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脉冲泵压环境膏体水分迁移转化与流变行为数值推演

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工程科学学报 2024年第1期46卷 11-22页

作者：夏志远程海勇吴顺川姜关照刘津孙伟刘泽民昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093

通过微细观结构分析、低场核磁共振量化研究,科学、准确地描述膏体跨尺度颗粒群存在形态与水分赋存状态,并基于有限元和离散元耦合数值分析方法分析了泵压扰动下膏体颗粒流态演化规律.研究发现,膏体料浆中的吸附水、间隙水和弱自由水存... 详细信息

通过微细观结构分析、低场核磁共振量化研究,科学、准确地描述膏体跨尺度颗粒群存在形态与水分赋存状态,并基于有限元和离散元耦合数值分析方法分析了泵压扰动下膏体颗粒流态演化规律.研究发现,膏体料浆中的吸附水、间隙水和弱自由水存在动态连通与转化行为,并主要以吸附水形式存在,低场核磁共振技术(Low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)弛豫强度与吸附水峰面积非线性增强,与料浆的流动表现出显著的正相关性.液网结构与絮网结构反映了导水通道的活跃性与力链结构的强度,共同组成了膏体稳定性与流动性的双支撑骨架结构.通过Fluent-EDEM软件耦合模拟,分析了脉冲泵压环境颗粒运动行为,在速度差的影响下高、低流速颗粒冲击扰动加剧,力链接触作用增强,流态均匀性和整体颗粒运动稳定性可有效提高.

关键词：膏体充填脉冲泵压低频核磁水分迁移双骨架结构流变行为

基于分数阶微分的土壤重金属锌和镍的定量反演模型研究

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光谱学与光谱分析 2024年第10期44卷 2850-2857页

作者：蒋宇恒晏博庄清源王爱平曹霜田安红付承彪昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093

传统的土壤重金属反演模型通常在预处理中使用整数阶微分方法(如1阶或2阶),其忽略了与目标变量相关的分数阶光谱反射率。分数阶微分(FOD)能通过灵活选定微分阶次,有效增强光谱信号。以云南省普洱市墨江哈尼族自治县的农田土壤为研究对象... 详细信息

传统的土壤重金属反演模型通常在预处理中使用整数阶微分方法(如1阶或2阶),其忽略了与目标变量相关的分数阶光谱反射率。分数阶微分(FOD)能通过灵活选定微分阶次,有效增强光谱信号。以云南省普洱市墨江哈尼族自治县的农田土壤为研究对象,测量了61个土壤高光谱反射率和土壤重金属含量数据(锌和镍),对高光谱反射率信息进行了0~2阶(间隔为0.05)分数阶微分预处理,将分数阶微分预处理后的各阶次的光谱反射率输入到连续投影算法(SPA)中进行特征波段筛选;分别建立了偏最小二乘回归(PLSR)、随机森林(RF)和袋装法(Bagging)三种土壤重金属反演模型。结果表明:在经过0到2阶(以0.05为间隔,共41个阶次)的分数阶微分处理,整体光谱强度呈逐渐减弱的趋势,伴随着分数阶阶次的增加逐渐趋向于零。光谱吸收带逐渐收窄,不同光谱曲线之间的差异逐渐减小,随着微分阶次的提高,产生了更为丰富的波峰和波谷。基于分数阶微分的最好阶次模型均优于原始光谱模型和整数阶模型,模型较好阶次大部分集中在低阶分数阶。对于重金属锌,预测模型精度最好的是0.75阶次的RF模型(R^(2)=0.675,RMSE=6.149,RPD=1.755),0.75阶次的Bagging模型次之(R^(2)=0.633,RMSE=6.534,RPD=1.652),0.25阶次的PLSR模型最低(R^(2)=0.551,RMSE=7.230,RPD=1.493)。对于重金属镍,预测模型精度最好的是0.80阶次的RF模型(R^(2)=0.854,RMSE=127.823,RPD=2.618),0.80阶次的Bagging模型次之(R^(2)=0.841,RMSE=133.304,RPD=2.510),0.40阶次的PLSR模型最低(R^(2)=0.762,RMSE=163.162,RPD=2.051)。本研究基于FOD预处理和SPA降维后构建的非线性模型(RF和Bagging)在农田土壤重金属含量估测具有一定的适用性,可以为类似区域的土壤重金属含量反演提供参考依据。

关键词：分数阶微分高光谱土壤重金属锌和镍随机森林袋装法

滇中老街子Pb-Ag矿床稀土元素富集特征及其赋存状态

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中国稀土学报 2024年第3期42卷 591-602页

作者：王博吴鹏杨航昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650221

滇中姚安铅多金属矿床是金沙江-红河富碱斑岩多金属成矿带的典型代表,带内铅多金属矿床中出现稀土矿化富集的现象鲜有报道。近年来,在姚安老街子Pb-Ag矿床发现稀土元素超常富集,部分地段含量已超过工业品位,形成矿(化)体。稀土与铅多金... 详细信息

滇中姚安铅多金属矿床是金沙江-红河富碱斑岩多金属成矿带的典型代表,带内铅多金属矿床中出现稀土矿化富集的现象鲜有报道。近年来,在姚安老街子Pb-Ag矿床发现稀土元素超常富集,部分地段含量已超过工业品位,形成矿(化)体。稀土与铅多金属同空间矿化富集现象引发该类矿床成矿作用研究的问题:稀土元素富集特征及其赋存状态如何?本文系统采集2108,2073,2038,2003 m中段坑道中富碱斑岩样品231件,采用ICP-MS测定稀土元素含量,并绘制其异常分布图,总结稀土元素空间富集规律。研究发现在垂向空间上由浅及深,稀土元素含量呈现递增趋势。通过电子探针分析,识别出独居石、褐帘石等稀土矿物。综合对宏观空间尺度稀土元素的富集特征以及微观尺度稀土赋存状态的研究,认为稀土富集与北东-近东西向断裂、黄铁矿化、方铅矿化在空间上关系密切,该矿床稀土具有成矿潜力与找矿前景。

关键词：稀土元素富集特征赋存状态老街子Pb-Ag矿床滇中

顾及杆状物和车道线的城市道路场景轻量化快速点云自动配准

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光学精密工程 2024年第4期32卷 535-548页

作者：赵辉友吴学群夏永华昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明600093

针对激光扫描获取城市场景出现不同时期位置偏差,传统点云配准方法存在效率低和鲁棒性低等局限性,本文提出了顾及杆状物和车道线的点云配准改进方法。首先对滤波后的点云进行体素格网降采样,再利用布料模型滤波对地面点滤波,后使用K均... 详细信息

针对激光扫描获取城市场景出现不同时期位置偏差,传统点云配准方法存在效率低和鲁棒性低等局限性,本文提出了顾及杆状物和车道线的点云配准改进方法。首先对滤波后的点云进行体素格网降采样,再利用布料模型滤波对地面点滤波,后使用K均值无监督分类非地面点云,后用先验的随机一致抽样法提取杆状物作为目标特征,并根据点云反射强度提出点云灰度图和空间密度分割法提取车道线。利用改进迭代最近点(ICP)算法和法向量约束,将杆状物作和车道线作为配准基元,几何一致算法剔除错误点对,并使用双向KD-tree快速对应特征点的关系,加快配准速度和提高精度。经实验证明,在低重叠度的城市点云场景耗时不到20 s,且只迭代20次,精度可达1.9877×10^(-5)m,可实现城市道路场景点云的高效准确配准。

关键词：车载激光扫描杆状物地面点滤波 K均值车道线改进ICP

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利用隐扩散模型的光学遥感影像去云方法

光学学报 2024年第12期44卷 386-395页

作者：胡浩李佳田阿晓荟段烨韦晶晶刘佳音昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093

云层遮盖会导致影像中的地表信息缺失,严重降低遥感数据的可用性。针对该问题,提出一种利用隐扩散模型的光学遥感影像去云方法。将本文方法在STGAN数据集和SEN12MS-CR Winter数据集进行评估,得到:本文方法在STGAN数据集上的平均信噪比... 详细信息

云层遮盖会导致影像中的地表信息缺失,严重降低遥感数据的可用性。针对该问题,提出一种利用隐扩散模型的光学遥感影像去云方法。将本文方法在STGAN数据集和SEN12MS-CR Winter数据集进行评估,得到:本文方法在STGAN数据集上的平均信噪比和平均结构相似性指数分别为26.706和0.759,较对比方法的平均信噪比和平均结构相似性指数分别平均提高9.855、0.171;本文方法在SEN12MS-CR Winter数据集上的平均信噪比和平均结构相似性指数分别为28.779和0.798,较对比方法的平均信噪比和平均结构相似性指数分别平均提高7.683、0.124。实验结果表明:本文方法优于对比方法,能较好地实现光学遥感影像去云任务。

关键词：光学遥感影像隐扩散模型噪声估计网络去云

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基于结构重参数化的红外与可见光图像融合

控制与决策 2024年第7期39卷 2275-2283页

作者：陈昭宇范洪博马美燕赵艺博昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学现代农业工程学院昆明650500

红外与可见光图像融合的目的是通过将不同模态的互补信息融合来增强源图像中的细节场景信息,然而,现有的深度学习方法存在融合性能与计算资源消耗不平衡的问题,并且会忽略红外图像存在噪声的问题.对此,提出一种基于结构重参数化的红外... 详细信息

红外与可见光图像融合的目的是通过将不同模态的互补信息融合来增强源图像中的细节场景信息,然而,现有的深度学习方法存在融合性能与计算资源消耗不平衡的问题,并且会忽略红外图像存在噪声的问题.对此,提出一种基于结构重参数化的红外与可见光图像融合算法.首先,通过带权重共享的双分支残差连接型网络分别对两种源图像进行特征提取,分别得到的特征级联后图像重建;然后,用结构相似性损失与双边滤波去噪的内容损失联合指导网络的训练;最后,在训练完成后进行结构重参数化将训练网络优化成直连型网络.在多个公共数据集上与7种领先的深度学习融合算法进行了定性与定量的实验对比,所提出的融合算法在更低的资源耗费下能够实现多个评价指标的提升,融合结果具有更丰富的场景信息、更强的对比度以及更符合人眼的视觉效果.

关键词：图像融合结构重参数化红外与可见光图像双边滤波深度学习

基于黏性蒸馏-气相分离的冶金级粗碲提纯方法

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第3期34卷 1037-1048页

作者：黄大鑫蒋文龙徐宝强查国正杨斌昆明理工大学真空冶金国家工程研究中心昆明650093 昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室昆明650093 昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093

开发一种基于黏性蒸馏-气相分离的高纯碲材料制备方法。通过调节冷凝器结构和冷凝温度,达到黏性蒸馏、控制碲优势冷凝区的目的,使挥发性差的物质留在残留物中,而硒在气相中与碲分离,实现冶金级粗碲的提纯。研究饱和蒸气压、碲分子平均... 详细信息

开发一种基于黏性蒸馏-气相分离的高纯碲材料制备方法。通过调节冷凝器结构和冷凝温度,达到黏性蒸馏、控制碲优势冷凝区的目的,使挥发性差的物质留在残留物中,而硒在气相中与碲分离,实现冶金级粗碲的提纯。研究饱和蒸气压、碲分子平均自由程、不同冷凝位置的杂质分布特征以及冷凝物形貌。500 g级的实验结果表明,在5 Pa、773 K和90 min的最佳实验条件下,碲的直收率为83.40%,纯度高于99.9996%,碲优势冷凝区冷凝物中硒含量降低至2.76×10^(-4)%(质量分数)。

关键词：高纯碲除硒提纯平均自由程优势冷凝区

镧掺杂棒状二氧化铈催化剂低温水解羰基硫的性能

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工程科学学报 2024年第7期46卷 1300-1310页

作者：资双艳王雪琦田宇庞亚彤黄蓓宁平李凯昆明理工大学环境科学与工程学院昆明650031

在低温下实现高炉煤气中羰基硫(COS)的高精度脱除对环境保护意义重大,催化水解法可以在较低的操作温度下将COS转化成更易脱除的H2S.通过制备三种不同形貌的二氧化铈(CeO_(2)),以及在棒状二氧化铈(CeO_(2)-R)中掺杂不同质量分数的金属镧(... 详细信息

在低温下实现高炉煤气中羰基硫(COS)的高精度脱除对环境保护意义重大,催化水解法可以在较低的操作温度下将COS转化成更易脱除的H2S.通过制备三种不同形貌的二氧化铈(CeO_(2)),以及在棒状二氧化铈(CeO_(2)-R)中掺杂不同质量分数的金属镧(La),对催化剂表面氧空位和碱性位点进行调控,探讨氧空位和碱性位点对催化活性的影响,并提出催化剂失活机理.研究发现,CeO_(2)-R具有较多的表面羟基和氧空位含量,在反应温度为75℃,相对湿度为17%时表现出了优异的COS脱除能力,进一步掺杂不同含量La后催化剂的氧空位和表面碱性强度都明显提高,其中,掺杂质量分数为10%的金属La的催化剂100%脱除COS的持续时间较CeO_(2)-R提高了120%,达到570 min.X射线衍射(XRD)、X射线电子光谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征表明,金属La掺杂进入到CeO_(2)-R的晶格内,形成固溶体结构.电子顺磁共振(EPR)和二氧化碳程序升温脱附(CO_(2)-TPD)分析表明La与CeO_(2)的协同作用形成了更多不对称的氧空位,并提高了催化剂碱性强度,氧空位与碱性位点的共同作用提高了催化剂对COS的脱除能力.在反应过程中生成硫酸盐等副产物沉积在催化剂表面,堵塞孔隙,覆盖活性中心导致催化剂硫中毒.综上所述,通过探讨催化剂表面的结构和化学性质,为低温催化水解COS提供了新的认识,对开发高效、稳定的COS水解催化剂具有指导意义.

关键词：羰基硫碱性位点水解催化氧空位二氧化铈

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融合结构重参数化变换的气体泄漏红外检测

光子学报 2024年第1期53卷 187-201页

作者：庄宏张印辉何自芬曹辉柱昆明理工大学机电工程学院昆明650500

针对常规工业气体泄漏检测装置需泄漏扩散到一定范围并与传感器接触时才能响应的不足,提出一种融合结构重参数化变换的红外非接触式检测网络模型GRNet。GRNet模型采用Mosaic-Gamma变换的预处理方法增加泄漏样本数量并提高图像对比度以... 详细信息

针对常规工业气体泄漏检测装置需泄漏扩散到一定范围并与传感器接触时才能响应的不足,提出一种融合结构重参数化变换的红外非接触式检测网络模型GRNet。GRNet模型采用Mosaic-Gamma变换的预处理方法增加泄漏样本数量并提高图像对比度以增强模型的鲁棒性;通过K-means聚类分析出适用于气体泄漏红外检测的候选框以预置模型参数;优化定位损失函数以提高模型对泄漏区域的定位准确性;采用改进后的轻量化网络RepVGG模块重构特征提取网络增强模型的特征提取能力,以实现轻量化并提高检测精度。实验结果表明,GRNet模型对氨气泄漏的平均检测精度达到94.90%,单张图像平均检测时间达到3.40 ms。采用伪色彩映射实现泄漏浓度的视觉感知效果,采用PyQt5将GRNet模型进行封装实现气体泄漏红外检测系统界面的可视化并在Jetson Nano B01嵌入式实验平台部署该模型,验证了实际工程应用的可行性和有效性,为开发气体泄漏非接触探测装置以保障涉气企业的安全生产和稳定运行提供一种有效的检测算法。

关键词：目标检测气体泄漏检测定位损失函数图像预处理聚类分析结构重参数化