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策略梯度的超启发算法求解带容量约束车辆路径问题

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控制理论与应用 2024年第6期41卷 1111-1122页

作者：张景玲孙钰粟赵燕伟余孟凡蒋玉勇浙江工业大学特种装备制造及先进加工技术教育部重点实验室浙江杭州310014

有容量车辆路径问题是组合优化问题中比较热门的问题,它属于经典的NP-hard问题并且时间复杂度高.本文提出了一种基于策略梯度的超启发算法,将强化学习中的确定性策略梯度算法引入到超启发算法的高层策略中的底层算法选择策略,确定性策... 详细信息

有容量车辆路径问题是组合优化问题中比较热门的问题,它属于经典的NP-hard问题并且时间复杂度高.本文提出了一种基于策略梯度的超启发算法,将强化学习中的确定性策略梯度算法引入到超启发算法的高层策略中的底层算法选择策略,确定性策略梯度算法采用Actor-Critic框架,另外为了能够在后续计算和神经网络参数更新中引用历史经验数据,在确定性策略梯度算法中设计了经验池用于存储状态转移数据.在超启发算法解的接受准则方面,文中通过实验对比了3种接受准则的效果,最终选择了自适应接受准则作为高层策略中解的接受准则.通过对有容量车辆路径问题标准算例的计算,并将求解结果与其他算法对比,验证了所提算法在该问题求解上的有效性和稳定性.

关键词：车辆路径问题强化学习关策略梯度算法神经网络超启发算法

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磁声耦合:物理、材料与器件

物理学报 2024年第5期73卷 1-23页

作者：陈崇马铭远潘峰宋成清华大学材料学院先进材料教育部重点实验室北京100084

固体中的声波有两种传播方式:一种是声体波,以纵波或横波的形式在固体内部传播;另一种是声表面波,在固体表面产生并沿着表面传播.声波射频技术利用这些声波来截取和处理信号,尤其体现在快速发展的射频滤波器技术中.声学滤波器因其体积... 详细信息

固体中的声波有两种传播方式:一种是声体波,以纵波或横波的形式在固体内部传播;另一种是声表面波,在固体表面产生并沿着表面传播.声波射频技术利用这些声波来截取和处理信号,尤其体现在快速发展的射频滤波器技术中.声学滤波器因其体积小、成本低和性能稳定等多方面的优势,在移动通信等领域得到了广泛应用.受益于成熟的制造工艺和确定的共振频率,声波已逐渐成为操控磁性和自旋的有力手段,这一领域正朝着小型化、超快和节能的自旋电子学器件应用迈进.将磁性材料集成到声学射频器件,也开辟了对声学器件调控方法和性能提升的新思路.本综述首先梳理了各种磁声耦合的物理机制,并在此基础上系统介绍了声控磁化动力学、磁化翻转、磁畴和磁性斯格明子产生及运动、自旋流产生等一系列磁性和自旋现象.同时也讨论了声控磁的逆过程——磁控声波的研究进展,包括声波参数的磁调控和声波的非互易传播,以及基于此开发的新型磁声器件,如磁传感器、磁电天线、可调谐滤波器等.最后展望了磁声耦合未来可能的研究方向和潜在的应用前景.

关键词：磁弹耦合声控磁性磁控声波磁声器件

钛表面PAMAM-PQQ功能层构建及对心内壁细胞生物学行为的影响

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复合材料学报 2024年第2期41卷 1011-1020页

作者：王义隆黄金全袁娅婷宋思齐陈俊英西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室成都610031

植/介入手术是心血管疾病最主要的治疗手段。器械植入时与血液直接接触及对植入部位造成损伤,从而引起血栓和炎症等并发症。对材料进行表面改性是提高材料生物相容性的主要方法之一。本文通过在碱活化Ti表面固定树状大分子聚酰胺胺(Poly... 详细信息

植/介入手术是心血管疾病最主要的治疗手段。器械植入时与血液直接接触及对植入部位造成损伤,从而引起血栓和炎症等并发症。对材料进行表面改性是提高材料生物相容性的主要方法之一。本文通过在碱活化Ti表面固定树状大分子聚酰胺胺(Polyamido amine,PAMAM),利用PAMAM的氨基基团接枝抗炎、抗氧化分子吡咯喹啉醌(Pyrroloquinoline quinone,PQQ),构建了PAMAM-PQQ功能层,并探究了不同浓度PQQ对材料表面生物相容性的影响。FTIR、XPS和氨基定量证明了PQQ成功接枝到材料表面。SEM、水接触角检测证明了材料表面具有多孔网状结构和高度亲水性。血液实验显示功能层降低了血小板的粘附数量和激活程度,表现出较好的抗凝血能力,其中PQQ浓度为300 nmol/mL时效果最优。细胞静态培养结果显示功能层均提高了内皮细胞和心肌细胞的活性及促进两种细胞的增殖与迁移。氧化损伤实验显示功能层能降低H_(2)O_(2)对内皮细胞和心肌细胞损伤,当PQQ浓度为300 nmol/mL时对两种细胞保护效果最佳。综上所述,在钛表面成功构建了PAMAM-PQQ功能层,该功能层具有良好的血液相容性、细胞相容性及抗氧化损伤能力,有望用于心内植入器械表面改性的研发及应用。

关键词：表面改性吡咯喹啉醌抗凝血细胞相容性抗氧化

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无定形硫属单质分子结构的研究进展

高等学校化学学报 2024年第6期45卷 1-14页

作者：时五一鲍雨崔树勋西南交通大学化学学院材料先进技术教育部重点实验室成都610031

硫属单质(硫、硒、碲)是自然界中一类十分重要的物质,在光电材料、电池及半导体等领域有着广泛的应用.硫属单质均具有晶态和无定形态两种结构形态,其中晶态硫属单质的分子结构已经得到了深入的研究,但无定形硫属单质的分子结构研究还处... 详细信息

硫属单质(硫、硒、碲)是自然界中一类十分重要的物质,在光电材料、电池及半导体等领域有着广泛的应用.硫属单质均具有晶态和无定形态两种结构形态,其中晶态硫属单质的分子结构已经得到了深入的研究,但无定形硫属单质的分子结构研究还处于初级阶段.为了更好地发掘无定形硫属单质的应用潜力,对其结构与性质进行深入研究十分必要.本文概述了无定形硫属单质分子结构研究方面的最新进展,并展望了未来可能的研究方向.这些工作将有助于更全面地了解无定形硫属单质的性质,并推动其在不同领域中的应用.

关键词：硫属单质无定形态硫硒碲

高熵碳化物陶瓷及其钎焊接头的组织和力学性能

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机械工程学报 2024年

作者：王颖木瑞洁牛士玉孙孔波杨振文天津大学天津市现代连接技术重点实验室天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室

为了实现高熵碳化物陶瓷（HECs）的大尺寸和复杂形状成形，通过热压烧结成功制备了七种不同组分的HECs，烧结的HECs均为单一岩盐结构的固溶体相，其中，（TiZrHfNbTa）C和（VNb TaMoW）C具有较高的弯曲强度，分别为494 MPa和476MPa，且... 详细信息

为了实现高熵碳化物陶瓷（HECs）的大尺寸和复杂形状成形，通过热压烧结成功制备了七种不同组分的HECs，烧结的HECs均为单一岩盐结构的固溶体相，其中，（TiZrHfNbTa）C和（VNb TaMoW）C具有较高的弯曲强度，分别为494 MPa和476MPa，且（TiZrHfNbTa）C的硬度高于（VNb Ta Mo W）C。在此基础上，以（TiZrHfNbTa）C为基体，采用TiNi-20at.%Nb合金和FeCoCrNiTi0.2高熵合金（HEA）钎料制备了冶金结合良好的HEC接头。两种液态钎料中的活性Ti元素在HEC表面富集并诱导界面反应，这一过程导致界面的（Ti, Nb）C相和碳化物相（HEC'）分别在HEC/TiNiNb/HEC接头和HEC/HEA/HEC接头中形成，由此产生的界面结构分别为HEC/（Ti,Nb）C/（Ti,Nb）2Ni/TiNi/（Ti,Nb）2Ni/（Ti,Nb）C/HEC和HEC/HEC'/HEA'/HEC'/HEC。在1 180℃-10 min的钎焊工艺参数下获得的HEC/TiNiNb/HEC接头具有201 MPa的抗剪强度。接头薄弱区为（Ti, Nb）2Ni相及其与（Ti,Nb）C层的界面。与之相比，HEC/HEA/HEC接头表现出更高的抗剪强度（>245MPa），但其钎焊工艺要求更高的温度（1 400～1 490℃）和更长的时间（30 min）。

关键词：高熵碳化物陶瓷热压烧结钎焊接头界面结构力学性能

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铝中小空位团簇稳定性的第一性原理研究

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第3期34卷 724-736页

作者：苏恬莉孔祥山陈良赵国群张存生山东大学材料液固结构演化与加工教育部重点实验室济南250061

空位团簇是铝合金中最常见的缺陷之一。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究铝中孔洞、层错四面体(SFT)和{111}平面上的空位板等小空位团簇的能量学,发现文献报道的单空位形成能的显著差异主要与它们所使用的交换相关泛函数有关,... 详细信息

空位团簇是铝合金中最常见的缺陷之一。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究铝中孔洞、层错四面体(SFT)和{111}平面上的空位板等小空位团簇的能量学,发现文献报道的单空位形成能的显著差异主要与它们所使用的交换相关泛函数有关,LDA是Al中单空位形成能最可靠的近似,其次是PBE、PBEsol、PW91和AM05。本文结果证实Al中的双空位在能量上是不稳定的。此外,任何结构中小于5的空位团簇相对于相应数量的孤立单空位都是不稳定的。SFT是大多数小空位团簇中最稳定的结构,其次是孔洞和空位板。这些结果有助于理解实验观测到的铝中空位团簇的尺寸分布。

关键词：第一性原理铝单空位双空位空位团簇层错四面体空位板

化学短程有序在晶界处的作用及其对Al_(0.5)CoCrFeNi合金拉伸和抗辐照性能影响的分子模拟

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稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2267-2274页

作者：柴小松袁力军李光磊李婧李达西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室四川成都610031

多主元合金中的化学短程有序结构已被视作有效的合金强化手段,而化学短程有序也会对晶界处元素分布产生影响。为研究其对合金性能的影响,采用分子动力学方法研究了几种典型晶界处的化学短程有序对Al_(0.5)CoCrFeNi合金拉伸和抗辐照性能... 详细信息

多主元合金中的化学短程有序结构已被视作有效的合金强化手段,而化学短程有序也会对晶界处元素分布产生影响。为研究其对合金性能的影响,采用分子动力学方法研究了几种典型晶界处的化学短程有序对Al_(0.5)CoCrFeNi合金拉伸和抗辐照性能的影响。通过位错分析及点缺陷分析阐明了相关影响机理。结果表明,错配度越高的晶界其晶界处的元素偏聚越明显。化学短程有序能够提升双晶的拉伸性能及抗辐照能力,特别是对于含错配度较大晶界的双晶,晶界能够有效吸收辐照产生的间隙原子。

关键词：化学短程有序多主元合金晶界分子动力学

基于MFF-STDC网络的室外复杂环境小目标语义分割方法

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吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：艾青林刘元宵杨佳豪浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室

针对轻量化网络在复杂环境中小目标类别物体分割效果较差的问题，搭建基于多层级特征融合的MFF-STDC网络模型。通过多次叠加基于分组卷积的特征提取模块，使网络提升特征提取能力。通过分层权重注意力优化模块与CA注意力机制提升多尺度... 详细信息

针对轻量化网络在复杂环境中小目标类别物体分割效果较差的问题，搭建基于多层级特征融合的MFF-STDC网络模型。通过多次叠加基于分组卷积的特征提取模块，使网络提升特征提取能力。通过分层权重注意力优化模块与CA注意力机制提升多尺度特征信息的结合能力。建立了基于自适应复制算法的A-Cityscapes数据集、A-IDD数据集以及Field数据集，增加了数据集中小目标类别的数量，并完成训练与测试。MFF-STDC网络与STDC对比，mIoU分别提升了4.01%，3.65%，2.94%，并且对复杂环境中小目标类别的分割效果远好于其他网络。搭建了实景测试实验平台，测试结果表明，MFF-STDC网络有效提升了小目标类别的语义分割精度与分类能力，并且满足实时性要求。

关键词：计算机应用小目标类别检测多层级特征融合 CA机制自适应复制算法

仿生结构生色技术及其在纺织领域应用的研究进展

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纺织学报 2024年第8期45卷 241-249页

作者：史芷丞张玉于鸿马桂玲陈凤翔徐卫林武汉纺织大学纺织新材料及先进加工技术国家重点实验室湖北武汉430200 北京中纺海天新材料技术有限公司北京100026

针对传统印染行业高能耗、高污染的问题,急需革新染色技术,开发具有更加高效、节能和环保的染色新方法。结构色因其色彩饱和度高、色彩长期稳定且对环境友好而受到了越来越多的关注,并取得了极大进展,尤其是在纺织印染领域。首先分析了... 详细信息

针对传统印染行业高能耗、高污染的问题,急需革新染色技术,开发具有更加高效、节能和环保的染色新方法。结构色因其色彩饱和度高、色彩长期稳定且对环境友好而受到了越来越多的关注,并取得了极大进展,尤其是在纺织印染领域。首先分析了结构色的形成原理,系统总结了结构色材料的制备新技术,包括刮涂法/喷涂法、垂直沉积法、重力沉降法、浸渍提拉法、层层自组装法、电泳沉积法、静电纺丝法、磁控溅射法、原子层沉积法等,并比较了各种技术的优劣。在此基础上,进一步探讨了结构色在纺织领域中的多维应用,指出了结构色所面临的挑战,并从仿生自然发展新型结构色材料、提高结构色色彩丰富度及力学稳定性、突破结构色规模化制备技术、完善结构色产品生态等4个方面展望了结构色的未来发展方向,以期推动结构色跨越式发展,助力“碳达峰,碳中和”国家战略。

关键词：结构色光子晶体结构色纤维染色新技术结构生色方法