基于Gebhart辐射模型的建筑壁面对流辐射传热计算方法

建筑内壁面传热是一种导热、对流和辐射共存的复合传热过程,基于Gebhart辐射模型,建立建筑壁面传热同步模型,可同步计算壁面温度和空气温度,在此基础上分析建筑壁面对流辐射传热特性。研究结果表明:传热同步模型的空气温度理论计算值小于实测值,偏差均在0.25℃以内;壁面温度计算值与实测值的偏差基本在1℃以内。并对南墙加热壁面与地板的导热传热、对流传热及辐射传热进行分析。研究结论为进一步应用Gebhart辐射模型和研究壁面的对流辐射传热提供了参考依据。

面向外辐射源雷达目标探测的非时变稀疏模型和深度展开网络实现方法

近年来,基于稀疏特征提取的目标探测方法成为了雷达领域的研究热点。基于正交频分复用调制的外辐射源雷达(简称“外源雷达”)由于发射波形不受控,一方面构建的稀疏模型会随未知发射波形时变,导致相应的目标探测方法计算量大;另一方面目标回波常常因被直达波等强杂波掩盖而面临探测困难。在此背景下,利用外源雷达的正交频分复用波形特点,使用导频位置处频域信道响应提出一种非时变稀疏模型。通过将稀疏模型求解的每一次迭代过程替代为一层神经网络,首次研究了基于深度展开网络的智能化外源雷达目标探测实现方法。仿真和实测数据结果表明:所提方法与传统杂波抑制方法在目标探测上性能相近,但有着更低的计算复杂度,且无需人工设计稀疏矩阵等稀疏模型求解参数。

红外偏振辐射模型对铬和铜元素的优化识别

针对优化激光诱导击穿光谱技术识别铬和铜元素的问题,本文提出了一种结合红外偏振检测理论的方法。利用菲涅尔反射定律和基尔霍夫理论分析了红外偏振产生机理,根据能量守恒定律验证了目标红外自发热辐射的偏振特性;利用红外偏振辐射传输模型及菲涅尔反射穆勒矩阵,结合温度的麦克斯韦-玻尔兹曼分布特性,推导出了等离子体红外偏振辐射信号模型,用于识别各激发能量下的重金属元素;利用5种不同能量的脉冲激光验证了模型的精准性。结果表明:在相同的激光能量下,红外偏振辐射光谱可以收集到更多的特征信号峰;在低能量激励下,红外偏振辐射光谱的优势更为突出。红外偏振辐射模型的构建是科学有效的,可用于优化重金属元素的快速检测。

基于声辐射力脉冲成像的诊断模型对胆道闭锁患儿肝纤维化的应用价值

目的分析基于声辐射力脉冲成像(ARFI)定量参数建立的无创诊断模型对胆道闭锁患儿肝纤维化的诊断价值。方法回顾性收集100例接受ARFI检查并行肝门-空肠吻合术(Kasai’s)治疗及肝组织活检的胆道闭锁患儿,男42例,女58例,平均年龄(68.79±8.79)d。根据活检病理结果分为肝纤维化组(71例)和非肝纤维化组(29例)。依据Metavir分级标准将肝纤维化分为5级:F0(29例)、F1(31例)、F2(24例)、F3(11例)、F4(5例)。2组临床资料和ARFI定量参数的比较采用t检验或χ^(2)检验;采用单因素方差分析比较肝纤维化不同分级间的剪切波速度(SWV)。采用多因素Logistic回归分析影响胆道闭锁患儿发生肝纤维化的独立危险因素,并构建基于ARFI定量参数的无创诊断模型。采用受试者操作特征(ROC)曲线评价模型的诊断效能,计算其曲线下面积(AUC)。结果肝纤维化组血清中性粒细胞(NEUT)、总胆红素(TBIL)、层黏蛋白(LN)、透明质酸(HA)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、Ⅳ型胶原(Ⅳ-Col)浓度,以及SWV均高于非肝纤维化组(均P<0.05)。多因素Logistic回归分析结果显示,SWV、血清TBIL及LN、HA、PCⅢ、Ⅳ-Col浓度高是影响胆道闭锁患儿发生肝纤维化的危险因素(均P<0.05)。基于SWV的无创诊断模型诊断胆道闭锁患儿发生肝纤维化的最佳临界值为1.75 m/s,敏感度、特异度、准确度、阳性预测值、AUC分别为93.15%、70.09%、90.25%、88.80%、0.922。结论基于ARFI定量参数建立的无创诊断模型,可较为准确地诊断出胆道闭锁患儿是否存在肝纤维化,且具有较高的应用价值。

便携天然放射性模型组合系统均匀性辐射特征

无人机航空放射性测量技术的应用,提出无人机载伽马能谱仪现场校准的需求。原有固定于机场的“航空放射性测量模型标准装置”不宜应用于现场校准,需研制便携式标准装置,并根据无人机载伽马谱仪特点开展相应的校准方法研究。为此新研建了“便携天然放射性模型组合系统”。为确认模型组合产生伽马辐射场的均匀性,对采用6个小模块组合摆放形成的天然辐射场在垂向和水平方向的辐射特征进行测试。测试结果表明:在辐射场中心点上方50~120 cm范围内,MAP-U、MAP-Th和Map-M模型辐射场变化在5%以内,MAP-K模型由于受天然钾含量及探测器对^(40)K灵敏度限制,其变化较大,但其垂向辐射场是均匀的;水平方向均呈现以中心为原点的均匀散射分布:与中心位置相比,在100 cm×100 cm范围内的变化大致在5%以内,在200 cm×200 cm范围内的变化大致在20%以内,在300 cm×300 cm范围内的变化大致在35%以内。在辐射场中心300 cm×300 cm范围内,任意一点周边50 cm范围内的变化在5%以内。其辐射特征满足相关校准规范中计量标准均匀性的要求,可以用于无人机航放测量系统的现场校准。

基于耦合辐射模型的太阳能集热器倾角优化研究

为了使太阳能集热器获得更多的太阳辐射量,须对集热器倾角进行优化。文章在建立倾斜面太阳辐射计算模型的基础上,分别优化直接辐射、散射辐射的计算过程。以太阳能集热器运行期间倾斜面接收最大辐射量为求解目标,借助MATLAB对集热器倾角进行优化分析,得到月度最佳倾角和年度最佳倾角。其中天津地区的太阳能集热器年度最佳倾角为36.3°,比当地纬度略小;月度最佳倾角为10~64°,表现为夏季小冬季大的特点。相较于水平放置,在年度最佳倾角和月度最佳倾角下,太阳能集热器接收的年太阳辐射量可分别增加12.4%,17.3%;相较当地纬度作为倾角时,以月度最佳倾角值逐月调整接收的太阳辐射量可增加5.0%。分别以广州、拉萨、济南和长春为例,计算得到上述地区的年、月最佳倾角。对不同地区进行对比分析发现,直接辐射占比较高的地区逐月改变最佳倾角可获得更高的能量增益。

基于计算机模拟模型的林木冠层太阳短波辐射定量分析方法

【目的】定量模拟和刻画林木冠层太阳短波辐射的分布和截获情况,于时空变换下反演太阳短波辐射在不同林木冠层内的辐射通量变化,为林木培育经营和提质增效提供理论依据。【方法】首先,以公共数据集和真实扫描的校园内林木激光点云数据为例,结合设计的机器视觉算法,对林木激光点云进行枝叶分离和单叶分割,并用合适大小的椭圆形和圆柱体几何单元分别拟合每片叶片和骨架,开展林木真实模型重建;其次,运用计算机图形学方法,结合研究地点的经纬度和时刻,模拟太阳入射光线,并引入物理学的双向反射和透射分布函数及蒙特卡洛光线追踪算法,开展反射和透射光线与冠层内叶片的碰撞模拟;最后,根据仪器测量得到的不同树种叶片平均粗糙度和折射率,结合光线追踪算法,实现林木冠层内短波辐射分布计算和木林冠层光截获效率评估。【结果】利用本研究方法计算时空变换下不同树种(芒果、橡胶、紫薇、樱花)4株树冠及一片香樟树林的直射、反射和透射太阳辐射通量,其中直射辐射通量占比约86%、反射辐射通量占比约5%、透射辐射通量占比约9%。叶面积指数高的树冠会拦截更多直射和透射光线;在太阳高度角较小时刻(上午或下午),斜射的太阳光线反射后易与树冠中其他叶片发生二次求交,产生较多反射辐射通量。同时,由于林木的趋光性,中午树冠光线拦截率高于上午和下午10%左右。比对采用本研究方法计算的树冠辐射通量拦截比值和样地手持光电仪器实测结果,绝对误差小于6%。【结论】在测绘科学、计算机图形学及林学多学科视角融合下,本研究基于激光点云重建树木真实表观形态结构,并将蒙特卡洛光线追踪算法与物理学的双向反射和透射分布函数相融合,真实模拟光线在树冠中的传播过程,可准确获取林木冠层内太阳短波辐射分布与树冠辐射通量拦截值,对研究时空变换下林木太阳辐射吸收、光强与树冠形态结构的耦合关联及不同表型参数的林冠辐射传输模型均有重要启示意义。

数字交通对产业辐射强度的影响:是赋能还是负能——基于30个省级行政区空间杜宾模型的分析

以数字产业为基点进行探究,可能会导致数字经济研究的“偏离化”加剧。在提出交通数字化假设的基础上,考虑到产业辐射是地区与地区之间的相互作用,存在空间距离效应,因此利用空间杜宾模型进行差异矩阵回归验证。将数字交通拆分为“数字、平台、营运、信息”4大层次进行量化处理,并将产业辐射强度重新定义归类,进行加权得分。考虑到数据可得性以及地区异常值,对我国30个省级行政区2012—2020年区域变量进行再评价。结果表明,在3种空间权重矩阵下,产业辐射强度的莫兰检验值都为正并且通过1%显著性水平检验,表明我国30个省级行政区产业辐射存在空间正相关关系;数字交通的发展对本区域产业辐射强度扩大具有推动作用,但对其它区域产业辐射强度产生抑制作用;区域经济发展水平、政府支持力度和人才专业化对产业辐射强度存在正向影响,而产业高级化对产业辐射强度存在负面影响,通过细分行业,其抑制作用主要体现在金融业高级化层面;政府支持力度会对其他区域产业辐射强度产生正向影响,人才专业化的直接效应和溢出效应均为正,对本地区和其他地区产业辐射强度的发展产生正向影响,且政府支持力度的溢出效应更大。基于此,建议加强区域政府对科技创新的预算投入,提高技术联系与资源共享,打破产业发展壁垒,优化资源配置,打造区域高技术制造业的优势发展地位,防止人才大量流入金融非实体业,保持产业高级化与合理化并存,加强人才专业化培养。

基于空气辐射荧光的α活度测量模型的建立

基于传统α辐射探测技术探测距离近的现状,利用α辐射诱导空气辐射荧光的原理,研究远程α辐射活度测量模型。通过建立基于点源的α辐射活度测量模型,利用光电倍增管对α辐射诱导辐射荧光的光子进行测量,建立了放射源活度与光电倍增管荧光净计数率的经验公式。研究不同能量的放射源、介质和压强对荧光转换效率的影响。结果表明,^(241)Am源在空气中的荧光转换效率为3.24×10^(-6)~7.83×10^(-6),能量较高的放射源具有更高的荧光转换效率;压强与荧光转换效率呈线性正相关;在空气、氮气和氩气三种气体中,氩气能有效提高荧光转换效率。利用经验公式计算放射源活度,探究荧光转换效率的影响因素,可为提高远程α辐射探测效率和准确性提供参考。

热传导模型中热辐射系数反问题的条件稳定性

热传导模型中热辐射系数是表征热传导过程的一个重要指标,它描述热通量在介质中的传播情况.基于末时刻的温度分布,提出热传导模型中热辐射系数反问题,并在弱解意义下,讨论反问题的条件稳定性估计.

儿童胸部CT辐射剂量指标比较及扫描前剂量预算回归模型的建立

目的比较容积CT剂量指数(CTDI_(VOL))与基于水当量直径(DW)的体型特异性剂量估算值(SSDE_(DW))在辐射剂量衡量上的差异,分析CTDI_(VOL)、SSDE_(DW)、剂量长度乘积(DLP)与儿童年龄(Age)、胸围(CC)的相关性,建立快速计算CTDI_(VOL)、SSDE_(DW)、DLP的回归模型。方法回顾性分析2021年1月—12月我院748例儿童胸部影像学资料,根据年龄分为<5岁、5~≤10岁及10~≤15岁3个年龄组。手动测量最中间横断面图像的兴趣区面积(A_(ROI))及CT值(CT_(ROI)),计算基于DW的SSDE_(DW),使用t检验比较不同年龄段CTDI_(VOL)与SSDE_(DW)间差异。Pearson分析CTDI_(VOL)、SSDE_(DW)、DLP与Age、CC间相关性,建立基于Age、CC计算CTDI_(VOL)、SSDE_(DW)、DLP的回归模型并对其准确性进行分析。结果所有患儿CTDI_(VOL)为(3.05±0.72)mGy;SSDE_(DW)为(5.69±0.87)mGy;CTDI_(VOL)较SSDE_(DW)低46.40%,二者间比较差异有统计学意义(t=-241.95,P<0.001)。基于Age的回归模型:CTDI_(VOL):y=1.78exp(0.06 x)(x=Age,R^(2)=0.64);SSDE_(DW):y=4.16exp(0.03 x)(x=Age,R^(2)=0.51);DLP:y=40.10exp(0.09 x)(x=Age,R^(2)=0.81);基于CC的回归模型:CTDI_(VOL):y=-0.76+0.06x(x=CC,R^(2)=0.84);SSDE_(DW):y=0.06x+1.99(x=CC,R^(2)=0.55);DLP:y=-84.26+2.96x(x=CC,R^(2)=0.81)。基于变量Age、CC计算CTDI_(VOL)其误差分别为(0.13±0.10)、(0.09±0.06);基于变量Age、CC计算SSDE_(DW)其误差分别为(0.10±0.06)、(0.09±0.07);基于变量Age、CC计算DLP其误差分别为(0.13±0.09)、(0.13±0.10);基于CC计算的辐射剂量指标其误差值较Age小。结论在儿童胸部CT辐射剂量衡量上,CTDI_(VOL)较SSDE_(DW)低估其辐射剂量,使用SSDE_(DW)更为精确;使用年龄、胸围作为水当量直径的替代指征来预计算患儿的辐射剂量指标,可以在检查前快速预算其辐射,对于辐射剂量更好的控制具有重要作用。

基于随机森林模型的太阳辐射中长期变化分析

该文基于多源辐射观测资料,采用随机森林(RF)算法、季节差分自回归移动平均(SARIMA)模型及特征重要性等方法,对山东省济南市太阳辐射长期变化趋势和影响因素进行综合分析。结果显示:RF模型拟合月太阳辐射效果较好,决定系数和平均绝对百分比误差分别为0.92和9%,优于SARIMA模型;济南市及周边地区月太阳辐射1980—2020年经历“变暗”到“变亮”的过程,空间呈现西北高东南低的特点;最高温度和日照时数是影响太阳辐射月变化拟合准确度的主要因素,降雨量是导致月太阳辐射总量突变的重要原因,大气污染物中SO2和O3与太阳辐射的相关性最大。

基于辐射改进Penman-Monteith模型估算粮食主产区参考作物蒸散量

为进一步提高Penman-Monteith模型估算参考作物蒸散量(Reference crop evapotranspiration,ET0)的精度,以中国粮食主产区为研究对象,将其划分为温带湿润半湿润地区(THSZ)、温带干旱半干旱地区(TASZ)、暖温带半湿润地区(WTSZ)和亚热带湿润地区(SHZ),基于32个气象站点1994-2020年长序列实测逐日气象数据,将猎豹算法(CO)、沙猫算法(SCSO)、野狗算法(DOA)优化的时间卷积神经网络模型(TCN)和3种基于日照时数、3种基于温度的经验模型估算的辐射(R_(s))值与PM模型进行融合,得到改进PM模型。以均方根误差(RMSE)、决定系数(R^(2))、平均绝对误差(MAE)和效率系数(E_(NS))为精度评价体系,找出了粮食主产区不同分区的ET0最优估算模型,结果表明:基于日照时数模型的计算精度要优于温度模型,其中CO-TCN模型在全区内均表现出了较高的精度,在不同分区的RMSE、MAE、R^(2)和E_(NS)中位数取值分别为0.099~0.171 mm/d、0.057~0.111mm/d、0.984~0.998、0.983~0.997,由此可将CO-TCN模型估算的辐射值与PM模型融合,作为标准值用于估算粮食主产区ET0。

碰撞辐射模型诊断大气压双频氩等离子体电子密度和电子温度的二维分布

利用发射光谱结合碰撞辐射模型(OES-CRM),探究大气压双频(2.00 MHz、13.56 MHz)等离子体的放电特性。使用CCD相机结合带通滤波片拍摄特定波长(694.3 nm、750.0 nm)谱线强度的二维图像,通过碰撞辐射模型计算等离子体电子密度和电子温度的轴向分布和二维空间分布。试验中,分别改变低频电源和高频电源的功率,探究高频分量和低频分量对放电的影响。结果表明:随着高频功率的增加,电子密度明显增加,且体区两端靠近鞘层处变化更明显,而电子温度略有升高;增加低频分量时,放电强度降低,等离子体的电子密度和电子温度均略有降低,等离子体鞘层明显向体区扩张。总体上,高频分量主要影响电子温度和电子密度的量,而低频分量主要影响电子温度和电子密度的空间分布。可见大气压双频放电能独立调控等离子体的参数值和空间分布,具有重要研究意义。

基于ConvNeXt模型的雷达辐射源信号识别

针对雷达辐射源信号识别问题,提出一种基于ConvNeXt模型的识别算法。首先,由于不同调制方式的信号在时频域中具有不同的特征,因此将雷达辐射源信号的时频变换结果视为图像,并利用计算机视觉技术进行识别。其次,通过Choi-Williams分布(CWD)变换获得不同调制类型雷达信号的时频图像,对图像进行预处理。最后,使用ConvNeXt模型提取时频特征并识别雷达信号,解决低信噪比和有限样本条件下识别准确率不高的问题。实验表明,ConvNeXt模型具有更强的特征学习表征能力,有效提高16类信号的整体识别率,且对时频特性相近的6类信号(Frank、LFM、P1、P2、P3、P4)的识别精度更高。此外,该算法对小样本具有很好的鲁棒性。

开式辐射吊顶系统制冷量曲线预测模型研究

本文以开式辐射吊顶为主要研究对象,对其制冷量的预测方法进行深入研究。通过经实验验证的模型对开式辐射吊顶在各个影响因子水平下的制冷量进行模拟并收集模拟数据作为回归资料。以ASHRAE标准中闭式辐射吊顶的制冷量性能曲线其为基础并对曲线中的系数C和指数n加以修正作为开式辐射吊顶的制冷量性能预测曲线。利用SPSS软件对回归资料进行整理分析,最终得到可以广泛应用于工程中的开式辐射吊顶制冷量性能曲线预测模型。

石羊河流域太阳辐射总模型适用性评价及基于天气类型的模型率定研究

石羊河流域光照资源充足,太阳辐射强,准确估算其太阳总辐射对石羊河流域农业生产具有重要意义。为了对常见太阳辐射总模型在石羊河流域的模拟精度进行评价,确定适合石羊河流域太阳总辐射估算的模型,本研究基于中国农业大学石羊河实验站2014-2018年的气象数据资料,选取5种太阳总辐射模型,采用决定系数R2、平均绝对误差MAE、均方根误差RMSE、一致性指数d以及整体评价指标GPI共5个指标进行适用性评价,并进行了基于不同天气类型的太阳总辐射模型模拟与评价。结果表明:基于日照百分率、日平均温度、相对湿度的综合模型具有最佳的模拟效果;晴天天气下,三次函数型A-P模型具有最佳模拟效果;多云天气下,综合模型模拟效果最佳,提出了基于天气组合的石羊河流域太阳总辐射估算模型,为石羊河流域太阳总辐射估算提供了进一步的模型支持。

基于功能-结构模型的玉米大豆间作不同行向辐射分布研究

【目的】构建不同种植模式和行向的玉米大豆间作功能-结构模型,为解析玉米大豆间作系统的产量优势、生长发育规律及种植模式和行向对光截获、光分配和辐射利用效率的影响提供有力支持。【方法】基于不同种植模式的玉米大豆间作田间试验,解析种植行向如南北行向、东西行向、传统行向(梨树当地长期使用的种植行向,即南偏西40o)对作物生物量、产量和形态结构的影响,构建玉米大豆间作功能-结构模型,模拟不同种植模式和行向下作物群体生长发育和结构变化,量化种植行向对间作系统光截获量和辐射利用效率的影响,并探索玉米大豆间作高光截获量的最佳种植行向。【结果】玉米大豆间作系统的籽粒土地当量比(landequivalentratio,LER)南北行向最高(1.20±0.07),东西行向最低(1.16±0.09)。构建的模型较好地模拟了不同种植方式和种植行向下玉米和大豆的生长发育,与田间实测值相比,玉米株高、单株叶面积和冠层光截获系数的均方根误差(RMSE)分别为0.09—0.14 m、0.04—0.08 m^(2)·plant(-1)和0.07—0.12,大豆株高、单株叶面积和冠层光截获系数的RMSE分别为0.07—0.09 m、0.02—0.04 m^(2)·plant^(-1)和0.09—0.10。传统行向间作系统的累积光截获量最高,为(758.48±1.00)MJ·m^(-2),南北行向和东西行向的辐射利用效率比传统行向分别降低了7.18%、10.57%。【结论】间作种植可以提高玉米生物量和产量,降低大豆生物量和产量。玉米大豆间作种植模式中,种植行向对作物生长有显著影响,矮秆大豆通过改变叶片大小、节间长度和叶柄倾角规避高秆玉米的遮荫影响,以增加受光量和辐射利用效率,最终提高产量。种植行向对群体累积光截获影响较大,间作系统的辐射利用效率与累积光截获量均表现为传统行向>南北行向>东西行向。本研究有助于田间布局优化,为解释不同种植行向玉米大豆间作的光截获和光分配提供了数据支持。

基于锥形喷流模型的BL Lac和FSRQ多波段辐射特性研究

利用锥形喷流模型研究了蝎虎天体(BL Lac)1ES 0502+675和平谱射电类星体(FSRQ)PKS 0736+017的多波段辐射并获得模型辐射参数.结果表明,两类天体在锥形喷流模型中的模型辐射参数存在差异:FSRQ的γ射线辐射区、磁场强度和喷流功率比BL Lac大,但其体洛伦兹因子比BL Lac小.

基于梯度提升树算法的广州市紫外辐射拟合模型构建与相关因子分析

利用2019—2021年广州市紫外辐射数据、常规气象观测数据以及环境空气质量观测数据,对广州市紫外线辐射强度变化特征及与气象、环境因子的相关性进行分析,选择与广州市紫外辐射显著相关的7种特征因子,采用梯度提升树(Gradient Boosting Decision Tree,GBDT)算法建立广州市紫外辐射拟合模型。结果表明:(1)广州市紫外线辐射强度具有明显的季节变化和日变化特征,季节变化表现为夏秋季高、冬春季低的特征。2020、2021年紫外辐射强度的最大值出现在7月,2019年出现在9月。3年紫外线辐射最小值都出现在3月,2020年最小为15.9 W·m^(-2)。日变化呈现出早晚小中午大的特征,于12:00左右达到日最大值;(2)与紫外线辐射强度显著相关的因子为气温、能见度、总云量、相对湿度、太阳高度角、臭氧(O3)浓度、二氧化氮(NO2)浓度;(3)紫外线辐射模型拟合效果较好,训练集和测试集的决定系数R2分别为0.93、0.80,对应的均方根误差RMSE为2.7 W·m^(-2)、4.9 W·m^(-2)。模型拟合估算等级正确的为75%,相差1级的占21%,相差2级的比例为4%。