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响应曲面法优化甲烷水蒸气重整制氢工况参数

石油学报（石油加工） 2024年第3期40卷 708-717页

作者：黄兴马强武健玮王雨荷陈磊姚鑫华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 华北理工大学电气工程学院河北唐山063210 唐山创元方大电气有限责任公司河北唐山063000

基于Chemkin的蜂窝整体式反应器计算甲烷水蒸气重整中的甲烷转化率和氢气产率,得到不同工况参数(反应器温度、水蒸气与甲烷的摩尔比(水/碳比)和压力)对甲烷转化率和氢气产率的影响。采用响应曲面法以及Box-Behnken-Design模型对不同工... 详细信息

基于Chemkin的蜂窝整体式反应器计算甲烷水蒸气重整中的甲烷转化率和氢气产率,得到不同工况参数(反应器温度、水蒸气与甲烷的摩尔比(水/碳比)和压力)对甲烷转化率和氢气产率的影响。采用响应曲面法以及Box-Behnken-Design模型对不同工况参数进行优化,建立以氢气产率为响应目标的响应模型。结果表明,水/碳比和反应器温度对氢气产率的影响最为显著。当反应器温度为1079.65 K、水/碳比为3.94、压力为0.11 MPa时,模拟3次的平均氢气产率为80.58%。采用化学反应过程仿真与数值结果预测相结合的方法,显著减少了仿真时间,提高了计算效率和精度。

关键词：蜂窝整体式反应器制氢甲烷水蒸气重整 Chemkin模拟响应曲面法参数优化

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波动方程的高精度数值解方法

计算物理 2024年第4期41卷 426-439页

作者：袁洪旺王希胤李金华北理工大学理学院数学系河北唐山063200 华北理工大学理学院河北唐山063200

本文提出重心Lagrange插值配点法求解(2+1)维波动方程和(3+1)维波动方程。介绍了重心Lagrange插值法并且给出配点法的矩阵格式。波动方程的解函数和初边值条件均用Lagrange插值近似,利用配点法得到离散方程,获得波动方程的矩阵表达式。... 详细信息

本文提出重心Lagrange插值配点法求解(2+1)维波动方程和(3+1)维波动方程。介绍了重心Lagrange插值法并且给出配点法的矩阵格式。波动方程的解函数和初边值条件均用Lagrange插值近似,利用配点法得到离散方程,获得波动方程的矩阵表达式。分别用附加法和置换法施加波动方程的初边值条件。数值算例表明:重心Lagrange插值配点法求解波动方程具有较高的计算精度和计算效率。

关键词：重心Lagrange插值波动方程配点法矩阵格式

基于改进黏菌算法优化BiLSTM的短期供热负荷控制预测

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沈阳工业大学学报 2024年第4期46卷 434-441页

作者：薛贵军赵广昊史彩娟华北理工大学电气工程学院河北唐山063210 华北理工大学人工智能学院河北唐山063210

针对短期供热负荷控制预测的问题,提出了一种基于改进黏菌算法优化BiLSTM的预测模型。利用猫映射、T分布变异和随机反向学习等改进策略对黏菌算法进行改进,改进后的黏菌算法优化BiLSTM网络参数,构建ISMA-BiLSTM模型,对换热站热负荷进行... 详细信息

针对短期供热负荷控制预测的问题,提出了一种基于改进黏菌算法优化BiLSTM的预测模型。利用猫映射、T分布变异和随机反向学习等改进策略对黏菌算法进行改进,改进后的黏菌算法优化BiLSTM网络参数,构建ISMA-BiLSTM模型,对换热站热负荷进行预测。实验结果表明,ISMA-BiLSTM模型与SMA-BiLSTM、BiLSTM和LSTM模型相比,预测结果更加合理且预测精度有所提高,在短期供热负荷预测中能满足实际工程控制需要。

关键词：集中供热系统热负荷短期供热负荷控制预测黏菌算法双向长短期记忆网络猫映射 T分布变异随机反向学习

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双主干伪装目标检测网络

北京交通大学学报 2024年第2期48卷 57-67页

作者：史彩娟赵琳任弼娟张昆孔凡跃王睿华北理工大学人工智能学院河北唐山063210 华北理工大学河北省工业智能感知重点实验室河北唐山063210

针对伪装目标检测任务中存在检测精度有限的问题,通过引入双主干网络增加差异化信息,提出一种双主干伪装目标检测网络(Dual Backbone Network,DBNet).设计了双主干特征融合模块、边缘注意力模块和逐级细化模块.双主干特征融合模块将Res2... 详细信息

针对伪装目标检测任务中存在检测精度有限的问题,通过引入双主干网络增加差异化信息,提出一种双主干伪装目标检测网络(Dual Backbone Network,DBNet).设计了双主干特征融合模块、边缘注意力模块和逐级细化模块.双主干特征融合模块将Res2Net50和PVT v2对原始图像提取的多级特征进行有效融合,获取丰富的全局上下文信息和局部上下文信息;边缘注意力模块根据生成的边缘预测图进一步计算边缘注意力图,使网络更加关注伪装目标的边缘细节;在逐级细化模块中,上一层的预测图和特征与当前层的特征依次经过粗预测细化结构和交叉查询注意力结构,该模块在标签监督下能够提供逐渐精确和细化的预测结果 .研究结果表明:在CAMO数据集,DBNet的S_(α)、F_(β)^(ω)和E_(φ)分别为0.877、0.838和0.932,MAE为0.042;在COD10K数据集,DBNet的MAE和E_(φ)分别为0.022和0.932;在NC4K数据集,F_(β)^(ω)和MAE分别为0.843和0.031.所提网络DBNet的检测性能优于其他23个伪装目标检测网络,所设计的3个模块能够有效提升网络对伪装目标的检测能力.

关键词：伪装目标检测双主干网络边缘注意力逐级细化

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失能老人家庭照护者照护技能缺陷的影响因素及路径分析

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军事护理 2024年第3期41卷 5-9页

作者：崔慧英白慧邓欢欢韩健郝习君华北理工大学护理与康复学院河北唐山063210

目的了解失能老人家庭照护者照护技能缺陷状况,分析其影响因素及作用路径,为制订针对性的干预策略提供科学依据。方法2022年9-12月,采用便利抽样法选取唐山市5所三级综合医院住院治疗的失能老人及其主要家庭照护者共计370对为研究对象,... 详细信息

目的了解失能老人家庭照护者照护技能缺陷状况,分析其影响因素及作用路径,为制订针对性的干预策略提供科学依据。方法2022年9-12月,采用便利抽样法选取唐山市5所三级综合医院住院治疗的失能老人及其主要家庭照护者共计370对为研究对象,采用失能老人家庭照护者照护技能缺陷评测量表对照顾者进行调查。结果家庭照护者的照护技能得分为(50.55±17.15)分。照护者性别、文化程度、照护总时长、有无社会协助、对照护责任的看法、接受照护技能培训次数以及失能老人有无长护险是照护技能缺陷的主要影响因素(均P<0.05)。路径分析显示,接受照护技能培训次数、对照护责任的看法、失能老人有无长护险对照护技能有直接效应,照护者性别、文化程度、照护总时长、有无社会协助对照护技能既有直接效应又有间接效应。结论失能老人照护者的照护技能存在中等程度的缺陷,应建立常态化的照护者技能培训计划,提升其照护技能水平。

关键词：失能老人家庭照护者照护技能缺陷影响因素路径分析

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中国钢铁工业低碳发展路径优化

中国冶金 2024年第7期34卷 31-41页

作者：杨玉桢刘智颖李杰韩阳杨爱民华北理工大学经济管理学院河北唐山063210 华北理工大学理学院河北唐山063210

在全球低碳发展的背景下,选择走节能减排和低碳绿色发展之路已经成为中国钢铁工业发展的必由之路。为优化中国钢铁工业高质量发展路径,系统研究了2000—2019年世界钢铁产量前5名的5个典型国家(中国、印度、日本、美国和俄罗斯)的CO_(2)... 详细信息

在全球低碳发展的背景下,选择走节能减排和低碳绿色发展之路已经成为中国钢铁工业发展的必由之路。为优化中国钢铁工业高质量发展路径,系统研究了2000—2019年世界钢铁产量前5名的5个典型国家(中国、印度、日本、美国和俄罗斯)的CO_(2)排放量、粗钢产量和电弧炉炼钢比例等数据,以期找出中国钢铁工业绿色低碳发展的优化路径。首先,采用孤立森林方法进行数据预处理,构建多元线性回归模型,研究世界CO_(2)排放总量与5个典型国家钢铁工业CO_(2)排放量之间的定量关系,结果显示模型拟合度R^(2)=0.998,表明选取的5个国家CO_(2)排放量在世界范围内具有很强的代表性。然后,利用多种回归模型基于粗钢产量、城市人口、钢铁工业贸易开放度、人均GDP、金融发展指数5大影响因素针对典型国家建立相应的钢铁工业CO_(2)排放量计算模型;经过模型灵敏度和鲁棒性校验,对上述5大影响因素进行优化配置,可以有效降低钢铁工业的CO_(2)排放量。最后,利用目标规划模型构建中国钢铁工业CO_(2)排放的优化模型,以计算结果为依据,提出中国钢铁工业低碳转型与高质量发展路径的优化方案。

关键词：低碳发展钢铁工业CO_(2)排放孤立森林方法多元线性回归模型目标规划模型

基于Baseline-RFMDR的主动式井下组合定位方法

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金属矿山 2024年第9期 207-213页

作者：李鸣铎汪金花孟庆港候金亮郭立稳华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210 华北理工大学电气工程学院河北唐山063210 华北理工大学应急管理与安全工程学院河北唐山063210

井下人员定位是井下安全生产的保障,也是智能矿山发展的关键技术。目前基于微机电系统(MEMS)组合定位技术是智能矿山自主定位的研究热点,但由于MEMS测量信号易受干扰,存在自主定位精度较低的问题。针对井下低成本MEMS自主定位精度低、... 详细信息

井下人员定位是井下安全生产的保障,也是智能矿山发展的关键技术。目前基于微机电系统(MEMS)组合定位技术是智能矿山自主定位的研究热点,但由于MEMS测量信号易受干扰,存在自主定位精度较低的问题。针对井下低成本MEMS自主定位精度低、稳定性差的问题,提出了一种基于基线—射频地磁航位推算(Baseline-RFMDR)组合的井下定位方法。该方法以地磁匹配定位与行人航迹推算(PDR)定位为基础方程,利用巷道“标签对”短基线作为约束条件的卡尔曼滤波解算的数学模型,能够有效控制地磁匹配和PDR定位误差。选取了国家矿山应急救援模拟巷道为试验场地,携带自主研发的低成本MEMS集成自主定位装置进行人员动态定位试验,测试Baseline-RFMDR定位方法的精度和可靠性。试验结果表明:研发的低成本Baseline-RFMDR自主定位装置可以有效、连续地采集地磁数据、行人姿态、行走数据,技术架构稳定;在行人连续行走条件下,PDR定位前期精度较高,但是随着行人行走时长增长,误差累积明显增大;地磁匹配不会随着行走时长增长发生累积,但是精度较低,大部分匹配误差在2 m左右。Baseline-RFMDR组合定位总体精度明显优于PDR定位和地磁匹配定位精度,在人员巷道前进方向坐标误差控制在1 m以内,为实现井下低成本、高精度自主定位提供了新思路。

关键词：井下自主定位组合定位方法定位装置设计定位坐标解算

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铁掺杂硫化铋光芬顿降解有机污染物

分子催化（中英文） 2024年第1期38卷 17-25,I0001页

作者：陈顺通王欢崔文权华北理工大学化学工程学院河北唐山063210

采用微波法制备了Fe掺杂Bi_(2)S_(3)复合光催化剂(Fe-Bi2S3),用于光芬顿法降解污染物的研究.对Fe-Bi_(2)S_(3)进行了结构、形貌、元素组成、光电化学性能等表征测试,结果表明:Fe-Bi_(2)S_(3)材料呈无定形结构,光响应性能良好,Fe掺杂后... 详细信息

采用微波法制备了Fe掺杂Bi_(2)S_(3)复合光催化剂(Fe-Bi2S3),用于光芬顿法降解污染物的研究.对Fe-Bi_(2)S_(3)进行了结构、形貌、元素组成、光电化学性能等表征测试,结果表明:Fe-Bi_(2)S_(3)材料呈无定形结构,光响应性能良好,Fe掺杂后的复合物光生载流子分离能力得到明显改善.最优掺杂比的Fe-Bi2S3复合物在30 min内对亚甲基蓝的光芬顿降解效率高达99%,且具有良好的稳定性.最后,提出了Fe-Bi_(2)S_(3)可能的降解机理.

关键词：硫化铋铁掺杂光芬顿协同降解污染物

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智能水凝胶在生物医药领域的应用进展

中国医院药学杂志 2024年第16期44卷 1950-1955,1959页

作者：段秀红马华尚宏周刘汉达魏丁香乔宁华北理工大学药学院河北唐山063210 华北理工大学材料科学与工程学院河北唐山063210

水凝胶是一种具有优异亲水性、柔韧性和溶胀特性的三维网络立体结构的高分子材料,并且具有良好的生物相容性和可降解性。因此,水凝胶在载药输送、组织支架等生物医学领域有极大的应用潜能。该研究总结了国内外近几年文献,介绍了温度响... 详细信息

水凝胶是一种具有优异亲水性、柔韧性和溶胀特性的三维网络立体结构的高分子材料,并且具有良好的生物相容性和可降解性。因此,水凝胶在载药输送、组织支架等生物医学领域有极大的应用潜能。该研究总结了国内外近几年文献,介绍了温度响应型、pH响应型、氧化还原响应型、酶响应型、电响应型和多重响应型水凝胶,重点阐述了水凝胶在组织工程、药物载体、敷料、传感器、3D细胞培养方面的应用,并对其发展前景作出了展望。

关键词：水凝胶响应刺激生物医药