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面向抗冲击结构尺寸优化的自训练分类判断优化设计方法

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力学学报 2024年第7期56卷 1861-1875页

作者：王春彭高汝鑫廉艳平成湛山李明健北京理工大学先进结构技术研究院北京100081

抗冲击结构在军民安全领域有着广泛且重要的应用,但其优化设计因涉及极端载荷下的强非线性而面临结构响应求解耗时与灵敏度分析困难的挑战.针对该问题,提出了一种自训练分类判断优化设计方法.该方法采用基于支持向量机的自训练分类判断... 详细信息

抗冲击结构在军民安全领域有着广泛且重要的应用,但其优化设计因涉及极端载荷下的强非线性而面临结构响应求解耗时与灵敏度分析困难的挑战.针对该问题,提出了一种自训练分类判断优化设计方法.该方法采用基于支持向量机的自训练分类判断代理模型和遗传算法,求解抗冲击结构尺寸优化列式.与基于回归代理模型的传统方法不同,自训练分类判断代理模型可以减少样本集构建计算成本.同时,提出了面向分类判断代理模型的遗传算法约束处理策略及个体适应度计算方法.基于该方法开展的波纹夹芯结构抗爆性能和聚脲/陶瓷复合板抗侵彻性能优化设计,验证了其有效性和高效性.为抗冲击结构设计提供了一种新的高效优化方法,以期保障极端冲击载荷下装备结构服役性能和人员安全.

关键词：极端载荷数据驱动代理模型序列优化结构优化

应用自注意力机制对抗网络进行海洋多次波压制方法研究

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石油地球物理勘探 2024年第3期59卷 454-464页

作者：叶月明曹晓初任浩然张春燕中国石油杭州地质研究院浙江杭州310023 浙江大学先进技术研究院浙江杭州310027

由于海面和海底两个强波阻界面的存在,海洋地震资料普遍发育强能量多次反射波,海洋多次波衰减贯穿着整个海洋地震资料处理的始终,是影响海洋地震资料成像品质最主要的因素之一。复杂海域情况下的多次波压制往往需要通过多方法多域分步... 详细信息

由于海面和海底两个强波阻界面的存在,海洋地震资料普遍发育强能量多次反射波,海洋多次波衰减贯穿着整个海洋地震资料处理的始终,是影响海洋地震资料成像品质最主要的因素之一。复杂海域情况下的多次波压制往往需要通过多方法多域分步组合的衰减策略,计算耗时而且多域多步骤会造成计算误差的累计,从而影响多次波的衰减效率和精度。为此,提出了一种基于自注意力机制对抗网络(SA-GAN)的海洋多次波压制方法。首先,针对特征数据利用多域分步组合法压制多次波获得标签数据集;其次,在U-Net生成器网络中引入自注意力机制(SA),构建基于SA-GAN网络的多次压制深度学习模型,并进行网络训练;最后,利用训练完备的SA-GAN网络对整体数据进行多次波压制处理。引入SA的U-Net生成器的GAN网络收敛速度快且计算稳定,在地震样本数据集上具有更好的数据泛化能力。与常规方法相比,本文提出的方法只需人工处理少量特征数据,网络训练后便可进行工区大量数据的多次波压制处理,避免了复杂多次波压制多方法串联组合的繁琐过程,为海洋实际地震数据的多次波压制提供了一种高效手段。模型和NH探区深水实际资料处理结果验证了本方法的有效性。

关键词：多次波压制海洋地震资料处理深度学习自注意力机制对抗网络

ZnO/Spiro-MeOTAD异质结自驱动光电探测器的制备及性能(特邀)

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光子学报 2024年第7期53卷 58-67页

作者：李朋凡黄雨欣俞学伟冯仕亮姜岩峰闫大为于平平江南大学先进技术研究院电子工程系无锡214122

ZnO具有高稳定性、低成本、宽带隙等优点,被广泛用于光电探测器但响应速度较慢,采用Zn(TFSI)2和CNT∶TiO_(2)作为混合掺杂剂来代替Li-TFSI,以提高Spiro-MeOTAD的稳定性及光电性能,采用旋涂法制备了ZnO/Spiro-MeOTAD异质结构筑光电探测器... 详细信息

ZnO具有高稳定性、低成本、宽带隙等优点,被广泛用于光电探测器但响应速度较慢,采用Zn(TFSI)2和CNT∶TiO_(2)作为混合掺杂剂来代替Li-TFSI,以提高Spiro-MeOTAD的稳定性及光电性能,采用旋涂法制备了ZnO/Spiro-MeOTAD异质结构筑光电探测器。ZnO/Spiro-MeOTAD光电探测器在250~600 nm波长范围内,具有良好的自驱动特性。在0 V条件下,ZnO/Spiro-MeOTAD器件在368 nm的入射光照射下具有最高的光电性能,响应度为27.34 mA W^(-1),比探测率为3.62×10^(11)Jones,开关比为2029,上升/下降时间分别为0.71 s/0.55 s,相较于ZnO的光电性能(响应度为17.74 mA·W^(-1),比探测率为5.11×10^(10)Jones,开关比为63.6,上升/下降时间为11.76 s/1.49 s)分别提升提高了1.5倍、7倍、32倍。ZnO/Spiro-MeOTAD器件在550 nm处仍具有明显响应,响应度和比探测率分别为2.48 mA·W^(-1)和3.32×10^(10)Jones,对比ZnO器件提高了248倍和940倍。不同放置时间(1个月)和预处理温度(0~140℃)下光电流的变化,验证了Spiro-MeOTAD加入构筑p-n异质结,不仅可以显著提升ZnO基光电探测器的响应度、开关比和响应速度,同时使得探测器具有良好的稳定性,可以应用于较高温度工作环境。

关键词：光电探测器异质结旋涂法 ZnO Spiro-MeOTAD 自驱动

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基于多模态信息融合的四足机器人避障方法

工程科学学报 2024年第8期46卷 1426-1433页

作者：吕友豪贾袁骏庄圆董琦中国科学技术大学先进技术研究院合肥230026 中国电子科学研究院北京100049

提出了一种全新的基于多模态信息融合技术的四足机器人避障方法.该方法将机器人的本体传感器信息与外部传感器信息相结合,以提高机器人在复杂环境下的决策能力.具体而言,该方法设计了一种多模态强化学习神经网络模型,使机器人能够从自... 详细信息

提出了一种全新的基于多模态信息融合技术的四足机器人避障方法.该方法将机器人的本体传感器信息与外部传感器信息相结合,以提高机器人在复杂环境下的决策能力.具体而言,该方法设计了一种多模态强化学习神经网络模型,使机器人能够从自身的传感数据和外部传感器数据中学习.该模型采用监督和非监督学习技术相结合的方法进行训练,以优化机器人在避障任务中的表现.此外,还创新地引入了Transformer层和注意力机制,使机器人能够有选择地关注相关的传感信息并过滤掉无关信息,提高在未知动态环境中的规划可靠性.该方法在具有不同障碍物、不平坦地形等具有挑战性的模拟环境中进行了评估.实验结果表明,所提出的方法相较于对照组可以显著提高四足机器人的避障成功率.此外,由于引入了注意力机制,所提出的算法在动态未知环境下也具有一定的可靠性,使其在实际应用中更加实用.本文的意义主要在于引入多模态信息融合技术和Transformer层,以提高机器人在避障任务中的表现.通过仿真环境的实验结果显示,该学习策略能够显著改善机器人的运动控制能力,并且多模态Transformer模型进一步增强了其性能使其具备优越的泛化性.此外,进一步的分析和可视化也表明了学习策略利用外部输入进行决策的有效性.

关键词：四足机器人路径规划强化学习信息融合 Transformer

台风“莫拉克”(2009)对浙闽沿岸泥质中心沉积有机质组成与分布的影响

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海洋地质与第四纪地质 2024年第5期44卷 27-37页

作者：李云海林云鹏王亮龙邹霞郑斌鑫自然资源部第三海洋研究所厦门361005 福建省海洋物理与地质过程重点实验室厦门361005 华侨大学先进碳转化技术研究院厦门361021

台风是天气尺度上对海洋环境影响最大的海气相互作用过程之一,在短时间内会对影响海域的海洋环境(包括沉积有机质等)产生巨大的影响。本文基于夏季台风前、后采集的浙闽沿岸泥质中心沉积物的粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)以及碳同位素... 详细信息

台风是天气尺度上对海洋环境影响最大的海气相互作用过程之一,在短时间内会对影响海域的海洋环境(包括沉积有机质等)产生巨大的影响。本文基于夏季台风前、后采集的浙闽沿岸泥质中心沉积物的粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)以及碳同位素组成(δ^(13)C)的测试结果,分析了台风“莫拉克”(2009)对研究区沉积有机质来源及分布的影响,对比了台风“莫拉克”与其他不同路径的台风对沉积有机质分布影响的差异,探讨了影响差异的机制。结果显示,台风“莫拉克”(2009)对浙闽沿岸泥质区沉积物中TOC的来源和分布产生了显著影响。端元分析结果表明,浙闽沿岸泥质中心沉积物中有机碳主要来源于长江三角洲沉积物以及海洋自生有机质,在台风的影响下,浙闽沿岸泥质中心的初级生产力升高,进而增加了沉积物中海源有机碳的比例。同时,在台风的动力作用下,近岸沉积物发生了明显的侵蚀与再搬运,导致近岸沉积物中TOC的含量显著降低。受控于台风不对称风场造成的沉积动力差异,不同路径的台风会对研究区的物源输入、海洋生物地球化学以及沉积物的搬运改造等产生不同的影响,进而影响到沉积有机质的组成和分布。研究结果为全面认识极端海况影响下近岸陆架“碳埋藏”提供了科学依据。

关键词：台风"莫拉克" 沉积有机质端元混合沉积物再搬运浙闽沿岸泥质沉积中心

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数字经济发展是否促进社会代际流动?

系统工程理论与实践 2024年第1期44卷 85-101页

作者：魏下海李胡建华侨大学经济发展与改革研究院厦门361021 华侨大学经济与金融学院泉州362021

发展数字经济助推共同富裕,是当前广受关注的焦点话题.作为共同富裕的重要度量,社会代际流动能否在数字经济时代下得以改善,却鲜有文献述及.本文试图从理论和经验上考察数字经济发展对代际收入流动的影响,研究发现:1)平均而言,数字经济... 详细信息

发展数字经济助推共同富裕,是当前广受关注的焦点话题.作为共同富裕的重要度量,社会代际流动能否在数字经济时代下得以改善,却鲜有文献述及.本文试图从理论和经验上考察数字经济发展对代际收入流动的影响,研究发现:1)平均而言,数字经济显著降低代际收入自相关性,反映了代际流动性得到改善,经由各种稳健性检验,结论依然成立. 2)机制在于,数字经济发展促进了家庭子代人力资本积累、激发城市创业活力和优化经济结构三条渠道来改善代际流动性. 3)在农村和内陆地区,数字经济发展的代际流动效果更佳.本文研究为数字变革下如何畅通社会流动性以及实现共同富裕提供新的政策洞见.

关键词：数字经济代际收入流动共同富裕人力资本积累创业活跃度经济结构

钙钛矿太阳电池铅泄漏抑制及回收管理的研究进展

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科学通报 2024年第15期69卷 2042-2054页

作者：周鹏飞罗怀清陈伟伟刘梦瑶马俊杰郑州大学河南先进技术研究院郑州450003

钙钛矿太阳电池具有优异的光电特性和低成本制备优势,受到广泛关注.然而商业化应用仍面临诸多挑战,例如结构组分分解问题和重金属铅的泄漏污染风险问题.有效防止器件在极端条件下的退化分解,发展可持续的铅回收技术是推动钙钛矿太阳电... 详细信息

钙钛矿太阳电池具有优异的光电特性和低成本制备优势,受到广泛关注.然而商业化应用仍面临诸多挑战,例如结构组分分解问题和重金属铅的泄漏污染风险问题.有效防止器件在极端条件下的退化分解,发展可持续的铅回收技术是推动钙钛矿太阳电池迈向商业化应用的关键.本文首先围绕含铅降解产物的毒理学和不同环境因素影响铅析出与铅泄漏的机理进行了分析,随后介绍了近年来基于外部封装和化学吸附等多种控制铅泄漏的策略和最新研究进展,最后简要介绍了从受损的电池中回收铅,并实现循环利用的方法.

关键词：钙钛矿太阳电池铅泄漏铅吸附铅回收

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金属增材制造的多物理场物质点有限元法

计算力学学报 2024年第5期41卷 808-815页

作者：李明健陈嘉伟廉艳平北京理工大学先进结构技术研究院北京100081

金属增材制造过程涉及复杂的热-流-固强耦合问题,对数值模拟算法的精度和效率提出了巨大的挑战。针对该问题,本文提出了多物理场物质点有限元法。该方法采用结构化背景网格、有限单元和物质点离散求解各物理场,通过分区求解和界面耦合... 详细信息

金属增材制造过程涉及复杂的热-流-固强耦合问题,对数值模拟算法的精度和效率提出了巨大的挑战。针对该问题,本文提出了多物理场物质点有限元法。该方法采用结构化背景网格、有限单元和物质点离散求解各物理场,通过分区求解和界面耦合的方式实现热-流-固耦合求解。对于潜在熔化区域和未发生熔化的区域,分别采用物质点和有限元离散,结合了两者在求解材料特大变形和小变形问题上的各自优势,能够在保证计算精度的前提下有效提升计算效率。数值算例表明了本文算法的热-流-固多场耦合计算精度、相比于已有算法的高效性以及物质点和有限元离散区域界面处温度和应力的连续性。本文工作为金属增材制造过程多物理场耦合问题提供了一种高效的数值模拟方法。

关键词：多物理场流固耦合物质点法有限元法增材制造

激光诱导等离子体加工蓝宝石微结构及其润湿性

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光学精密工程 2024年第3期32卷 366-380页

作者：王晓光温秋玲陈金鸿黄国钦崔长彩姜峰华侨大学制造工程研究院福建厦门361021

激光诱导等离子体刻蚀技术在蓝宝石表面微结构制作方面具有独特的优势。通过控制变量法研究了激光能量密度、靶材和蓝宝石之间的距离和扫描速度对激光诱导等离子体加工蓝宝石微槽的微观形貌和几何尺寸的影响规律。通过正交试验研究了激... 详细信息

激光诱导等离子体刻蚀技术在蓝宝石表面微结构制作方面具有独特的优势。通过控制变量法研究了激光能量密度、靶材和蓝宝石之间的距离和扫描速度对激光诱导等离子体加工蓝宝石微槽的微观形貌和几何尺寸的影响规律。通过正交试验研究了激光诱导等离子体工艺参数对蓝宝石表面微结构接触角的影响,发现扫描线间距对接触角的影响最大,靶材和蓝宝石之间的距离和激光能量密度次之,扫描速度的影响最小。当激光能量密度为6.3 J/cm^(2),扫描线间距为200μm,靶材和蓝宝石之间的距离为150μm,扫描速度为10 mm/s时,蓝宝石表面微结构的接触角为136°,表现出良好的疏水性;当激光能量密度为7.4 J/cm^(2),扫描线间距为50μm,靶材和蓝宝石之间的距离为100μm,扫描速度为5 mm/s时,蓝宝石表面微结构的接触角为29°,具有较好的亲水性,并且长时间放置后表面接触角基本保持不变。通过扫描电镜观察发现,蓝宝石表面的微结构上分布着许多纳米颗粒,这些微纳结构共同影响蓝宝石的润湿性。

关键词：激光诱导等离子体烧蚀蓝宝石微结构工艺参数表面润湿性