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重庆大气中多环芳香类物质气粒分配模型预测

中国环境科学 2024年第2期44卷 629-637页

作者：王子倩郝炜伟董玲池陈静赵鑫泉田密重庆大学环境与生态学院重庆400044

本研究以典型半挥发性有机物,多环芳烃(PAHs)及含氧PAHs(OPAHs)为研究对象,基于对重庆典型城区冬季大气样品的采集与分析,探讨不同类型多环芳香类化合物的气粒分配特征及其模型预测.结果表明,OPAHs较同环数PAHs更倾向于分配至颗粒相.PAH... 详细信息

本研究以典型半挥发性有机物,多环芳烃(PAHs)及含氧PAHs(OPAHs)为研究对象,基于对重庆典型城区冬季大气样品的采集与分析,探讨不同类型多环芳香类化合物的气粒分配特征及其模型预测.结果表明,OPAHs较同环数PAHs更倾向于分配至颗粒相.PAHs的温度经验模型可较好地模拟其气粒分配行为,但已有模型对OPAHs气粒分配的预测效果均不理想.本研究借鉴PAHs温度经验模型建立方法,利用前期监测数据分别基于温度和相对湿度(RH)建立了预测OPAHs气粒分配的两种经验模型.预测值落入合理偏差区域内的百分数(67.57%及88.74%)及均方根误差(1.05及0.65)分析均表明,相较于前期模型(百分数:52.25%、4.95%、61.26%,均方根误差:1.26、2.21、1.16),基于RH的经验模型可较好地预测OPAHs的气粒分配行为.可见,与PAHs不同,RH对OPAHs气粒分配的影响不可忽略.

关键词：含氧多环芳烃气粒分配预测模型相对湿度

基于神经网络的输电塔钢管构件涡激振动幅值预测方法

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工程力学 2024年第1期41卷 64-75页

作者：李佳鸿李正良王涛重庆大学土木工程学院重庆400045 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学) 重庆400045 风工程及风资源利用重庆市重点实验室(重庆大学) 重庆400045

输电塔中长细比较大的钢管构件容易发生低风速下的涡激振动,鉴于传统风洞试验和数值模拟研究方法存在的成本高、周期长的局限,该文提出了一种基于神经网络的输电塔钢管构件涡激振动幅值高效预测方法。为获取训练模型所需的数据集,发展... 详细信息

输电塔中长细比较大的钢管构件容易发生低风速下的涡激振动,鉴于传统风洞试验和数值模拟研究方法存在的成本高、周期长的局限,该文提出了一种基于神经网络的输电塔钢管构件涡激振动幅值高效预测方法。为获取训练模型所需的数据集,发展了适用于任意插板形式、几何尺寸的钢管构件涡激振动响应分析方法;结合多种神经网络模型(BPNN、PSO-BPNN、RBFNN、GRNN)以及性能评价指标,建立了基于神经网络的输电塔钢管构件涡激振动幅值预测方法;通过算例对某C型插板和十字型插板钢管构件涡激振动幅值进行了预测。研究表明:通过与试验结果的对比,验证了该文输电塔钢管构件涡激振动响应分析方法的准确性,对于C型和十字型插板钢管构件VIV幅值的相对误差分别为3.84%和5.87%,利用该方法可为神经网络模型提供可靠样本;通过7折10次交叉验证优化超参数后的4种神经网络模型,均表现出较好的预测精度;相比之下,GRNN在C型插板和十字型插板钢管构件算例中均呈现出最佳的泛化能力,其R2值分别为0.989和0.992;采用GRNN方法可以较好地预测C型和十字型插板钢管构件在不同质量阻尼比参数下的VIV幅值,且在计算效率上相比于CFD方法具有明显的优势。

关键词：输电塔涡激振动钢管构件神经网络幅值预测

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纳米银对铜绿微囊藻生物毒性的电荷效应

中国环境科学 2024年第1期44卷 510-519页

作者：雍玲丽陈猷鹏郭劲松方芳孙壮壮晏鹏重庆大学环境与生态学院重庆400045

探究了两种纳米银(AgNPs)即由支链聚乙烯亚胺修饰的带正电荷的纳米银(BPEI-AgNPs)和由柠檬酸盐修饰的带负电荷的纳米银(Citrate-AgNPs)对铜绿微囊藻(***)的生物毒性,以揭示AgNPs对铜绿微囊藻生物毒性的电荷依赖性.结果表明:与带正电荷... 详细信息

探究了两种纳米银(AgNPs)即由支链聚乙烯亚胺修饰的带正电荷的纳米银(BPEI-AgNPs)和由柠檬酸盐修饰的带负电荷的纳米银(Citrate-AgNPs)对铜绿微囊藻(***)的生物毒性,以揭示AgNPs对铜绿微囊藻生物毒性的电荷依赖性.结果表明:与带正电荷的纳米银BPEI-AgNPs相比,带负电荷的Citrate-AgNPs对铜绿微囊藻的生长和光合活性具有更强的抑制作用.0.5mg/L Citrate-AgNP组的丙二醛(MDA)含量峰值(100.8nmol/mgprot))高于同浓度BPEI-AgNP组(82.5nmol/mgprot).与BPEI-AgNPs相比,相同浓度的Citrate-AgNPs作用下,铜绿微囊藻的sod2基因和GPX基因的表达分别显著上调和下调,导致藻细胞中过氧化水平显著地升高.同时,与Citrate-AgNPs相比,BPEI-AgNPs显著促进藻细胞外聚合物(EPS)的分泌,0.5mg/L BPEI-AgNP组达到32.21mg/gSS(16d),EPS的包覆作用有效地抵抗了BPEI-AgNPs的毒性.0.5mg/L Citrate-AgNP组最终胞内Ag+离子释放量是0.5mg/L BPEI-AgNP组的2.13倍,藻细胞严重破裂.因此,Ag+离子的激增导致Citrate-AgNPs对细胞的剧烈损伤.此外,Citrate-AgNPs显著抑制了光合作用(rbcS和rbcL)和能量代谢(por)基因的表达.

关键词：纳米银表面电荷铜绿微囊藻生物毒性转录组学

兼顾通信效率与效用的自适应高斯差分隐私个性化联邦学习

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计算机学报 2024年第4期47卷 924-946页

作者：李敏肖迪陈律君重庆大学计算机学院重庆400044

近年来,由于联邦学习中的通信参数(或梯度)会给参与方本地敏感数据带来重大的隐私泄露风险,联邦学习隐私保护引起了广泛的关注.然而,梯度交换频繁、数据分布异构、参与方本地硬件资源受限等一系列不可避免的因素给联邦学习隐私保护增加... 详细信息

近年来,由于联邦学习中的通信参数(或梯度)会给参与方本地敏感数据带来重大的隐私泄露风险,联邦学习隐私保护引起了广泛的关注.然而,梯度交换频繁、数据分布异构、参与方本地硬件资源受限等一系列不可避免的因素给联邦学习隐私保护增加了挑战难度.为了以一种统一的方式同时有效地解决数据隐私、模型效用、通信效率以及参与方数据非独立同分布等四个方面的问题,本文提出了一种新的兼顾通信效率与效用的自适应高斯差分隐私个性化联邦学习(Communication-efficient and Utility-aware Adaptive Gaussian Differential Privacy for Personalized Federated Learning,CUAG-PFL)方法.具体而言,本文提出一种动态层级压缩模型梯度的方案先为通信模型梯度每一层动态生成特定的压缩率,再根据压缩率构造对应的确定性二进制测量矩阵去除梯度冗余信息.随后,通过同时优化裁剪阈值、敏感度和噪声尺度等隐私相关参数来对压缩的模型梯度执行自适应高斯差分隐私操作.此外,本文对CUAG-PFL进行了严格的隐私分析.为了验证CUAG-PFL在隐私、效用、通信效率以及个性化四个方面的优势,本文在CIFAR-10和CIFAR-100两个真实联邦数据集上进行了大量实验模拟、对比和分析,结果表明CUAG-PFL能够提高参与方本地数据隐私性、通信效率和模型效用,同时解决了数据非独立同分布的问题.特别地,即使在隐私预算仅为0.92且上行通信量减少68.6%时,CUAG-PFL因隐私保护和梯度压缩所引起的模型效用损失仅为1.66%.

关键词：自适应高斯差分隐私隐私-效用权衡动态层级压缩通信高效个性化联邦学习隐私计算

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基于分散模糊推理的多输入多输出系统预测控制

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控制与决策 2024年第4期39卷 1273-1280页

作者：冯泽陈红王广军重庆大学能源与动力工程学院重庆400044 重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044

对于动态过程具有明显迟延和惯性的MIMO系统,常规模糊控制难以建立模糊规则,控制效果不理想.针对MIMO控制对象,提出一种基于分散模糊推理的预测控制(predictive control based on decentralized fuzzy inference,DFIPC)方法.构造一组与... 详细信息

对于动态过程具有明显迟延和惯性的MIMO系统,常规模糊控制难以建立模糊规则,控制效果不理想.针对MIMO控制对象,提出一种基于分散模糊推理的预测控制(predictive control based on decentralized fuzzy inference,DFIPC)方法.构造一组与被控输出相对应的分散模糊推理模块,每个推理模块利用一组分散的模糊推理单元,分别根据各个输出的期望值与预测值之间的偏差进行分散推理.在时间层面,根据动态响应程度对推理结果进行加权综合,获得等效控制输入;进一步,通过对等效控制输入加权综合产生系统实际控制输入增量,从而有效克服模糊推理系统处理多维输入信息时模糊规则难以建立的困难.最后,通过实验验证所提出控制方法对于迟延和惯性明显的MIMO控制对象的有效性和适应性.

关键词： MIMO系统分散模糊推理加权综合等效控制输入模糊规则预测控制

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跨学科工程教育基层教学组织的研究与实践

高等工程教育研究 2024年第1期 16-22页

作者：李正良董凌燕余辰龙重庆大学土木工程学院重庆大学本科生院

基层教学组织是高等学校管理体制中集行政管理、教学、科研、课程建设等功能于一体的最基层的单元,是教学、科研工作的具体承担者和组织者,也是高校落实立德树人根本任务、提升教学质量、保障人才培养目标实现的基础。跨学科工程教育基... 详细信息

基层教学组织是高等学校管理体制中集行政管理、教学、科研、课程建设等功能于一体的最基层的单元,是教学、科研工作的具体承担者和组织者,也是高校落实立德树人根本任务、提升教学质量、保障人才培养目标实现的基础。跨学科工程教育基层教学组织突破了传统学科专业边界和传统教学基层组织边界,对于创新性复合型人才培养具有重要作用。本文在分析跨学科工程教育基层教学组织的基本特征、功能、内涵的基础上,借鉴麻省理工学院NEET计划模式,结合重庆大学工程教育的实际情况进行了探索与实践。

关键词：跨学科工程教育基层教学组织

翅片型中置式光伏Trombe墙性能的数值模拟

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工程热物理学报 2024年第7期45卷 1917-1923页

作者：肖兰张雨晴吴双应徐世杰重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

提出一种带有竖直翅片的中置式光伏Trombe墙,基于热力学第一和第二定律,数值研究翅片间距和高度对其性能的影响,并与无翅片的中置式光伏Trombe墙进行性能对比。结果表明:在一定的翅片间距和翅片高度范围内,热效率可以得到有效提高;减小... 详细信息

提出一种带有竖直翅片的中置式光伏Trombe墙,基于热力学第一和第二定律,数值研究翅片间距和高度对其性能的影响,并与无翅片的中置式光伏Trombe墙进行性能对比。结果表明:在一定的翅片间距和翅片高度范围内,热效率可以得到有效提高;减小翅片间距和增大翅片高度能够提升电效率。引入综合效率计算发现,相比于热能,获得的电能在整体能效中占主导地位。在较大的翅片高度下,存在最佳翅片间距使综合效率最大化,且翅片高度的增大提升了系统的综合效率。翅片型中置式光伏Trombe墙在翅片间距和高度分别为15.625 mm和45 mm时的综合效率达到了12.74%,相对于无翅片的系统提高了11.29%,具有很大的应用潜力。

关键词：翅片中置式光伏Trombe墙自然对流性能评价

基于点云数据的大型复杂钢结构智能化施工方法

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土木工程学报 2024年第1期57卷 65-75页

作者：齐宏拓刘界鹏程国忠崔娜刘雨鑫刘虎梁俊海重庆大学溧阳智慧城市研究院江苏溧阳213332 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045 中建科工集团有限公司重庆400000

大型复杂钢结构施工过程中,常面临施工尺寸质量难以把控、构件提升变形监测困难和合拢段现场配切效率低等问题。三维激光扫描技术可全覆盖地、快速精准地获取复杂构部件在施工过程中的点云数据,这为解决上述问题提供了新方法。为此,该... 详细信息

大型复杂钢结构施工过程中,常面临施工尺寸质量难以把控、构件提升变形监测困难和合拢段现场配切效率低等问题。三维激光扫描技术可全覆盖地、快速精准地获取复杂构部件在施工过程中的点云数据,这为解决上述问题提供了新方法。为此,该文以重庆两江新区寨子路钢拱桥为工程背景,开展基于点云数据的大型复杂钢拱桥智能化施工方法的全流程研究。基于标靶球检测算法、快速四点一致集算法、迭代最近邻算法等实现标靶球点云数据的自动检测及多站点云数据之间的自动配准;通过BIM点云化技术、kNN算法等完成目标点云数据的半自动化提取,实现拱肋尺寸的智能化检测;基于八叉树算法、区域增长算法等实现拱肋提升变形的智能检测;为缩短拱肋的合拢工期,基于BIM模型焊缝信息提取技术、主成分分析算法、Canny边界检测算法、霍夫变换算法等提出数字化预拼装算法,得到合拢段的配切量。工程应用表明,该文所提出的智能施工方法效率高、自动化程度好,研究成果可为大型复杂钢结构的施工质量和安装效率的提升提供理论和算法支撑。

关键词：大型复杂钢结构智能化施工施工尺寸质量检测提升变形检测合拢段配切点云数据

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近壁面柔性水翼流致弯曲扭转振动特性

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1015-1021页

作者：刘东丁林冒祥熙孙悦重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

本文针对不同翼壁距离下柔性水翼的流致弯曲扭转振动特性进行研究,讨论了翼壁距离对柔性水翼的弯扭振动响应、频率响应、水动力特性以及尾涡结构的影响。研究发现,在低折减速度时(3≤U*≤6),水翼弯曲扭转幅值很小,升阻力特性的趋势与弯... 详细信息

本文针对不同翼壁距离下柔性水翼的流致弯曲扭转振动特性进行研究,讨论了翼壁距离对柔性水翼的弯扭振动响应、频率响应、水动力特性以及尾涡结构的影响。研究发现,在低折减速度时(3≤U*≤6),水翼弯曲扭转幅值很小,升阻力特性的趋势与弯曲振幅类似;在8≤U*≤12范围内,由于存在弯曲和扭转的频率“锁定”现象,弯扭振动、时均升阻力系数和升阻比发生剧烈变化,翼壁距离越大,柔性水翼锁定区间越宽。折减速度和翼壁距离越大,柔性水翼的弯曲位移和扭转角度都会增大。

关键词：流固耦合流致振动柔性水翼翼壁距离