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基于随机森林的森林生态系统物候模拟研究

农业与技术 2024年第11期44卷 59-62页

作者：刘源王宇河南科技大学河南洛阳471000

森林生态系统是陆地生态系统面积最大、最为重要的自然生态系统,研究其物候趋势的变化规律,并构建物候的模拟模型,对深入了解生态系统碳循环过程以及预测森林生态系统对气候变化的响应具有重要意义。过去几十年间,研究者已经开发了大量... 详细信息

森林生态系统是陆地生态系统面积最大、最为重要的自然生态系统,研究其物候趋势的变化规律,并构建物候的模拟模型,对深入了解生态系统碳循环过程以及预测森林生态系统对气候变化的响应具有重要意义。过去几十年间,研究者已经开发了大量的物候模型,如生态生理模型和统计模型等。虽然这些物候模型在训练数据集上模拟效果良好,但利用测试集对模型进行验证时,其预测效果并不理想,导致这些物候模型难以推广。目前机器学习算法在农作物产量、物种分类等领域已经得到广泛应用,且与传统方法相比表现出明显优势。然而,机器学习在植被物候模型的应用仍处于起步阶段,未来有较大的发展潜力。本研究基于全球通量网络43个森林站点的长期碳通量观测数据,提取森林生态系统的生长季开始日期,分析其物候的长期变化趋势,同时结合辅助的气象因子观测数据,使用随机森林算法构建物候模型,并利用特征重要性分析方法探讨物候指标的主导影响因子。研究得出主要结论:从整体森林类型来看,生长季开始日期呈提前趋势,提前速率为0.36d·a^(-1),从具体森林类型来看,混交林的生长季开始日期提前趋势最为显著,提前速率为0.97d·a^(-1);并使用决定系数(R^(2))对模型的精确度进行评价,R 2平均结果为0.77。同时通过特征重要性算法分析气象因子对物候变化的影响,结果显示,生长季开始日期主要受到温度(42.98%)的影响,结果表明,随机森林算法在物候模拟上有着更为良好的拟合效果。

关键词：物候模型物候变化碳通量随机森林机器学习

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具有疏水性表面的智能调温纺织品的制备及其性能

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化工进展 2024年第6期43卷 3247-3255页

作者：田小蝶何兆禹张鹏上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200240

智能调温纺织品能够对外界环境温度变化起到一定的缓冲与调节作用。本文以相变温度为18℃的石蜡为核层,聚偏氟乙烯-六氟丙烯/纳米SiO_(2)为壳层,采用同轴静电纺丝技术制备了一种能有效克服石蜡泄漏的智能调温纺织品。其纤维在微观下具... 详细信息

智能调温纺织品能够对外界环境温度变化起到一定的缓冲与调节作用。本文以相变温度为18℃的石蜡为核层,聚偏氟乙烯-六氟丙烯/纳米SiO_(2)为壳层,采用同轴静电纺丝技术制备了一种能有效克服石蜡泄漏的智能调温纺织品。其纤维在微观下具备明显可见的核壳结构,潜热可达70.08J/g,且经过400次加热-冷却循环后潜热未出现明显变化,表现出了良好的稳定性。该智能纺织品具备疏水表面,由于SiO_(2)纳米颗粒在纤维表面形成纳米突起,与无纳米SiO_(2)颗粒的纤维织物相比,水在该纤维织物表面的接触角提升了16.1°。此外,在酸、碱、盐等条件下均能保持较大接触角,分别达到129.4°、133.3°和135.6°,具备较强的环境适应性。红外成像实验表明,与不含相变材料的织物相比,在降温过程中,该智能调温纺织品可将温度保持在10℃以上的时间延长83.3%,而在升温过程中可将温度维持在20℃以下的时间延长204.76%,表现出良好的温度调节能力。研究结果为石蜡相变调温织物的后续研究奠定了基础,并对类似的智能调温织物研究具有一定的参考价值。

关键词：静电纺丝纳米纤维织物纳米颗粒相变材料

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相变微胶囊悬浮液的喷淋换热特性研究

河南科技大学学报（自然科学版） 2022年第5期43卷 35-41,M0004页

作者：薛永浩梁坤峰袁争印河南科技大学先进制冷循环与热过程控制研究所河南洛阳471003 冈山大学大学院日本冈山700-8530

针对传统流体换热效率低的问题,使用芯材为正二十二烷(C_(22)H_(46))的相变微胶囊悬浮液(MPCMS)和纯水作为喷淋介质,搭建了1个小型喷淋塔装置。设定了5个初始喷淋温度(35℃、40℃、44℃、47℃、51℃)和3个空气流量(0.011 m^(3)/s、0.018... 详细信息

针对传统流体换热效率低的问题,使用芯材为正二十二烷(C_(22)H_(46))的相变微胶囊悬浮液(MPCMS)和纯水作为喷淋介质,搭建了1个小型喷淋塔装置。设定了5个初始喷淋温度(35℃、40℃、44℃、47℃、51℃)和3个空气流量(0.011 m^(3)/s、0.018 m^(3)/s、0.025 m^(3)/s)作为试验变量,探究了上述两种介质与空气之间的换热特性。研究结果表明:在常温常湿环境下,相变微胶囊悬浮液在不同工作温度区间的换热效果各有不同,当空气流量为0.018 m^(3)/s、0.025 m^(3)/s时,使用初始喷淋温度为44℃、47℃的MPCMS作为喷淋介质,比纯水更能提高换热效果;当空气流量为0.011 m^(3)/s时,使用初始喷淋温度为44℃的MPCMS作为喷淋介质比纯水更能提高换热效果。

关键词： MPCMS 喷淋换热特性过冷

轧辊表面宽带激光熔覆Cr12MoV粉末的效果研究

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激光杂志 2024年

作者：谷学坤杜茂华王军华梁向源许俊飞昆明理工大学机电工程学院河南科技大学机电工程学院

材料为Cr12MoV的冷轧辊在轧制过程中受到疲劳应力和热循环的作用而导致辊身出现剥落、裂纹等形式的缺陷，为了解决这一问题，采用宽带激光熔覆设备，以Cr12MoV合金做为熔覆粉末，在Cr12MoV钢表面制备合金涂层。以激光功率、扫描速度、... 详细信息

材料为Cr12MoV的冷轧辊在轧制过程中受到疲劳应力和热循环的作用而导致辊身出现剥落、裂纹等形式的缺陷，为了解决这一问题，采用宽带激光熔覆设备，以Cr12MoV合金做为熔覆粉末，在Cr12MoV钢表面制备合金涂层。以激光功率、扫描速度、送粉量以及搭接率四个工艺参数为变量，熔覆层表面粗糙度和显微硬度为目标参数，通过正交试验，对目标参数进行极差和方差分析获得优化的变量参数组合。结果表明：最优工艺参数为激光功率2000W、扫描速度10mm/s、送粉量10g/min、搭接率45%。在最优变量参数组合下进行熔覆试验，获得的表面粗糙度为16?，涂层显微硬度平均为677HV，硬度值达到了基体材料的96%。熔覆层微观组织均匀，无气孔、裂纹等缺陷。

关键词：宽带激光熔覆表面粗糙度显微硬度正交实验

金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜电化学免疫传感器的构建及其对鲜肉中马波沙星的检测

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食品与发酵工业 2024年

作者：陈秀金王雪晴李兆周王耀张敏牛华伟刘恒言安彪河南科技大学食品与生物工程学院河南省食品绿色加工与质量安全控制国际联合实验室食品加工与安全国家级实验教学示范中心

构建了一种金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜修饰玻碳电极的电化学免疫传感器，用于鲜肉中马波沙星残留的检测。用电沉积法在电极表面合成金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜，然后通过电化学法还原复合膜中的氧化石墨烯，固载抗体。采用循环伏安... 详细信息

构建了一种金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜修饰玻碳电极的电化学免疫传感器，用于鲜肉中马波沙星残留的检测。用电沉积法在电极表面合成金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜，然后通过电化学法还原复合膜中的氧化石墨烯，固载抗体。采用循环伏安法对电极的修饰过程进行表征。用差分脉冲伏安法优化传感器的电化学检测条件。在最优条件下，对马波沙星进行定量检测。响应峰值电流变化量与马波沙星在0.5～400 ng/mL浓度范围内呈线性关系，检测限为0.05 ng/mL。传感器对猪肉、鸡肉和牛肉样品的检测限分别为0.09、0.10、0.09 μg/kg，添加回收率为82.81%～101.99%，检测结果与超高效液相色谱-串联质谱法基本一致。表明所建立的电化学免疫传感器可用于实际样品中马波沙星残留的检测。

关键词：马波沙星金纳米粒子氧化石墨烯电化学免疫传感器鲜肉

基于自适应阈值优化的插电并联式混合动力拖拉机节能控制研究

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中国农机化学报 2024年第9期45卷 147-152页

作者：闫祥海闫宇翔张俊江王伟徐立友河南科技大学车辆与交通工程学院河南洛阳471003 智能农业动力装备全国重点实验室河南洛阳471000 中国一拖集团有限公司河南洛阳471004

为最大限度发挥电能在作业过程中的优势,以插电并联式混合动力拖拉机为研究对象,采用滚动优化的思想,提出基于时间窗口的自适应阈值优化混合动力拖拉机节能控制策略。搭建插电并联式混动拖拉机驱动系统模型,制订拖拉机多种能源模式切换... 详细信息

为最大限度发挥电能在作业过程中的优势,以插电并联式混合动力拖拉机为研究对象,采用滚动优化的思想,提出基于时间窗口的自适应阈值优化混合动力拖拉机节能控制策略。搭建插电并联式混动拖拉机驱动系统模型,制订拖拉机多种能源模式切换策略,对关键阈值参数进行自适应优化研究。基于拖拉机犁耕工况,利用Matlab/Simulink仿真平台,对文中策略与功率跟随策略进行仿真对比。结果表明:在循环犁耕工况下,基于时间窗口的自适应阈值优化混合动力拖拉机节能控制策略等效燃油消耗下降8.78%,为插电并联式混合动力拖拉机的节能控制提供新的控制方法。

关键词：混合动力拖拉机节能控制自适应阈值控制策略功率跟随

BiVO4/GO纳米复合材料制备及其光催化性能研究

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钢铁钒钛 2024年第2期45卷 51-57页

作者：王丽师兆忠崔伟娜周华占桂荣刘进开封大学材料与化学工程学院河南开封 475004 河南省先进材料与绿色过程工程技术研究中心河南开封 475004 河南省先进碳化硅材料重点实验室河南开封 475004 河南省先进材料与绿色过程工程技术研究中心河南开封 475004 河南省先进碳化硅材料重点实验室河南开封 475004 开封大学功能材料研究中心河南开封 475004 开封大学材料与化学工程学院河南开封 475004 河南省先进材料与绿色过程工程技术研究中心河南开封 475004

钒酸铋(BiVO4)因其便宜易得、制备条件温和简单、窄带隙(～2.4eV)、突出的光响应能力和优异的稳定性而在光催化领域受到广泛关注.以硝酸铋和偏钒酸铵为原料,采用水热法成功制备了鱼骨状钒酸铋/石墨烯(BiVO4/GO)复合光催化材料,通过X射... 详细信息

钒酸铋(BiVO4)因其便宜易得、制备条件温和简单、窄带隙(～2.4eV)、突出的光响应能力和优异的稳定性而在光催化领域受到广泛关注.以硝酸铋和偏钒酸铵为原料,采用水热法成功制备了鱼骨状钒酸铋/石墨烯(BiVO4/GO)复合光催化材料,通过X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜对复合光催化材料结构和形貌进行表征,并考察其模拟太阳光下对阿昔洛韦(AC)的降解活性.扫描电镜和透射电镜照片显示,钒酸铋(BiVO4)为独特的鱼骨状结构,GO片层穿插其间,将BiVO4纳米结构很好地连接起来.GO的加入改变了 BiVO4原有的纯单斜白钨矿结构.BiVO4/GO(BG-3)对AC的降解效率高达97.23％,循环使用5次后降解效率还可以达到87.15％,说明该催化剂具有良好的循环使用活性.采用Langmuir-Hinshelwood(L-H)一级动力学模型方程拟合催化降解过程,相关系数R2均大于0.99,说明L-H 一级动力学模型方程非常适合于拟合该催化动力学过程.

关键词： BiVO4 GO 纳米复合材料光催化阿昔洛韦

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电子芯片弹热制冷式热控系统的数值模拟

制冷学报 2024年

作者：赵志明刘奇蒋翔俊董兴琨邹吾松张笑凡西安电子科技大学机电工程学院陕西科技大学机电工程学院中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所

电子行业的迅猛发展使电子设备的热流密度急剧攀升。高效的散热方法，能够显著降低设备的工作温度，提升其性能并延长使用寿命。为进一步降低芯片的最高使用温度，提出一种基于形状记忆合金(SMA)弹热效应的电子芯片热控方法，即将卸载... 详细信息

电子行业的迅猛发展使电子设备的热流密度急剧攀升。高效的散热方法，能够显著降低设备的工作温度，提升其性能并延长使用寿命。为进一步降低芯片的最高使用温度，提出一种基于形状记忆合金(SMA)弹热效应的电子芯片热控方法，即将卸载过程中产生的冷能通过流体介质输送至具有良好散热性能的电子芯片微通道散热器热控系统中。利用FLUENT软件，分析三维条件下系统的传热特性。结果表明：冷却后的传热流体进一步降低芯片的最高温度达5.5 K，微通道散热器性能提高约10.7%。经参数分析发现，提高制冷系统的循环频率和冷却液体积流量可以显著提高其制冷能力，循环频率为0.25 Hz和0.33 Hz时分别可提高68%和92%。

关键词：散热弹热效应微通道散热器制冷系统制冷能力

亚热带典型农林流域磷持留时空特征及其影响因素

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环境科学学报 2024年第2期44卷 193-202页

作者：贾中政孟岑李裕元吴大付刘欢瑶白姣杰余少波张苗苗宫殿林吴金水河南科技学院资源与环境学院新乡453000 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院大学北京100049 湖南农业大学环境与生态学院长沙410128

由流域水文过程和地球化学循环所导致的污染物持留是造成面源磷污染治理效果改善缓慢且难以达到预期目标的主要原因.量化流域尺度面源磷持留效应及影响因素是科学实施流域水污染治理的前提.以金井河流域为研究区,利用长期水文、水质定... 详细信息

由流域水文过程和地球化学循环所导致的污染物持留是造成面源磷污染治理效果改善缓慢且难以达到预期目标的主要原因.量化流域尺度面源磷持留效应及影响因素是科学实施流域水污染治理的前提.以金井河流域为研究区,利用长期水文、水质定位监测数据(2012—2019年),采用双端元混合模型(E-EMMA)和流量历史曲线法量化了研究区内9个集水区磷持留率(TPRP)时空变化特征.结果表明监测期内9个集水区的TPRP为14.39%~84.07%.不同水文阶段TPRP存在显著差异,表现为低流量阶段(55.07%~86.96%)>中流量阶段(35.45%~74.52%)>高流量阶段(32.54%~55.31%).此外,利用偏最小二乘回归分析方法(PLS),分析了流域特征因子(尺度、土壤、地形、景观格局)对于TPRP的影响作用.在中、低流量阶段,TPRP主要受流域地形和景观格局特征的影响;而在高流量阶段,影响磷持留的主要是流域尺度和景观格局特征.研究结果为洞庭湖磷污染控制与削减攻坚行动制定高效和科学的管控措施提供科学理论基础.

关键词：面源污染双端元模型流量历时曲线偏最小二乘回归