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用于冬季葡萄根系土壤增温的混合重力热管温度响应及热性能分析

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农业工程学报 2025年

作者：邓改革杨佳马翔康宁波何建国李建设宁夏大学土木与水利工程学院

重力热管是一种高效的传热设备，在浅层地热能的开发方面具有巨大潜力。为提高冬季葡萄根系土壤的温度，该文设计并测试了一种新型混合重力热管（hybrid gravity heat pipe,HGHP）。HGHP由铜和聚丙烯无规共聚物（polypropylene random,... 详细信息

重力热管是一种高效的传热设备，在浅层地热能的开发方面具有巨大潜力。为提高冬季葡萄根系土壤的温度，该文设计并测试了一种新型混合重力热管（hybrid gravity heat pipe,HGHP）。HGHP由铜和聚丙烯无规共聚物（polypropylene random,PPR）材料组成，其中铜用于蒸发段和冷凝段，PPR用于绝热段。研究比较了HGHP与传统铜重力热管（copper gravity heat pipe,CGHP）的性能。结果显示，与对照组相比，CGHP和HGHP分别使土壤温度提高了4.94和3.08℃，增温效果显著；另外2种热管均表现出良好的等温特性。由于使用了低成本的PPR材料替代昂贵的铜材料，HGHP成本较CGHP降低48.39%，降幅明显。尽管HGHP的热传递性能略低于CGHP，其经济性和可行性使其在地热能开发中具有应用潜力。该研究为降低地热能开发成本提供了可行的解决方案，并为重力热管在农业领域的应用提供了理论依据和实践指导。

关键词：混合重力热管铜重力热管热力学性能浅层地热能

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基于深度学习的教室照明系统研究与设计

电子设计工程 2025年第1期33卷 176-180,185页

作者：林小涵侯典立赛耀樟刘莉鲁东大学信息与电气工程学院山东烟台264025

针对传统传感器教室照明控制方式灵敏度差以及教室人员检测算法存在错检、漏检的问题,为了充分且合理利用教室照明设备资源,提出一种基于改进YOLOv5和区域定位的教室照明系统,该系统判定出教室人员所处的子区域,并生成照明设备的控制信... 详细信息

针对传统传感器教室照明控制方式灵敏度差以及教室人员检测算法存在错检、漏检的问题,为了充分且合理利用教室照明设备资源,提出一种基于改进YOLOv5和区域定位的教室照明系统,该系统判定出教室人员所处的子区域,并生成照明设备的控制信息。通过在自制数据集训练、测试,并搭建LED点阵模拟教室照明,结果表明,YOLOv5的精度达到93%,召回率达到96%,可以准确实时地控制教室中的照明设备,系统具有更好的照明便捷性,更节能。

关键词：深度学习 YOLOv5 教室人员检测区域定位

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Cu2+掺杂提高BiOBr纳米结构的吸附性和光催化活性

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功能材料 2025年

作者：胡月房国丽田景魏杰严祥辉张刚北方民族大学材料科学与工程学院宁夏大学土木与水利工程学院宁夏大学学术期刊中心

采用一步溶剂热合成法制备了xCu-BiOBr纳米结构,研究了掺杂浓度对xCu-BiOBr纳米结构的吸附性和光催化性能的影响。结果表明,Cu掺杂有利于获得形貌、尺寸均一的xCuBiOBr纳米结构,而且掺杂后xCu-BiOBr纳米结构的比表面积增大,吸附性增强,... 详细信息

采用一步溶剂热合成法制备了xCu-BiOBr纳米结构,研究了掺杂浓度对xCu-BiOBr纳米结构的吸附性和光催化性能的影响。结果表明,Cu掺杂有利于获得形貌、尺寸均一的xCuBiOBr纳米结构,而且掺杂后xCu-BiOBr纳米结构的比表面积增大,吸附性增强,尤其0.04Cu-BiOBr对Rh B的单层饱和吸附量为9.059 mg/g,是纯BiOBr吸附量的1.6倍。同时,Cu掺杂引入杂质能级,xCu-BiOBr的带隙随Cu掺杂浓度的增加逐渐红移。但是,0.02Cu-BiOBr在可见光下展现出最高的光催化活性;随Cu掺杂量的进一步增大,xCuBiOBr的光催化活性降低。这是因为Cu掺杂主要形成置换型固溶体,并促使其周围形成氧空位缺陷;氧空位可以俘获光生电子,从而改变光生电子、空穴的迁移和复合历程。但是,过量Cu掺杂使晶格畸变程度增大,xCu-BiOBr可能会形成载流子复合中心,这不利于光生电子、空穴的迁移,因此过量掺杂可能导致xCu-BiOBr光催化活性的降低。

关键词： xCu-BiOBr 溶剂热法 Cu掺杂吸附性光催化活性

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水资源集对分析方法理论与应用研究进展

水利学报 2025年

作者：金菊良周亮广崔毅吴成国周戎星张礼兵合肥工业大学土木与水利工程学院滁州学院地理信息与旅游学院安徽建筑大学环境与能源工程学院

集对分析方法应用同、异、反一分为三辨证思维,处理水资源复杂系统不确定性问题具有独特优势,已成为定量计算与物理解析水资源不确定性问题的重要前沿和研究热点。针对有些集对分析方法的物理解析不清晰、计算公式不统一等问题,结合文... 详细信息

集对分析方法应用同、异、反一分为三辨证思维,处理水资源复杂系统不确定性问题具有独特优势,已成为定量计算与物理解析水资源不确定性问题的重要前沿和研究热点。针对有些集对分析方法的物理解析不清晰、计算公式不统一等问题,结合文献计量分析,系统总结了近25年来水资源集对分析方法理论和应用研究进展。结果表明:(1)水资源集对分析方法历经移植、耦合、创新三个发展阶段,移植期发展较为缓慢,耦合、创新期中偏联系数、减法集对势等新的伴随函数方法推动水资源集对分析方法不断快速发展。(2)水利、资源和环境科学是目前集对分析方法研究的主要领域,水资源问题综合评价为主要研究热点。(3)伴随函数中减法集对势快速发展为相对独立的重要方向,并与偏联系数、半偏联系数等方法耦合出一系列水资源集对分析新方法,而高阶偏联系数计算、联系熵物理内涵等系列问题仍未形成共识,邻联系数的研究还较少。(4)目前水资源集对评价是热点研究领域,集对预测仍以单要素预测为主,集对决策仍属系统评价范畴,定量化决策和推理模型研究不足。由此,对集对推理等水资源集对分析方法发展趋势进行展望,以期为水资源复杂系统不确定性分析、结构水资源学等发展提供辩证思维和理论方法。

关键词：水资源集对分析方法集对系统同异反关系一分为三辩证关系集对势偏联系数半偏联系数

双氰胺改性芦苇生物炭对水中硝态氮吸附特性研究

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中国环境科学 2025年

作者：水金保夏苑齐娅荣肖廷琦钟艳霞宁夏大学生态环境学院清华大学环境学院宁夏大学土木与水利工程学院

我国氮肥利用率较低且氮流失严重，易引发水体富营养化及地下水污染，而添加生物炭可有效缓解此现状。基于此，本文以盐酸、双氰胺、氯化镁为活化剂，对芦苇生物炭进行改性处理，研究不同pH、添加量、初始溶液浓度对4种生物炭吸附硝态... 详细信息

我国氮肥利用率较低且氮流失严重，易引发水体富营养化及地下水污染，而添加生物炭可有效缓解此现状。基于此，本文以盐酸、双氰胺、氯化镁为活化剂，对芦苇生物炭进行改性处理，研究不同pH、添加量、初始溶液浓度对4种生物炭吸附硝态氮的影响，并分析生物炭吸附硝态氮的吸附动力学、热力学特性，以期实现干旱半干旱地区芦苇秸秆的资源化利用、提高氮肥利用率，为其提供理论依据和技术支撑。结果表明，将芦苇秸秆在500℃、2h预碳化，与改性材料在700℃、2h的条件下活化，获得的DBC的吸附性能最佳，去除率达75.5%。与未经活化的BC相比，改性生物炭表面凹陷，孔隙密集，官能团增加，比表面积增加7-10倍。硝酸钾浓度为500mg/L时，BC(芦苇生物炭)、DBC(双氰胺改性生物炭)、MBC（氯化镁改性生物炭）的最适添加量为1g，HBC(盐酸改性生物炭)为0.8g；微碱环境下DBC对硝态氮的吸附效果良好，并在pH值为9时吸附量最大。4种生物炭对硝态氮的吸附更符合准二级动力学模型，等温吸附曲线更适用于Langmuir方程拟合，说明其以单分子吸附为主。DBC对硝态氮的吸附性能优良，可为去除水体环境中的硝酸盐污染提供新途径。综上所述，双氰胺改性芦苇秸秆生物炭是有效和可行的，可用于废水中硝态氮的去除且双氰胺改性生物炭在废水处理和土壤氮回收方面具有潜在的应用价值。

关键词：芦苇秸秆双氰胺改性生物炭硝态氮吸附特性

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梯形墩-悬栅消力池水力特性数值模拟

排灌机械工程学报 2025年

作者：俞晓伟牧振伟高尚新疆农业大学水利与土木工程学院新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室

针对低弗劳德数水跃消能问题,以消力池内布置的梯形墩-悬栅联合消能工为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型和VOF法进行数值模拟,研究消力池内水力特性和消能效果.结果表明:梯形墩可有效降低消力池底板压强和入池临底流速,墩后压强低于100 ... 详细信息

针对低弗劳德数水跃消能问题,以消力池内布置的梯形墩-悬栅联合消能工为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型和VOF法进行数值模拟,研究消力池内水力特性和消能效果.结果表明:梯形墩可有效降低消力池底板压强和入池临底流速,墩后压强低于100 Pa,流速降至0.2 m/s,随Fr增大改善压强和流速分布效果越显著;消力池内涡量强度最大值位于陡坡段水跃漩滚区,该区域存在明显涡核,为能量耗散主要区域,梯形墩和悬栅区域涡结构间断分布,属于弱涡结构,能量部分耗散;梯形墩-悬栅联合消力池中能量耗散主要由水跃能量耗散、梯形墩剪切耗散和悬栅沿程耗散组成,3种工况下消能率较传统消力池分别提升4.49%,9.74%,9.79%,充分发挥出联合消能工叠加消能的效果,研究结果可为类似工程消能工设计研究提供一定的参考.

关键词：低弗劳德数水跃梯形墩-悬栅数值计算水力特性能量耗散

基于理想点法-改进突变理论的隧洞坍塌风险评价

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武汉大学学报(工学版) 2025年

作者：毛启勇侍克斌李磊张建明姜海波严新军新疆农业大学水利与土木工程学院新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室

隧道掘进机(Tunnel Boring Machine ，TBM)施工隧洞坍塌具有复杂性与模糊性，为准确评估坍塌灾害，提出了一种基于理想点法-改进突变理论的坍塌风险评价模型。首先，从工程地质、水文地质、勘察设计与施工四个方面，选取了11评价指标并... 详细信息

隧道掘进机(Tunnel Boring Machine ，TBM)施工隧洞坍塌具有复杂性与模糊性，为准确评估坍塌灾害，提出了一种基于理想点法-改进突变理论的坍塌风险评价模型。首先，从工程地质、水文地质、勘察设计与施工四个方面，选取了11评价指标并以此建立风险评价体系；随后，通过理想点法对各指标的重要性进行排序；并确定突变级数中控制变量的取值，逐层递进求得隶属度以及最终隶属度；最后根据隶属度原则得到隧洞坍塌风险等级。利用该方法对新疆KS隧洞穿越断层破碎带进行了评价，与实际情况进行了对比，提出了相应的解决措施，并对其效果进行评估。研究结果表明：该模型评价的结果与现场实际坍塌的结果基本一致，能较好地反映出KS隧洞穿越破碎带地段的实际情况；提出的解决方案应用效果较好，确保了TBM能顺利穿越破碎带。

关键词：理想点法改进突变理论坍塌破碎带

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基于大语言模型的灌浆工程知识服务系统

水利学报 2025年

作者：张天鸿王晓玲余红玲王佳俊苏哲张君天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室中国农业大学水利与土木工程学院

目前灌浆工程各阶段专业知识信息获取均依赖人工对多领域文本进行分析，人力成本高、生产效率低。为解决上述问题，需要构建基于大语言模型的知识服务系统。提供大语言模型微调所需的高质量文本，以及如何应对特定工程文本所固有的时效... 详细信息

目前灌浆工程各阶段专业知识信息获取均依赖人工对多领域文本进行分析，人力成本高、生产效率低。为解决上述问题，需要构建基于大语言模型的知识服务系统。提供大语言模型微调所需的高质量文本，以及如何应对特定工程文本所固有的时效性与信息安全风险是构建该服务系统的重点和难点。为此，本研究首先针对通用性灌浆施工规范，提出了基于混合策略的数据集构建方法，并通过引入自我检查思维链与评分策略，攻克了传统数据生成质量不高的局限，为大语言模型微调提供了所需的高质量数据；其次采用LangChain构建了灌浆工程的检索增强生成框架，利用内嵌本地知识库实现了特定灌浆文本与模型的隔离，保障了特定工程文本的信息安全；最后通过阶段更新满足了特定工程文本的时效性要求。专业性测试表明，利用上述方法进行微调的Qwen-7B-Grout模型，在灌浆专业问题的判断与填空题的问答方面准确率分别达到了100%和80%。本研究提出的基于大语言模型构建的灌浆工程知识服务系统，不仅实现了通用灌浆知识的问答，而且能够对工程文档进行高效的检索增强生成，可有效提高生产效率并降低人力成本，为灌浆设计与施工管理提供新的智能辅助手段。

关键词：灌浆工程知识服务混合策略数据生成大语言模型检索增强生成灌浆工程

土力学教学数字化转型：教材建设与课堂实施的协同发展

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力学与实践 2025年

作者：吕龙龙张卫兵余鹏宁夏大学土木与水利工程学院

在数字教育变革中，土力学正从单向教学模式向数字化教学模式转变。本文聚焦于数字化教学重塑土力学教学与学习过程，首先，阐释了土力学数字化教育转型升级是通过信息技术革新学习生态系统、数字化课程资源、教学模式和教育评价方式。... 详细信息

在数字教育变革中，土力学正从单向教学模式向数字化教学模式转变。本文聚焦于数字化教学重塑土力学教学与学习过程，首先，阐释了土力学数字化教育转型升级是通过信息技术革新学习生态系统、数字化课程资源、教学模式和教育评价方式。随后，以宁夏大学为例，展示了土力学数字教材建设与课堂实施的协同优化发展，揭示了数字化教育转型打破教育资源及传统教育空间壁垒，实现个性化人才培养、弹性教学和线上线下融合教育新形态。

关键词：土力学数字教材数字化教学协同设计可视化