基于支持向量机的蓄水工程土地利用分类与动态变化

为进一步恢复和重建蓄水工程建成前后土地利用变化的历史过程,更好掌握和预报土地利用转移方向,本文利用支持向量机理论开展了土地利用类型解译的适应性研究,通过梳理土地利用动态变化,剖析了蓄水工程建成前后土地利用结构的自适应调节能力和演变方向。结果表明:(1)依靠自学习和自适应等优势能力,支持向量机解译土地利用分类的总体精度高达91.7%、Kappa系数为0.90;除耕地生产者精度相对较低外,水体、林地等其他土地类型具有较高的分类识别能力。(2)利用谷歌地球引擎(GEE)平台梳理土地利用类型演变过程发现,受“三北防护林”工程二阶段(2001—2020年)等项目实施影响,建设用地、林地面积出现较大增幅,其中,林地面积较2000年实施初期增加了近5倍。(3)工程建设运行后林地和建设用地近2/3面积保持了原貌,水体和未利用土地受水利和城建工程影响,原貌类型超过65%以上面积变成了其他类型;“三北防护林”工程加快了林地面积的增加和草地植被覆盖度的提高,低覆盖度草地转移到中、高覆盖度草地的面积净增幅达48.0%、50.2%。

水液相下羟自由基与谷氨酸分子反应机理的量子化学研究

采用密度泛函理论的M06-2X和MN15方法,结合自洽反应场理论的SMD模型方法,研究了水液相下羟自由基(OH)与谷氨酸分子(Glu)反应的机理。研究发现:Glu的损伤可通过OH抽取其不同位置的H原子、OH加成到羧基和去质子羧基C以及单电子从Glu分子向OH转移3个途径实现。势能面计算表明:OH加成到羧基和去质子羧基C的反应通道最具优势,反应无势垒;OH抽取质子化氨基H、α-H、β-H、γ-H和羧基H的最低能垒分别是28.7、17.6、8.0、18.3和29.0 kJ/mol;电子从Glu分子向OH转移为劣势通道,反应能垒是255.2 kJ/mol。结果表明,水液相下OH加成和抽H均可诱导Glu分子损伤,损伤的Glu绝大多数难以修复,Glu具有清除羟自由基的能力。

水溶剂环境下Eda酮式异构体消除超氧负离子自由基O^(-)_(2)·的反应机理

该文在M06-2X/SMD/6-311+G(d,p)水平上,研究了在水溶剂环境1 atm压力和310.15 K温度下Eda酮式异构体与超氧负离子自由基O^(-)_(2)·的反应机理.研究发现:Eda酮式异构体与O^(-)_(2)·的反应有抽H、加成以及单电子转移3种方式.反应势能面研究表明:抽H反应的自由能垒为38.0~176.1 kJ·mol^(-1),优势通道是O^(-)_(2)·抽取杂环H,反应能垒为38.0~41.0 kJ·mol^(-1).加成反应的自由能垒为84.2~196.6 kJ·mol^(-1),优势通道是O^(-)_(2)·加成到杂环与甲基相连的C原子上,反应能垒为84.2 kJ·mol^(-1).单电子从Eda酮式异构体向O^(-)_(2)·转移的反应的能垒为409.2 kJ·mol^(-1),该反应不能实现.研究结果表明:在水溶剂环境下Eda酮式异构体可通过提供杂环H以及甲基邻位C与自由基加成2种途径消除O^(-)_(2)·.

花岗岩非稳态传热破坏过程能量演变规律研究

热作用下花岗岩损伤的定量描述是个亟待解决的问题。从能量角度出发,对600℃范围内高温花岗岩试件非稳态传热过程的温度状态进行测定,借助冷却法分析了花岗岩正规状况阶段热物理参数演变规律,讨论了花岗岩非稳态传热过程能量吸收、释放及耗散特性,揭示了热作用下花岗岩性能损伤与能量演变规律的内在联系。结果表明:不同高温状态下的花岗岩试件自然冷却时正规状况阶段比热变化分两个阶段,分别为比热平稳变化阶段与比热大幅变化阶段;随着初始高温状态的降低,整个非稳态传热过程中所耗散的能量也在随之降低,且在同一冷却模式下,输入的能量越大,耗散能所占比例也越大;非稳态传热过程中耗散能的大小与高温热作用后花岗岩宏观力学性能的劣化有较强的相关性,耗散能的大小与最大热冲击因子有显著的线性关系。

热作用下花岗岩能量演变的尺度分析

【目的】为了定量探究岩石受热作用损伤的过程。【方法】从能量角度出发,通过冷却法研究实验室尺度下不同尺寸类型花岗岩试件在空气中冷却时热物理参数演变规律,讨论花岗岩受非稳态传热全过程能量吸收、能量释放及能量耗散特性,揭示非稳态过程中能量演变规律与花岗岩试件尺寸特征的内在联系。【结果】结果表明:不同尺寸类型高温花岗岩试件空冷至室温的过程中,比热持续降低;非稳态传热能量演变过程中,同一种尺寸试件耗散能与耗散比的大小与初始高温状态呈正相关;花岗岩在非稳态传热条件一致的情况下,随试件体积的增大,用于损伤的这部分能量绝对值在增加但相对值在减小;随着试件比面的增大,用于损伤的这部分能量绝对值在减小但相对值在增大。研究结果能够丰富高温岩石力学理论研究的发展。

非厄米物理启发的高效无线电能传输

无线电能传输技术是指不需要线缆或者波导结构,利用电磁波直接将电能从电源传输到负载的技术。作为能量传输的一种全新方式,无线电能传输技术可以极大地提高供电设备的安全性、可靠性和便捷性,其在消费电子行业、自动化工业车间以及人工智能平台等需要高自由度供能的场景中具有重要的应用价值。目前无线电能传输技术仍存在一定的局限性,特别是对于广为关注的磁共振耦合无线电能传输技术,面临着高效率和稳定性难以兼顾的巨大挑战。文章以近场无线电能传输技术为研究框架,深入介绍非厄米新物理在无线电能传输系统中的调控机理,及其在高效、稳定、待机功率损耗、电磁环境兼容等方面的突出优势,最后对无线电能传输未来的研究方向进行了展望。

基于潮流引导神经网络的配电网贝叶斯状态估计

针对量测不足条件下配电网状态估计方法精度较低的问题,提出了基于潮流引导神经网络的配电网贝叶斯状态估计方法。首先,基于各节点的历史数据学习注入有功、无功功率的2维高斯混合概率分布,据此进行蒙特卡洛抽样和潮流计算,以获取用于神经网络训练的丰富样本;其次,以最小化状态估计误差和潮流方程失配量为目标,建立了基于潮流引导神经网络的配电网贝叶斯状态估计模型,通过在损失函数中融入潮流物理损失惩罚项,获取满足电网运行约束的一致解;再次,采用BOHB(贝叶斯优化+Hyperband)方法对神经网络超参数进行优化,并提出了基于迁移学习的拓扑变化和分接头调整条件下的自适应方法;最后,实际数据和三相平衡/不平衡配电网的测试结果表明,所提方法较基于伪量测的状态估计方法和无潮流引导的贝叶斯估计方法估计精度更高,且在拓扑变化和分接头调整时具有较好的自适应性能。

水液相下Eda酮式异构体与超氧化氢自由基反应的DFT理论计算

在M06-2X/SMD/6-311+G(d,p)理论水平下,研究水液相1个大气压、 310.15 K温度下依达拉奉(Eda)酮式异构体与超氧化氢自由基(·HO_(2))的反应机理.结果表明:Eda酮式异构体与·HO_(2)的反应有抽H、加成和单电子转移3个过程;抽H反应主要通过·HO_(2)抽取杂环H和甲基H实现,反应的自由能垒为77.1~78.7 kJ/mol;加成反应可通过·HO_(2)加成不饱和C的过程实现,加成自由能垒为48.2~95.0 kJ/mol;加成到杂环上与甲基相连的C原子的放热反应最具优势,自由能垒为48.2 kJ/mol;单电子转移的自由能垒为141.1 kJ/mol,该过程不能实现.可见,水液相下Eda酮式异构体可通过抽H和加成反应消除·HO_(2).

利用纳滤传质模型定量计算迷迭香酸分子状态的实验教学设计

该文设计了利用纳滤传质模型定量计算迷迭香酸分子状态的教学实验。实验以丹参中代表性的酚酸为研究对象,计算了迷迭香酸的纳滤膜通量、传质系数和截留率,构建了迷迭香酸分子态比例定量计算数学模型,对制药过程中的醇沉、树脂吸附、澄清过滤、浓缩、干燥等工艺的转移率和成分存在状态进行了相关性分析,研究了制药工艺成分量值传递的内在机制。实验结果表明,迷迭香酸存在状态对制药工艺中的成分转移率有重要影响。这一结论对提升生产过程的规范化和标准化很有意义。本实验与制药生产热点问题相结合,通过科研反哺教学,有助于增强学生的科研素养和实践能力,并实现科研应用与教学拓展的协同提升。

基于改进蚁群算法的AGV路径规划研究

路径规划是自动导引车(automated guided vehicle,AGV)实现自主能力的重要组成部分。针对传统蚁群算法收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,提出一种改进蚁群算法的路径规划方法。该方法通过引入一种动态调节因子,以实现算法在收敛性和全局搜索能力方面的平衡作用;改进状态转移规则,以提高算法的搜索质量,避免陷入局部最优;提出了一种改进的信息素更新策略,有效提高了算法的收敛速度;通过对信息素挥发因子进行自适应调整,以提高算法的收敛速度和整体优化能力。最后,在改进算法所规划出的最优路径的基础上进行路径的二次优化,可以减少路径长度,降低能耗,提高AGV的工作效率。实验结果表明,将该方法应用在AGV的路径规划方面更具有效性和优越性。

剪式座椅悬架系统动态性能分析

基于达朗贝尔原理,在建立座椅悬架系统的虚平衡状态的基础上,推导出了系统的运动微分方程,得到了系统的传递函数。采用试验测定手段,得到了座椅悬架主要元件的力学性能及座椅传递特性,并通过试验结果验证理论模型的准确性。在此基础上,讨论各参数对悬架系统共振频率及幅值的影响,针对其结构参数对悬架系统进行了部分改进,可为座椅结构设计提供思路和解决方法。

面向属性概念格下的知识状态转移方法

如何高效率地寻找猜测答对或粗心答错情况下不相容答题状态对应受测者真实的知识状态是目前计算机自适应测试领域研究的一个热点问题.现有知识状态转移方法时间成本高,不适用于含有大量测试问题和技能的应用场景.并且,现有知识状态转移方法将合取模型和能力模型均视为能力模型,采用同一种方法进行知识状态转移,灵活性不够,评估效率不高.本文针对合取模型和能力模型,分别提出基于面向属性概念格的知识状态转移方法.首先由技能映射或多映射建立技能背景并诱导出对应的面向属性概念格,进一步使用概念格中概念的外延并结合最大概率方法得到受测者猜测或粗心情况下的真实知识状态,最后给出知识评估过程.实验表明,在知识评估结果相同的前提下,本文所提方法相比现有方法极大地降低了评估时间成本,因此具有更好的性能.

基于深度学习的电能计量装置运行状态评估模型研究

【目的】在电能计量装置日常运行工作中需要进行运行状态评估,人工检查耗费时间长、效率低下、核查不准确,难以满足实际应用需求。【方法】基于用电信息采集数据,建立基于深度学习的计量装置运行状态评估模型,通过深度学习模型抓取电量历史数据的特征。利用迁移学习优化模型训练过程,完成对用户未来电量使用情况的预测,并对电量期望值与计量值的差值设定阈值,判断电能表的运行状态。【结果】模型结果可作为评估智能电表运行状态的关键参考,为台区智能电表运行维护和精准更换等给予重要的支持,可有效减少实地运维管理人员和运维次数,使故障分析和准确定位得到提升。【结论】由仿真数据和实际台区数据分别对方法的准确性进行验证,实验结果表明本文提出的评估模型效果较好。

水溶液环境下维生素C与羟基自由基反应的DFT研究

该文采用密度泛函理论(DFT)的M06-2X和MN15方法,结合自洽反应场理论的SMD模型方法,研究了在水液相下维生素C(Vitamin C)分子消除羟自由基的反应机制.研究结果发现:Vitamin C可通过提供给OH氢原子(OH抽H)、与OH加成反应以及单电子从Vitamin C分子向OH自由基转移等3个途径消除OH.势能面计算结果表明:OH抽H的能垒为1.5~55.3 kJ·mol^(-1)(多数分布在1.5~10.8 kJ·mol^(-1)之间),OH加成的能垒为0.0~54.7 kJ·mol^(-1)(多数分布在0.0~0.9 kJ·mol^(-1)之间),电子从Vitamin C向OH转移的能垒为80.9 kJ·mol^(-1).研究结果表明:在水液相下Vitamin C容易与OH反应,Vitamin C是很好的OH自由基清除剂.

基于迁移学习与GRU神经网络结合的锂电池SOH估计

为解决退役电池梯次利用过程中单体剩余使用寿命估计困难、测试流程复杂与能耗高等问题,提出迁移学习与GRU网络结合的锂离子电池健康状态估计方法;设计的基础模型结构为输入层+GRU层+全连接层+输出层;根据健康因子的得分,选择训练基础模型的数据集、划分电池相似度等级并制定对应的迁移学习策略。实验结果表明:与其他模型相比,分别使用数据集的前40%与前25%训练得到的基础模型与迁移学习模型,两者的精度分别最大提高42.48%与95.28%,而预测稳定性分别最大提高55.38%与93.55%。

基于灰色马尔科夫模型预测四川省肺癌死亡率趋势研究

目的预测未来5年四川省肺癌死亡率变化趋势,为四川省加强肺癌防治提供理论依据。方法通过《四川统计年鉴》明确该省2005至2021年肺癌死亡率情况,运用灰色马尔科夫模型结合Matlab2017b软件对四川省未来5年的肺癌死亡率进行预测。结果灰色模型的预测精度为95.07%,通过马尔科夫链进行优化后,预测精度上升至98.06%,优化后的模型拟合预测效果更精准。灰色马尔科夫模型预测未来5年四川省肺癌死亡率将呈持续上升趋势。结论灰色马尔科夫模型可以对四川省肺癌死亡率进行较好的预测和拟合,该组合模型可以作为未来预测肺癌死亡率发展趋势的一种新方法,为肺癌防治提供理论依据。

改进Tikhonov正则化方法在结构激励识别与响应重构中的应用

为了改善传递矩阵的病态性,实现利用结构有限测量信息对结构外部激励与未知响应的有效重构,提出了一种用于结构激励识别与响应重构的改进Tikhonov正则化方法。首先,基于状态空间模型构建传递矩阵,并推导结构外部激励识别与响应重构方程。其次,采用改进Tikhonov正则化方法改善传递矩阵的病态性,得到激励方程的正则化解,并结合结构需重构位置对应的传递矩阵重构未知加速度响应。最后,分别对平面二维桁架和简支梁进行数值仿真和试验分析,验证所提方法的可行性。结果表明所提方法能够改善传递矩阵的病态性,提高结构激励识别与响应重构的精度。

剖分图上的拉普拉斯完美态转移

图G的剖分图S(G)是通过在图G的每条边中插入一个新的顶点而得到的图.本文研究了r正则图G(r≥2)的剖分图S(G)上的拉普拉斯完美态转移问题,证明了若r+1不是图G的拉普拉斯特征值,则S(G)不存在拉普拉斯完美态转移.

基于扰动状态概念的砂土-混凝土桩接触面荷载传递模型研究

基于扰动状态概念理论,考虑砂土密实度对扰动函数的影响,建立混凝土桩-砂土接触面荷载传递模型。用混凝土板表征桩侧粗糙度效应,采用大型直剪仪开展不同密实度的砂土-混凝土桩接触面力学行为的试验模拟,研究砂土密实度对混凝土桩-砂土接触面的力学特性的影响规律,分析接触面模型初始剪切系数、模型扰动参数(A和Z)对桩-砂土接触面荷载传递模型的作用机制。研究结果表明:1)混凝土桩-砂土接触面易呈现应变软化,在低法向应力条件下,混凝土桩-密砂接触面的应变软化程度最大。2)模型扰动参数Z在数值上近似等于孔隙比。模型扰动参数A越大,砂土与混凝土桩接触面的软化显著程度越大。参数A随着密实度增大而增大。随着法向应力增大,密砂的扰动参数A呈近似线性衰减,松砂和中密砂的扰动参数A近似呈双折线衰减。3)初始剪切系数k_s随着法向应力增大而增大,密实度越大,增速越快。4)基于扰动状态概念的桩-砂土接触面荷载传递模型可靠、参数的物理意义明确且易确定,能很好地表征桩-砂土接触面的应变软化及硬化等力学特征。

引入风流热流耦合特性的智能通风系统状态重构参数修正

为精准定量重构时间序列下实际矿井通风系统状态,以实时反映风网运行特征,基于实际矿井中风流的空气动力耦合热力流动特征,提出了时空特征下风流状态属性变化式,以井下网络和通风动力参数作为修正指标,以动态风流状态属性为修正变量,提出了通风系统状态重构参数点修正模型。为表述通风系统的动态连续运行状态,在点修正基础上引入连续时间特征,构建状态重构参数区间映射修正模型,以求解出时间序列下的系统状态重构参数波动区间来完成精准状态重构。为验证修正模型可靠性,以常村煤矿为工程对象进行状态重构,结果验证了井下风流的动态热流耦合特征及提出的风流状态属性变化式的可靠性,得出了状态重构参数波动区间,达到了实时准确构建风网运行状态的目的,有效提高了后续风网实时解算和控风决策的本质精度。