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揭示配体拓扑结构对Fe-Nx-C单原子催化剂表面氧还原反应中间体吸附的影响（英文）

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 214-224页

作者：吴德贵熊孝根赵中栋宋树芹丁朝斌中山大学化学工程与技术学院中山大学中法核工程与技术学院中山大学材料科学与技术学院

过渡金属单原子氮掺杂碳催化剂（TM-N-CSAC）因其更高的金属原子效率而被认为是提升氧还原反应（ORR）效率的重要途径.TM-N-CSAC反应中心的活性与配体结构密切相关,构建基于配体结构的ORR活性描述符是高效设计高催化活性单原子催化剂的... 详细信息

过渡金属单原子氮掺杂碳催化剂（TM-N-CSAC）因其更高的金属原子效率而被认为是提升氧还原反应（ORR）效率的重要途径.TM-N-CSAC反应中心的活性与配体结构密切相关,构建基于配体结构的ORR活性描述符是高效设计高催化活性单原子催化剂的关键.然而目前大多配体描述符基于催化剂的综合表观性质,如OH吸附能和金属中心d带中心等,其获取仍需进行额外计算,不利于通过配体结构快速推测反应活性;而目前基于配体结构拓扑参数,如金属中心原子及其配位原子属性、数量等设计的描述符存在对催化活性的描述较差或仅适用于特定配体等问题.解决该难题的关键在于理清OH与TM-N-C SAC成键的微观机制.本文全面考察了ORR中间体OH在21种具有不同氮原子数量、位置以及不同配体尺寸的卟啉型FeNxC SAC表面上的吸附机制.对有限尺寸卟啉型Fe-Nx-C （x=0-4）SAC模型上OH吸附的密度泛函理论计算结果表明, OH吸附能与SAC的配位氮原子的数量并不线性相关,且受氮原子排布方式的影响.利用能量分解分析（EDA）将OH与SAC的成键作用分解,重点讨论氮的掺入对静电作用、泡利排斥作用和轨道作用的影响.针对静电作用, Bader分析与电荷密度差值分析结果表明,氮的掺入一方面将电荷向配位原子上聚集,且配位原子上电荷数随氮原子数量增加而线性增加;另一方面大幅增强铁-配体键（Fe-L）的离子性,减少铁与配体间的电子密度,提高铁中心电子能量,并从而改变静电作用能量.对于泡利排斥作用,其影响因素与静电作用类似,因而作用强度与静电作用强度呈较好线性关系.对于轨道作用,结合扩展过渡态-化学价的自然轨道（ETS-NOCV）和电子定域化（LOL-π）等综合分析发现,氮原子的掺入破坏了配体的离域π键,从而影响OH与配体的轨道在成键时的相互作用.此外,对配体大小影响的研究表明,配体边缘原子仅当出现在包含配位原子的环上时才对OH与SAC成键有较大影响,这充分证明了OH吸附这一过程的局域性.综上,本文提供了Fe-N-C型SAC上完整的OH吸附键形成机制,强调了配位原子及其近邻原子对吸附活性的影响,为构建基于SAC拓扑特征的ORR活性描述符,实现SAC配体的快速筛选提供参考.

关键词：单原子催化剂氧还原反应配体拓扑结构能量分解分析密度泛函理论

DANCR在人胚胎干细胞向内胚层分化中的调控功能

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中山大学学报（医学科学版） 2024年第1期45卷 45-53页

作者：邓家成彭丽妹石颖鹏钟小敏中山大学中山医学院干细胞与组织工程研究中心广东广州510080

【目的】探讨DANCR在人胚胎干细胞(hESC)向内胚层(DE)分化中的作用。【方法】建立体外诱导hESC向DE分化的体系,检测DANCR的表达水平与DE分化的相关性;利用慢病毒体系敲低hESC的DANCR表达水平,将敲低DANCR的hESC进行DE分化;用qPCR和Weste... 详细信息

【目的】探讨DANCR在人胚胎干细胞(hESC)向内胚层(DE)分化中的作用。【方法】建立体外诱导hESC向DE分化的体系,检测DANCR的表达水平与DE分化的相关性;利用慢病毒体系敲低hESC的DANCR表达水平,将敲低DANCR的hESC进行DE分化;用qPCR和Western blot方法检测DE分子标志物SOX17和FOXA2,以及原条分子标志物Brachyury(T),EOMES,MIXL1和GSC的表达水平;用Dual luciferase reporter assay和qPCR证明在DE分化过程中DANCR与WNT通路的相互作用。【结果】体外诱导hESC向DE分化的体系能够有效模拟体内DE分化,DANCR的表达水平随DE分化进程逐渐下降。建立敲低DANCR的hESC细胞株,DANCR表达水平相比对照组显著降低(P0.05)。人为激活细胞内β-CATENIN蛋白活性,能够有效回补由于敲低DANCR导致的DE分化缺陷。【结论】DANCR在DE分化过程中逐渐下调并促进DE分化发生,DAN⁃CR可能通过与WNT通路相互作用参与调控hESC向DE分化。

关键词：内胚层分化长链非编码RNA DANCR WNT信号通路

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珠江三角洲河网区极端水位事件风险传递规律

水资源保护 2024年第2期40卷 81-89页

作者：范敏韬佘贞燕余龙飞陈晓宏刘智勇中山大学土木工程学院水资源与环境研究中心广东广州510275 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 中山大学海洋工程与技术学院河口海岸研究所广东珠海519082

为研究珠江三角洲河网区极端水位事件的风险传递规律,基于13个水位站点1957—2016年的月水位资料,利用pair-copula结构构建珠三角河网区水位的风险传递模型,分析不同情景下极端水位在空间上的风险传递机制及其时间变化规律。结果表明:... 详细信息

为研究珠江三角洲河网区极端水位事件的风险传递规律,基于13个水位站点1957—2016年的月水位资料,利用pair-copula结构构建珠三角河网区水位的风险传递模型,分析不同情景下极端水位在空间上的风险传递机制及其时间变化规律。结果表明:在低降水量条件下,珠三角河网区低水位风险顺向(上游至下游)和逆向(下游至上游)传递的概率均显著增大;高降水量条件下夏季丰水期的高水位顺向传递风险更高,低降水量条件下冬季枯水期的低水位顺向和逆向传递风险均较高;受人类活动影响,在高降水量条件下,1987—2016年夏季丰水期的高水位顺向传递风险比1957—1986年显著增强;在低降水量条件下,1987—2016年冬季枯水期低水位的顺向和逆向传递风险比1957—1986年显著增强。

关键词：极端水位风险传递模型 pair-copula结构珠江三角洲河网区

面向船海水动力应用的势粘流耦合方法研究综述

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船舶力学 2024年第4期28卷 606-625页

作者：叶永林杨军城谢春梅孙鹏楠江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212003 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 深海技术科学太湖实验室江苏无锡214082 中山大学海洋工程与技术学院广东珠海519082

将势流方法和CFD方法相结合的势粘流耦合方法,在船舶与海洋工程领域的波浪演化、波浪与结构物相互作用等问题中逐渐受到关注。势粘流耦合方法在保证计算精度的同时可以有效降低数值模拟的计算成本,使得实尺度的流固耦合精细模拟成为可... 详细信息

将势流方法和CFD方法相结合的势粘流耦合方法,在船舶与海洋工程领域的波浪演化、波浪与结构物相互作用等问题中逐渐受到关注。势粘流耦合方法在保证计算精度的同时可以有效降低数值模拟的计算成本,使得实尺度的流固耦合精细模拟成为可能。本文对面向船舶与海洋工程水动力应用的势粘流耦合方法的发展和研究现状进行了总结,通过区域分解和方程分解两类耦合方法展开论述,分析其优势与面临的挑战。

关键词：势粘流耦合区域分解方程分解

基于广义Curvelet变换和相空间特征聚类的VSP波场分离方法

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地球物理学报 2024年第1期67卷 289-307页

作者：赵亮高静怀李振张伟田亚军西安交通大学信息与通信工程学院西安710049 海洋油气勘探国家工程研究中心西安710049

垂直地震剖面(Vertical Seismic Profiling,VSP)蕴含大量的地层地质信息,是连接地震反射数据与测井资料之间的桥梁.VSP数据分辨率高,资料丰富,包括上行波、下行波、转换波等多种类型的波场,常被用于地层反射界面标定、介质衰减参数反演... 详细信息

垂直地震剖面(Vertical Seismic Profiling,VSP)蕴含大量的地层地质信息,是连接地震反射数据与测井资料之间的桥梁.VSP数据分辨率高,资料丰富,包括上行波、下行波、转换波等多种类型的波场,常被用于地层反射界面标定、介质衰减参数反演等.其中,如何有效地分离波场是将VSP资料应用于油气勘探的关键之一.广义Curvelet变换是一种具有多尺度、多角度的相空间变换,能够进行相空间域波场特性的提取.本文聚焦于VSP波场的上下行波分离问题,提出一种基于广义Curvelet变换和相空间特征聚类方法.首先,采用广义Curvelet变换对VSP波场进行特征提取,构造融入相空间角度信息的特征数据集;然后,利用K-means聚类算法在相空间对波场特征进行分类;最后,对分类结果进行反变换,完成VSP上下行波波场的自适应分离.为了验证方法的有效性,本文将所提出的方法用于合成数据和实际VSP数据的波场分离,并与常用的基于F-K变换的波场分离方法进行对比.处理结果表明,本文方法角度分辨率高、抗噪能力强,波场分离结果的保真保幅性好,这为后续的成像与地层的特征分析提供了重要基础资料.

关键词：垂直地震剖面(VSP) 波场分离 Curvelet变换广义Curvelet变换 K-means聚类

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基于多模态知识主动学习的视频问答方案

计算机研究与发展 2024年第4期61卷 889-902页

作者：刘明阳王若梅周凡林格中山大学计算机学院国家数字家庭工程技术研究中心广州510006

视频问答是人工智能领域的一个热点研究问题.现有方法在特征提取方面缺乏针对视觉目标运动细节的获取,从而会导致错误因果关系的建立.此外,在数据融合与推理过程中,现有方法缺乏有效的主动学习能力,难以获取特征提取之外的先验知识,影... 详细信息

视频问答是人工智能领域的一个热点研究问题.现有方法在特征提取方面缺乏针对视觉目标运动细节的获取,从而会导致错误因果关系的建立.此外,在数据融合与推理过程中,现有方法缺乏有效的主动学习能力,难以获取特征提取之外的先验知识,影响了模型对多模态内容的深度理解.针对这些问题,首先,设计了一种显性多模态特征提取模块,通过获取图像序列中视觉目标的语义关联以及与周围环境的动态关系来建立每个视觉目标的运动轨迹.进一步通过动态内容对静态内容的补充,为数据融合与推理提供了更加精准的视频特征表达.其次,提出了知识自增强多模态数据融合与推理模型,实现了多模态信息理解的自我完善和逻辑思维聚焦,增强了对多模态特征的深度理解,减少了对先验知识的依赖.最后,提出了一种基于多模态知识主动学习的视频问答方案.实验结果表明,该方案的性能优于现有最先进的视频问答算法,大量的消融和可视化实验也验证了方案的合理性.

关键词：视频问答数据融合与推理多模态主动学习视频细节描述提取深度学习

红层软岩软化的微–细–宏观界面关联过程与跨尺度级联效应

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岩石力学与工程学报 2024年第5期43卷 1241-1254页

作者：廖进兰春晖吴勇桃刘镇周翠英中山大学土木工程学院广东广州510275 中山大学广东省重大基础设施安全工程技术研究中心广东广州510275

红层软岩灾变与水–岩界面作用过程密切相关,研究微–细–宏观关联过程与级联效应对于揭示其灾变机制具有重要意义。目前对软岩软化的研究主要集中于细宏观水–岩界面的表观特征,微–细–宏观界面关联特性及其跨尺度级联效应仍需进一步... 详细信息

红层软岩灾变与水–岩界面作用过程密切相关,研究微–细–宏观关联过程与级联效应对于揭示其灾变机制具有重要意义。目前对软岩软化的研究主要集中于细宏观水–岩界面的表观特征,微–细–宏观界面关联特性及其跨尺度级联效应仍需进一步研究。针对这一问题,通过对软岩软化界面反应过程的微观化学反应、细观物理特性与宏观力学作用进行分析,建立水–岩界面的关联过程。依据能量流理论与级联概念,对软岩破坏的跨尺度级联效应进行分析。结果表明,水溶液阳离子浓度、软岩颗粒骨架外孔隙的占有比例和软岩崩解物质量3个因素,可以很好地阐述水–岩界面的关联过程。软岩软化过程中微–细–宏观级联因子均呈现逐级递增的趋势。解决了红层软岩软化水–岩界面关联过程的不完善与级联效应的跨尺度问题,为揭示软岩软化的深层次机制提供参考。

关键词：岩石力学红层软岩软化微–细–宏观界面关联跨尺度级联效应

三维TI和OA介质中优化黏滞纯声波方程及其数值模拟

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2415-2428页

作者：包乾宗谭崔文长安大学地质工程与测绘学院地球物理系西安710054 海洋油气勘探国家工程研究中心北京100028

各向异性和黏滞性在地球介质中广泛存在,会对地震波的运动学和动力学特征产生影响,因此研究地震波在地下空间中传播时应该对其予以充分考虑.现有的各向异性波场外推方法主要采用基于声学近似的伪声波方程,该类方程在非声学假设条件下容... 详细信息

各向异性和黏滞性在地球介质中广泛存在,会对地震波的运动学和动力学特征产生影响,因此研究地震波在地下空间中传播时应该对其予以充分考虑.现有的各向异性波场外推方法主要采用基于声学近似的伪声波方程,该类方程在非声学假设条件下容易出现伪横波污染及传播不稳定.针对此问题,本文应用优化方案对原始的耦合各向异性纯声波频散关系式进行近似展开,进而发展了针对三维TI(横向各向同性)介质和OA(正交各向异性)介质的优化纯声波方程,结合有限差分和泊松算法对其进行了有效求解.同时,考虑到介质对地震波的吸收衰减效应,本文结合发展的纯声波方程和标准线性体模型,推导了黏滞各向异性优化纯声波方程.相速度分析表明优化方案能够产生高精度近似结果.数值模型算例证明优化黏滞纯声波方程在产生精确稳定P波响应的前提下,能够有效模拟各向异性介质中纯声波的振幅衰减和相位频散.整体而言,本文推导的方程能够为各向异性衰减介质成像和反演提供有效帮助.

关键词：各向异性黏滞性波动方程数值模拟

非完美信息博弈综述：对抗求解方法与对比分析

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计算机学报 2024年

作者：余超刘宗凯胡超豪黄凯奇张俊格中山大学计算机学院中国科学院自动化研究所智能系统与工程研究中心

当前，推动人工智能发展成为新一轮产业革命的核心驱动力，并已上升为国家战略. 结合人工智能与博弈论形成“博弈智能”这一新兴研究领域，是当下人工智能的研究前沿. 作为一类典型的博弈智能，非完美信息博弈通过建模多智能体在私... 详细信息

当前，推动人工智能发展成为新一轮产业革命的核心驱动力，并已上升为国家战略. 结合人工智能与博弈论形成“博弈智能”这一新兴研究领域，是当下人工智能的研究前沿. 作为一类典型的博弈智能，非完美信息博弈通过建模多智能体在私有信息下的博弈行为，能够刻画相较完美信息博弈更广泛的决策过程，在现实世界中具有广泛应用，例如金融贸易、商业谈判、军事对抗等. 近年来，非完美信息博弈求解研究取得了突破性进展，涌现出以遗憾最小化 (Regret Minimization) 和最佳响应 (Best Response) 为核心技术的两大类离线求解方法. 前者通过反省智能体过往决策以使自身策略向均衡点改进，成功解决了经典非完美信息博弈——德州扑克，后者通过特定应对方式针对对手决策以使自身策略向均衡点改进，在例如星际争霸、DOTA等大型实时战略游戏AI训练中发挥着关键作用. 此外，一系列在线求解方法能够进一步实时优化离线算法求解所得的蓝图策略，使其在实时对局中得到进一步改进，成为求解非完美信息博弈的关键技术. 本文将从非完美信息博弈的概念和特点切入，全面介绍这三类方法的基本原理、发展脉络和改进技巧，深入对比不同方法间的优缺点并展望未来研究方向. 希望通过对非完美信息博弈求解这一研究领域的全方位细致梳理，能够进一步推动博弈智能技术向前发展，为迈向通用人工智能赋能.

关键词：非完美信息博弈遗憾最小化最佳响应在线求解强化学习