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基于物理过程不确定性的降雨诱发浅层滑坡易发性快速区划:GIS-FORM技术开发与应用

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 838-850页

作者：姬建崔红志佟斌吕庆高玉峰河海大学岩土工程科学研究所江苏南京211000 加泰罗尼亚理工大学岩土与地球科学系西班牙巴塞罗那08034 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

高效绘制降雨诱发山体滑坡易发性分布图是区域尺度滑坡预测和地质灾害早期预警的重要技术手段。考虑降雨导致地表径流情况,采用无限长斜坡模型耦合孔隙水压力(PWP)变化规律,提出一种能够模拟区域边坡湿润锋深度随时空变化的简化瞬时降... 详细信息

高效绘制降雨诱发山体滑坡易发性分布图是区域尺度滑坡预测和地质灾害早期预警的重要技术手段。考虑降雨导致地表径流情况,采用无限长斜坡模型耦合孔隙水压力(PWP)变化规律,提出一种能够模拟区域边坡湿润锋深度随时空变化的简化瞬时降雨入渗模型PRL-STIM(physically-based probabilistic modelling of rainfall landslide using simplified transient infiltration model)。该模型通过引入一阶可靠度方法(FORM)开展高效概率计算,模拟区域尺度内地质条件的内在不确定性,实现区域尺度滑坡失效概率空间分布快速评估。以地理信息系统(GIS)为平台,采用Python程序语言,开发一种能够自动执行区域滑坡易发性分析的PRL-STIM v1.0工具。以我国甘肃娘娘坝镇于2013年7月发生的降雨诱发区域浅层滑坡为例,进行所提模型在区域滑坡易发性评估中的工程应用。结果表明,考虑50%失效概率阈值可有效地表征区域滑坡灾害易发性分布;简化的瞬时降雨入渗模型能够有效识别高风险滑坡区域,设置20 m缓冲区后的确定性和概率预测精度分别达到79%和81%;此外,相比于TRIGRS模型72%的预测精度,PRL-STIM预测精度达到75%,且服从相关非正态分布的岩土参数对降雨滑坡预测与区域尺度滑坡易发性有显著影响。

关键词：边坡工程滑坡易发性评估降雨斜坡稳定性模型概率分析一阶可靠度方法(FORM) GIS工具箱

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考虑土-膨润土化学相容性的阻隔墙长期服役性能研究

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岩土工程学报 2024年第2期46卷 282-290页

作者：黄博曹林峰李育超浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310000 超重力研究中心浙江杭州310000

考虑到填埋场渗滤液中较高Na^(+)和Ca^(2+)浓度会让土-膨润土的渗透系数显著增大,从而加速高危害性污染物击穿土-膨润土阻隔墙,建立了Na^(+)和Ca^(2+)作用下土-膨润土阻隔墙-含水层系统中有机物污染物运移数值模型。该模型可以考虑渗透... 详细信息

考虑到填埋场渗滤液中较高Na^(+)和Ca^(2+)浓度会让土-膨润土的渗透系数显著增大,从而加速高危害性污染物击穿土-膨润土阻隔墙,建立了Na^(+)和Ca^(2+)作用下土-膨润土阻隔墙-含水层系统中有机物污染物运移数值模型。该模型可以考虑渗透系数和水动力弥散系数等参数随Na^(+)和Ca^(2+)浓度的变化。利用有限差分法,获得了该模型的数值解。通过将所建模型的计算结果分别与已有解析解计算结果和COMSOL软件计算结果进行对比分析,验证了模型的正确性。最后基于所建数值模型,以甲苯作为代表性有机污染物分析和讨论了考虑和未考虑土-膨润土化学相容性、水头差和膨润土掺量对阻隔墙长期服役性能的影响。结果表明:考虑土-膨润土化学相容性之后,阻隔墙从不会被击穿变成了服役75 a后被击穿,服役寿命大幅缩短;降低阻隔墙两侧水头差,能够有效延缓污染物的击穿时间;阻隔墙膨润土掺量的下限值应在原先防渗要求的基础上适当提高,以应对污染物作用下墙体防污阻隔性能的削弱。

关键词：化学相容性阻隔墙污染物运移数值模型长期服役性能

三参数区间灰数序列的矩阵型自回归时滞灰色多变量模型

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中国管理科学 2024年第09期 48-58页

作者：梅韵杰曾祥艳闫书丽桂林电子科技大学数学与计算科学学院南京信息工程大学管理工程学院

已有的灰色预测模型只能间接地预测三参数区间灰数序列，为进一步提高灰色模型对三参数区间灰数的预测精度，在传统灰色模型的基础上考虑时滞效应对系统特征的影响，把系统特征的自回归时滞项引进传统灰色模型，构建了自回归时滞灰色多... 详细信息

已有的灰色预测模型只能间接地预测三参数区间灰数序列，为进一步提高灰色模型对三参数区间灰数的预测精度，在传统灰色模型的基础上考虑时滞效应对系统特征的影响，把系统特征的自回归时滞项引进传统灰色模型，构建了自回归时滞灰色多变量模型。然后进一步把模型变量看作列向量，把参数设置为矩阵的形式，提出了矩阵型自回归时滞灰色多变量模型。该模型保持了三参数区间灰数的完整性，接连了灰数各界点之间的内在关系，能直接对三参数区间灰数序列进行建模和预测。对第二产业总值和第三产业总值的三参数区间灰数序列进行拟合和预测，结果表明，新模型具有比竞争模型更高的精度，具有一定的有效性和实用性。

关键词：三参数区间灰数灰色多变量模型自回归时滞效应

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国产SW26010-Pro处理器上3级BLAS函数众核并行优化

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软件学报 2024年第3期35卷 1569-1584页

作者：胡怡陈道琨杨超马文静刘芳芳宋超博孙强史俊达中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 北京大学数学科学学院北京100871 国家并行计算机工程技术研究中心北京100190

BLAS(basic linear algebra subprograms)是最基本、最重要的底层数学库之一.在一个标准的BLAS库中,BLAS 3级函数涵盖的矩阵-矩阵运算尤为重要,在许多大规模科学与工程计算应用中被广泛调用.另外,BLAS 3级属于计算密集型函数,对充分发... 详细信息

BLAS(basic linear algebra subprograms)是最基本、最重要的底层数学库之一.在一个标准的BLAS库中,BLAS 3级函数涵盖的矩阵-矩阵运算尤为重要,在许多大规模科学与工程计算应用中被广泛调用.另外,BLAS 3级属于计算密集型函数,对充分发挥处理器的计算性能有至关重要的作用.针对国产SW26010-Pro处理器研究BLAS 3级函数的众核并行优化技术.具体而言,根据SW26010-Pro的存储层次结构,设计多级分块算法,挖掘矩阵运算的并行性.在此基础上,基于远程内存访问(remote memory access,RMA)机制设计数据共享策略,提高从核间的数据传输效率.进一步地,采用三缓冲、参数调优等方法对算法进行全面优化,隐藏直接内存访问(direct memory access,DMA)访存开销和RMA通信开销.此外,利用SW26010-Pro的两条硬件流水线和若干向量化计算/访存指令,还对BLAS 3级函数的矩阵-矩阵乘法、矩阵方程组求解、矩阵转置操作等若干运算进行手工汇编优化,提高了函数的浮点计算效率.实验结果显示,所提出的并行优化技术在SW26010-Pro处理器上为BLAS 3级函数带来了明显的性能提升,单核组BLAS 3级函数的浮点计算性能最高可达峰值性能的92%,多核组BLAS 3级函数的浮点计算性能最高可达峰值性能的88%.

关键词： BLAS 3级 SW26010-Pro众核处理器直接内存访问远程内存访问浮点计算效率

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面向图神经网络的节点重要性排序研究进展

计算机科学与探索 2024年

作者：曹璐丁苍峰马乐荣延照耀游浩洪安琪延安大学数学与计算机科学学院

节点重要性排序作为一项关键的图数据分析任务，对于识别和排序图中的重要节点至关重要。图神经网络（Graph Neural Networks，GNNs）作为一种利用深度学习直接对图结构数据进行学习的框架，能够充分学习图结构数据中的节点和边的内在... 详细信息

节点重要性排序作为一项关键的图数据分析任务，对于识别和排序图中的重要节点至关重要。图神经网络（Graph Neural Networks，GNNs）作为一种利用深度学习直接对图结构数据进行学习的框架，能够充分学习图结构数据中的节点和边的内在规律及更深层次的语义特征。在节点重要性排序任务中，GNNs能够充分利用图结构信息和节点特征进行节点重要性的评估。相比于传统的节点排序方法，GNNs可以更好地处理图结构数据的多样性和复杂性，捕捉节点间的复杂关联和语义信息，并自动学习节点特征表示，减少手工特征工程的偏差，提升节点重要性排序任务的准确性。因此，基于图神经网络的方法已成为节点重要性研究的主流方向。基于此，本文对近年来图神经网络的节点排序方法进行分类和综述。首先，梳理了节点排序、图神经网络及经典节点重要性度量指标的核心概念。其次，全面总结了基于图神经网络的节点重要性方法的最新进展，并根据基础图神经网络及其衍生的变体，将节点重要性排序方法分为四类：基础图神经网络、图卷积神经网络、图注意力网络和图自编码器。同时，分析这些方法在社交网络、交通网络和知识网络等下游任务中的性能表现。最后，对现有研究进行全面总结，分析现有方法的时间复杂度、优点、局限性和性能，并根据现有研究的不足讨论未来的研究方向。

关键词：节点重要性节点排序图神经网络表示学习

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简短关联可编辑环签名及其区块链修正应用

北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 1911-1920页

作者：王杰昌刘玉岭张平刘牧华李杰郑州大学体育学院郑州450000 中国科学院信息工程研究所北京100190 河南科技大学数学与统计学院洛阳471023

关联可编辑环签名(LRRS)可提升区块链的匿名性,防止双花攻击,修正区块链数据,但其签名大小随环成员的增多而增大。针对该问题,结合已有LRRS和简短关联环签名方案,利用动态累加器对环成员的公钥进行累加计算,依据原知识证明签名(SPK)构... 详细信息

关联可编辑环签名(LRRS)可提升区块链的匿名性,防止双花攻击,修正区块链数据,但其签名大小随环成员的增多而增大。针对该问题,结合已有LRRS和简短关联环签名方案,利用动态累加器对环成员的公钥进行累加计算,依据原知识证明签名(SPK)构造出新的SPK,提出简短LRRS(SLRRS)方案,基于该签名又提出新的区块链修正协议。在随机谕言机模型下,证明所提签名具有不可伪造性、匿名性、关联性。性能评估表明:随着环成员的增多,已有签名的大小在增大,而所提签名不变;同时此类签名所消耗的时间均在增多,而所提签名的时间增速较缓且最少。

关键词：知识证明签名动态累加器简短关联可编辑环签名时间更新变色龙哈希区块链修正

磁场、流体特性及几何参数对液态金属双扩散对流的影响

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物理学报 2024年第11期73卷 178-188页

作者：尹超男郑来运张超男李许龙赵秉新宁夏大学数学统计学院银川750021 宁夏大学机械工程学院银川750021 宁夏力学交叉与科学计算重点实验室银川750021

磁场作用下导电流体热对流是当前研究的热点问题,本文采用高精度高分辨率的数值方法对二维腔体内液态金属双扩散对流进行直接数值模拟,研究了在水平或垂直磁场作用下,磁场强度、Prandtl数、Lewis数以及高宽比对流动和传热传质的影响.研... 详细信息

磁场作用下导电流体热对流是当前研究的热点问题,本文采用高精度高分辨率的数值方法对二维腔体内液态金属双扩散对流进行直接数值模拟,研究了在水平或垂直磁场作用下,磁场强度、Prandtl数、Lewis数以及高宽比对流动和传热传质的影响.研究结果表明:磁场主要表现为对流动和传热传质的抑制作用.在相同强度下,水平磁场比垂直磁场的抑制作用更大,但在较弱磁场和较强磁场时,二者对传热传质的影响效果相近.对于不同方向和强度的磁场,传热传质效率总是随着Prandtl数的增大而增大,并且在Pr=0.9附近存在解的分岔现象.随着Lewis数的增大,流动从定常流动过渡到周期流动,且传质效率受到的影响更大.在所考虑的高宽比范围内,随着高宽比的增大,无磁场及弱磁场时传热传质效率振荡变化,而强磁场下传热传质效率受高宽比的影响较小.对相同涡卷数量的流动,高宽比越小,传热传质越强.

关键词：双扩散对流高精度磁流体直接数值模拟

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智能时代人因科学研究的新范式取向及重点

心理学报 2024年第3期56卷 363-382页

作者：许为高在峰葛列众浙江大学心理科学研究中心杭州310058 浙江大学心理与行为科学系杭州310058

本文首先提出了“人因科学”这一创新的学科群概念来表征工程心理学、人因工程、工效学、人机交互等相近领域。尽管这些领域的研究角度不一样,但是它们分享共同的研究理念、对象以及目的。我们近期的研究表明,人工智能(AI)新技术带来了... 详细信息

本文首先提出了“人因科学”这一创新的学科群概念来表征工程心理学、人因工程、工效学、人机交互等相近领域。尽管这些领域的研究角度不一样,但是它们分享共同的研究理念、对象以及目的。我们近期的研究表明,人工智能(AI)新技术带来了一系列新的人因问题,而作为人因科学研究对象的人机关系呈现出从“人机交互”向“人智组队式合作”的跨时代演进。这些变化对人因科学研究提出了新问题和新挑战,需要我们重新审视基于非智能技术的人因科学研究范式和重点。在此背景下,本文梳理人因科学研究范式取向跨时代的演进,总结我们近5年所提出的一系列用于丰富人因科学研究范式的新概念模型和框架,其中包括人智协同认知系统、人智协同认知生态系统以及智能社会技术系统的模型和框架。本文进一步从人因科学研究范式取向的角度进一步提升这些概念模型和框架,提出智能时代人因科学研究的三种新范式取向,分析相应的应用意义,并展望今后的研究方向。同时,针对智能时代人因科学研究重点的跨时代转移新特征,本文从“人智交互”“智能人机界面”“人智组队合作”三个方面展望了今后人因科学的研究重点,揭示出人因科学新研究范式取向对未来研究重点的作用。我们认为,人因科学的研究范式取向和研究重点互为影响,互为促进,智能时代的人因科学研究需要多样化、创新的研究范式取向,从而进一步推动人因科学的发展。

关键词：人因科学工程心理学人因工程研究范式取向人智组队

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基于孔隙形态学特征的水泥浆体渗流指数

硅酸盐学报 2024年

作者：肖官衍田壮夏晋金伟良浙江大学结构工程研究所

渗流指数n是通用有效介质方程中的重要参数，其对水泥浆体中微观孔隙结构的扩散性能进行了表征。为了明晰渗流指数的物理学含义并准确计算不同配合比的水泥浆体在不同水化程度时的渗流指数，对水灰比0.30、0.35、0.40、0.45、0.50水泥... 详细信息

渗流指数n是通用有效介质方程中的重要参数，其对水泥浆体中微观孔隙结构的扩散性能进行了表征。为了明晰渗流指数的物理学含义并准确计算不同配合比的水泥浆体在不同水化程度时的渗流指数，对水灰比0.30、0.35、0.40、0.45、0.50水泥浆体试件在水化龄期28、60、90、120、180 d时进行NEL(Nernst-Einstein Lab)测试和核磁共振(NMR)测试得到其对应的离子扩散系数和孔隙参数。实验结果表明:随着水化龄期的推进，水泥浆体的毛细孔隙率以逐渐缓慢的速率下降，2.5～10.0 nm孔径凝胶孔隙率先快速上升后缓慢下降，水泥浆体中的离子扩散为毛细孔中的自由扩散作用和凝胶孔中的辅助扩散作用的耦合；不同水灰比的水泥浆体渗流指数n随着水化程度的增加呈现不同的变化规律，水泥浆体材料渗流指数n与水泥浆体形态学参数具有强相关性；从水泥浆体孔隙结构体系的形态学层面对水泥浆体材料渗流指数n所呈现的变化规律进行了解释，并将实验数据进行拟合得到不同水灰比水泥浆体渗流指数n与水化程度的定量关系式。

关键词：水泥浆体渗流指数通用有效介质方程 NEL法核磁共振