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黄土高原次生林演替过程土壤氮矿化特征及其影响因素

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生态学报 2024年第14期44卷 6346-6356页

作者：刘冲朱运邓健徐莉萍张丹王晨枫欧阳洪梁李江文延安大学生命科学学院延安716000 陕西省红枣重点实验室(延安大学) 延安716000 黄土高原应用生态陕西省高等学校重点实验室延安716000

土壤氮矿化速率限制着森林土壤有效氮素供给能力,但目前关于黄土高原次生林演替过程土壤氮矿化特征的认识还不清楚。选择黄土高原黄龙山次生林区草本阶段、灌木阶段、先锋乔木群落阶段、混交森林群落阶段和顶级森林群落阶段等5个演替阶... 详细信息

土壤氮矿化速率限制着森林土壤有效氮素供给能力,但目前关于黄土高原次生林演替过程土壤氮矿化特征的认识还不清楚。选择黄土高原黄龙山次生林区草本阶段、灌木阶段、先锋乔木群落阶段、混交森林群落阶段和顶级森林群落阶段等5个演替阶段的9种群落类型,测定了其林下土壤氮矿化速率,并分析了土壤理化性质、凋落物养分特征和土壤酶活性及其对氮矿化的影响。结果表明:随着演替进展,土壤有机碳和氮不断积累,土壤硝态氮和铵态氮含量逐渐增加,凋落物养分和土壤酶活性也发生了显著变化。土壤硝化速率从草本群落阶段到顶级森林群落阶段显著增加了71.73%;土壤氨化速率一直为负值且持续负向增加;土壤净矿化速率从草本群落阶段的(0.16±0.06)mg kg^(-1) d^(-1)逐渐增加到混交森林阶段的(0.31±0.08)mg kg^(-1) d^(-1),但从混交林群落到顶级森林群落阶段有所下降。土壤理化性质(路径系数-0.530)和酶活性(路径系数-0.268)对氮矿化速率有显著的直接作用;凋落物养分对氮矿化速率的影响来自于其直接作用(路径系数-0.283)和通过调控土壤理化性质、酶活性产生的间接影响(路径系数-0.315)。结果有助于认识黄土高原植被演替过程中土壤氮循环过程,对森林可持续经营也有一定的意义。

关键词：氮矿化次生林演替酶活性黄土高原

耦合相变储能的火电机组集成系统控制策略优化及效果分析

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中国电机工程学报 2024年第18期44卷 7235-7246,I0012页

作者：王珠刘明赵永亮王朝阳严俊杰动力工程多相流国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

提升火电机组调峰调频能力是构建新型电力系统的重要举措。该文从锅炉-汽轮机能流解耦角度出发,设计抽取部分中压缸排汽进行储热的相变储能系统,与火电机组耦合后形成机-炉-储集成系统,提出重构机-炉-储三主体负荷指令的控制策略,并以某... 详细信息

提升火电机组调峰调频能力是构建新型电力系统的重要举措。该文从锅炉-汽轮机能流解耦角度出发,设计抽取部分中压缸排汽进行储热的相变储能系统,与火电机组耦合后形成机-炉-储集成系统,提出重构机-炉-储三主体负荷指令的控制策略,并以某660 MW(P_(e0)=660 MW)超超临界机组为例进行效果评估。考虑中压缸排汽参数后,选取融化温度为117.7℃的赤藓糖醇为储能材料,研究抽汽比例对机组降负荷性能的影响。结果表明:当中压缸排汽的抽汽比例由0.00变为0.85时,机组等效降负荷速率由2.00%P_(e0)/min提升至5.13%P_(e0)/min,柔性明显增强;储能系统中储热量最大为118.73 GJ,储(火用)量最大为28.97 GJ;负荷指令重构后,系统瞬态过程中热效率增加,最大增加了1.85%,(火用)效率降低,最大降低了2.23%。

关键词：火电机组相变储能集成系统指令重构控制策略

城市街道景观色彩对游客情感感知影响——基于街景图像的研究

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地球信息科学学报 2024年第2期26卷 514-529页

作者：齐子吟李君轶贺哲杨喜平陕西师范大学地理科学与旅游学院西安710119 陕西省旅游信息科学重点实验室西安710119

街道是城市旅游的重要吸引物,探讨街道景观色彩特征对游客情感感知的影响,对城市街道景观合理规划和布局具有重要的参考价值。本研究以西安市主要建成区为案例地,运用全卷积神经网络(FCN)和随机森林(RF)算法,构建街景图像情感感知数据集... 详细信息

街道是城市旅游的重要吸引物,探讨街道景观色彩特征对游客情感感知的影响,对城市街道景观合理规划和布局具有重要的参考价值。本研究以西安市主要建成区为案例地,运用全卷积神经网络(FCN)和随机森林(RF)算法,构建街景图像情感感知数据集,基于街景图像利用机器学习对街道景观的色彩特征进行提取,构建色彩量化指标并将其进行空间可视化;最后,运用随机森林回归算法探讨街道景观色彩特征与游客情感感知之间的关系,并得出最佳色彩特征参数。结果表明:(1)游客情感感知具有明显的空间分布格局,美丽和活泼情感由中心区域向外逐渐增加,安全和富有在主城区外二环以内区域得分较高,无聊在该范围内则较低,压抑情感由中心区域向外逐渐降低,游客在非惯常环境中的情感感知与居民在惯常环境中的情感感知在空间分布上具有一定的同质性;(2)街道景观色彩特征与游客情感感知呈现出复杂的非线性关系。色彩复杂度对美丽和活泼的影响小于色彩协调度,对无聊、压抑、安全、富有的影响大于色彩协调度,当色彩复杂度取值为0.86,色彩协调度取值为0.84时,游客在六个维度可以获得较好的情感感知;(3)一般情况下,街道景观色彩特征越显著,越能够带给游客较好的情感感知。研究在理论上印证了环境色彩越协调,游客体验感越好这一结论;在方法上,丰富了街景大数据和机器学习方法在旅游情感领域的应用。本研究为城市管理者了解游客的街道景观视觉偏好以及优化街道景观设计提供参考。

关键词：城市街道街景图像色彩特征情感感知机器学习 GIS 全卷积神经网络随机森林

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压水堆棒状燃料氧化与吸氢模型开发及验证

核技术 2024年第9期47卷 112-120页

作者：陈楠向烽瑞贺亚男巫英伟章静苏光辉田文喜秋穗正西安交通大学核科学与技术学院陕西省先进核电技术重点实验室西安710049

核反应堆长期运行过程中,锆合金包壳与冷却水接触会发生氧化反应、吸氢脆化行为,使包壳的导热性能和力学性能恶化,威胁燃料元件的安全特性。因此,开展棒状燃料氧化与吸氢行为研究具有重要意义。本文实现了MOOSE-BEEs燃料性能分析程序中... 详细信息

核反应堆长期运行过程中,锆合金包壳与冷却水接触会发生氧化反应、吸氢脆化行为,使包壳的导热性能和力学性能恶化,威胁燃料元件的安全特性。因此,开展棒状燃料氧化与吸氢行为研究具有重要意义。本文实现了MOOSE-BEEs燃料性能分析程序中压水堆棒状燃料堆内腐蚀计算模型的开发,主要包括氧化腐蚀模型和吸氢腐蚀模型。基于相关的实验数据和BISON程序计算结果,对氧化腐蚀、氢扩散、氢析出等单个模型及耦合模型开展了验证。验证结果表明BEEs的模拟结果与实验数据和BISON程序吻合较好,说明BEEs能够准确模拟燃料棒的氧化与吸氢行为。

关键词：棒状燃料氧化腐蚀氢扩散氢析出 BEEs

基于V2G与应急通信的配电网信息物理协同快速恢复方法

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电力系统自动化 2024年第7期48卷 147-158页

作者：刘达夫钟剑杨祺铭陈晨李更丰别朝红电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

随着新型配电系统的快速发展,配电网与通信网络的相互依赖程度逐渐加深。在极端灾害发生后,一方面,配电网失电后的恢复控制需要依靠通信网络的有效支撑,灾后使用电动汽车与电网互动(V2G)恢复负荷电力供应的过程,同样离不开通信网络的引... 详细信息

随着新型配电系统的快速发展,配电网与通信网络的相互依赖程度逐渐加深。在极端灾害发生后,一方面,配电网失电后的恢复控制需要依靠通信网络的有效支撑,灾后使用电动汽车与电网互动(V2G)恢复负荷电力供应的过程,同样离不开通信网络的引导作用;另一方面,通信网络的正常运行依靠配电网的电力供应。因此,为解决配电网灾害后电力网络与通信网络交互影响下的负荷恢复问题,提出了一种基于V2G和应急通信的配电网信息物理协同快速恢复方法:在灾害发生后,通过调配搭载无线通信基站的无人机前往通信故障区域构建应急通信网络,从而迅速恢复对区域线路开关的控制能力与对电动汽车的引导能力,进而引导电动汽车前往车辆并网站形成分布式电源并控制配电网拓扑重构,以恢复负荷的电力供应。该方法基于灾后无人机与电动汽车的调度约束以及配电网的运行约束,建立了配电网信息物理协同恢复模型,并通过配电网和交通网耦合算例验证了所提方法的有效性。

关键词：信息物理系统应急通信弹性配电网电动汽车配电网恢复微电网重构灵活资源调配无人机

基于直流电压同步的构网型变流器低频振荡分析与阻尼控制

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电力系统自动化 2024年第16期48卷 30-39页

作者：姜鑫易皓卓放李雨果王振雄电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

基于直流电压同步的构网型变流器能够在稳定直流侧电压的同时实现变流器自同步,然而直流电压动态与控制环相互作用可能会引起系统低频振荡。为了研究低频振荡产生的机理,建立了计及直流电压同步控制环与交流电压环的构网型变流器“功率... 详细信息

基于直流电压同步的构网型变流器能够在稳定直流侧电压的同时实现变流器自同步,然而直流电压动态与控制环相互作用可能会引起系统低频振荡。为了研究低频振荡产生的机理,建立了计及直流电压同步控制环与交流电压环的构网型变流器“功率-功角”稳定性分析模型,分析发现直流电压同步相比于功率同步会引入更多的相位滞后,同时交流电压环也会在环路中引入相位滞后,导致系统环路增益在具有高幅值的低频范围内存在-180°相位穿越,进而引发低频振荡问题。基于低频振荡机理分析,提出两种对直流电压同步控制进行相位补偿的方法,通过重塑系统环路低频高增益区的相位,实现对低频段的阻尼控制和振荡抑制。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。

关键词：新能源并网构网型变流器直流电压同步低频振荡小信号稳定性相位补偿

Fe+Cr及Si含量对Zr-4合金耐腐蚀性能的影响

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核动力工程 2024年第3期45卷 146-153页

作者：岳慧芳庞华高博高士鑫罗倩倩赵艳丽蒋有荣中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 国核宝钛锆业股份公司陕西省核级锆材重点实验室陕西宝鸡721013

为了优化国产Zr-4合金的耐腐蚀性能,在420℃、10.3 MPa的高温高压水蒸气加速腐蚀条件下,研究了合金元素Fe+Cr以及杂质元素Si对国产Zr-4合金耐腐蚀性能的影响。结果表明:在美国材料实验学会(ASTM)规定的Fe+Cr含量范围内(0.28 wt%~0.37 wt... 详细信息

为了优化国产Zr-4合金的耐腐蚀性能,在420℃、10.3 MPa的高温高压水蒸气加速腐蚀条件下,研究了合金元素Fe+Cr以及杂质元素Si对国产Zr-4合金耐腐蚀性能的影响。结果表明:在美国材料实验学会(ASTM)规定的Fe+Cr含量范围内(0.28 wt%~0.37 wt%,wt%表示质量分数),Fe+Cr含量越高,析出的第二相数目越多、尺寸越大,越有利于材料耐腐蚀性能提升。在420℃水蒸气中腐蚀126 d后,当Fe+Cr含量从0.28 wt%增加到0.37 wt%时,Zr-4合金的腐蚀增重降低约30%。Zr-4合金在1100℃淬火时,当Si含量低至10 mg/kg时,形成粗大的平行板条结构;而增加Si含量到100 mg/kg后,析出的细小Zr_(3)Si为α相提供形核位置,使得组织中出现网篮结构和细小的平行板条结构。网篮结构能促使组织中第二相分布更均匀弥散,因此,高Si含量的Zr-4合金表现出更优良的耐腐蚀性能。

关键词： Zr-4合金 Fe+Cr含量 Si含量耐腐蚀性能

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联合线性引导与网格优化的混凝土裂缝分割

光学精密工程 2024年第2期32卷 286-300页

作者：刘光辉陈健孟月波徐胜军西安建筑科技大学信息与控制工程学院陕西西安710055 建筑机器人陕西省高等学校重点实验室陕西西安710055 西安市建筑制造智动化技术重点实验室陕西西安710055

针对混凝土表面裂缝分割过程中分割精度低、细微裂缝漏分和背景干扰等问题,提出一种联合线性引导和网格优化的裂缝分割模型。首先,在主干网络中引入多分支线性引导模块,通过自适应单维度池化增强网络对裂缝线性结构的表达能力,让不同区... 详细信息

针对混凝土表面裂缝分割过程中分割精度低、细微裂缝漏分和背景干扰等问题,提出一种联合线性引导和网格优化的裂缝分割模型。首先,在主干网络中引入多分支线性引导模块,通过自适应单维度池化增强网络对裂缝线性结构的表达能力,让不同区域的裂缝建立联系,增强全局上下文信息感知能力,提高网络分割精度;然后,提出网格细节优化模块,通过分区-优化-合并三步骤,将整个空间域划分为若干个空间网格,提取空间网格中的细微裂缝信息,防止细微裂缝漏分;最后,在主干网络的跳跃连接处嵌入混合注意力模块,在空间和通道双维度突出裂缝特征,减少背景干扰。在Deepcrack537,Crack500和CFD裂缝数据集上,所提模型的IoU值分别达到77.07%,58.96%和56.55%,F1-score值分别达到87.05%,74.19%和72.24%,明显优于大多数现有方法,具有更高的分割精度。

关键词：裂缝图像线性引导语义分割网格优化注意力机制

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大气影响下激光无线能量传输接收端多场耦合特性

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光学学报 2024年第12期44卷 145-155页

作者：侯一超孟宪龙张璞郑澳洲刘存良西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 陕西省航空动力系统热科学重点实验室陕西西安710072

通过比尔定律和功率谱反演法计算得到激光束在大气传播过程中所产生的大气衰减和大气湍流的影响,进而获得激光到达接收端时的光场分布,同时基于非线性回归和实验研究获得光伏电池模型的基本参数,构建中远距离下的激光无线能量传输系统... 详细信息

通过比尔定律和功率谱反演法计算得到激光束在大气传播过程中所产生的大气衰减和大气湍流的影响,进而获得激光到达接收端时的光场分布,同时基于非线性回归和实验研究获得光伏电池模型的基本参数,构建中远距离下的激光无线能量传输系统接收端多物理场模型,并通过仿真分析在经历不同湍流强度大气传输之后接收端的光-电-热多场耦合特性。结果表明,大气对激光传输造成严重的影响,使得接收端前的光场分布发生严重畸变,进而使得激光无线能量传输接收端光伏电池的输出功率以及光电转换效率呈现下降趋势,大气湍流折射率结构常数由C_(n)^(2)=2×10^(-15)m^(-2/3)增大至C_(n)^(2)=2×10^(-13)m^(-2/3)时,接收端的最大功率下降了0.054 W,光电转换效率下降了1.51%。同时,不同波长的激光束、传输距离、大气湍流强度等是制约激光无线能量传输系统效率的重要因素,激光无线能量传输系统接收端的光-电-热多场耦合特性分析,对于激光无线能量传输系统的设计和改进具有重要意义。

关键词：大气光学激光无线能量传输大气湍流多场耦合 I-V特性