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高维数据自适应降维方法

机械工程学报 2024年第17期60卷 283-296页

作者：段书用杨建华韩旭刘桂荣河北工业大学机械工程学院天津300131 辛辛那提大学航空工程和机械工程系美国辛辛那提45221

针对复杂装备及结构中高维信息导致的反求设计、优化设计、可靠性设计与分析时计算难度大、计算效率和精度低等问题,提出高维数据自适应降维方法—引导约束自编码降维方法。该方法基于主成分分析法能根据高维数据的相关性得到高质量的... 详细信息

针对复杂装备及结构中高维信息导致的反求设计、优化设计、可靠性设计与分析时计算难度大、计算效率和精度低等问题,提出高维数据自适应降维方法—引导约束自编码降维方法。该方法基于主成分分析法能根据高维数据的相关性得到高质量的线性低维数据,与无监督训练的自编码器具有对降维数据质量自我重构的特点,提出正交引导和正交约束的双重策略,对自编码网络进行无监督训练,以达到高精度、高效率降维的目的。该方法主要有以下策略:首先利用主成分分析法快速得到由特征向量构造而成的具有正交特性的投影矩阵,然后将其用于预设自编码器中的可训练参数,以保证初始训练参数的正交性;其次在自编码器训练中继续施加权值正交约束即无相关性特征约束,以减少信息的冗余从而保证低维数据的独立性;同时,施加单位范数约束以避免梯度消失,最终得到具有高度正交特性的降维特征。为验证该方法的有效性,将该方法用于碳钎维和玻璃纤维混合铺层的复合材料层合板的材料参数反求,通过参数反求的精度来评估不同降维方法的性能。研究结果表明,该方法可高效的得到高质量的线性及非线性降维信息,有效克服了主成分分析法仅可实现高维信息的线性降维和标准自编码器降维数据精度低的缺点,并且显著提高了复合材料层合板的参数反求精度。

关键词：神经网络降维方法主成分分析自动编码器特征提取和融合参数反求

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多工况下油罐车罐体的轻量化设计

北京理工大学学报 2018年第A01期38卷 15-19页

作者：李雪瑞段书用刘桂荣河北工业大学机械工程学院天津300131 辛辛那提大学航空工程和机械工程系美国辛辛那提45221

油罐车罐体约占整车质量的12%~24%,对其进行轻量化设计对降低发动机油耗、提高油罐车的操控稳定性等至关重要.然而,金属罐体结构已趋成熟,基于通用金属材料性能及其对应结构层面上的优化已难以满足当前高性能轻量化油罐车的需求.考虑到... 详细信息

油罐车罐体约占整车质量的12%~24%,对其进行轻量化设计对降低发动机油耗、提高油罐车的操控稳定性等至关重要.然而,金属罐体结构已趋成熟,基于通用金属材料性能及其对应结构层面上的优化已难以满足当前高性能轻量化油罐车的需求.考虑到油罐车多工况工作条件,以及复合材料优异的力学性能和可设计性强的特性,构建了一种新型轻质复合材料罐体结构.基于参数化建模方法构建罐体的三维模型,并通过数值模拟方法详细研究罐体在静态和动态条件下的应力分布情况.通过模态分析来确定罐体的主要基本阶的固有频率和相应振型,为发动机选型提供参考依据.结果表明,在满足多工况性能要求的前提下,复合材料模型质量比钢材降低了64.1%,比铝材降低了19.8%.

关键词：油罐车罐体复合材料结构轻量化多工况模态响应

ZrO_2和Al_2O_3支撑的MFI型沸石分子筛膜:支撑体材料对膜性能的影响

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高校化学工程学报 2002年第6期16卷 650-654页

作者：潘铭董军航林跃生辛辛那提大学化工系

采用水热合成法,以纯SiO2为源物质,在介孔Y2O3掺杂的ZrO2(YZ)及大孔a-Al2O3支撑体上制备出高质量的MFI型沸石分子筛膜。通过H2/n-C4H10气体混合物的渗透分离和p-xylene的蒸发研究了不同支撑体上MFI型沸石分子筛膜分离性能。在较低温度范... 详细信息

采用水热合成法,以纯SiO2为源物质,在介孔Y2O3掺杂的ZrO2(YZ)及大孔a-Al2O3支撑体上制备出高质量的MFI型沸石分子筛膜。通过H2/n-C4H10气体混合物的渗透分离和p-xylene的蒸发研究了不同支撑体上MFI型沸石分子筛膜分离性能。在较低温度范围,YZ支撑的MFI型沸石分子筛膜中n-C4H10的渗透率比Al2O3支撑的膜高很多。最大n-C4H10与H2的分离率达到500。Al2O3支撑的膜中p-xylene的蒸发流量随时间下降很快,而YZ支撑的膜中的蒸发流量则变化缓慢。用XRD对膜的晶体结构进行分析,通过多种温度下热处理不同支撑体上的膜样品研究了其热稳定性与支撑体材料的关系。YZ支撑的MFI型沸石分子筛膜的MFI 结构在1000C 后仍能保持,而Al2O3支撑的膜950C 时已完全转变为石英相。研究结果表明,YZ支撑的MFI型沸石分子筛膜比Al2O3支撑的膜表现出更好的厌水性,热稳定性以及抗阻塞性。

关键词： ZrO2 Al2O3 MFI型沸石分子筛膜支撑体材料膜性能气体分离渗透蒸发热稳定性膜分离氧化锆氧化铝

捕集低浓度二氧化碳的化学吸收工艺及其综合比较

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环境工程学报 2012年第1期6卷 1-8页

作者：宋存义周向北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 美国辛辛那提大学土木与环境工程学院辛辛那提俄亥俄美国45220

目前CO2捕集成为减缓全球变暖的重要技术,但是迄今为止没有一种技术能够大规模商业化运行。在现有技术中,化学吸收法最具前景,而化学吸收法中研究最集中的吸收剂为单乙醇胺、哌嗪-碳酸钾溶液、离子液和氨水。为了了解各个化学吸收工艺... 详细信息

目前CO2捕集成为减缓全球变暖的重要技术,但是迄今为止没有一种技术能够大规模商业化运行。在现有技术中,化学吸收法最具前景,而化学吸收法中研究最集中的吸收剂为单乙醇胺、哌嗪-碳酸钾溶液、离子液和氨水。为了了解各个化学吸收工艺的特点和应用情况,有必要对上述工艺进行综合比较。通过各种吸收剂的特性、工艺特点、研究进展和能耗等方面的比较,显示单乙醇胺工艺成熟度较高,联合氨法工艺前景非常好,而离子液和哌嗪-碳酸钾工艺需要进一步研究。

关键词：单乙醇胺哌嗪-碳酸钾离子液氨水

TS-1/H_2O_2碱溶液中低温氧化愈创木酚制备马来酸(英)

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催化学报 2014年第5期35卷 622-630页

作者：苏际杨丽莎 Reed Nicholas Liu 林鸿飞内华达大学化学与材料工程学院美国内华达州89557

可再生生物质资源的开发与利用能够缓解化石燃料产生的温室气体对环境的负面影响.在生物质燃料制备过程中联产高附加值化学品能大幅提高生物质炼制的经济性.愈创木酚是常见的木质纤维素快速热解产物.本文研究了低温液相氧化愈创木酚制... 详细信息

可再生生物质资源的开发与利用能够缓解化石燃料产生的温室气体对环境的负面影响.在生物质燃料制备过程中联产高附加值化学品能大幅提高生物质炼制的经济性.愈创木酚是常见的木质纤维素快速热解产物.本文研究了低温液相氧化愈创木酚制备马来酸,并重点考察了催化剂添加量、pH值、反应时间和反应温度等反应条件的影响.研究发现,在钛硅沸石-过氧化氢碱溶液氧化反应体系中(80℃,pH=13.3),20_30mol%的愈创木酚可以选择性转化为马来酸.同时初步探讨了愈创木酚氧化开环转化为马来酸的反应机理.

关键词：生物质木质素愈创木酚氧化马来酸 TS-1 过氧化氢羧酸 TS-1

用于CO2捕集的Mg(OH)2粉末溶解速率

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环境工程学报 2012年第3期6卷 966-970页

作者：周向 Tim C.Keener Tongyan Li Tim C. Keener 宋存义北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 美国辛辛那提大学工程与应用科学学院辛辛那提俄亥俄美国45220

氢氧化镁是一种正在研究的用于脱除烟气中低浓度CO2的化学吸收剂。为了掌握工业用氢氧化镁粉末的溶解速率,利用缓冲溶液,在不改变溶液体积的情况下对不同悬浊液浓度、溶液温度、溶液pH值和搅拌速率情况下的氢氧化镁粉末溶解速率进行了... 详细信息

氢氧化镁是一种正在研究的用于脱除烟气中低浓度CO2的化学吸收剂。为了掌握工业用氢氧化镁粉末的溶解速率,利用缓冲溶液,在不改变溶液体积的情况下对不同悬浊液浓度、溶液温度、溶液pH值和搅拌速率情况下的氢氧化镁粉末溶解速率进行了研究。提高悬浊液浓度、提高溶液温度、降低溶液pH值和提高搅拌速率均能增大氢氧化镁的溶解速率。悬浊液浓度从0.1 mol/L增加到1 mol/L时,溶解速率增大了2.2倍;温度从23℃增加到52℃时,溶解速率增大了4.3～9.5倍;pH值从9.8降低到6.6时,溶解速率增大了78～225倍;搅拌速率从350 r/min增加到700 r/min时,溶解速率增大了1～2倍。

关键词：工业用氢氧化镁溶解速率悬浊液浓度 pH值搅拌速率

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华南虎照片真假之争与科学家的社会责任

科学 2008年第5期60卷 2-3页

作者：时东陆美国辛辛那提大学同济大学材料科学与工程学院

华南虎照片真假之争一度在社会上沸沸扬扬。现在，事情虽已基本平息，但仍值得人们深思：我们整个社会对待科学的方式与心态有什么值得改进的？

关键词：社会责任科学家华南虎真假照片

用于疾病诊断的Gd^Ⅲ/量子点多模态成像探针的构建

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高等学校化学学报 2010年第5期31卷 982-985页

作者：张兵波宫晓群李卓权郭方方蔡少瑜孔继烈杨秋花马浩常津时东陆同济大学先进材料与纳米生物医学研究院上海200092 天津大学材料学院纳米生物技术研究所天津300072 辛辛那提大学化学与材料工程系辛辛那提45221-0012 上海交通大学微纳研究院上海200240 复旦大学化学系上海200433

结合核磁共振成像(MRI)和荧光成像技术,以钆离子、近红外低毒量子点、二氧化硅和聚丙烯酸(PAA)等为原料,采用一系列纳米载体自组装技术,构建出MRI弛豫率/荧光效率高和生物相容性好的GdⅢ/量子点多模态纳米探针.结果表明,与未螯合GdⅢ的... 详细信息

结合核磁共振成像(MRI)和荧光成像技术,以钆离子、近红外低毒量子点、二氧化硅和聚丙烯酸(PAA)等为原料,采用一系列纳米载体自组装技术,构建出MRI弛豫率/荧光效率高和生物相容性好的GdⅢ/量子点多模态纳米探针.结果表明,与未螯合GdⅢ的量子点纳米探针相比,GdⅢ/量子点多模态纳米探针具有更高的弛豫率;t1-加权MRI成像也证实了GdⅢ/量子点多模态纳米探针具有很好的阳性造影功效.

关键词：多模态成像近红外量子点核磁共振成像

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棉织物的等离子体聚合涂覆及其拒水性研究

东华大学学报（自然科学版） 2002年第4期28卷 22-27,33页

作者：朱峰张菁 W.J.van Ooij 东华大学理学院上海200051 美国辛辛那提大学材料系

使用某种氟碳化合物的AC等离子体沉积方法 ,在棉织物表面涂覆一层很薄的憎水膜。影像接触角测试表明 ,仅仅经过 3 0s的涂覆处理 ,棉织物表面水接触角就可达 164°左右 ,获得超级憎水特性。棉织物的柔软性、保水率、回潮率、颜色变化、... 详细信息

使用某种氟碳化合物的AC等离子体沉积方法 ,在棉织物表面涂覆一层很薄的憎水膜。影像接触角测试表明 ,仅仅经过 3 0s的涂覆处理 ,棉织物表面水接触角就可达 164°左右 ,获得超级憎水特性。棉织物的柔软性、保水率、回潮率、颜色变化、手感、透气性等都采用标准方法进行了详细研究 ,并与商用ScotchgardTM防水防污喷雾型保护剂涂覆的织物进行了比较。研究结果表明 ,除了回潮率基本相同外 ,等离子体涂覆织物的这些性能都优于保护剂涂覆织物的性能。同时 ,对加热后处理对涂层织物憎水性的影响进行了研究 ,结果表明 ,高温后处理有助于织物憎水性的提高。原子力显微镜和二次离子质谱研究结果显示 ,加热后处理后沉积膜的表面形态和化学性能都发生了变化。

关键词：拒水性等离子体涂层织物服用特性