基于改进MobileNet的轻量级外来入侵植物识别模型研究

外来入侵植物防治的首要任务是准确识别入侵植物种类,然而外来入侵植物种类繁多,存在类间同质和类内异质现象,给技术人员甄别与防治外来入侵植物带来了挑战。为了准确、实时和高效地识别外来入侵植物,本文提出基于改进MobileNet的轻量级外来入侵植物图像识别模型(MobileNet-LW)。以专业人员鉴定得到的113种11 628幅外来入侵植物图像作为研究对象,并按照6∶2∶2的比例划分训练集、验证集和测试集。通过Retinex、旋转和高斯噪声等方法对图像进行数据增强。为了减少类间同质现象对模型误检的影响,在模型MobileNet基础上添加了SE通道注意力机制和深度连接注意力网络,提高网络对关键特征的提取能力。为了降低模型计算消耗和内存消耗,采用通道剪枝方法对网络瘦身;为了弥补剪枝后造成模型准确率降低,采用教师网络-助教网络-学生网络的形式对剪枝后的网络进行知识蒸馏,学生网络通过软知识的学习来提高识别外来入侵植物的准确率。通过消融试验测试模型的性能,利用平均准确率、平均召回率和平均F1值3个评价指标,对现阶段经典模型与改进后模型MobileNet-LW所获得的识别结果进行评价。消融试验结果显示,在相同数据集条件下,所有改进点对模型的性能都有所提升,且改进后算法在外来入侵植物图像识别中准确率提高了5.4百分点,模型参数量减少了约53%;模型对比试验表明,EfficentNet、DBTNet、ResNet-101、ConvNext和MobileNet-LW 5个模型平均准确率分别为72.3%、74.9%、76.1%、79.7%和86.1%,表明改进后的网络提高了外来入侵植物的识别准确率。基于改进MobileNet的轻量级外来入侵植物识别模型对113种外来入侵植物识别具有较高的准确率,且模型具有轻量化特点。

结构参数对选区激光熔化成形AlSi10Mg金刚石点阵结构拉伸性能的影响

选区激光熔化制备金属点阵结构由于具有结构设计自由度大、成形零件具有轻量化、缓冲吸震、隔热散热等优势在航空航天等领域具有广泛的工程应用前景。随着应用的不断拓展,对点阵结构的拉伸性能也提出了要求。通过有限元模拟,研究了金刚石单元结构参数对Al Si10Mg点阵结构拉伸性能的影响,并进行了试验验证。结果表明:所设计的点阵结构成形效果较好,具有稳定的力学性能;支杆杆径和孔隙率对点阵结构抗拉强度存在显著影响;随着支杆长径比的减小,点阵结构应力集中区域由节点处向支杆中间位置移动,长径比在1.4左右时点阵结构具有较为均匀的应力分布;在点阵结构外层包裹薄壳结构,可使点阵结构整体应力分布更为均匀。试验与仿真结果相吻合,可通过有限元方法对点阵结构的拉伸性能和变形失效方式进行有效预测。

基于分裂-叠加结构的部分功率主动调控型准单级直流变换方法

针对“直流变压器级联PWM变换器”两级式架构中各级变换器均需处理全部负载功率、多级变换效率低的问题,提出了基于分裂-叠加架构的部分功率主动调控型准单级直流变换方法。通过将直流变压器输出分裂为两个端口,使得其中一个端口的功率无需经后级PWM变换器处理而直接传输至负载,等效实现了准单级功率变换,且有效降低了PWM变换器的功率容量和损耗,提高了系统效率。详细分析了分裂-叠加式架构的原理和电路实现方法,深入研究了系统输出电压调节的原理和特性。以其中一个电路为例,详细分析了工作原理、电压调节特性和关键参数设计方法,并通过实验结果验证了所提方案的有效性和正确性。

低冗余高可靠模块化输入并联输出串联电源系统及其控制方法

为了使输入并联输出串联电源系统同时具备模块级和系统级冗余能力,提出低冗余高可靠超宽电压范围电路结构及其控制方法。基于两级式电路和多模块串并联实现电源系统超宽电压输出,通过模块级部分子电路冗余设计,实现模块级和系统级N+X双重冗余,使得功率模块部分失效或多个模块全部失效时系统仍具有全电压、全功率输出能力。进一步提出模块化电源系统的分布-集中混合式控制策略,分布式自主控制保证了模块间应力均衡、并使得输出电压在目标值范围内,集中控制确保总输出电压精度。该文详细分析所提电路结构及其控制策略的原理、特性和实现方案,并通过0~1000 V/50 kW输出电源系统实验,验证了所提方案的有效性。

热挤压和脉冲电流对AZ91镁合金及其复合材料显微组织和力学性能的影响

为探究SiC_(p)对AZ91镁合金在电脉冲处理过程中组织和性能演变规律的影响,通过在AZ91合金中添加1%(体积分数)微米级SiC_(p)制备了SiC_(p)/AZ91复合材料,联合低温正挤压和电脉冲处理对AZ91合金和SiC_(p)/AZ91复合材料的组织进行细化,利用光学显微镜分析显微组织的演化,测试合金和复合材料的室温力学性能。结果表明,和AZ91合金相比,添加了增强相颗粒后的复合材料挤压之后具有更高的位错密度和形变储存能,从而促进电脉冲处理时的静态再结晶过程。电脉冲处理后的AZ91合金及复合材料的屈服强度和抗拉强度分别为320、450 MPa和380、454 MPa。由于SiC_(p)与镁基体界面处应力集中而形成的微裂纹,导致复合材料抗拉强度增幅较小。

g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合汽车尾气光催化剂的组成设计与性能评价

随着汽车尾气对空气质量的负面影响日益严重,光催化技术在环保领域的应用逐渐受到重视。因此,基于二氧化钛(TiO_(2))和石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))的光催化性能,制备了一种g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合光催化剂,旨在提高汽车尾气的降解效率,即:选用三聚氰胺(C_(3)H_(6)N_(6))、双氰胺(C_(2)H_(4)N_(4))和尿素(CH4N2O)作为前驱体制备g-C_(3)N_(4),通过质量损失和尾气降解实验分析筛选出最佳前驱体,并设计了不同质量比的g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合光催化剂;通过对比分析单体和复合光催化剂的光催化性能,确定了复合光催化剂的最佳质量比。实验结果表明:制备g-C_(3)N_(4)的最佳前驱体为C_(3)H_(6)N_(6),当复合光催化剂的最佳质量比为C_(3)H_(6)N_(6)∶TiO_(2)=2∶1时,复合光催化剂的降解效率达到最佳;g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合光催化剂在60 min内对HC、CO和NO_(x)的降解率分别为16.12%、16.87%和45.37%,其降解效率明显高于单体TiO_(2)。该研究结果为进一步优化光催化技术提供了有益的参考,有助于推动其在环保领域的应用和发展。

由“髓减骨枯”与“微骨折”探讨骨质疏松症与膝骨关节炎的共病内涵

祖国医学认为“肾精所化生之髓”在骨的形成、维持其功能等方面至关重要,肾气虚则髓减骨枯,骨量减少,发为骨质疏松症。膝骨关节炎同样以肾精亏虚为本,近年现代医学研究认为骨质疏松症与膝骨关节炎在流行病学、临床症状、发病机制等层面均有较强关联,二者常常共现或伴发,因此提倡将骨质疏松症与膝骨关节炎按照共病模式管理。本文拟结合现代医学研究对于骨质疏松症与膝骨关节炎相关性的认识,以膝关节软骨下骨“微骨折”征象为切入点,深入探讨祖国医学骨病范畴中“痿”与“痹”之间的联系与现代内涵。初步归纳二者合病的核心病机为“髓减骨枯”。故临证需紧扣“髓减骨枯”之本,持整体观念,积极采取异病同治或联合治疗,以期为临床老年骨质疏松症与膝骨关节炎的共病管理及防治提供祖国医学新视角。

2003-2022年中医药调控间充质干细胞研究文献可视化分析

目的采用可视化分析方法探究中医药调控间充质干细胞的研究现状,归纳研究方向及热点。方法计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI)、中文科技期刊数据库(VIP)、中国学术期刊数据库(万方数据)2003-2022年收录的中医药调控间充质干细胞的研究文献,运用CiteSpace6.1.R6软件对研究文献的作者、机构、关键词进行可视化分析,同时对关键词进行聚类分析和突现分析,应用CNKI数据库对文献被引情况进行统计。结果共纳入文献2404篇,中医药调控间充质干细胞的研究文献数量总体呈上升趋势,主要研究机构有广州中医药大学、甘肃中医药大学、辽宁中医药大学等,主要作者有刘永琦、陈东风、范英昌等,高频关键词有成骨分化、增殖、大鼠、骨质疏松、淫羊藿苷等。结论中药单体与复方对干细胞增殖与分化的影响是研究的热点领域,间充质干细胞的成骨分化是当前重要的研究趋势。

低温拜耳法赤泥高温溶出行为

赤泥是氧化铝生产过程中排放的强碱性固体废物,尤其对于三水铝石矿低温拜耳法产生的赤泥,其中含有大量的Al_(2)O_(3)未被溶出,造成资源的极大浪费。以低温拜耳法赤泥为原料,通过高温溶出回收其中的Al_(2)O_(3),系统研究了石灰添加量、循环母液苛碱浓度、溶出温度、固含、溶出时间对Al_(2)O_(3)溶出性能的影响规律,获得了溶出过程中物相转变机理和溶出动力学。结果表明:低温拜耳法赤泥高温溶出过程中,Al_(2)O_(3)溶出率随苛碱浓度、溶出温度、时间的增加而增加,随着石灰添加量和固含的增加而降低。推荐Al_(2)O_(3)的溶出条件为:固含500 g/L、苛碱浓度210 g/L、溶出温度270℃、溶出时间60 min、溶出过程不添加石灰,在此条件下Al_(2)O_(3)溶出率为50.36%,溶出液硅量指数为260。Al_(2)O_(3)溶出过程受内扩散控制,表观活化能为33.46 kJ mol,动力学方程为1-2α3-(1-α)^(2/3)=0.00101×^(e-3346 RT)×t;在高温溶出过程中,一水软铝石发生溶解,同时铝针铁矿转化为赤铁矿,导致氧化铝溶出率提高。

水化石榴石向钙铁榴石碱热转变动力学

基于高效脱硅产物钙铁榴石,从制备的水化石榴石中高效提取氧化铝,系统研究了不同参数对水化石榴石碱热转化的影响规律和反应动力学行为。结果表明,制备的水化石榴石主要由立方体颗粒团聚而成,化学组成与标准分子式基本一致。铁铝比的增加、反应温度的升高、反应时间的延长和分子比的增加均有利于水化石榴石中氧化铝的回收。水化石榴石最佳碱热转化工艺为:铁铝比1.0、反应温度280℃、反应时间60 min、分子比30,此条件下氧化铝回收率为63.12%。碱热转化过程中大部分水化石榴石转化为钙铁榴石,氧化铝的碱热反应主要受界面传输和扩散共同控制,反应表观活化能为26.60 kJ/mol。

柯雷氏骨折小夹板外固定Workshop教学实践与探讨

小夹板外固定是中医骨伤科治疗柯雷氏(Colles)骨折的特色治疗手段之一,是中医骨伤科临床教学的难点和重点。笔者研究应用工作坊(Workshop)教学方法对Colles骨折小夹板外固定进行教学实践,并总结教学方法和探讨教学思路,通过骨折模型的示教使学生掌握骨折疾病的基础理论和的发病特征,根据小夹板外固定原理向学生介绍Colles骨折的发病特点和复位手法。教师需从小夹板外固定的注意事项入手,阐述Colles骨折外固定的并发症,采用Workshop教学方法进行Colles骨折小夹板外固定的教学实践。这种教学设计可以与临床实践紧密结合,使学生很好地掌握知识点,提高教学质量。

踝上弧形截骨联合关节牵伸治疗内翻型踝关节炎

目的评估踝上弧形截骨联合关节牵伸治疗内翻型踝关节炎的临床效果。方法回顾性分析2009年12月至2021年4月北京市垂杨柳医院骨二科治疗的8例内翻型踝关节炎病人的临床资料,男5例,女3例,年龄为(35.2±9.1)岁(27~45岁)。其中有踝部骨折史者5例,骨骺损伤后遗踝内翻畸形3例。应用踝上胫腓骨弧形截骨矫正踝内翻后安装Ilizarov踝关节牵伸器,术后行踝关节牵伸,维持关节间隙至5~8 mm行走3个月以上。根据病人手术前后胫骨远端关节面角(tibial articular surface angle,TAS)及美国足踝外科医师协会(American Orthopaedic Foot and Ankle Society,AOFAS)踝与后足功能评分评估临床治疗效果。结果8例病人随访时间为(31.5±17.9)个月(12~72个月),外固定佩戴时间为(29.4±5.1)周(20~32周)。拆除外固定时截骨处均达到临床骨愈合标准,末次随访时AOFAS评分为(82.0±7.7)分(76~90分),TAS角度为91.1°±2.4°(89.6°~95.0°),与术前比较[(47.6±3.7)分(41~65分),82.9°±4.7°(72°~87°)],差异有统计学意义(P<0.05)。8例术后均出现局部针道感染,5例给予局部酒精敷料缠绕包扎,3例拔出感染固定针后感染控制。2例固定针折断,去除外固定装置时给予拔除,无其他严重并发症。结论踝上弧形截骨术联合踝关节牵伸成形治疗内翻型踝关节炎,矫正踝内翻效果满意,避免植骨内固定,截骨愈合良好。结合Ilizarov外固定牵伸,允许术后全负重行走锻炼,显著改善病人足踝功能,值得临床推广应用。

基于部分功率调控的有源–无源电容分裂叠加式高峰均比低频脉冲功率平抑方法

高峰均比低频脉冲电流载荷影响航天器电源系统高效稳定运行,基于大容量储能电容阵的脉冲功率被动平抑技术极大增加航天器系统的体积重量。以降低航天器电源系统体积重量为目标,提出基于部分功率调控的脉冲功率平抑方法。通过将无源解耦电容分裂为有源电容与无源解耦电容串联,不仅为负载提供稳定的供电电压,而且大幅增加解耦电容电压波动范围、减小解耦电容体积重量。由于有源电容仅需提供部分脉冲负载功率,有效降低了脉冲功率主动平抑所需额外增加的功率电路容量、体积重量和损耗。文中详细分析所提脉冲平抑系统架构、电路实现及其控制方法,实验结果证明了所提方法的可行性和有效性。

高峰均比脉冲功率独立电源系统关键技术研究综述

高性能电源系统是星载、机载、舰载和车载电子装备发展的基础,脉冲功率型电子载荷有效提升了装备的技战术性能,但也为各类装备独立电源系统带来新的挑战。负载功率的大幅频繁脉动,不仅影响电源系统供电质量,而且威胁电源系统的安全性、稳定性和可靠性。从脉冲功率负载与电源系统的相互作用及其影响、脉冲能量管理技术、脉冲功率平抑技术、脉冲功率独立电源系统的建模和稳定性分析技术等方面,对面向高峰均比脉冲功率负载的独立电源系统关键技术进行全面综述,并进一步总结了脉冲功率电源系统面临的技术挑战,展望了高性能脉冲功率电源系统进一步发展的技术方向。

肌间隙入路通道下双侧椎弓根螺钉固定并椎间融合治疗腰椎病变的并发症分析

目的分析肌间隙入路通道下双侧椎弓根螺钉固定并椎间融合治疗单节段或两节段腰椎病变手术并发症的特点和原因。方法选择2012-06至2019-06海警医院骨科收治的采用肌间隙入路通道下双侧椎弓根螺钉固定并椎间融合器植骨术的506例腰椎病变患者资料。观察病例临床结果、影像结果和并发症情况。结果病例失访11例,495例获6~84个月随访。最后随访时均获得良好的恢复效果,腰椎冠状面和腰椎矢状面Cobb角有明显改善,与术前对比均有统计学差异(P<0.05)。并发症脑脊液漏7例(1.38%);椎弓根入点骨折11例(2.17%),发生于单节段4例,两节段7例;终板损伤15例(2.96%),其中发生于骨量减少或骨质疏松病例9例,发生于使用香蕉型融合器病例5例,其他1例;术后切口问题10例(1.98%),其中切口局部皮肤坏死6例,切口愈合不良3例,切口深部感染1例;神经根损伤5例(1%),3例考虑为椎弓根螺钉位置不正确所致,2例考虑术中操作所致;融合器向后移位2例(0.40%);再手术4例(0.78%),包括3例内固定调整及1例切口深部感染。共发生并发症54例(9.88%)。结论后方肌间隙入路通道下双侧椎弓根螺钉固定并椎间融合器植骨是治疗单节段或两节段腰椎病变的有效方案,开展手术早期,需要重视并预防并发症发生。

室外温度周期性变化下带有防晒墙的PCM外墙的动态传热特性

为了有效反映相变材料在带有防晒墙的建筑中的节能效用,将防晒墙与相变墙体组合形成二维墙体传热模型,基于enthalpy-porosity法,通过数值模拟分析讨论了室外空气温度随时间正弦变化的条件下相变材料的相变温度和相变材料层的空间位置对外墙动态传热特性的影响。研究结果表明,相较于不含相变材料层的普通墙体,相变墙体内表面温度变化的波动范围更小,时间滞后更强。当相变材料的相变温度区间更靠近室外空气温度的平均值时,使用相变材料对改善室内环境的舒适性更好;而扩大相变材料的相变温度区间间隔,使得相变材料在相变过程中处于糊状区的时间变长,对室内环境舒适性不利。

高频LLC谐振变换器的磁集成和一体化PCB绕组优化设计

研究了一种基于磁集成技术和一体化PCB绕组的高频高密度LLC谐振变换器的优化设计与实现方式。LLC谐振变换器的变压器与谐振电感被集成在一个磁芯中,通过将谐振电感配置在变压器副边以实现两个磁件之间更大的磁通相位差。有限元仿真结果表明,相比于分立磁件,集成磁件的体积降低了12%,磁芯损耗降低了23%。此外,为了减小PCB绕组层间电容引起共模噪声,研究了一种针对全桥整流电路的对称一体化PCB绕组实现方式,部分屏蔽层绕组集成为原边绕组以提高绕组利用率。最后,搭建了一台1.2 MHz-750 W-270 V/48 V的LLC谐振变换器,峰值效率达96.6%,功率密度达44 W/mm^(3),共模电流的对比测试结果也验证了所研究的一体化PCB绕组的有效性。

基于三维地震数据的断层空间展布特征提取

随着近年来社会和工业的发展进程不断加快,人们对石油资源的需求日趋扩大,断层快速解译已经迫在眉睫。基于三维速度结构数据利用研究人员先验知识和拓扑关系编写算法实现对断层空间展布特征的提取,能够减少人工解译时间,提取断层信息,实现对其空间展布特征的表达。以华北克拉通中部山西北部地区恒山北麓断裂带为研究区开展相关研究,结果表明,基于二维断层属性信息,结合P波速度结构,利用开源平台Paraview进行三维地质建模及三维断层可视化,并对断层三维速度结构进行分析,实现对断层空间展布特征的表达,为断层识别及构建地质三维模型提供一种新思路。

基于熵产的肘形吸入流道对管道泵性能的影响分析

针对肘形吸入流道造成管道泵效率降低的实际工程问题,为了对流场中的能量损失作出定向和定量分析,引入熵产理论对管道泵流场进行了分析。以比转数为190的单级单吸式管道泵为研究对象,对不同流量工况(0.5Q~1.2Q)下肘形吸入流道的管道泵性能开展了数值模拟和试验研究,并与相同参数下直锥形吸入流道端吸泵的相关特征进行对比,分析了管道泵内部流动损失的分布特征以及肘形吸入流道对泵内流动损失的影响机理。结果表明,湍流熵产和壁面熵产是总熵产的主要来源;随着流量的增加,整体水力损失呈现先减小后增大的趋势;吸入流道的改型并未改变不同流量工况下总体流动损失的变化趋势,但改用肘形吸入流道使得叶轮入口处流动不均匀性增加,主要增强了内部流动的湍流脉动,导致各流体单元的流动损失增加。另外,涡流和流动分离使得叶轮段局部呈现高熵产率,而肘形吸入流道使得叶轮段的高熵产区域分布更广;在小流量工况下,叶轮段熵产的湍流熵产比率最大可达约为90%。研究结果可为管道泵的优化设计提供理论基础。

工业铝酸钠溶液有机物赋存分布及其对草酸盐平衡浓度的影响

通过有机碳分析仪、气相色谱仪等手段分析了工业铝酸钠溶液中有机物分布和赋存形式,同时研究了有机物对铝酸钠溶液中草酸盐平衡浓度的影响。结果表明:三水铝石矿拜耳法工业铝酸钠溶液中总有机碳和主要小分子有机物含量明显高于一水硬铝石矿,两种铝土矿工业铝酸钠溶液中主要小分子有机物种类相近。铝酸钠溶液中丙酸盐的存在对草酸盐平衡浓度基本无影响,甲酸盐、乙酸盐和丁二酸盐能够降低草酸盐平衡浓度,而苯甲酸盐和二丙基甲酮能提高草酸盐平衡浓度。