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基于声子晶体的声发射波源检测概率研究

振动与冲击 2024年第7期43卷 75-83页

作者：李红豫曾祥兴张璐桂林理工大学土木与建筑工程学院桂林541004

声发射(acoustic emission,AE)检测就是利用采集和分析声发射现象所产生的信号从而实现对材料进行无损评价的技术,该技术具有实时监测并定位破坏源的能力但是由于检测过程中声发射源信号未知,因此评价检测可靠性的检测概率(probability ... 详细信息

声发射(acoustic emission,AE)检测就是利用采集和分析声发射现象所产生的信号从而实现对材料进行无损评价的技术,该技术具有实时监测并定位破坏源的能力但是由于检测过程中声发射源信号未知,因此评价检测可靠性的检测概率(probability of detection,POD)研究仍然是空白。进一步来说,在利用声发射监测损伤过程时,声发射波源直接决定其检测结果的可靠性,因此波源的检测概率可以成为量化声发射检测有效性的一个重要指标。为了确定声发射波源的检测概率,利用声子晶体(phononic crystals,PCs)的特性,通过部署声子晶体形成物理带隙,滤除噪声信号,从而获得铝合金试件在紧凑拉伸试验下由于疲劳裂缝活动而引起的声发射信号,最终确定声发射源的检测概率及其影响因素。结果表明,检测概率会随着疲劳裂缝扩展而提高,但裂缝长度达到一定值后开始下降,最终趋于一个平稳值,另外通过设置阈值和选择适当的滤波器,能有效提高检测概率,保证声发射评价结构损伤的有效性。该研究对声发射源识别和检测可靠性评价具有重要意义。

关键词：声发射(AE) 检测概率(POD) 声子晶体疲劳裂缝

基于循环神经网络的自适应滤波方法及应用研究

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振动与冲击 2024年第7期43卷 327-333页

作者：任鸿燚刘翔宇咸甘玲兰景岩桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004 桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004

针对目前地震工程研究领域在滤波方法上存在人为因素、峰值突刺、噪声干扰等方面的缺陷,结合递归最小二乘法(RLS)和循环神经网络(RNN)模型,提出了一种自适应滤波的新方法。研究分析表明,该方法通过设置自适应调节滤波器参数以及算法的... 详细信息

针对目前地震工程研究领域在滤波方法上存在人为因素、峰值突刺、噪声干扰等方面的缺陷,结合递归最小二乘法(RLS)和循环神经网络(RNN)模型,提出了一种自适应滤波的新方法。研究分析表明,该方法通过设置自适应调节滤波器参数以及算法的自我迭代等方式进行滤波,对噪声识别能力和滤波速度上均优于美国地质调查局(United States Geological Survey,USGS)所推荐的传统滤波方法,并可有效降低滤波后对原始波形的失真损坏以及相位提前等问题。同时,运用所提自适应滤波方法将其应用于不同场地类型台站的含速度脉冲近场地震记录,进一步验证了自适应滤波方法的有效性和适用性。研究成果为地震工程领域的滤波分析提出了一种新思路和新方法,也可为地震记录处理及相关应用工作提供参考。

关键词：循环神经网络(RNN) 自适应调节递归最小二乘法(RLS) 地震波滤波

基于区域阈值模型的地震信号凸集投影高效重建方法

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石油地球物理勘探 2024年第2期59卷 195-205页

作者：王敏玲吴祺铭王洪华席宇何王欲成桂林理工大学地球科学学院广西桂林541006

地震信号重建广泛应用的凸集投影(POCS)算法大都采用线性或指数阈值模型,虽然计算效率高,但由于难以完全消除缺失信号泄露引起的噪声,重建效果不佳。为此,提出了一种基于区域阈值模型的POCS地震信号重建方法,将数值阈值转化为区域阈值,... 详细信息

地震信号重建广泛应用的凸集投影(POCS)算法大都采用线性或指数阈值模型,虽然计算效率高,但由于难以完全消除缺失信号泄露引起的噪声,重建效果不佳。为此,提出了一种基于区域阈值模型的POCS地震信号重建方法,将数值阈值转化为区域阈值,将区域滤波窗口作为阈值进行迭代更新。其核心思想是根据时—空域缺失地震信号的频率—波数(F⁃K)谱分布范围,在每次POCS重建迭代时按照一定规律选取固定大小的矩形或扇形区域作为阈值,将区域内和区域外的变换系数分别保留和置零,以尽可能地保留有效信号的变换系数,构建了地震信号POCS重建的矩形与扇形区域阈值模型。数值试验结果表明:相比于F⁃K域指数阈值模型的POCS重建,F⁃K域区域阈值模型对连续缺失信号的重建精度更高;相比于扇形区域阈值模型,矩形区域阈值模型的重建精度和计算效率均略高;与曲波域指数阈值模型的POCS重建相比,F⁃K域区域阈值模型的重建精度相当,但计算效率提高了约90%。

关键词：地震信号重建凸集投影(POCS)算法 F⁃K域区域阈值模型高效重建

省级尺度土壤As迁移转化与水稻安全种植区划:以贵州省为例

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环境科学 2024年第3期45卷 1781-1792页

作者：董心月吴勇周子寒王佛鹏张云霞宋波桂林理工大学环境科学与工程学院桂林541004 桂林理工大学地球科学学院桂林541004 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心桂林541004

为探究贵州省水田土壤和稻米As含量分布特征,及稻米食用健康风险并评估水稻安全种植性,采集水田土壤样品209个,水田土壤-水稻样品1 567组,测定其As含量和土壤基本理化性质,运用单因子污染指数法对样品污染程度进行评价.结果表明:(1)贵... 详细信息

为探究贵州省水田土壤和稻米As含量分布特征,及稻米食用健康风险并评估水稻安全种植性,采集水田土壤样品209个,水田土壤-水稻样品1 567组,测定其As含量和土壤基本理化性质,运用单因子污染指数法对样品污染程度进行评价.结果表明:(1)贵州省水田土壤主要呈中性,其保肥能力和有机质含量均为中等以上水平,土壤较为肥沃.水田土壤ω(As)范围为0.042~91.75 mg·kg^(-1),几何均值为10.03 mg·kg^(-1),经独立样本T检验,水田土壤As累积效应低于自然土壤As(P部和遵义南部县区等工矿业活动区周围.(3)经大米摄入的As对成人和儿童存在非致癌风险和致癌风险,且对儿童的影响大于成人.贵州省水田稻米安全种植区划未见严格管控区域,水稻可实现安全种植.

关键词：贵州省水田稻米砷(As) 健康风险

电子在自旋-轨道耦合调制下磁受限半导体纳米结构中的传输时间及其自旋极化

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物理学报 2024年第11期73卷 377-384页

作者：温丽卢卯旺陈嘉丽陈赛艳曹雪丽张安琪桂林理工大学物理与电子信息工程学院桂林541004

通过考虑构筑在半导体GaAs/Al_(x)Ga_(1–x)As异质结上的磁受限半导体纳米结构中的塞曼效应和自旋-轨道耦合,本文采用理论分析和数值计算相结合的方法研究了电子的传输时间与自旋极化.利用矩阵对角化和改进的转移矩阵方法,数值求解电子... 详细信息

通过考虑构筑在半导体GaAs/Al_(x)Ga_(1–x)As异质结上的磁受限半导体纳米结构中的塞曼效应和自旋-轨道耦合,本文采用理论分析和数值计算相结合的方法研究了电子的传输时间与自旋极化.利用矩阵对角化和改进的转移矩阵方法,数值求解电子的薛定谔方程;采用***理论求电子的居留时间,并计算自旋极化率.由于塞曼效应与自旋-轨道耦合,电子的居留时间明显地与其自旋有关,因此可在时间维度上分离自旋、实现半导体中电子的自旋极化.因为半导体GaAs的有效g-因子很小,电子自旋极化主要源于自旋-轨道耦合,大约为塞曼效应引起的自旋极化的4倍.由于电子的有效势与自旋-轨道耦合的强度有关,电子的居留时间及其自旋极化可通过界面限制电场或应力工程进行有效调控.这些有趣的结果不仅对半导体自旋注入具有参考价值,而且还可为半导体自旋电子学器件应用提供时间电子自旋分裂器.

关键词：半导体自旋电子学磁调制半导体纳米结构自旋-轨道耦合居留时间

羧甲基化柑橘果胶的体外模拟消化及益生元作用

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食品与发酵工业 2024年第7期50卷 173-179页

作者：梁美香杨可李康杰黎柏辉姜铁民李霞桂林理工大学医院广西桂林541000 桂林理工大学化学与生物工程学院广西桂林541000

为探究羧甲基化柑橘果胶(carboxymethyl citrus pectin,CCP)在益生元方面的潜力,以NaOH-氯乙酸化学法制得CCP,采用红外光谱对其进行表征,模拟人体消化实验探究其抗消化性,并以其作碳源,研究其对短乳杆菌、植物乳杆菌、德氏乳杆菌保加利... 详细信息

为探究羧甲基化柑橘果胶(carboxymethyl citrus pectin,CCP)在益生元方面的潜力,以NaOH-氯乙酸化学法制得CCP,采用红外光谱对其进行表征,模拟人体消化实验探究其抗消化性,并以其作碳源,研究其对短乳杆菌、植物乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热乳杆菌的益生元作用。结果表明,在红外光谱中1616、1419、1313 cm^(-1)处存在羧甲基的特征吸收峰,测定其取代度为0.4371,柑橘果胶羧甲基化修饰成功;在模拟人体抗消化实验中,CCP在模拟唾液、胃液和小肠液中的水解度分别低于3%、6%和2%,证明其能有效抵抗人体消化道消化;CCP促进短乳杆菌增殖的最佳质量浓度为15 g/L,对其他3种益生菌的最佳质量浓度为30 g/L,在最佳果胶质量浓度下,4种益生菌在18~30 h达到增殖的稳定期,细菌浓度达最高值,培养基pH值达到最低值,CCP对4种肠道益生菌的促进增殖作用均优于柑橘果胶。研究表明CCP是一种潜在的益生元,在医药保健等领域具有较高的发展潜力。

关键词：柑橘果胶羧甲基化模拟人体消化益生元

基于频率前馈补偿的储能VSG并网有功响应优化策略

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太阳能学报 2024年第2期45卷 236-243页

作者：兰才华石荣亮王国斌周其锋刘维莎桂林理工大学机械与控制工程学院桂林541006

分析现有基于电磁功率前馈补偿的暂态阻尼方案,该方案可有效抑制储能虚拟同步机(VSG)并网有功的动态振荡,但会因降低其惯量支撑能力而存在频率过冲风险。为此,提出一种基于频率前馈补偿的暂态阻尼优化策略。该策略在不影响储能VSG惯量... 详细信息

分析现有基于电磁功率前馈补偿的暂态阻尼方案,该方案可有效抑制储能虚拟同步机(VSG)并网有功的动态振荡,但会因降低其惯量支撑能力而存在频率过冲风险。为此,提出一种基于频率前馈补偿的暂态阻尼优化策略。该策略在不影响储能VSG惯量响应性能的前提下,可有效抑制其并网有功的动态振荡,既能大大减小有功超调,又不会引起频率过冲。最后,建立储能VSG并网系统的Matlab仿真模型与实验平台,仿真与实验测试对比结果验证了所提策略的有效性与优越性。

关键词：虚拟同步机虚拟惯量储能下垂特性暂态阻尼动态振荡

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地质温度计在桂东南那卜韧性剪切带花岗质糜棱岩中的适用性

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地球科学 2024年第6期49卷 1946-1965页

作者：辛良伟李赛赛冯佐海刘兴源吴江波王秋宇有色金属矿产勘查与资源高效利用省部共建协同创新中心桂林理工大学广西桂林541004 桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004

糜棱岩的变质变形温度测定对其变形演化过程和热年代学同位素定年结果解释具有重要的意义.本文仅讨论各地质温度计在那卜韧性剪切带中的适用性.利用糜棱岩中的矿物组合、矿物动态重结晶特征以及EBSD(electron back-scattered diffracti... 详细信息

糜棱岩的变质变形温度测定对其变形演化过程和热年代学同位素定年结果解释具有重要的意义.本文仅讨论各地质温度计在那卜韧性剪切带中的适用性.利用糜棱岩中的矿物组合、矿物动态重结晶特征以及EBSD(electron back-scattered diffraction)石英轴组构等塑性变形特征,估算出那卜韧性剪切带的变质变形温度范围为400~550℃.在电子探针分析技术基础上,利用绿泥石成分地质温度计、白云母-绿泥石地质温度计以及白云母/黑云母Ti温度计对那卜韧性剪切带中的花岗质糜棱岩样品进行变质变形温度计算,获得相应的温度分别为305~325℃、390~500℃、395~492℃和473~565℃、431~574℃.通过对比分析发现,利用绿泥石成分地质温度计获得的结果明显低于利用塑性变形特征估算出的温度范围和其他温度计的计算结果,结合前人研究结果表明其仅适用于低温变质变形作用的温度计算;而另外3种温度计获得的结果在误差范围内均位于利用塑性变形特征估算出的温度范围内,表明其均适用于该剪切带的变质变形温度计算.其中白云母-绿泥石地质温度计适用于低温糜棱岩,白云母/黑云母Ti温度计适用于相对高温的糜棱岩.

关键词：糜棱岩韧性剪切带地质温度计变质变形温度那卜镇构造地质

基于曲波域凸集投影算法的缺失GPR信号高精度重建

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煤田地质与勘探 2024年第3期52卷 130-143页

作者：吴祺铭王洪华席宇何王欲成桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004

受采集环境和仪器性能的影响,实测探地雷达(GPR)剖面中不可避免会出现部分信号缺失和坏道现象,易造成目标体产生的反射波和绕射波同相轴不连续,严重降低后续处理与成像精度和分辨率。为此,将图像处理中广泛应用的凸集投影(POCS)算法与... 详细信息

受采集环境和仪器性能的影响,实测探地雷达(GPR)剖面中不可避免会出现部分信号缺失和坏道现象,易造成目标体产生的反射波和绕射波同相轴不连续,严重降低后续处理与成像精度和分辨率。为此,将图像处理中广泛应用的凸集投影(POCS)算法与具有良好稀疏特性的曲波变换相结合,提出了一种基于曲波域POCS算法的缺失GPR信号高精度重建方法。从压缩感知理论出发,建立了离散曲波变换基下缺失信号重建的目标函数,并采用POCS算法详细推导了缺失GPR信号重建的时间域迭代公式。其中,线性和指数迭代阈值模型用于更新曲波变换系数,从而高精度重建时间域缺失信号;平均绝对误差、信噪比、峰值信噪比用于定量评价GPR信号重建精度。模拟与实测GPR信号的重建试验表明:POCS算法可有效重建GPR剖面中的缺失信号;与线性阈值模型的POCS算法相比,指数阈值模型的POCS算法重建精度更高;与指数阈值模型的频率域POCS算法相比,指数阈值模型的曲波域POCS算法用于重建GPR剖面中连续多道缺失信号的误差更小、纵向伪影能量更弱,且对复杂GPR结构模型的缺失信号重建具有较强的适用性;与线性和指数阈值模型的频率域POCS算法、线性阈值模型的曲波域POCS算法相比,指数阈值模型的曲波域POCS重建方法的重建精度更高、平均绝对误差下降45%~99%、信噪比和峰值信噪比提高1~20 dB,其重建结果可为后续处理与解释提供高质量GPR信号。

关键词：探地雷达压缩感知凸集投影曲波变换信号重建