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起伏地形下基于非结构网格模型降维的重力三维密度反演

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地球物理学报 2024年第1期67卷 379-393页

作者：高新宇鲁宝亮安国强巨鹏长安大学地质工程与测绘学院西安710054 海洋油气勘探国家工程研究中心北京100028 长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室西安710054

复杂起伏地形以及剖分方式对重力反演解释具有重要影响.目前重力密度反演研究主要基于直立长方体模型,这显著降低了对起伏地形和复杂地质体的拟合程度,对重力反演解释易产生较大影响.四面体非结构网格能够更加精细地模拟起伏地形及复杂... 详细信息

复杂起伏地形以及剖分方式对重力反演解释具有重要影响.目前重力密度反演研究主要基于直立长方体模型,这显著降低了对起伏地形和复杂地质体的拟合程度,对重力反演解释易产生较大影响.四面体非结构网格能够更加精细地模拟起伏地形及复杂地质体,为此本文研究了起伏地形条件下基于四面体非结构网格剖分的重力三维密度反演.首先基于Delaunay方法将地下区域剖分为四面体非结构网格,引入垂向导数和相关系数两种方法进行模型降维技术从而减小解的空间,通过添加最小长度约束,深度加权约束,物性范围约束构建目标函数,并采用预条件共轭梯度法求解.为了提高反演效率在计算过程引入OpenMP并行算法.并研究了各项约束以及两种模型降维方法在四面体非结构网格正则化反演中的效果.通过不同深度直立长方体模型以及起伏地形下组合模型试验,基于四面体非结构网格的重力密度反演可以清晰地反映异常体位置.将本文提出的方法应用于美国密苏里州东南部的氧化铁矿床,反演结果与已知岩体具有较好的一致性,进一步证明该方法的正确性和有效性.

关键词：非结构网格起伏地形密度反演模型降维正则化

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面向海工结构阴极防护用纳米水泥基热电复合材料制备及其温差自供能性

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2662-2673页

作者：袁士柯罗健林高乙博滕飞张纪刚刘昂张立卿青岛理工大学土木工程学院青岛266520 海洋混凝土教育部工程研究中心青岛266520 华东交通大学土木工程学院南昌330013

经略海洋及双碳背景下,用阴极防护(CP)技术提升海工结构服役寿命具有重要意义,然而需外加电源额外驱动。为此本文先用水热法合成纳米二氧化锰(nMnO_(2)),然后与碳纳米管(CNTs)复掺水泥砂浆体系中,制备纳米水泥基热电复合材料(NTEC);最后... 详细信息

经略海洋及双碳背景下,用阴极防护(CP)技术提升海工结构服役寿命具有重要意义,然而需外加电源额外驱动。为此本文先用水热法合成纳米二氧化锰(nMnO_(2)),然后与碳纳米管(CNTs)复掺水泥砂浆体系中,制备纳米水泥基热电复合材料(NTEC);最后将20个NTEC串联成1套热电发电模块,并结合电化学方法综合评价基于温差发电的NTEC热电模块直接用作海工结构钢筋CP系统电流供给源的可行性。结果表明:复掺有0.2wt%CNTs与5.0wt%nMnO_(2)的NTEC试件的热电系数、热电功率因数可分别达3612μV/℃和301.4μW·m^(-1)·℃^(-2),本征力学强度与耐久抗渗性得到保障;施加基于NTEC温差发电的CP,钢筋的腐蚀电位正移,腐蚀概率显著降低;施加基于NTEC热电模块的CP后能使钢筋腐蚀电流密度降低3个数量级,腐蚀电荷转移得到了抑制,腐蚀速率大为降低,实现海工结构钢筋CP的自供能,同时保障了其用作保护层的强度与耐久性。

关键词：海工结构阴极防护自供能纳米水泥基热电复合材料温差发电性能电化学性能

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基于集合卡尔曼滤波的短期非线性波浪场预测

水动力学研究与进展A辑 2024年第3期 463-471页

作者：张林风刘曾华中科技大学船舶与海洋工程学院船舶数据技术与支撑软件湖北省工程研究中心

采用非线性波浪模型进行波浪场预测时，初始数据误差会导致模型预报精度逐渐下降。该文采用集合卡尔曼滤波(EnsembleKalmanFilter,EnKF)方法，结合伪谱傅里叶-勒让德(Pseudo-spectralFourierLegendre,PFL)波浪模型在二维非线性波浪场上... 详细信息

采用非线性波浪模型进行波浪场预测时，初始数据误差会导致模型预报精度逐渐下降。该文采用集合卡尔曼滤波(EnsembleKalmanFilter,EnKF)方法，结合伪谱傅里叶-勒让德(Pseudo-spectralFourierLegendre,PFL)波浪模型在二维非线性波浪场上开展了数值模拟，有效提高了模型在初始数据受扰动情况下的预测精度。首先，基于波浪理论及典型海浪谱生成波浪场初始数据；随后，引入符合一定空间分布相关性的随机扰动，完成波浪场初始化；其后，对比结合En KF与PFL模型与单独使用PFL模型的预测误差迭代情况，验证该文提出方法的有效性；最后，通过控制变量法探讨各同化参数的选取对同化效果的影响。该研究成果表明：利用集合卡尔曼滤波方法可有效提高波浪短期预测效果。

关键词：非线性波浪预测集合卡尔曼滤波数据同化同化参数选取

找矿知识图谱的智能化应用:以钦杭成矿带斑岩铜矿为例

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地学前缘 2024年第4期31卷 7-15页

作者：张前龙周永章郭兰萱原桂强虞鹏鹏王汉雨朱彪彪韩枫龙师尧中山大学地球科学与工程学院广东珠海519000 中山大学地球环境与资源研究中心广东珠海519000 中山大学广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室广东珠海519000 深圳市中金岭南有色金属股份有限公司广东深圳518000

找矿知识图谱是一个结构化的找矿知识表示形式,它通过将各种矿床地质、矿物、矿体和勘探开发技术等要素以及要素之间的关系进行关联和表达,形成一个知识图谱结构,为矿产资源的预测和评估提供了新的途径。本研究从数据源和文献中收集了... 详细信息

找矿知识图谱是一个结构化的找矿知识表示形式,它通过将各种矿床地质、矿物、矿体和勘探开发技术等要素以及要素之间的关系进行关联和表达,形成一个知识图谱结构,为矿产资源的预测和评估提供了新的途径。本研究从数据源和文献中收集了钦杭成矿带斑岩铜矿的相关知识,利用自然语言处理技术构建了知识图谱并和机器学习技术进行知识的自动化提取和推理。本研究通过构建找矿知识图谱模型,对钦杭成矿带斑岩铜矿的实体、属性和关系进行了表达和存储。在此基础上,利用自然语言处理技术对知识图谱进行了语义关联和推理,实现了知识的自动化提取和推理。本研究还建立了查询问答和可视化系统,使用户可以通过查询实体、属性或关系来获取相关信息,并以可视化的方式展示钦杭成矿带斑岩铜矿信息的结构和关联。最后,本研究通过实验和测试验证了基于知识图谱的智能应用在钦杭成矿带斑岩铜矿找矿工作中的有效性和准确性。与传统方法相比,该应用能够在短时间内提供更全面、准确的找矿建议。未来,将深化图算法应用和推荐系统,以满足不同场景下的找矿需求,并拓展其在其他相关领域的应用潜力。

关键词：知识图谱矿床本体斑岩铜矿钦杭成矿带成矿预测

基于分形径向谱的位场向下延拓截止波数自动确定方法

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地球物理学进展 2024年第1期39卷 403-411页

作者：曾小牛刘天佑谭笑枫张云李夕海火箭军工程大学核工程学院西安710025 海洋油气勘探国家工程研究中心北京100028

向下延拓是重磁位场数据处理与解释的一项重要技术,并因其固有的不稳定性而成为研究的热点.为获得稳定向下延拓结果,波数域向下延拓一般通过附加低通滤波器或改造向下延拓因子来完成.由此,滤波器或改造因子的截止波数则是精确向下延拓... 详细信息

向下延拓是重磁位场数据处理与解释的一项重要技术,并因其固有的不稳定性而成为研究的热点.为获得稳定向下延拓结果,波数域向下延拓一般通过附加低通滤波器或改造向下延拓因子来完成.由此,滤波器或改造因子的截止波数则是精确向下延拓的关键.本文基于分形修正径向平均功率谱的物理特性,提出一种位场向下延拓截止波数的自动确定方法.基于理论重力模型和航磁实测数据的向下延拓对比实验结果表明:(1)本文所提出的自动确定方法物理意义明确,能快速有效地确定截止波数并进而获得向下延拓正则参数;(2)基于本文方法的正则化向下延拓结果优于改进导数迭代法的向下延拓结果.

关键词：位场向下延拓径向平均功率谱截止波数分形

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第3种碳:白碳

科学通报 2024年第20期69卷 2844-2855页

作者：郑晴曹玮玮杨国伟中山大学材料科学与工程学院纳米技术研究中心广州510006

如果以碳原子存在的形式对碳材料进行分类,自然界应该存在3种碳材料.第一种是以三维sp^(3)杂化结构碳原子构成的金刚石以及相关同素异构体;第二种是以二维sp^(2)杂化结构碳原子构成的石墨以及基于sp^(2)杂化的富勒烯、碳纳米管和石墨烯... 详细信息

如果以碳原子存在的形式对碳材料进行分类,自然界应该存在3种碳材料.第一种是以三维sp^(3)杂化结构碳原子构成的金刚石以及相关同素异构体;第二种是以二维sp^(2)杂化结构碳原子构成的石墨以及基于sp^(2)杂化的富勒烯、碳纳米管和石墨烯等石墨的同素异构体;第3种碳即由一维sp杂化结构碳原子构成的carbyne.由于carbyne目前没有相应的中文术语,根据它的研究历史和材料形态,我们称carbyne的中文译名为“白碳”.本文综述了白碳的合成、结构,以及光、电、磁、生物等奇异物性,讨论了其在微电子、光电子、生物医学等领域的可能应用,并对未来发展进行了展望.

关键词：碳纳米结构一维sp杂化碳链白碳纳米晶

两种大型海藻提取物对杜氏盐藻生长和代谢活性的促进作用

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水生生物学报 2024年第8期48卷 1348-1357页

作者：王婧一蔡春尔张颖董傲查敏俊何培民上海海洋大学海洋科学与生态环境学院上海201306 上海海洋大学水域环境生态上海高校工程研究中心上海201306

实验选取绿潮藻提取物和铜藻提取物作为一种高经济价值藻一一杜氏盐藻生长的营养添加剂,与传统的f/2培养基相比,探究两种大型海藻提取物对杜氏盐藻的生长和某些代谢活性(色素、碳水化合物、蛋白质、光合活性)的影响。藻类生理指标和营... 详细信息

实验选取绿潮藻提取物和铜藻提取物作为一种高经济价值藻一一杜氏盐藻生长的营养添加剂,与传统的f/2培养基相比,探究两种大型海藻提取物对杜氏盐藻的生长和某些代谢活性(色素、碳水化合物、蛋白质、光合活性)的影响。藻类生理指标和营养成分分析表明,不同浓度的藻华提取物对杜氏盐藻生长的促进效果显著。添加0.26%、0.31%、0.38%的绿潮藻提取物和添加0.24%的铜藻提取物均能够显著促进杜氏盐藻生物量增长、光合色素和营养物质的积累,但对杜氏盐藻的最大光化学效率(F_(v)/F_(m))和有效量子产量(Yield)无显著影响。研究表明,一定浓度的绿潮藻提取物和铜藻提取物能够显著促进杜氏盐藻的生长和营养物质的积累,该发现为藻华防控及利用大型藻华提取物来优化杜氏盐藻的生产提供了新的思路。

关键词：绿潮藻提取物铜藻提取物营养添加剂杜氏盐藻培养基

低温下HTS-A钢疲劳裂纹扩展速率预报方法研究

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船舶力学 2024年第2期28卷 273-282页

作者：刘家奇罗广恩潘广善刘俊成李爽张帅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

针对低温下船用HTS-A钢的疲劳裂纹扩展行为,本文采用25 mm厚HTS-A钢CT试样为研究对象,开展常温及不同低温环境下疲劳裂纹扩展试验。在试验研究的基础上,提出包含温度项的改进McEvily公式的低温疲劳裂纹扩展预报方法。结果表明:随着温度... 详细信息

针对低温下船用HTS-A钢的疲劳裂纹扩展行为,本文采用25 mm厚HTS-A钢CT试样为研究对象,开展常温及不同低温环境下疲劳裂纹扩展试验。在试验研究的基础上,提出包含温度项的改进McEvily公式的低温疲劳裂纹扩展预报方法。结果表明:随着温度的降低,HTS-A钢的疲劳裂纹扩展速率逐渐降低。在-60℃时,HTS-A钢的低温疲劳裂纹扩展速率没有出现低温脆断,试验结果可为船用HTS-A钢低温疲劳设计提供数据参考。同时,分别采用本文HTS-A钢低温试验数据和文献中的钛合金低温试验数据验证低温疲劳裂纹扩展速率预报方法的合理性及正确性,该方法可用于预报不同低温环境下金属疲劳裂纹扩展速率。

关键词：疲劳裂纹扩展速率 HTS-A钢低温疲劳试验预报方法

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多年冻土区太阳能制冷桩基主动冷却效果

清华大学学报（自然科学版） 2024年第5期64卷 821-830页

作者：孙兆辉刘建坤陈浩华游田中山大学土木工程学院珠海519082 南方海洋科学与工程广东实验室珠海519082

桩基是多年冻土区最为常见的基础形式之一,降低桩基工程热扰动和提高桩基长期稳定性是冻土工程研究的重点。该文将太阳能制冷技术引入多年冻土区桩基工程,并开展主动冷却桩基现场试验与数值模拟研究。试验结果表明:温控桩壁的制冷温度... 详细信息

桩基是多年冻土区最为常见的基础形式之一,降低桩基工程热扰动和提高桩基长期稳定性是冻土工程研究的重点。该文将太阳能制冷技术引入多年冻土区桩基工程,并开展主动冷却桩基现场试验与数值模拟研究。试验结果表明:温控桩壁的制冷温度可降至负温以下,运行3、 10和30 d的制冷半径分别达到0.65、 1.24和1.5 m以上;通过理论分析与数值反演估算温控桩的有效制冷功率约180 W,制冷因数为0.9。模拟结果表明:制冷时长越大,桩壁温度振幅越大,稳定温度越低;制冷时长6、 9和12 h/d所对应的桩壁温度分别可降至-2.39、-3.48和-4.45℃;10 a后的影响半径分别超出6.68、 8.34和9.46 m;温控桩服役10 a后停止运行,桩周冻土仍可以在2~4 a内处于低温稳定状态。

关键词：多年冻土区太阳能制冷技术桩基础地温制冷效果