船舶有航速时三维时域格林函数计算方法研究

船舶工业CAE软件势流求解器的开发对势流计算方法的可靠性提出要求,本文针对船舶有航速时深水三维时域格林函数计算方法开展研究。首先引入三维时域自由面格林函数,其瞬时项的求解采用Hess&Smith方法,自由面记忆项的求解采用美国密歇根大学Beck团队的方法。其次,分区域推导出三维时域自由面格林函数记忆项及其导数的编程所用的数学展开表达式。然后,采用间接法模型求解分布源强和速度势,并采用压力直接积分法求出时域辐射力。最后,针对Wigley I船型开展了辐射力计算,并与公开的试验及计算结果进行对比,验证本文方法的可靠性。

改进YOLOv5模型在自然环境下柑橘识别的应用

在复杂的自然环境中绿色柑橘生长形态各异,颜色与背景色相近,为有效识别绿色柑橘,提出一种基于混合注意力机制并改进YOLOv5模型的柑橘识别方法。首先,改进YOLOv5的网络结构,在主干网络中添加混合注意力机制,即在主干网络中的第2层嵌入SE(squeeze and excitation)注意力,第11层嵌入CA(coordinate attention)注意力;其次,改进网络模型特征融合结构,将YOLOv5模型Concat特征融合操作的下层分支放在模型C3模块之前,再与另一条上层分支进行特征融合;最后,改进模型分类损失函数,将YOLOv5模型的分类损失函数改成Varifocal Loss函数,加强绿色柑橘特征信息的提取,提高绿色柑橘检测精度。根据自然环境和柑橘自身的特点,对自建数据集进行分类,设计3组不同分类场景下柑橘的对比试验以验证其有效性。试验结果表明,改进后的YOLOv5-SC模型准确率为91.74%,平均精度为95.09%,F1为89.56%,在自然环境下对绿色柑橘的识别具有更高的准确率和更好的鲁棒性,为绿色水果智能采摘提供技术支持。

轨道车辆垂向轮轨力时域识别对比及其机器学习修正

为了尽可能减小轨道车辆垂向轮轨力时域识别中存在的误差,以时域法为基础,开展了基于机器学习修正的轨道车辆垂向轮轨力识别研究.首先建立了车辆动力学仿真模型,获取了车辆在随机轨道激励下以250km/h速度行驶时的轴箱加速度响应和垂向轮轨力.其次,建立了Green函数法、状态空间法这2种时域法对应的动载荷识别模型,对状态空间法的初值误差进行了分析,并引入多项式拟合法修正其趋势项误差,进而对比分析了2种方法的计算精度和计算效率.然后,针对时域法存在的识别误差,提出采用NARX(nonlinear autoregressive models with exogenous inputs)模型对识别误差进行训练和预测,用于消减模型中存在的如响应观测不全与观测噪声等因素造成的影响,进而对时域法识别结果进行修正,提高识别精度.最后,通过一个10自由度轨道车辆垂向动力学模型,对方法的正确性进行了验证.研究结果表明:2种方法对轨道车辆垂向轮轨力均具有较高的识别精度,对于各轮对的识别精度各有优劣;在计算效率方面,状态空间法比Green函数法更优;经NARX模型修正的2种时域法对轨道车辆垂向轮轨力均具有很好的识别效果,识别值与正演值的Pearson相关系数大于0.99,为极强相关.基于NARX模型的机器学习误差修正方法可有效提高时域识别精度,可以为后续轨道车辆轮轨力预测提供参考,具有较强的工程运用价值.

三维时域自由面格林函数法的时域绕射力计算研究

船舶工业CAE软件势流求解器的开发对势流计算方法的可靠性提出要求,本文针对三维时域面元法开展绕射力计算研究。首先引入三维时域自由面格林函数,其瞬时项的求解采用Hess&Smith方法,记忆项的求解采用Beck团队的方法;其次,推导出全浪向绕射力脉冲函数法编程所用的数学表达式;然后,采用分布源模型求解源强和速度势,并采用压力直接积分法求出时域绕射力;最后,针对Wigley I船型开展绕射力和FK力计算,并与公开的试验和计算结果进行对比,验证本文方法的可靠性。本文方法和代码可用于船舶工业CAE软件势流求解器和波浪中船舶非线性失稳运动预报。

双重孔隙流体饱和介质弹性波散射二维IBIEM模拟

基于平面波势函数,采用间接边界积分方程法(indirect boundary integral equation method, IBIEM)研究了双孔隙流体饱和介质中弹性波入射下二维孔洞的散射特性。推导得到了双孔隙介质中全空间二维线源动力格林函数,并给出了各散射波的位移场和应力场。在数值精度验证的基础上,以双孔隙二维饱和全空间中孔洞为例,解决了平面P、SV波入射下的地震波散射问题。数值结果表明:双重孔隙介质中的位移幅值、环向应力幅值、孔隙压力变化规律与不同入射波形,入射频率,孔隙率和边界排水条件密切相关,位移幅值在低频(无量纲频率η≤2)入射时出现峰值。环向应力幅值与干土条件相比更为复杂,基质孔压与裂缝孔压的存在增大了双重孔隙饱和介质的能量效应,总体震动趋势大于干土条件,环向应力放大可达62%。

基于预条件广义逐次超松弛迭代法的数值格林函数计算方法

为了改善Born散射级数解决地震强散射问题时的收敛性,将带有虚部分量的复波数格林函数引入到求解格林函数Lippmann–Schwinger(L-S)积分方程数值解的广义逐次超松弛迭代法中,弱化格林函数的奇异性。引入预条件算子降低系数矩阵的条件数,加速迭代级数的收敛速度,给出了复波数L-S方程的预条件广义逐次超松弛(preconditioned generalized successive over-relaxation,Pre-GSOR)迭代格式。通过数值分析和收敛性分析重新选取合适的衰减因子和预条件算子,得到了满足地震强散射条件的收敛Born级数,并将其用于地震强散射问题中数值格林函数的计算。数值结果表明:复波数L-S方程Pre-GSOR迭代法可以得到与实波数L-S方程直接法相匹配的数值模拟结果;复波数L-S方程Pre-GSOR迭代法系数矩阵条件数在高频时仅为原系数矩阵条件数的10%,相同迭代次数下归一化收敛残差可降低3个数量级以上,且对高频适应性强,可有效改善实波数L-S方程广义超松弛迭代法在强散射介质中的收敛停滞问题。

基于小震经验格林函数研究中等地震破裂方向性:以2008年攀枝花M_(S)6.1地震为例

中小地震破裂方向性研究在确定实际发震面以及地震灾害评估中具有非常重要的意义.本文以2008年8月30日攀枝花M_(S)6.1地震为研究实例,以较小余震作为经验格林函数地震,利用表观震源时间函数随台站方位角变化特性,确定了主震的破裂方向、破裂尺度以及破裂速度,验证了该方法的适用性和可行性.研究结果表明,主震的破裂方向为几乎正南的184°,破裂长度8.05 km,破裂速度3.35 km·s^(-1),进一步确认了主震震源机制解其中沿南北向的节面是地震实际发震面,主震在水平方向沿着南北向元谋断裂从北往南破裂.攀枝花地震震源破裂速度接近地壳剪切波速度,这可能是造成此次地震虽然震级不大但破坏性严重的重要原因.本文综合分析主震的矩心深度、震源机制解、破裂方向性以及构造应力背景等信息,探讨了地震发生的破裂过程以及灾害严重的原因.

“双碳”目标下煤炭绿色低碳发展新思路

在“双碳”目标背景与当前技术条件下,“煤”“废”“碳”构成了煤炭的“不可能三角”,严重制约着煤炭行业的绿色低碳可持续发展。秉持“以废治废”“从哪里来到哪里去”的原则,着眼“煤”的减损化开采、“废”的功能化利用、“碳”的低碳化处置三维视角,探索“煤”“废”“碳”协同发展路径,为破解煤炭“不可能三角”和推动煤炭绿色低碳发展提供全方位解决方案。具体包括:①阐明了“煤”的减损化开采科学内涵,明确了生态脆弱区含(隔)水层空间组合特征、采煤减损技术应用下的覆岩移动规律和覆岩采动损伤下的地表变形规律等减损化开采科学问题,提出了面间煤柱“掘-充-留”一体化、窄条带式充填开采和综采架后充填开采等减损化开采技术;②阐明了“废”的功能化利用科学内涵,明确了固废功能化利用的科学问题,包括镁-煤基固废原材料改性方法与机理、多元固废协同作用机制、全固废充填材料性能调控理论3个方面,形成了以固废原材料改性、固废基胶凝材料研发、全固废充填材料制备为核心的固废功能化利用关键技术体系;③阐明了“碳”的低碳化处置科学内涵,提出了“碳”的低碳化处置科学实践框架和实施路径,厘清了在“碳”的低碳化处置过程中关于矿化材料制备、封存空间构筑、CO_(2)封存机理与调控、CO_(2)封存长期环境效应和储库稳定性等方面的科学问题,明确了碎胀空间CO_(2)封存、煤矿CO_(2)固碳充填等关键技术,形成了利用煤矿采空区实现CO_(2)低碳封存的新模式。立足煤炭绿色低碳可持续发展,协同推进“煤”的减损化开采、“废”的功能化利用与“碳”的低碳化处置,对推动煤炭行业“双碳”目标实现具有重要意义。

二维线性化Navier-Stokes-Poisson方程解的逐点估计

本文研究了二维空间线性化的等熵可压缩Navier-Stokes-Poisson方程柯西问题.通过把方程组转变成关于单个函数的方程,求解出各个函数,得到方程组的格林函数.利用对格林函数的详细分析,获得了方程组解的逐点估计.结果显示方程组中电流密度以热核的速度衰减,动量密度衰减慢得多,且其L2范数不衰减.

绿色金融发展助力黑龙江省农业高质量发展的路径研究

绿色金融是农业优质进步的资金支持,能够促使农业产业的转型升级,以达成农业的持续发展。因此,本文从绿色金融发展对黑龙江省农业高质量发展的作用出发,从黑龙江省对于绿色金融的扶持力度较低,其发展速度较为滞后,对其缺乏激励措施和有效监督,绿色金融产品创新不足和风险防范与控制能力较差五个方面深入分析绿色金融助力黑龙江省农业高质量发展面临的阻力,并针对性地从完善绿色金融服务体系,加强绿色金融监管,提升金融机构供给能力和完善绿色金融基本设施建设五方面提出绿色金融助力黑龙江省农业高质量发展的路径,打造一个适应农业发展的绿色金融体系,以此推动黑龙江省农业的高质量发展。

中国农业数字化绿色化协同发展的时空格局及收敛性分析

加快农业数字化绿色化协同转型发展,是促进农业农村高质量发展、实现全面推进乡村振兴战略的重要举措,亦是中国对数字中国战略和“双碳”承诺的践行。在测度2012—2021年中国农业数字化和农业绿色化发展指数的基础上,研判中国农业数字化与绿色化的协同关系与相对发展现状,并剖析农业数字化绿色化协同发展过程中的空间不平衡问题及其收敛机制。研究表明:第一,样本考察期内,全国及三大粮食功能区农业数字化与绿色化的协调发展度均稳步提升,各地区农业数字化与绿色化整体向协调发展靠拢,但存在较大的空间差异,区域间差异对总体差异的贡献最大;第二,全国相对发展类型始终处于数字化发展滞后型,但其相对发展度波动上升,农业数字化与绿色化发展的不同步状况不断改善;第三,全国及三大粮食功能区均存在显著的绝对β收敛和条件β收敛特征,且省份间农业数字化与绿色化协同发展的空间互动效应对β收敛趋势存在显著影响。研究结果对于把握农业数字化绿色化协同发展的效能和水平以及探寻出农业数字化绿色化协同发展推进策略提供实证支持具有重要启示和现实指导意义。

四川天府新区BGI复合功能空间分异特征及其景观格局驱动机制研究

蓝绿基础设施(Blue-Green Infrastructure, BGI)是实现适应气候变化战略目标的重要工具.研究BGI景观格局和功能的空间关系,旨在为城市气候适应性建设提供依据.以四川天府新区(含协调管控区)为例,基于遥感影像数据,从气候适应性视角出发,进行BGI复合功能评价和空间分异特征分析,并运用地理探测器进一步揭示景观格局主要驱动因子及驱动机制.结果表明:(1)复合功能等级整体呈现从龙泉山脉向东西两侧递减趋势,高服务功能集中分布在龙泉山脉、彭祖山景区和三岔湖景区东南方向的协调管控区域.(2)复合功能等级空间分布格局整体呈显著空间正向自相关关系,具有显著高高(HH)、低低(LL)、高低(HL)聚集特征.(3)景观组成类型、网络结构要素类型、斑块密度指数(PD)和面积加权平均形状指数(AWMSI)是复合功能空间分异的主要驱动因子;景观组成类型、网络结构要素类型是复合功能空间分异的主要交互驱动因子.研究探明了景观格局对BGI复合功能空间分异的驱动机制,可用于指导研究区城市气候适应性建设.

基于“生态-气候适应性-游憩”多功能耦合的复合绿地生态网络格局优化

城市生态环境问题日益突出,如何构建多功能耦合的绿地生态网络格局是促进人居环境可持续发展的重要议题。以成都市为研究区,基于“源-汇”理论,综合运用形态学空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA)、景观连通性指数、电路理论等方法对生物多样性保护、热环境改善、游憩服务构建单因子网络,分析源地、廊道、生态战略点等空间要素特征,形成基于“生态-气候适应性-游憩”多层级、多功能复合生态网络优化格局。结果表明:(1)筛选出“源”-“汇”景观(生态159—29个,气候适应性30—14个,游憩208—40个)。生物迁徙廊道在研究区中部、西南部呈团簇状分布;气候适应性廊道呈中部集聚、东西稀疏的分布特征;游憩廊道相对密集,以中心城区为核心向四周扩散。(2)多层级“源-汇”景观网络中,总长度上,游憩廊道>生物迁徙廊道>气候适应性廊道;总面积上,生物迁徙廊道>游憩廊道>气候适应性廊道。一、二级廊道的适宜宽度为生态廊道200、100m,气候适应性廊道100、60m;游憩廊道60、30m。(3)叠加多目标廊道获得生态关键点753个,干扰点2371个。游憩源地中8.18%的面积应退让给生态廊道和气候适应性廊道。多功能耦合的生态网络优化格局可激活不同景观资源的潜在价值,对协调生态保护与城市发展的双向需求,实现绿地资源在城市空间中的最优配置具有重要意义。

约束Green函数与非线性地基梁模态分析

在生物和医学领域,微机电系统(MEMS)中的微梁结构在植入人体的使用时,由于体内的细胞环境类似于水凝胶,在这种环境下工作,设备和仪器的精度和稳定性很大程度上受到细胞弹性的影响.为了分析此类地基梁的动力学问题,本文建立了非线性基础上的梁振动模型,研究了任意位置弹簧和非线性弹簧基础上的梁模态.通过Laplace变换和线性叠加原理,得到了一种约束Green函数,利用数值计算验证方案的有效性,并研究了各种重要物理参数的影响,发现弹簧位置向跨中移动时,模态对称性被打破,弹簧刚度增加,模态阶数改变.

基于防虫网+的热区豇豆病虫害生态调控策略

豇豆是海南重要冬季瓜菜之一,生产受蓟马、斑潜蝇和枯萎病危害严重。目前海南豇豆病虫害防控主要依赖于化学农药,使得蓟马等抗性增强、农药残留超标,当地环境生物多样性受影响。对海南豇豆病虫害的现状及其防控中技术单一、滥用农药等问题进行分析,并提出了功能植物的引入、景观设计优化、农业管理的改进以及生物防治与科学用药4项主要生态调控技术,提出了具体的实施方案,为海南豇豆种植业的可持续发展提供科学指导和实践依据。

纳米纤维素的制备及功能应用

本文概述了纳米纤维素的多层级结构特点,介绍了目前通过多层级结构拆解制备纳米纤维素的方法,有机械法、化学法、生物法和机械化学法,并对各种制备方法的优缺点进行了讨论。同时本文对纳米纤维素分级结构的重组及其功能应用进行了总结,重点介绍了纳米纤维素在生物矿化过程中的调控作用、对凝胶材料及复合材料的强度增强作用以及在新兴智能电子器件方面应用的最新进展,对纳米纤维素的制备途径、结构重组方法和功能应用前景进行了展望,提出了将其与超分子结合构筑功能性超分子聚合物的设想,并指出了纳米纤维素的绿色高效制备及功能应用方面需要解决的主要问题及今后的发展方向。

北京市中关村绿色创业生态系统的服务功能评价研究

绿色创业生态系统作为绿色低碳循环利用的重要载体,对促进我国绿色低碳循环发展具有重要意义。为探究绿色创业生态系统的服务功能发展水平,本文选取了2016—2020年北京市中关村示范区的数据为研究样本,以“支持功能、调节功能、文化功能、供给功能”4个功能为核心维度构建北京市中关村绿色创业生态系统的服务功能评价指标体系,建立熵权—TOPSIS模型和耦合协调度模型,对其进行实证分析。结果表明:服务功能整体发展态势向好,其中供给功能更为突出;形成了“政策支持—支持功能—服务功能”的明显链式影响结构;服务功能整体以及两两之间的功能耦合协调度呈非线性波动上升状。最后,本文提出了针对性政策建议,为北京市中关村绿色创业生态系统的服务功能的水平提升提供了有益启示。

基于市场导向的绿色金融发展探索

绿色金融是金融发展的新形态和新趋势,是改善绿色技术创新绩效的关键因素,是市场导向的绿色技术创新体系的重要内容。适应绿色技术创新的特点与要求是实现金融绿色转型的根本要求。为更有效地推动绿色金融发展,亟须探索一条由点到线及面、循序渐进的合理路径。应着力构建市场导向的绿色技术创新体系的主体,即以领导企业为核心的绿色技术创新联盟,并以此为载体探索金融绿色转型的新路径,使绿色金融得以“落地”;推动联盟企业绿色技术成果转化与产业化,并在此过程中打造绿色金融服务的新体系,使绿色金融得以“落实”。打造绿色技术创新联盟是一个渐进过程,各地可大力开展相关实践,绿色金融也将在此过程中不断孕育成长。

基于衰减补偿的多分量自适应聚焦束偏移

将自适应聚焦束拓展到弹性介质中,基于弹性格林函数的构建,结合自适应聚焦束的优势,并考虑黏滞性对高斯束的影响,发展基于衰减补偿的多分量自适应聚焦束偏移方法。模型测试验证了本文方法的正确性和适应性。结果表明,新方法能够适应强横向速度变化,压制噪音对成像结果造成的影响,使成像剖面更加干净清晰。

电子功能材料生产过程节能技术规范金属材料标准分析

为响应国家绿色低碳要求,支撑金属功能材料行业发展,钢铁研究总院牵头制定《电子功能材料生产过程节能技术规范 第1部分:金属材料》,介绍了该标准制定的背景,重点分析了本次标准制订的术语定义、产品分类、考核评价要求等内容,结合产品应用及产业现状,提出相关建议,从而有效指导行业使用该标准,推动行业技术进步,提高行业的高质量发展水平。