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高性能内燃机用滤纸的制备及其对性能的影响

材料导报 2024年第6期38卷 261-266页

作者：马锐金圣楠龙柱朱瑞丰孙昌江南大学造纸研究室江苏无锡214122 江南大学短纤维功能材料研究室江苏无锡214122

采用高强高模聚乙烯(UHMWPE)纤维与针叶木浆混抄,制备具有力学性能高、疏水性好和透气性适当的内燃机用滤纸。通过探讨原纸制备工艺、树脂浸渍和热压工艺对滤纸性能的影响,确定试验条件下的最佳参数,并采用相关手段表征了滤纸的力学性... 详细信息

采用高强高模聚乙烯(UHMWPE)纤维与针叶木浆混抄,制备具有力学性能高、疏水性好和透气性适当的内燃机用滤纸。通过探讨原纸制备工艺、树脂浸渍和热压工艺对滤纸性能的影响,确定试验条件下的最佳参数,并采用相关手段表征了滤纸的力学性能、热稳定性能、孔径大小以及疏水性能。结果表明:在试验条件下,当UHMWPE纤维与针叶木浆的质量比为8∶2、针叶木浆打浆度为22°SR、分散剂PEO和增强剂CPAM相对于绝干浆的质量分数分别为0.5%和0.1%、热压时间为15 min、热压压力为10 MPa、热压温度为140℃时,制备的内燃机用UHMWPE滤纸性能最佳,其中,滤纸抗张指数为50.28 N·m/g,耐破度为503.55 kPa,接触角为123.52°且1 min内不渗透,熔点提高至155℃。

关键词：高强高模聚乙烯(UHMWPE)纤维酚醛树脂热压耐破度滤纸

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广义氢能体系和相关电化学技术

Chinese Journal of Catalysis 2024年第1期56卷 1-8页

作者：王功伟肖丽庄林武汉大学化学与分子科学学院化学电源材料与技术湖北省重点实验室湖北武汉430072 武汉大学索维奇国际分子科学研究中心湖北武汉430072 武汉大学高等研究院湖北武汉430072

电化学能源储存与转化对于可再生能源电力消纳,以及绿色低碳的新能源结构和化工体系构建具有重要意义.氢能作为其中一种典型的二次清洁能源,一直备受关注.通常认为氢能是一种以氢气(H_(2))作为能源载体的能源生产、储运和利用体系.然而... 详细信息

电化学能源储存与转化对于可再生能源电力消纳,以及绿色低碳的新能源结构和化工体系构建具有重要意义.氢能作为其中一种典型的二次清洁能源,一直备受关注.通常认为氢能是一种以氢气(H_(2))作为能源载体的能源生产、储运和利用体系.然而,氢能作为一种化学能,储存于H–H化学键之中,而非孤立的H原子.本文提出广义氢能体系,涵盖所有含H化学键(例如H–H,C–H,N–H等)形成或断裂过程伴随的能量储存或释放,即氢能载体不仅限于H_(2),亦可为其它含氢化合物(例如碳氢化合物、氮氢化合物).本文针对氢能储存于H–H(氢循环)、C–H(碳循环)和N–H(氮循环)所涉及的几种关键电化学技术研究现状进行总结.对于氢循环,目前H_(2)生产仍依赖化石资源,受限于电解成本高,采用电解水制备的H_(2)仅占很小比例.电解成本受电价、电解设备造价、电解效率等多重因素影响,目前商业化的碱性水电解器和质子膜水电解器技术均存在各自难以解决的问题,碱性膜水电解器技术能够集前二者所长,有望实现H_(2)的低成本、大规模制备,但其目前处于商业化起步阶段;燃料电池技术是H_(2)化学能高效释放利用的重要途径,质子膜燃料电池已经进行商业化,但成本较高.碱性膜燃料电池有望大幅降低成本,目前受限于高性能非贵金属催化剂和碱性聚电解质等关键材料开发.对于碳循环,鉴于很多碳氢化学品在化工体系及日常生活中的重要应用,如何通过非化石资源制备高价值碳氢化合物具有重要意义,CO_(2)电解转化是一条极具前景的技术路径.分别从CO_(2)电还原的催化路径控制和电解器件技术开发两方面进行剖析,明晰不同产物的反应路径、从电极催化剂和电解质微环境两个维度构筑高效催化界面,以及发展纯水膜电解器技术,将有助于促使CO_(2)电解转化从实验室研究走向工业化应用.对于氮循环,目前合成氨工业能耗高、碳排放量大,电化学N_(2)还原是一条具有应用前景的绿色氨合成路径,但由于N≡N键活化困难,导致转化速率极低.除了催化剂设计合成之外,在催化界面引入其它附加作用协同N_(2)活化、与其它反应物共还原或采用其它物理手段等促进N_(2)活化,将为电化学N_(2)还原合成氨带来新的机遇.归纳了相关电化学技术研发面临的主要问题.对于制H_(2)、CO_(2)还原和N_(2)还原的电解技术,目前阳极主要耦合氧析出反应,产生的O2经济价值较低,如果耦合其它高价值有机物的氧化合成,不仅提升电解转化整体经济性,还可同时能带来其它附加优点.综上,本篇观点文章认为氢能不应局限于以H_(2)为能源载体,而是可以拓展为其它含氢化合物.水可以作为廉价清洁的质子源,是氢能成为可再生电能高效储存利用的原因之一.本文剖析了几种重要的相关电化学技术的研发现状,旨在揭示研发及实际应用所面临的关键限制.未来,随着这些电化学技术的发展成熟,将有助于促进广义氢能体系的建立,从而为降低碳排放和实现能源结构转型提供重要支持.

关键词：氢能燃料电池水电解 CO_(2)电解 N_(2)电解

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基于机器学习和资产特征的投资组合选择研究

系统工程理论与实践 2024年第1期44卷 338-355页

作者：李斌屠雪永武汉大学经济与管理学院武汉430072 武汉大学金融研究中心武汉430072

随着可投资资产与资产信息的爆炸式增长,投资组合选择研究面临资产和特征双重高维挑战.为此,本文提出一个基于机器学习和资产特征的投资组合选择框架,该框架借助机器学习技术的天然优势,运用高维特征直接预测投资组合权重,避开了常规的... 详细信息

随着可投资资产与资产信息的爆炸式增长,投资组合选择研究面临资产和特征双重高维挑战.为此,本文提出一个基于机器学习和资产特征的投资组合选择框架,该框架借助机器学习技术的天然优势,运用高维特征直接预测投资组合权重,避开了常规的两步投资组合管理范式中的收益预测过程,并用于中国股票市场的资产配置研究.结果显示:1)基于此框架提出的投资策略能够捕捉高维特征中的增量信息,并挖掘资产特征与投资权重之间线性与非线性关系,大幅提升了投资绩效;2)交易摩擦类特征是投资权重预测中最为重要的资产特征;3)策略在套利限制较为严重的股票上回报更高,而对宏观经济状态变化的敏感性较低;在其他经济约束下,策略表现依然稳健.本文拓展了现代投资组合理论的研究框架,促进了人工智能与量化投资领域的交叉融合发展.

关键词：投资组合选择人工智能资产特征大维资产配置量化投资

图像语义信息在视觉SLAM中的应用研究进展

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测绘学报 2024年第6期53卷 1057-1076页

作者：郭迟刘阳罗亚荣刘经南张全武汉大学湖北珞珈实验室湖北武汉430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079 武汉大学人工智能研究院湖北武汉430079

视觉同步定位与建图(visual simultaneous localization and mapping,VSLAM)技术以相机为主要传感器采集图像数据,基于多视几何、状态估计等算法原理获取载体的位置和姿态,同时构建一张用于导航定位的地图。视觉SLAM是自动驾驶、AR(augm... 详细信息

视觉同步定位与建图(visual simultaneous localization and mapping,VSLAM)技术以相机为主要传感器采集图像数据,基于多视几何、状态估计等算法原理获取载体的位置和姿态,同时构建一张用于导航定位的地图。视觉SLAM是自动驾驶、AR(augmented reality)、VR(virtual reality)、MR(mix reality)、智能机器人、无人机飞控中的关键技术。近年来,随着各个产业对智能导航定位的需求日渐增多,原本以几何测量为主的视觉SLAM逐渐融入对环境的语义理解。语义信息是指能够被人类直观感受和理解的概念,而图像语义信息是指图像中物体的轮廓、类别、显著性等信息。相比于图像中的几何特征,语义信息更具时空一致性,且更贴近人类感知的结果。将图像语义信息引入视觉SLAM,既能促进系统各个模块的性能,还能够提升视觉SLAM的智能感知能力,形成集几何测量、定位定姿、环境理解等多种功能的视觉语义SLAM。本文根据图像语义信息的应用方式,对视觉语义SLAM经典方案和最新研究进展进行归纳梳理。在此基础上,本文总结了视觉语义SLAM的现存问题与挑战,指出该领域未来的研究方向,以推动其面向智能导航定位进一步发展。

关键词：视觉SLAM 视觉语义SLAM 深度学习智能导航定位

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数据库索引调优技术综述

计算机研究与发展 2024年第4期61卷 929-954页

作者：赖思超吴小莹彭煜玮彭智勇武汉大学计算机学院武汉430072 武汉大学大数据研究院武汉430072

索引调优是数据库调优的重要组成部分,一直受到广泛关注.由于索引调优问题的理论复杂性和大数据时代的到来,通过DBA手动调优的方案已经无法满足现代数据库的发展需求,调优方案逐渐开始向自动化、智能化的方向发展.随着机器学习技术的发... 详细信息

索引调优是数据库调优的重要组成部分,一直受到广泛关注.由于索引调优问题的理论复杂性和大数据时代的到来,通过DBA手动调优的方案已经无法满足现代数据库的发展需求,调优方案逐渐开始向自动化、智能化的方向发展.随着机器学习技术的发展,越来越多的索引选择方案开始引入机器学习技术,并取得了一定的研究成果.将索引调优问题的解决方案归结为一种基于搜索的调优范式,归纳了其研究内容,阐述了其面临的挑战,对调优范式内的索引配置空间的生成、索引配置的评价以及索引配置的枚举与搜索3方面的研究成果进行了归纳、总结和对比.对动态工作负载下的索引选择问题(index selection problem,ISP)所面临的新挑战进行了分析,并基于在线反馈控制回路框架对其解决方案进行梳理.讨论了索引调优工具的发展与现状,通过对现有研究的分析论述,为后来研究者提供参考和研究思路,并对索引选择方案的未来进行了展望.

关键词：数据库索引索引选择索引调优性能调优机器学习

一种世界坐标系下的GNSS/SINS松组合导航矩阵李群滤波算法

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中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 242-249页

作者：郭迟陈毅超罗亚荣武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉430079 湖北珞珈实验室武汉430079 武汉大学人工智能研究院武汉430079

针对在地心地固(ECEF)坐标系下基于右不变误差的卡尔曼滤波在GNSS/SINS组合导航中,因位置矢量数值较大导致系统线性误差运动学矩阵和观测矩阵不稳定进而降低滤波器性能的问题,提出一种世界坐标系下的GNSS/SINS松组合导航矩阵李群滤波算... 详细信息

针对在地心地固(ECEF)坐标系下基于右不变误差的卡尔曼滤波在GNSS/SINS组合导航中,因位置矢量数值较大导致系统线性误差运动学矩阵和观测矩阵不稳定进而降低滤波器性能的问题,提出一种世界坐标系下的GNSS/SINS松组合导航矩阵李群滤波算法。首先在世界坐标系中构建导航状态和考虑地球自转的运动学方程。然后在世界坐标系下定义矩阵李群上的右不变误差,该误差在右群作用下保持不变,并重新推导和设计基于该误差的矩阵李群滤波算法,根据GNSS观测构建世界坐标系下的观测矩阵。实验结果表明,在低精度惯导场景中相对于ECEF坐标系下的传统扩展卡尔曼滤波,所提算法的北向、东向、地向位置误差均方根分别减小了82.6%、61.8%和10.6%,具有一定的实用价值。

关键词：组合导航矩阵李群卡尔曼滤波世界坐标系

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融合多特征深度学习的印章识别及应用研究

数据分析与知识发现 2024年第3期8卷 143-155页

作者：张志剑夏苏迪刘政昊武汉大学信息资源研究中心武汉430072 武汉大学信息管理学院武汉430072 武汉大学大数据研究院武汉430072

【目的】为传承和弘扬印章文化,提升对复杂情境下印章的识别效果,结合知识图谱和可视化技术对识别结果及相关知识进行结构化展示。【方法】提出一种融合多特征的深度学习模型。首先,提取印章图像的颜色特征图、边缘特征图和灰度特征图;... 详细信息

【目的】为传承和弘扬印章文化,提升对复杂情境下印章的识别效果,结合知识图谱和可视化技术对识别结果及相关知识进行结构化展示。【方法】提出一种融合多特征的深度学习模型。首先,提取印章图像的颜色特征图、边缘特征图和灰度特征图;其次,将三种特征图输入深度学习模型进行识别;再次,将识别结果与知识图谱中的节点进行比对;最后,对相关知识进行可视化展示。【结果】采集并标注《寒食帖》等13幅字画上所含的印章,将其中两幅作品作为测试集。与VGG16模型相比,本文模型的精确率、召回率、F1值分别提高28.40、28.67和28.54个百分点。在未融合多特征的情况下,精确率、召回率、F1值分别下降24.30、20.16和22.74个百分点。【局限】本文模型仅能对印章的全局特征进行提取和识别,缺少对印章局部语义信息的识别和推理能力。【结论】本文方法在印章识别任务上具有良好的效果,其中多维度的特征图可以提升模型对复杂情境的识别能力和鲁棒性。

关键词：印章识别深度学习知识图谱数字人文

南极和格陵兰岛GPS连续台站背景噪声时空特性

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地球物理学报 2024年第1期67卷 63-76页

作者：潘元进张小红吴奇文焦佳爽丁浩沈嗣钧武汉大学测绘学院武汉430079 湖北珞珈实验室武汉430079 武汉大学中国南极测绘研究中心武汉430079 大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077

基于GPS观测数据获取的陆地垂向运动对研究现今两极区域的冰川质量变化具有重要的科学意义.受地表环境负荷对GPS时间序列中背景噪声空间异质性的影响,在利用GPS时间序列获取垂向速度场时,估计结果存在较大不确定度.本文针对南极和格陵... 详细信息

基于GPS观测数据获取的陆地垂向运动对研究现今两极区域的冰川质量变化具有重要的科学意义.受地表环境负荷对GPS时间序列中背景噪声空间异质性的影响,在利用GPS时间序列获取垂向速度场时,估计结果存在较大不确定度.本文针对南极和格陵兰岛区域的GPS连续观测时间序列中背景噪声的空间特性对速度场及其不确定度的影响问题,利用地表环境负荷模型(包括大气、非潮汐海洋和水文负荷)和重力卫星GRACE/GRACE-FO观测数据反演的地表弹性形变对GPS时间序列进行了改正.通过对改正前后的数据进行背景噪声特性分析,揭示出修正环境负荷形变能够有效降低极区GPS时间序列背景噪声幅度,但是大气和非潮汐海洋负荷改正造成了大多数台站背景噪声谱指数的减小,南极和格陵兰岛分别约为其GPS台站总数的46.1%和84.6%,直接导致了对GPS速度不确定度估计的改善效果不明显.对背景噪声空间异质性的研究结果表明,极区台站的背景噪声参数主要表现为随纬度变化的空间特性.

关键词： GPS GRACE/GRACE-FO 环境负荷 GPS背景噪声

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钴催化配体控制氧杂环烯烃的选择性氢烷基化

有机化学 2024年第3期44卷 1041-1042页

作者：艾宇琪孔望清武汉大学高等研究院武汉430072

药物化学研究表明,药物分子的生物活性与分子中sp^(3)碳原子比例(Fsp^(3))的增加高度相关,立体中心的手性拓扑结构可以提高候选药物的稳定性、成药性和临床成功率[1],因此药物化学家对发展sp^(3)碳结构构建的新策略日益重视.传统构建C(s... 详细信息

药物化学研究表明,药物分子的生物活性与分子中sp^(3)碳原子比例(Fsp^(3))的增加高度相关,立体中心的手性拓扑结构可以提高候选药物的稳定性、成药性和临床成功率[1],因此药物化学家对发展sp^(3)碳结构构建的新策略日益重视.传统构建C(sp^(3))—C(sp^(3))键的方法依赖烷基金属试剂(包括有机锂、有机镁、有机锌和有机硼试剂等)对亲电试剂(羰基、酰胺、Michael受体)的加成反应(Scheme 1,a)[2].此外,过渡金属催化亲电试剂与亲核试剂的交叉偶联反应是构建各种C(sp^(3))—C(sp^(3))键的强有力手段(Scheme 1,b)[3].

关键词：亲电试剂交叉偶联反应亲核试剂碳原子过渡金属催化烷基化有机锂药物分子