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中国科学:数学 2025年第1期 145-168页

作者：葛建全钱超唐梓洲彦文娇北京师范大学数学科学学院北京理工大学数学与统计学院南开大学陈省身数学研究所

自Cartan开创实空间形式中等参超曲面的研究以来,经历了一个世纪的曲折发展,等参理论已经与数学及理论物理的多个领域产生了密切联系和交叉渗透.本文旨在概括性综述等参理论的发展、推广和理论应用.

关键词：等参超曲面等参函数极小子流形

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铈掺杂铝氢化钠脱氢性能的计算模拟

原子与分子物理学报 2025年 33-42页

作者：仝小刚杨淑萍陇南师范学院数学与信息技术学院陕西理工大学数学与计算机科学学院

利用从头计算方法研究了稀土金属掺杂剂Ce对铝氢化钠（NaAlH4）纳米晶体脱氢性能的影响机理.结果表明,掺杂剂Ce主要影响其临近原子的电子结构,其周围氢原子的脱氢能显著降低,NaAlH4的脱氢性能得到很大改善.脱氢效果敏感依赖于Ce原子的... 详细信息

利用从头计算方法研究了稀土金属掺杂剂Ce对铝氢化钠（NaAlH4）纳米晶体脱氢性能的影响机理.结果表明,掺杂剂Ce主要影响其临近原子的电子结构,其周围氢原子的脱氢能显著降低,NaAlH4的脱氢性能得到很大改善.脱氢效果敏感依赖于Ce原子的掺杂方式.当Ce取代Na原子时,Ce主要与周围[AlH4]基团中的氢发生了相互作用,从而弱化了Al-H键的能量;当Ce取代Al时,脱氢性能的改进归因于[CeH4]基团中弱化的Ce-H键;而当Ce占据间隙位置时,Ce主要与临近的Al发生作用,导致[AlH4]基团的电子结构产生较大改变,有形成Ce-Al-H相的趋势. Ce-H及Ce-Al相互作用导致了Al-H键强度的减弱,这是引起Ce掺杂的NaAlH4纳米晶体脱氢性能增强的主要原因.

关键词：从头计算方法铝氢化钠脱氢能电子结构性质

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信道环境变化下基于自编码器的安全认证方案

无线电通信技术 2025年

作者：安永丽白海飞李宗瑞纪占林华北理工大学人工智能学院浙江农林大学数学与计算机科学学院

为了解决基于深度学习的物理层认证在训练阶段非法者的数据难以获取的问题，本文提出了一种基于自编码器的物理层安全认证方案，即注意力-残差-卷积自编码器(Attention-Residual-Convolutional Autoencoder，AR-CAE)，可以在不需要非法... 详细信息

为了解决基于深度学习的物理层认证在训练阶段非法者的数据难以获取的问题，本文提出了一种基于自编码器的物理层安全认证方案，即注意力-残差-卷积自编码器(Attention-Residual-Convolutional Autoencoder，AR-CAE)，可以在不需要非法数据的情况下得到性能良好的认证器。在自编码器中加入注意力机制可以增强模型的特征表示能力，加入残差结构可以减少关键特征的丢失，提高模型的收敛能力。将本文模型与另外三种不同模型做对比，实验得出在不同的评价指标中均具有优越性。

关键词：物理层认证自编码器注意力卷积神经网络

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激光场中原子阈上电离的强场近似方法研究

原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 111-116页

作者：仝小刚薛玉峰张治国杨淑萍陇南师范高等专科学校机电工程学院陇南742500 陕西理工大学数学与计算机科学学院汉中723000

强激光与原子相互作用的基本现象是原子的电离,其中阈上电离是一种非常重要的强场电离现象,许多方法被用于研究激光场中原子的阈上电离性质,其中强场近似方法是十分重要的理论方法之一.本文利用时间演化算符及鞍点近似论述了激光场中单... 详细信息

强激光与原子相互作用的基本现象是原子的电离,其中阈上电离是一种非常重要的强场电离现象,许多方法被用于研究激光场中原子的阈上电离性质,其中强场近似方法是十分重要的理论方法之一.本文利用时间演化算符及鞍点近似论述了激光场中单原子阈上电离行为的二级强场近似理论,其中一阶近似项给出低能电子的直接电离振幅,二阶近似项描述电子与母离子的重散射过程,表示高能光电子的电离振幅.文章给出了强场近似理论下线性极化的激光场中光电子能谱和电离概率,为应用强场近似方法模拟研究激光场中单原子的动力学行为提供了一定的理论参考和依据.

关键词：阈上电离强场近似 Schr9dinger方程时间演化算符鞍点近似

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基于TRIZ理论的回水阀开口挡圈装配机创新设计

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山东理工大学学报（自然科学版） 2025年第1期39卷 65-72页

作者：何涛刘龙王成军李文君龚宝春罗刚安徽理工大学机电工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学安徽省创新方法推广应用与示范基地安徽淮南232001 安徽理工大学数学与大数据学院安徽淮南232001

为解决地暖回水阀开口挡圈装配效率低的问题,基于TRIZ理论对回水阀开口挡圈装配机进行创新设计。通过九屏幕分析法提出了解决问题的方向,通过功能分析法得到了系统存在的问题,采用因果分析法得出了问题产生的根本原因。运用技术矛盾法... 详细信息

为解决地暖回水阀开口挡圈装配效率低的问题,基于TRIZ理论对回水阀开口挡圈装配机进行创新设计。通过九屏幕分析法提出了解决问题的方向,通过功能分析法得到了系统存在的问题,采用因果分析法得出了问题产生的根本原因。运用技术矛盾法、物理矛盾法、物-场模型法解决了装配开口挡圈效率低的问题,并提出了11条解决方案,进而设计出一种回水阀开口挡圈装配机。通过ANSYS软件进行压环装置的应力应变仿真,验证了装置强度的可靠性;通过ADAMS软件进行传动过程的运动仿真,验证了设计方案的合理性。本研究为回水阀开口挡圈装配机的创新设计提供了新思路。

关键词： TRIZ理论开口挡圈装配 ANSYS ADAMS

近红外无创血糖浓度的Label Sensitivity算法和支持向量机回归

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 617-624页

作者：孟琪赵鹏宦克为李野姜志侠张瀚文周林华长春理工大学数学与统计学院吉林长春130022 长春理工大学物理学院吉林长春130022 长春理工大学数学实验示范中心吉林长春130022

近红外光谱分析技术在生物医学工程领域具有广阔应用前景。无创且持续性地测量能实时监控人体血糖水平,给糖尿病患者带来极大便利性、提高生存质量、降低糖尿病并发症发生率具有很大的社会效益。无创血糖监测的想法提出较早,但仍然存在... 详细信息

近红外光谱分析技术在生物医学工程领域具有广阔应用前景。无创且持续性地测量能实时监控人体血糖水平,给糖尿病患者带来极大便利性、提高生存质量、降低糖尿病并发症发生率具有很大的社会效益。无创血糖监测的想法提出较早,但仍然存在预测精度低、预测值与标签值相关性不高等难点,至今没有达到临床要求。近年来,光谱检测技术发展迅猛且机器学习技术在智能信息处理方面具有明显优势,两者结合可以有效提高人体无创血糖医学监测模型的精度和普适性。提出了一种标签敏感度算法(LS),并结合支持向量机方法建立了人体血糖含量预测模型。使用近红外光谱仪采集了4名志愿者食指处动态血液光谱数据(每名志愿者28组数据),并使用多元散射矫正(MSC)方法消除了部分光散射的影响。考虑血糖对不同波长光的吸收有差异,提出了基于血糖浓度标签差的特征波长挑选方法,并构建了标签敏感度支持向量机(LSSVR)预测模型。设计实验,对比该模型与偏最小二乘回归(PLSR)和区分度支持向量机(FSSVR)算法。结果表明,LS算法的最佳特征波长数为32,经特征波长选择后的LSSVR表现最佳,其均方误差降低至0.02 mmol·L^(-1),明显优于全谱段PLSR模型,血糖浓度的预测值与标签值的相关系数提升至99.8%,预测值全部位于可容许误差的克拉克网格A区内。LSSVR模型的优异表现为早日实现血糖的无创监测提供了新思路。

关键词：无创血糖近红外光谱特征波长 Label Sensitivity算法支持向量机

基于GA-SVR的近红外无创检测智能算法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第11期44卷 3020-3028页

作者：于欣冉赵鹏宦克为李野姜志侠周林华长春理工大学数学与统计学院吉林长春130022 长春理工大学物理学院吉林长春130022 长春理工大学数学实验示范中心吉林长春130022

近年来,由于安全、无损、高效等因素,基于近红外光谱及人工智能算法的无创检测在医学、生物等领域内备受关注。如何获取智能回归模型的近红外光谱有效特征是关键问题之一。以血糖浓度检测为例,融合近红外光谱、遗传算法与支持向量回归(G... 详细信息

近年来,由于安全、无损、高效等因素,基于近红外光谱及人工智能算法的无创检测在医学、生物等领域内备受关注。如何获取智能回归模型的近红外光谱有效特征是关键问题之一。以血糖浓度检测为例,融合近红外光谱、遗传算法与支持向量回归(GA-SVR),建立了近红外无创血糖浓度智能预测算法。首先,根据OGTT实验规则,采集志愿者无创动态血液近红外光谱及其对应的血糖浓度,进一步基于遗传算法确定最优近红外特征波长组合,最后建立支持向量机回归模型实现血糖浓度的回归预测。设计了对比实验,分别将遗传算法与多层感知机回归(GA-MLPR)、偏最小二乘回归(GA-PLSR)和随机森林回归(GA-RFR)结合,与本文提出的方法进行比较。实验结果表明,提出的GA-SVR模型预测效果最好,测试集相关系数相比GA-PLSR提高了44%,相关系数达到99.97%,均方误差为0.000097。表明,提出的GA-SVR可以实现对近红外光谱数据的有效特征提取,验证了启发式智能算法对于近红外无创检测的可行性。

关键词：近红外光谱无创检测特征选择遗传算法支持向量机

Hamel框架下几何精确梁的离散动量守恒律

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力学学报 2021年第6期53卷 1712-1719页

作者：高山史东华郭永新北京理工大学数学与统计学院北京100081 辽宁大学物理学院沈阳110036

Hamel场变分积分子是一种研究场论的数值方法,可以通过使用活动标架规避几何非线性带来的计算复杂度,同时数值上具有良好的长时间数值表现和保能动量性质.本文在一维场论框架下,以几何精确梁为例,从理论上探究Hamel场变分积分子的保动... 详细信息

Hamel场变分积分子是一种研究场论的数值方法,可以通过使用活动标架规避几何非线性带来的计算复杂度,同时数值上具有良好的长时间数值表现和保能动量性质.本文在一维场论框架下,以几何精确梁为例,从理论上探究Hamel场变分积分子的保动量性质.具体内容包括:利用活动标架法对几何精确梁建立动力学模型,通过变分原理得到其动力学方程,利用其动力学方程及Noether定理得到系统动量守恒律;将几何精确梁模型离散化,通过变分原理得到其Hamel场变分积分子,利用Hamel场变分积分子和离散Noether定理得到离散动量守恒律,并给出离散动量的一阶近似表达式;Hamel场变分积分子可在计算中利用系统对称性消除系统运动带来的非线性问题,但此框架中离散对流速度、离散对流应变及位形均不共点,而这种错位导致离散动量中出现级数项,本文对几何精确梁的离散动量与连续形式的关系及其应用进行了讨论,并通过算例验证了结论.上述证明方法也同样适用一般经典场论场景下的Hamel场变分积分子.Hamel场变分积分子的动量守恒为进一步研究其保结构性质提供了参考依据.

关键词：几何精确梁 Hamel 场变分积分子离散动量守恒 Noether 定理保结构数值格式

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基于摩擦纳米发电机的车辆踏板运动量化模型

机械工程学报 2022年第17期58卷 215-225页

作者：张浩东王武宏陆逍谭海秋蒋晓蓓石健北京理工大学机械与车辆学院北京100081 上海电力大学数学物理学院上海200090

针对当前车辆踏板角度传感器结构复杂,对复杂材料的需要以及对外部电源的依赖等问题,提出一种基于扇形单电极滑动模式摩擦纳米发电机(Sector-single electrode sliding mode triboelectric nanogenerator,S-SETENG)踏板运动量化模型。首... 详细信息

针对当前车辆踏板角度传感器结构复杂,对复杂材料的需要以及对外部电源的依赖等问题,提出一种基于扇形单电极滑动模式摩擦纳米发电机(Sector-single electrode sliding mode triboelectric nanogenerator,S-SETENG)踏板运动量化模型。首先,在单电极滑动模式摩擦纳米发电机(Single electrode sliding mode triboelectric nanogenerator,SETENG)基础上,根据接触面积与开路电压值之间的潜在规律,开发可获取踏板运动信息的S-SETENG。其次,进行模拟驾驶实验,获取自然驾驶状态下的车辆踏板运动数据,包括驾驶模拟器输出的踏板角度数据和S-SETENG输出的电压数据。然后,利用S-SETENG电压数据和车辆踏板角度数据完成踏板运动量化模型的训练。最后,根据模型在测试集上的结果显示,基于门控循环单元网络(Gate recurrent unit,GRU)加速踏板运动量化模型和基于长短记忆网络(Long-short term memory,LSTM)的制动踏板运动量化模型的表现最佳,决定系数(R2)的值都超过0.94,证明该方法的准确性和可行性。这不仅在角度测量领域展示了一种新的方法,而且极大地扩展了摩擦纳米发电机作为自供电传感器的适用性。

关键词：摩擦纳米发电机循环神经网络车辆踏板运动量化模型

一个unified系统与Rssler系统的组合研究

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物理学报 2006年第9期55卷 4450-4454页

作者：高秉建陆君安陈爱敏武汉大学数学与统计学院武汉理工大学理学院武汉430070

将Unified系统和Rssler系统凸组合构造了新的混沌系统,包括含两个参数的Unified-Rssler系统,以及含一个参数的Lorenz-Rssler系统和Chen-Rssler系统,通过计算最大Lyapunov指数谱、维数谱和计算机仿真,确定Chen-Rssler系统的混沌区域.

关键词：混沌凸组合 Lyapunov指数谱