检索结果-南通市图书馆

基于多源数据的城市CO2源汇高空间分辨网格的构建方法研究

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光学学报 2025年

作者：孙二昌王先华叶函函吴时超施海亮李超安源中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学技术大学中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室

城市为CO2主要排放区，贡献了人为CO2排放总量的70%左右，是全球碳监测研究的重点区域。基于大气CO2浓度的“自上而下”方法能为全球范围的城市提供近实时的排放信息，是全球碳盘点的关键技术。目前在“自上而下”的城市排放估算中，先... 详细信息

城市为CO2主要排放区，贡献了人为CO2排放总量的70%左右，是全球碳监测研究的重点区域。基于大气CO2浓度的“自上而下”方法能为全球范围的城市提供近实时的排放信息，是全球碳盘点的关键技术。目前在“自上而下”的城市排放估算中，先验源汇数据一般来自于全球化石燃料CO2排放清单（ODIAC）和植被生长模型（VPRM）的输出，先验信息的空间不确定性高，较大的估算偏差难以满足高空间分辨的城市排放估算需求。本文利用多源地理数据来降低先验源汇的空间不确定性，并基于OCO-3卫星的XCO2数据对源汇空间优化的效果进行评估。结果显示，应用优化后的CO2源汇数据能更好地模拟出局地CO2浓度变化，与观测的一致性更高；在三个分析案例中，共有690个有效观测点被用于评估，模拟与观测的相关性分别提升了0.2、0.11、0.10,XCO2偏差分别降低了0.12、0.07、0.07 ppm。这些结果表明优化后的CO2源汇能够更加真实地反映源汇分布情况，可为“自上而下”方法提供高空间分辨率、低空间不确定性的反演先验值。

关键词：城市的CO 源汇 “自上而下”估算反演先验值高空间分辨率空间降尺度 OCO-3

金红石TiO2材料热电子弛豫动力学第一性原理计算研究

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中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 113-121页

作者：师展郑镇法郑奇靖赵瑾中国科学技术大学物理系中国科学技术大学精准智能化学重点实验室中国科学技术大学合肥国家实验室中国科学技术大学合肥国家微尺度物理科学研究中心美国匹兹堡大学物理与天文系

在太阳能转化过程中,激发态热载流子的动力学行为决定了能量转化的效率.我们采用动量空间非绝热分子动力学（NAMDk）方法研究了金红石TiO2体系中的热电子弛豫过程.研究中,我们选择了两种初始能量的热电子,其动量都位于Γ点,能量分别为Ei... 详细信息

在太阳能转化过程中,激发态热载流子的动力学行为决定了能量转化的效率.我们采用动量空间非绝热分子动力学（NAMDk）方法研究了金红石TiO2体系中的热电子弛豫过程.研究中,我们选择了两种初始能量的热电子,其动量都位于Γ点,能量分别为Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV.结果显示,热电子弛豫过程主要包括两个阶段:（1）首先,热电子被散射到第一布里渊区的等能面上,形成热电子系综,此过程能量基本保持不变,只有动量发生变化,称为动量弛豫过程.对于Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV两种情况,动量弛豫时间均在15-25 fs之间;（2）随后,热电子系综作为一个整体逐渐弛豫至导带底,这一阶段称为能量弛豫过程,其中Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV的能量弛豫时间分别为39和97 fs.在热电子弛豫过程中,其能量通过电声耦合转移给体系晶格,激发更多的声子,TiO2是一种离子晶体,在热电子弛豫过程中,Fr?hlich电声耦合起到了关键作用,导致大部分热电子的能量转移至Γ点的A1g声子,激发了Ti-O拉伸的纵光学支声子.我们的研究为理解金红石TiO2体内的热电子弛豫与能量转化过程提供了新的理论基础.

关键词：第一性原理计算电声耦合热电子弛豫动量空间非绝热分子动力学

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生物质化学链气化原位补氢制H2/CO比可控合成气

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化工学报 2025年

作者：吴天灏叶霆威林延黄振中国科学技术大学能源科学与技术学院中国科学院广州能源研究所

本研究提出了通过生物质化学链气化（biomass chemical looping gasification， BCLG）耦合水蒸气化学链重整制氢（chemical looping reforming hydrogen production， CLRHP）一种生物质化学链气化原位补氢（BCLG-CLRHP）制备H2/CO比可控合成气的新型技术。以NiFe2O4(ZrO2)为载氧体，在反应温度为900℃，晶格氧/生物质（OC/B）质量比为0.5时合成气产率最高，为0.61（L/g生物质）。在BCLG过程中，蒸汽/生物质（S/B）质量比为0.24时，生物质碳转化率为92%，载氧体还原程度较高且BCLG过程产生的合成气中H2/CO比达1，表明水蒸汽的添加显著提高了生物质碳转化率和合成气中的H2/CO比。在CLRHP过程中调控水蒸气含量，可以制备高浓度H2，同时整合BCLG与CLRHP过程产生的气体，可获得H2/CO比达2.2，CO2/CO比为0.67的清洁合成气。在15次循环实验后，BCLG-CLRHP过程制备的合成气中H2/CO为～1.8，CO2/CO比为～0.71。所提出的方法可以潜在地应用于提供具有H2/CO比为（1～2.2）的清洁合成气，用于各种合成过程，例如费托合成、乙酸和羰基合成。

关键词：生物质合成气化学链气化原位补氢 H /CO比可控制氢

主动声呐实时信号处理算法的MPSoC优化实现

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系统工程与电子技术 2025年

作者：邹佳运师英杰吴永清郝程鹏王东辉中国科学院声学研究所水下航行器实验室中国科学院大学

本文基于异构多处理器片上系统(multi-processor system on chip， MPSoC)，采用模块化设计以及软硬件协同设计思想，提出了一种主动声呐实时信号处理算法的加速方案。首先研究了适合边缘端部署的声呐信号处理算法，然后设计了基于MPSo... 详细信息

本文基于异构多处理器片上系统(multi-processor system on chip， MPSoC)，采用模块化设计以及软硬件协同设计思想，提出了一种主动声呐实时信号处理算法的加速方案。首先研究了适合边缘端部署的声呐信号处理算法，然后设计了基于MPSoC的加速计算结构，将数字下变频、逆/快速傅里叶变换(inverse/fast fourier transform， IFFT/FFT)、波束形成等具有高计算复杂性的处理步骤移植到可编程逻辑端，实现了显著加速。将目标检测等复杂度较低的步骤部署在处理器系统端，实现了更高的灵活性。仿真及湖上实验结果表明，本文提出的方案可在数据更新周期的41%时间内完成1帧回波数据的实时处理，并可在复杂水下环境下实时有效探测运动目标，在水下无人航行器主动声呐探测领域具有广阔的应用前景。

关键词：水下无人航行器主动声呐多处理器片上系统实时信号处理硬件加速

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软材料大变形断裂的相场建模与应用

高分子学报 2025年

作者：田富成冀家乐陈树昱李良彬中国科学技术大学国家同步辐射实验室安徽省先进功能高分子薄膜工程实验室中国科学院软物质化学重点实验室

软材料具有承受大应变和高可恢复性的独特特性，使其在生命科学和软机器人等前沿领域具有不可替代的作用.了解此类材料的复杂断裂行为不仅具有迫切的应用需求，也是材料科学、物理学和连续介质力学等基础学科的研究重点.本文介绍了作者... 详细信息

软材料具有承受大应变和高可恢复性的独特特性，使其在生命科学和软机器人等前沿领域具有不可替代的作用.了解此类材料的复杂断裂行为不仅具有迫切的应用需求，也是材料科学、物理学和连续介质力学等基础学科的研究重点.本文介绍了作者在断裂相场模型方面所做的一些工作，主要关注软材料的大变形断裂相场建模、算法实施以及应用.在有限变形理论框架下，作者发展一种新的混合多场断裂相场模型，用于模拟近不可压缩软材料的大变形断裂.从物理裂纹拓扑的角度清楚阐述了不可压缩性与扩散裂纹张开之间的内在矛盾.为了解决这个问题，该模型利用相场退化函数放松了损伤材料的不可压缩性约束，而不影响完好材料的不可压缩性.通过修改经典的摄动拉格朗日乘子方法，导出了用于近不可压缩大变形断裂问题的新型多场混合变分格式.虽然该混合格式切实有效，但通常需要采用满足inf-sup条件的混合有限元(FE)配置，这进一步加剧了本已昂贵的相场断裂建模的计算负担.为了能够使用具有数值优势的低阶线性单元，作者采用压力投影技术开发了一种稳定的混合公式.该公式的优点在于其简单性和多功能性，允许对所有场变量采用低阶单元离散.考虑到这一特性，作者进一步设计了一种高效的自适应网格划分策略，从而大幅提高了计算效率.为了更好地应对涉及裂纹成核的自适应场景，提出了一种新的基于能量的网格细化判据.此外，本文也完整阐述了稳定混合有限元公式的数值处理，以及自适应网格细化，删除技术的核心操作.所提出的格式的准确性、效率和稳健性已经通过一系列具有代表性的数值案例得到了充分的验证.

关键词：相场模型软材料大变形断裂复杂裂纹不可压缩约束

地幔对流构造模式及其对地球表面构造演化的启示:三维数值模拟研究

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中国科学:地球科学 2025年第1期 272-298页

作者：相松黄金水吴秉乘中国科学技术大学地球和空间科学学院中国科学院比较行星学卓越中心

本文利用三维球壳区域的地幔对流数值模型,计算分析得到五类地幔对流构造模式,即非板块活动层盖对流模式、类板块活动层盖对流模式、幕式类板块活动层盖对流模式、幕式停滞层盖对流模式以及停滞层盖对流模式;给出了五类构造对流模式的... 详细信息

本文利用三维球壳区域的地幔对流数值模型,计算分析得到五类地幔对流构造模式,即非板块活动层盖对流模式、类板块活动层盖对流模式、幕式类板块活动层盖对流模式、幕式停滞层盖对流模式以及停滞层盖对流模式;给出了五类构造对流模式的典型特征,以及依据板块度、移动度及其均方差的数值分类标准.结果显示,岩石圈的屈服应力对地幔对流处于何种构造模式具有重要影响,随着屈服应力从小到大逐渐增加,地幔对流依次经历前述五类构造模式;瑞利数增大,产生类板块活动层盖对流的屈服应力范围越小,不同构造对流模式间的无量纲转换应力增加.非板块活动层盖对流模式和类板块活动层盖对流模式间的量纲化转换应力有随瑞利数增加而增加的趋势,其他不同构造对流模式间的量纲化转换应力随瑞利数增加而减小;不同构造对流模式间的转换应力总体上与内生热率成反比,转换应力随内生热率增加而减小.构造对流模式转换应力的拟合分析显示,当今地球处于板块构造运动,要求数值模型的岩石圈的屈服应力介于150～250MPa,这与实验岩石学得到的蛇纹岩化地幔岩的强度值接近;如果太古代地幔温度比现在高300℃,那时的地球处于幕式停滞层盖对流模式.地球表面构造运动演化与岩石圈强度以及热演化过程密切相关,在岩石圈强度只有150MPa时,早期地幔快速冷却模型的板块构造开始时间可早于3.8Ga;晚期地幔快速冷却模型,板块构造模式开始时间约在1.5Ga.但在岩石圈强度有200MPa时,晚期地幔快速冷却模型对应板块构造模式开始时间晚至0.95Ga.早期地幔快速冷却模型的板块构造开始时间约在2Ga.早期地球处于幕式停滞层盖对流模式意味着那时仍可能存在俯冲.后期幕式类板块活动层盖对流模式的存在则说明在板块构造运动期间可能也存在间歇的表面构造运动停滞阶段,这或为地球1.0Ga前后的构造活动平静期提供一种解释;同时也表明,一段地质时期的构造不活跃不是板块构造运动没有开始的指标.

关键词：地幔对流构造模式类板块活动层盖对流模式幕式类板块活动层盖对流模式幕式停滞层盖对流模式板块构造运动和地球构造演化

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基于ODE扩散模型的多类异常检测和定位

智能系统学报 2025年

作者：蒋世杰夏秀山翟伟曹洋中国科学技术大学自动化系中国科学技术大学先进技术研究院

多类异常检测和定位旨在训练一个单一模型，在多类场景下该模型能够识别出偏离正常的异常区域。最近基于扩散模型的方法在该项任务中表现出色而开始受到关注，然而，现有方法侧重于改进扩散模型去噪网络，通过添加更多约束，保持多步生... 详细信息

多类异常检测和定位旨在训练一个单一模型，在多类场景下该模型能够识别出偏离正常的异常区域。最近基于扩散模型的方法在该项任务中表现出色而开始受到关注，然而，现有方法侧重于改进扩散模型去噪网络，通过添加更多约束，保持多步生成的高一致性，实现更高的重构性能，但更多的采样步数也意味着更高的计算开销。为此，本文提出了一种基于常微分方程(ordinary differential equations， ODE)扩散模型的多类异常检测和定位方法，只需一步即可实现高质量的重构生成，同时引入时间步感知网络来缓解采样步数少可能导致的一致性和恒等捷径问题，从而进一步提高重构质量。在通用的基准数据集MVTec-AD上进行的实验结果表明，本文方法在精度上可与当前最先进方法相媲美，但是计算量更低速度更快，满足了工业异常检测和定位的高精度和实时性需求。

关键词：缺陷检测异常检测异常定位扩散模型去噪网络常微分方程无监督学习时间步感知

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暗物质间接探测研究进展

中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 156-167页

作者：黄晓渊中国科学院紫金山天文台暗物质与空间天文重点实验室中国科学技术大学天文与空间科学学院

观测表明,宇宙中存在大量暗物质,并对宇宙演化起着重要的作用.然而,除了引力效应外,我们对其性质仍知之甚少.理解暗物质的属性有望扩展标准粒子模型,并揭示“新物理”.基于观测要求,研究者提出了众多暗物质模型,其质量范围跨越数十个量... 详细信息

观测表明,宇宙中存在大量暗物质,并对宇宙演化起着重要的作用.然而,除了引力效应外,我们对其性质仍知之甚少.理解暗物质的属性有望扩展标准粒子模型,并揭示“新物理”.基于观测要求,研究者提出了众多暗物质模型,其质量范围跨越数十个量级.这些暗物质候选者可能导致不同的天体物理效应,因此可以通过搜寻超出天体物理背景预期的信号来进行间接探测.本文回顾了与不同质量暗物质相关的间接探测预期信号和实验进展,重点讨论了轴子/类轴子和弱相互作用大质量粒子这两类具有良好物理动机的暗物质候选者所面临的观测限制及疑似信号.

关键词：暗物质间接探测伽马射线宇宙线

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MC-ICP-MS 测定岩石标准物质的钒同位素组成

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岩矿测试 2025年第1期44卷 63-74页

作者：徐丽怡于慧敏丁昕黄方中国科学技术大学地球和空间科学学院岩石圈演化与环境演变全国重点实验室安徽合肥230026 中国科学院比较行星学卓越创新中心中国科学技术大学安徽合肥230026

随着分析方法的发展和分析精度的提升,钒同位素已经越来越多地被用于各种地质过程研究。为了确保钒同位素分析测试过程中,可以有效地监控数据的准确度和精度,方便国际各实验室之间的数据对比,同时考虑到早期国际上常用美国地质调查局(US... 详细信息

随着分析方法的发展和分析精度的提升,钒同位素已经越来越多地被用于各种地质过程研究。为了确保钒同位素分析测试过程中,可以有效地监控数据的准确度和精度,方便国际各实验室之间的数据对比,同时考虑到早期国际上常用美国地质调查局(USGS)的标准物质面临着库存不足等问题,本文采用多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测定了一系列国际地质标准物质和国家地质标准物质的钒同位素组成,δ51V值的测试精度优于0.08‰。本文选取的标准物质主要来自日本地质调查局(GSJ)和中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所(IGGE),包括一个安山岩(JA-1),三个玄武岩(JB-3、JB-1b和GBW07105),一个辉长岩(JGb-1),一个辉绿岩(GBW07123)以及一个土壤(GBW07454),钒含量范围为77~635μg/g,涵盖了目前大部分火成岩和部分土壤等天然样品含量的范围。这些标准物质除了土壤GBW07454,其他标准物质的钒同位素组成未曾被报道。经测量表明,辉长岩标准物质JGb-1具有最高δ51V值,为−1.05‰±0.08‰,安山岩标准物质JA-1具有最低δ51V值,为−0.34‰±0.06‰,其余标准物质的δ51V值变化范围为−0.72‰~−0.81‰,均落在MORB范围内。本文对这些标准物质钒同位素组成的报道,丰富了钒同位素研究的标准物质数据库,有助于未来在更多领域开展钒同位素研究。

关键词：钒同位素火成岩 MC-ICP-MS 标准物质高精度分析方法

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