品抗弯性质快速估算时,可以降低采谱点数量,仅采集中间部位即载荷加载部位一个光谱点以减少采谱工作量,提高楸树木材抗弯性质快速评估效率。

关键词：楸木近红外光谱抗弯性质木材切面预处理方法采谱点数

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预处理方法在混合笛卡尔网格中的应用研究

空气动力学学报 2018年第4期36卷 651-657页

作者：干雨新赵宁南京航空航天大学航空宇航学院江苏南京210016

使用基于混合笛卡尔网格的预处理方法,对低马赫数下的定常/非定常流动问题进行了数值模拟研究。网格生成中,在物面附近生成贴体结构网格,其余计算区域使用笛卡尔网格进行填充,两套网格之间通过查找"贡献单元"实现流场数据间的传递。同时... 详细信息

使用基于混合笛卡尔网格的预处理方法,对低马赫数下的定常/非定常流动问题进行了数值模拟研究。网格生成中,在物面附近生成贴体结构网格,其余计算区域使用笛卡尔网格进行填充,两套网格之间通过查找"贡献单元"实现流场数据间的传递。同时,使用基于密度的预处理方法,发展了一套可求解从低速(极低马赫数)到常规马赫数的N-S方程求解器,时间离散使用隐式双时间步LU-SGS格式,空间离散使用具有二阶精度的格心格式有限体积方法。非定常流动问题的数值模拟过程中,使用逆距离插值来进行新现网格单元上流场参数确定。通过对NACA0012翼型在低马赫数下的定常绕流和动态失速问题的数值模拟研究表明:使用预处理方法能够加快低马赫数下数值计算的收敛速度和提高计算的准确性,基于混合笛卡尔网格的N-S方程求解器能够模拟包含运动边界的低速不可压非定常流动问题。耦合预处理技术的混合笛卡尔网格方法给包含低速和常规马赫数的复杂运动边界问题的求解提供了新的思路。

关键词：混合笛卡尔网格预处理方法非定常流动动态失速

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红外光谱数据集划分比例及预处理方法研究

分析化学 2022年第9期50卷 1415-1429页

作者：朱思聪高西娅张朱珊莹曹汇敏郑冬云张莉谢勤岚撒继铭中南民族大学生物医学工程学院认知科学国家民委重点实验室医学信息分析及肿瘤诊疗湖北省重点实验室武汉理工大学信息工程学院

血红蛋白浓度是人体的一项重要生理指标，其异常将导致多种疾病。近红外光谱分析技术可以快速、无试剂检测人体中血红蛋白的含量。但是，红外光谱重叠严重、有效信息弱、易受外界噪声干扰，因此通常需要对光谱数据进行数据集划分和预处... 详细信息

血红蛋白浓度是人体的一项重要生理指标，其异常将导致多种疾病。近红外光谱分析技术可以快速、无试剂检测人体中血红蛋白的含量。但是，红外光谱重叠严重、有效信息弱、易受外界噪声干扰，因此通常需要对光谱数据进行数据集划分和预处理，建立定量模型，以去除干扰信息对预测模型的不良影响。如何选择最佳划分方法、最佳划分比例和最佳预处理方法仍是一个问题。针对此问题，本研究以190份不同浓度血红蛋白血液样本和150份不同浓度血红蛋白仿体溶液样本的近红外光谱数据为研究对象，研究等间隔划分法、 K＿S法(Kennard Stone)、 SPXY法(Sample set partitioning based on joint x-y distances method)以及双向算法(Duplex)在41种不同划分比例下偏最小二乘(Partial least squares, PLS)模型的预测能力；将小波变换(Wavelet transform, WT)、标准正态变量变换(Standard normal variate, SNV)、直接正交信号校正(Direct orthogonal signal correction, DOSC)、 S＿G(Savitzky Golay)一阶求导这4种单独预处理方法(考虑顺序)组成65种预处理方法组合，研究这65种预处理组合对PLS定量分析模型预测精度的影响。实验结果表明：两种数据集的PLS模型最优数据集划分方法均为SPXY法，血液样本最佳划分比例为0.48,仿体溶液最佳划分比例为0.90。65种预处理方法中，血液样本的最佳预处理组合为S＿G1+WT,此时预测集相关系数(Correlation coefficient of prediction set,Rp)为0.9808,预测集均方根误差(Root mean square error of prediction set, RMSEP)为0.2701;仿体溶液样本的最佳预处理组合为SNV+WT,此时Rp为0.9952, RMSEP为3.8154。预处理组合时，两种算法叠加的效果最好。本研究结果为此类光谱数据的处理提供了一种新的思路和方法。

关键词：红外光谱血红蛋白划分数据集预处理方法

预处理对马尾松防腐材表面粗糙度和润湿性的影响

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林业工程学报 2023年第1期8卷 53-58页

作者：张玉静陈皓钢杨章旗秦理哲广西民族大学化学化工学院林产化学与工程国家民委重点实验室广西林产化学与工程重点实验室/协同创新中心南宁530006 广西壮族自治区林业科学研究院南宁530002

预处理方法是影响木材表面性能的重要因素,为此探讨了不同预处理方法对防腐材表面粗糙度和表面润湿性的影响。以马尾松木材为研究对象,采用工业碱性脱脂剂,水溶性环保型季铵铜为防腐剂,3种预处理方法(未处理-刨削、防腐-刨削、脱脂-防腐... 详细信息

预处理方法是影响木材表面性能的重要因素,为此探讨了不同预处理方法对防腐材表面粗糙度和表面润湿性的影响。以马尾松木材为研究对象,采用工业碱性脱脂剂,水溶性环保型季铵铜为防腐剂,3种预处理方法(未处理-刨削、防腐-刨削、脱脂-防腐-刨削)为变量因子,运用3D光学轮廓仪和视频光学接触角对不同预处理木材表面的粗糙度和接触角进行测量分析。结果表明,预处理方法对马尾松木材的表面粗糙度和润湿性有显著影响。经防腐处理后,马尾松木材表面的算术平均粗糙度增大1倍,表面对蒸馏水和间苯二酚-苯酚-甲醛树脂(RPF)的吸收速率降低,聚异氰酸酯(EPI)和聚氨酯(PU)在表面的初始接触角增大;防腐处理前增加脱脂处理工序,木材表面粗糙度值下降24.1%,表面对蒸馏水的吸收速率显著增加,PU对应的初始接触角减小、吸收速率增大,而EPI和RPF的初始接触角和吸收速率无明显变化。整体而言,防腐处理使马尾松木材表面粗糙度增大、润湿性降低,而脱脂-防腐-刨削处理所得马尾松木材表面的综合性能优于防腐-刨削处理。

关键词：预处理方法表面粗糙度表面润湿性马尾松防腐脱脂

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我国磷石膏资源化利用研究进展

现代化工 2023年第3期43卷 18-21页

作者：吴浩韩超南汤昱南京林业大学土木工程学院江苏南京210037

介绍了我国磷石膏利用政策环境及现状,浅析了磷石膏中所含杂质组分对资源化产品性能和环境的影响,分析了磷石膏资源化利用的预处理方式和效果,综述了磷石膏在建材行业、农业生产等领域的应用现状及局限性。

关键词：磷石膏杂质预处理方法资源化利用

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气液两相流混合模型代数重构方法

空气动力学学报 2023年第8期41卷 117-123,I0002页

作者：张伦牟斌蒋浩王建涛中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所绵阳621000

为提高国家数值风洞工程气液两相流软件混合模型求解器的自由界面模拟分辨率,增强多介质流体界面问题的模拟能力,基于代数重构方法,应用双曲正切函数界面捕捉格式对体积分数进行了插值重构,实现两相流混合模型与自由界面代数重构方法的... 详细信息

为提高国家数值风洞工程气液两相流软件混合模型求解器的自由界面模拟分辨率,增强多介质流体界面问题的模拟能力,基于代数重构方法,应用双曲正切函数界面捕捉格式对体积分数进行了插值重构,实现两相流混合模型与自由界面代数重构方法的耦合,抑制原混合模型下自由界面的非物理耗散现象,保持界面清晰尖锐;引入预处理技术,解决低速流动中由于特征值量级差距导致的计算刚性问题,提高收敛速度;应用双时间进行非定常时间推进。最后,采用方块对流、Zalesak盘刚性旋转和溃坝算例进行考核验证,数值结果显示,耦合了双曲正切函数界面捕捉格式的两相流混合模型在保持质量守恒的同时,获得了更高的自由界面分辨率,以及更丰富的多相流动细节。

关键词：代数重构双曲正切函数界面捕捉格式气液两相流预处理方法计算软件

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茄衣烟叶7种化学成分近红外预测模型的建立

广东农业科学 2023年第7期50卷 64-73页

作者：刘洪剑金红岗黄晓明肖旭斌周乐群刘涛字淑慧李枝桦云南农业大学农学与生物技术学院云南昆明650201 西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心/云南省药用植物生物学重点实验室云南昆明650201 红云红河烟草(集团)有限责任公司原料部烟叶质检科云南昆明650202

【目的】常规化学检测方法检测茄衣烟叶内总氮、钾、总糖、还原糖、总碱、氯和镁等7种化学成分含量的过程复杂、费时费力,而近红外光谱技术操作简单、检测快速。旨在建立一种近红外光谱检测模型,对茄衣烟叶内7种化学成分的含量实现快速... 详细信息

【目的】常规化学检测方法检测茄衣烟叶内总氮、钾、总糖、还原糖、总碱、氯和镁等7种化学成分含量的过程复杂、费时费力,而近红外光谱技术操作简单、检测快速。旨在建立一种近红外光谱检测模型,对茄衣烟叶内7种化学成分的含量实现快速定量分析。【方法】以云南雪茄茄衣烟叶为试材,采用常规化学方法检测茄衣烟叶7种化学成分含量,再利用近红外光谱技术结合偏最小二乘法对茄衣烟叶中7种化学成分含量及其光谱数据进行近红外模型分析,通过比较模型均方根误差和相关系数确定预测性能最佳的模型。【结果】7种化学成分分别采用原始光谱、一阶导数、一阶导数、原始光谱、原始光谱、一阶导数+中值滤波和一阶导数+中值滤波预处理方法建立的模型预测效果最佳,最佳主成分数分别为20、7、4、24、21、9和7。7种模型的训练集相关系数分别为0.9441、0.8589、0.7664、0.9511、0.9547、0.9031和0.8620,交叉验证均方差分别为0.1288、0.2846、0.0280、0.0096、0.1894、0.2965和0.0795;验证集相关系数分别为0.8958、0.7675、0.7181、0.7928、0.7282、0.8062和0.7980,验证集均方差分别为0.1789、0.3011、0.0324、0.0193、0.3855、0.3990和0.0999。模型外部验证结果表明,7种化学成分预测值与化学值的平均相对标准偏差值皆小于32%。【结论】利用近红外光谱技术对茄衣烟叶7种化学成分含量进行快速定量分析是可行的,该模型对7种化学成分含量具有良好的预测效果,可为茄衣烟叶7种化学成分含量快速定量分析提供参考。

关键词：茄衣烟叶化学成分近红外光谱预处理方法偏最小二乘法定量分析

预处理方法对Mo-Ni/γ-Al_2O_3催化剂加氢脱氧性能的影响

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石油学报（石油加工） 2012年第5期28卷 764-768页

作者：吕恩静张怀科任杰中科合成油技术有限公司山西太原030032 中国科学院山西煤炭化学研究所山西太原030001

采用浸渍法制备了Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂,利用BET、XRD、NH3-TPD等方法对还原态和硫化态Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂进行了表征,并以模型化合物乙酸和F-T合成轻质油为原料,研究了还原态和硫化态催化剂的加氢脱氧(HDO)性能。结果表明,还原态催... 详细信息

采用浸渍法制备了Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂,利用BET、XRD、NH3-TPD等方法对还原态和硫化态Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂进行了表征,并以模型化合物乙酸和F-T合成轻质油为原料,研究了还原态和硫化态催化剂的加氢脱氧(HDO)性能。结果表明,还原态催化剂具有较大的比表面积和孔体积,活性组分分散度较高;硫化态催化剂的酸性大于还原态催化剂。还原态催化剂具有比硫化态催化剂更好的HDO催化活性,不论是对模型化合物乙酸还是F-T合成轻质油都能获得更高的转化率;但用模型化合物乙酸的研究结果表明,硫化态催化剂不利于C—C键的断裂。

关键词：催化剂加氢脱氧预处理方法乙酸 F-T合成轻质油

气相分子吸收光谱法测定海水中氨氮的干扰因素识别及预处理方法研究

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中国环境监测 2022年第2期38卷 172-178页

作者：郑鑫吾封莉刘永泽张立秋许秀艳郝俊北京林业大学北京市水体污染源控制技术重点实验室北京100083 北京林业大学环境科学与工程学院北京100083 中国环境监测总站国家环境保护环境监测质量控制重点实验室北京100012 上海安杰环保科技股份有限公司上海201906

采用气相分子吸收光谱法测定海水样品中的氨氮,重点考察海水中共存离子对氨氮测定结果的影响规律,识别测定过程中主要的干扰因素,并提出消除干扰的预处理方法。研究结果表明,碘离子会对氨氮的测定产生负干扰,当样品中碘离子质量浓度达到... 详细信息

采用气相分子吸收光谱法测定海水样品中的氨氮,重点考察海水中共存离子对氨氮测定结果的影响规律,识别测定过程中主要的干扰因素,并提出消除干扰的预处理方法。研究结果表明,碘离子会对氨氮的测定产生负干扰,当样品中碘离子质量浓度达到0.0765 g/L时,氨氮的测定结果与标准值相比明显降低,且在碘离子质量浓度达到0.1910 g/L时,下降趋势缓解且氨氮测定值达到检出限。采用碘酸钾氧化法和硝酸银沉淀法均可消除干扰,硝酸银沉淀法的处理效果明显优于碘酸钾氧化法,使检测结果与标准值相同,省去了很多前处理步骤,有利于气相分子吸收光谱法进行大规模的海水样品测量。

关键词：气相分子吸收光谱法氨氮海水碘离子预处理方法