基于分解协调机制的多层单元流水式车间布局优化方法

针对多层单元流水式车间,考虑其具有随机性因素的特点,研究了该车间的布局优化方法。首先,以最小化总运输成本为目标函数,建立具有产出率和生产周期等约束的优化模型;其次,根据系统性能指标没有封闭数学表达式的问题特点,提出一种基于分解协调的优化算法,同时嵌入排队网模型进行迭代求解;最后,设计了一系列算例实验验证所提方法的有效性和优越性,并将其代入实际生产车间进行案例分析,为该类生产车间的布局规划问题提供重要的决策依据。

基于变分模态分解的营四段厚层砂砾岩地层细分层序

利用常规测井曲线对厚层砂砾岩储层进行层序细分,存在界面不清难以确定划分标准的问题。变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)方法分解精度高并且抗噪性能优越,受模态混叠影响小,可以将测井数据内的各级基准面旋回信息分解出来。本文对松辽盆地徐家围子断陷徐西凹陷营城组四段(简称营四段)厚层砂砾岩地层测井曲线应用VMD方法分解得到各频率域固有模态函数(intrinsic mode function, IMF),优选出相关性高的IMF1和IMF10,根据瞬时频率范围和采样率推算出高频IMF1对应短周期旋回,低频IMF10对应长周期旋回。选取对应周期的IMF可以指导对应级别层序的划分,划分出两个三级层序和五个四级层序。VMD方法在营四段的应用表明,该方法适用于厚层砂砾岩地层的高频层序划分。

深水气井测试条件下井筒水合物生成及浅层水合物分解的环空保护液导热系数

针对南海海域可能钻遇浅层水合物,且在深水井测试过程中井筒生成天然气水合物造成井筒堵塞的难题,从环空保护液的角度出发,以南海某深水气井为例,采用数值模拟方法,研究深水气井测试时不同产量下不同环空保护液导热系数对井筒生成水合物和浅层水合物分解的影响。结果表明:环空保护液导热系数越低,井筒生成水合物的临界测试产量越低,当环空保护液导热系数低至0.10 W/(m·℃)时,可满足产量5×10^(4)m^(3)/d,井筒内不生成水合物;随着环空保护液导热系数降低,井筒外缘温度随之降低,浅层水合物越不容易发生分解;现场测试产量下的井口温度与模拟结果误差均小于5%,验证了计算模型的可行性。

基于锥形追踪和网络分解的NeRF三维重建方法

在计算机视觉领域,神经辐射场(NeRF)是以空间坐标或者时间、相机位姿等其他维度作为输入,通过多层感知机(MLP)网络模拟目标函数,生成颜色、深度等目标标量的过程。NeRF的应用包括对三维场景进行高质量的重建,而其在处理不同分辨率的场景时会产生过度模糊或者伪影的渲染效果,且存在训练耗时较长的问题。为了解决上述问题,提出基于锥形追踪和网络分解的NeRF三维重建方法。使用锥形追踪的方法,为每个像素投射一个圆锥体,并将投射的圆锥体切割成一系列的圆锥台,沿着该圆锥体进行特征化,通过高效渲染抗锯齿的圆锥台来降低模糊或者伪影效果。为了缩短训练时间,使用网络分解的方法,将原始NeRF接收5维数据的神经网络分解为两个网络,有效地缩短训练时间。实验结果表明,在NeRF_Synthetic、LLFF和Multiresolution数据集中,相比于NeRF、F 2-NeRF等方法,所提方法的峰值信噪比(PSNR)提升了14.4%~24.6%,能够重建出更丰富的细节特征,视觉效果更好,且训练时间大幅降低。

基于非负矩阵分解的半监督模型用于多层网络聚类

真实世界多层网络具有多维度、高复杂性的特征,使得仅使用网络拓扑信息进行聚类的算法往往不能精准挖掘网络的公共社区结构。为了解决这一问题,本文提出一种基于非负矩阵分解的半监督模型(Semi-supervised Model with Non-negative Matrix Factorization,SeNMF)。首先,该模型设计基于PageRank算法的贪婪搜索方法获取网络的共识先验信息,用以增强每一层网络的拓扑结构,降低网络噪声;然后利用整体非负矩阵分解将所有网络层的低维表示在格拉斯曼流形上融合以获取更优的公共低维表示矩阵;最后利用K-means聚类得到网络的公共社区结构。实验表明,无论是网络层数的增加还是层间噪声的增强,SeNMF模型相较其他算法在多层网络聚类时均具有一定的优越性。

镍铁氢氧化物-磷化钴复合电极电催化分解水研究

本研究采用水热-磷化-电化学沉积法在磷化钴表面构筑了金属氢氧化物层,制备了NiFeOH/CoP/NF复合电极,考察了复合电极电解水制氢的性能。在1.0 mol/L的KOH介质中,NiFeOH/CoP/NF复合电极表现出良好的催化电解水性能。在电流密度为100 mA/cm^(2)时,NiFeOH/CoP/NF复合电极电催化析氢(HER)和析氧反应(OER)所需的过电势分别为141和372 mV。在电流密度为10 mA/cm^(2)时,NiFeOH/CoP/NF同时用作阴极和阳极电解水所需电压仅为1.61 V。NiFeOH保护层增强了CoP在电解水反应中的活性和稳定性,NiFeOH/CoP/NF复合电极在恒电流电解中表现出高的HER和OER稳定性,活性可维持60000 s,性能未见明显衰减。将NiFeOH/CoP/NF两电极电解池与GaAs太阳能电池组成光伏-电解水系统,该系统在100 mW/cm^(2)模拟光照条件下,太阳能至氢能转化效率达到18.0%,并可稳定运行200 h。

多面体SrTiO_(3)原位生长N缺陷PCN中的纳米叠层效应助力光催化完全分解水:内建电场调控的协同机制

光的钻穿效应使得纳米级光催化剂(粒径200nm以下催化剂和低维催化剂等)能带弯曲程度降低,无法有效利用“向阳背阴”的Dember效应,进而削弱光生载流子从体相到表面的驱动力,不利于完全分解水的实现.我们前期研究发现,催化剂微结构的极化率影响其扭曲度,进而可以实现对催化剂内建电场的调控,促进纳米颗粒光催化完全分解水的过程.基于此,本文在粒径小于200 nm的多面体SrTiO_(3)催化剂表面.原位生长聚合物的氮化碳(PCN),形成了薄层PCN包覆的SrTiO_(3)纳米叠层催化剂,实现了完全分解水过程.并利用物相结构分析、形貌分析、表面分析、光谱分析、同步辐射分析和理论计算等方法深入解析了SrTiO_(3)-PCN复合催化剂的结构,揭示了由纳米尺度的叠层效应引发的内建电场协同调控机制.催化剂的物相结构分析结果表明,SrTiO_(3)和PCN是组成复合催化剂的主要单体,并没有新的物质生成,复合后各元素微结构极化率发生变化,表现为拉曼光谱峰强度的变化.片层状的PCN包覆在多面体SrTiO_(3)的表面,形成了独特的复合催化剂叠层结构.N 1s与Sr 3d的X射线光电子能谱结果表明,SrTiO_(3)与PCN的结合围绕着Sr和N两种元素进行.随着SrTiO_(3)含量的增加,-NH_(2)中的N与SrTiO_(3)中的元素结合,促进了-N-H基团的生成,而-N-H-基团受到化学环境改变的影响,倾向于向氰基转变,进而形成缺陷.利用同步辐射研究了Sr原子配位数的变化,揭示了N-Sr键的形成源自于Sr-Ti键中的Sr与-NH_(2)中的N结合,促进了N缺陷态的形成,显著提升了光吸收性能.催化剂热力学分析结果表明,体相氮缺陷引起价带位置上移,而表面氮缺陷对价带位置影响较小.当SrTiO_(3)/PCN的比为1:2时,复合催化剂可以实现完全分解水过程,氢氧比接近2:1.其原因在于SrTiO_(3)与PCN之间的费米能级不同,N-Sr键的形成增强了表面电势,促进了二者复合后内建电场的重构.随着SrTiO_(3)含量的增加,体相缺陷浓度增加,进而使得分解水性能显著降低.研究表明,由N-Sr形成使得催化剂在光吸收率、热力学性质及动力学性质的改变所引起的纳米尺度叠层效应,是引发内建电场协同调控进而实现光催化完全分解水的重要因素.综上,本文结果可以对调控内建电场实现完全分解水方面研究提供一定借鉴.

Pd掺杂SnP_(3)单层对SF_(6)分解组分吸附的第一性原理研究

利用气敏传感器检测SF 6分解组分信息可评估GIS设备运行状态,及早发现绝缘缺陷。金属掺杂的SnP_(3)单层有着良好的吸附性能,在气体检测领域具有应用前景。本文基于第一性原理计算并分析了Pd-SnP_(3)单层吸附SO_(2)、H_(2)S、SOF_(2)和SO_(2)F_(2)后体系的吸附能、态密度、能隙与解吸时间等参数,探讨其用于气体传感器的可能性。结果表明:在吸附性能方面,Pd-SnP_(3)单层仅对SO_(2)F_(2)发生了化学吸附,且结合态密度、差分电荷密度与转移电荷分析进一步验证了该材料对SO_(2)F_(2)的吸附效果明显优于SO_(2)、H_(2)S和SOF_(2);在传感特性方面,仅有SO_(2)F_(2)的吸附使体系的能隙发生了明显变化,且该气体可在398 K及以上温度下从Pd-SnP_(3)单层表面快速脱吸附。综合分析,Pd-SnP_(3)单层对SO_(2)F_(2)具有高选择性和检测性。因此,Pd-SnP_(3)单层具有成为检测SO_(2)F_(2)气敏材料的潜质。本研究为Pd-SnP_(3)单层在气敏材料领域的应用提供理论基础。

求解大规模全局优化问题的新型三层递归差分分组方法

协同进化算法在求解大规模全局优化问题上具有较好的效果,其核心思想是利用分而治之的策略将一个高维问题分解成若干个子问题,然后分别优化每个子问题.然而,现有的分解方法通常需要花费大量的计算成本来获得精确的变量分组.通过采用递归交互检测中的历史信息简化分组过程,能够避免检测某些集合的相互关系,本文提出了一种新型三层递归差分分组策略(NTRDG).与其他4种现有的分组方法相比,NTRDG在不影响分组精度的情况下计算成本消耗较低.仿真结果表明,NTRDG在求解大规模全局优化问题时具有很强的竞争力.

基于变分模态分解的米兰科维奇旋回划分厚层砂砾岩地层层序的方法及其应用

在利用常规测井曲线对厚层砂砾岩储层进行层序细分的过程中,存在界面不清楚、划分标准难以确定的问题,而米兰科维奇旋回作为沉积地层中的一种重要地质事件,在漫长的地质历史时期中具有相对的稳定性,这种特性使得在米氏旋回约束下的层序划分具有更高统一性。利用变分模态分解(VMD)方法对松辽盆地徐家围子断陷营城组四段(营四段)厚层砂砾岩地层中米兰科维奇旋回进行时频分析,提取与米兰科维奇天文周期对应的高频分量,从而实现层序的划分。结果表明:使用变分模态分解(VMD)方法对测井曲线进行处理,对研究区自然伽马曲线进行VMD分解可得到若干个特征分量,通过对比,100 ka周期对应IMF1分量;根据IMF1曲线形态并结合岩性将营四段细分为21个五级层序,并将其组合为6个四级层序,在四级层序界面处,曲线形态发生明显的突变,表现出明显的周期振荡并且有较大的响应幅度。VMD方法在营四段的应用表明,此方法能够对不同尺度的米兰科维奇旋回进行精准识别和划分,并具有较高的精度和可重复性,研究成果可用于砂砾岩地层的高频层序划分。

基于LSTM与深度矩阵分解的推荐融合模型

针对现实推荐场景中多数推荐算法忽略用户偏好动态变化的时效因素,导致模型性能受限的问题,提出一种基于LSTM和深度矩阵分解的推荐融合模型LFDMF。该模型通过广义矩阵分解学习用户和项目间非线性低阶特征,运用多层感知机学习用户和项目间非线性高阶特征,获取用户长期动态偏好,利用LSTM对时间序列的强拟合能力,获取用户短期动态偏好。为验证LFDMF模型的有效性和可行性,在公开数据集MovieLens-1M和Pinterest上进行对比实验。仿真实验表明,LFDMF模型的HR@10和NDCG@10指标相比传统MF算法分别提升了0.1034和0.1322、0.1181和0.1018;相比DMF模型分别提升了0.0228和0.0323、0.0169和0.0135,推荐性能显著提升。

实现稳定光电化学水分解的自修复机制

随着全球经济的持续增长,人类社会对能源的需求也在不断攀升.然而,传统的化石燃料无法再生,并且由于其过度消耗而引发的环境问题日益凸显,这使得寻找清洁、可持续的能源替代品成为当务之急.其中,通过人工光合作用对太阳能进行转化和储存是一个理想的能源替代方案.光电化学(PEC)水分解技术可以将太阳能直接转化为氢能,并且在氢燃料的生产和燃烧过程中水是唯一的原料和产物,实现了“零碳”排放的紧密氢循环,整个过程被认为是绿色、可持续的.在过去几十年里,大量关于PEC水分解的研究被报道,尤其是在提高太阳能到氢气(STH)转换效率方面取得了较大的进展.然而,光电极在工况下的长期稳定性问题仍然是制约PEC水分解商业化的主要障碍.为了应对这一挑战,催化领域引入了自修复的概念,并将其扩展应用于提高光电极的稳定性,这为解决其稳定性问题提供了新的策略.因此,有必要对实现稳定PEC水分解的自修复机制进行综述.本文系统综述了不同半导体光吸收体、保护层和助催化剂在工况下的衰减机制.首先,重点探讨了窄带隙半导体材料,如硅基(n-Si或p-Si)或III-V族半导体(GaAs,InP等)在工况下的衰减机制.这些材料受到电解液化学腐蚀的影响,导致其理化性质不稳定.特别是在光照或外加偏压的作用下,腐蚀作用会进一步加剧,严重影响其性能.然后,分析了具有合适带隙的半导体材料的衰减机制.受热力学因素影响,非氧化物半导体,如金属硫化物/硒化物、氮化物、氧氮化物、磷化物等,容易被光生空穴氧化;而金属氧化物半导体,如Cu_(2)O,则容易被光生电子还原.此外,热力学上相对稳定的金属氧化物半导体,如BiVO_(4),受动力学因素影响易发生光腐蚀,导致光吸收物种的溶解和晶格结构的破坏.除了半导体材料本身,表面保护层受到寄生光吸收和针孔现象的限制,导致其保护效果降低.助催化剂同样面临着活性衰减和寄生光吸收带来的挑战,这些因素影响了光电极的整体效率和稳定性.为了应对这些挑战,本文总结了一系列具有自修复机制的损伤修复策略,包括光吸收材料和助催化剂中活性组分的内在自修复、半导体中缺陷位点的内在自修复、保护层中的外在自修复以及表面改性层中自修复薄膜的厚度自限性特征.实现这些自修复机制通常需要结合PEC水分解工况下提供的偏压或光电压,并在电解液中添加失活物种的离子源或额外的修复剂.工况下提供的偏压大小以及添加到电解质中的物种数量和浓度将直接决定PEC水分解的自修复能力.综上,自修复作为维持易腐蚀光电极稳定性的理想方式,具有极大的应用潜力.通过利用更先进的原位分析技术能够更深入地揭示光电极/电解质界面在工况下的动态演变规律,从而更好地从本质上了解PEC水分解系统的损伤机制.针对运行状态下损伤部位的针对性修复,可以建立动态稳定的损伤-修复机制,为实现人工光合作用系统的高效和长期稳定运行提供有力保障.展望未来,需要进一步深入剖析并完善自修复机制,使其成为催化系统开发的一般性设计原则,此外,还应积极探索将自修复机制扩展至更广泛的应用平台和场景中,为推动清洁能源领域的进一步发展贡献更多的解决方案.

CIZS/S-CoS_(2)混杂材料的制备及其光催化中间级分解水性质研究

本文采用溶剂热方法,成功合成了一种p型铜铟锌硫(CIZS)固溶体材料。以此为模板材料,通过外延生长的方法,制备了CIZS/ZIF-67混杂材料。我们进一步利用水热硫化方法,使ZIF-67材料转化为CoS_(2)产氢助催化剂;与此同时,利用过量的硫源生成单质硫保护层。最终,我们制备的拥有“p型硫化物+保护层+助催化剂”构型的CIZS/S-CoS_(2)混杂材料,在可见光照射条件下,能以0.264 mmol·h^(-1)·g^(-1)的产氢速率进行纯水的分解。对其反应滤液进行I-t性质测试,发现:反应滤液中存在双氧水。这些结果说明:CIZS/S-CoS_(2)混杂材料采用光催化中间级分解水(PIWS)路线,高效地进行纯水分解。

红松阔叶林内凋落物表层与底层红松枝叶的分解动态

该文研究了原始红松阔叶林当年形成的凋落物层中表层和底层红松枝叶分解速率和C、N、P、K等养分元素的释放方式.结果表明,凋落物底层的微环境可以加速凋落物的分解和养分元素的释放.枝的失重率和养分元素释放率要显著低于叶.随着分解试验时间延长,分解速率(k值)逐渐降低,在所有分解阶段内表层枝叶的分解速率均小于底层枝叶.红松枝叶失重率与木质素、纤维素、C/N和木质素/N有关,同一时间段内影响凋落物表层和底层枝叶失重率的化学成分有所区别.但在分解后期失重率主要与木质素浓度相关.表层枝叶N和P的净固化率高于底层枝叶而净矿化率则低于底层枝叶.K在红松枝叶的分解过程中一直进行矿化作用,并且表层枝叶K元素的剩余百分率大于底层枝叶,枝中K元素剩余百分率大于叶.结果说明在红松阔叶林凋落物分解研究中如果忽视凋落物层微环境效应将会低估红松针叶分解速率和N、P、K的释放率.

基于Mallat小波分解与改进GWO-SVM的道岔故障诊断

为顺应道岔故障诊断向智能化和自动化的发展趋势,以S700K转辙机功率曲线为例,提出一种改进型灰狼优化算法(GWO)与支持向量机(SVM)相结合的故障诊断方法。在8种故障模式和正常模式所对应的功率曲线实施5层Mallat小波分解,得到各层近似系数和细节系数,并计算各层系数的平方和;利用主成分分析法对系数平方和组成的向量集进行降维,得到特征向量集;改进型灰狼优化算法优化支持向量机参数,并用优化好的支持向量机进行故障预测。研究结果表明:该方法能有效提高道岔故障诊断的准确率。

匹配追踪子波分解重构技术在气层检测中的应用

川中地区震旦系岩溶风化壳储层缝洞系统复杂、非均质性强、上覆泥岩对储层地震反射的影响较大,使储层地震响应及AVO特征均不明显,给储层预测和气层检测带来了较大困难。运用基于匹配追踪算法的子波分解重构技术有效剔除了泥岩的影响,并在此基础上进行了储层预测和气层检测,均取得了良好的效果。子波分解重构技术可将以往只能从宏观上整体描述的地震数据分解为不同形状、不同频率和不同能量的子波,然后根据需要对分解得到的子波进行合理的重构,其时间分辨率和频率分辨率均较高,为含有强反射干扰的复杂储层预测和气层检测提供了新的思路和方法。

三峡库区马尾松林土壤-凋落物层酶活性对凋落物分解的影响

凋落物的彻底降解是在凋落物和土壤酶系统的综合作用下完成,酶活性的提高有利于凋落物-土壤有机物质的分解和养分释放。通过对三峡库区30年生马尾松林凋落物分解、凋落物-土壤层酶活性季节动态及其对分解的影响进行研究,结果表明:30年生马尾松林凋落物经过540 d的分解后干重剩余率是59.80%;凋落物层酶活性季节动态明显,氧化还原酶活性均是11月最低,3月最高;土壤过氧化物酶活性季节变化显著且均是11月最低,多酚氧化酶活性9月较高,而过氧化物酶活性则是6月较高。马尾松林凋落物层酶活性与土壤层酶活性差异较大,且水解酶活性差异较氧化还原酶活性差异大,凋落物层脲酶活性、纤维素酶活性和蔗糖酶活性11月、6月、9月分别是0—5 cm土壤层的6.33倍、3.24倍、10.29倍,68.14倍、16.16倍、24.81倍,25.07倍、31.88倍、29.20倍。凋落物分解速率均与土壤、凋落物层氧化还原酶活性呈极显著"S"形曲线,与凋落物层水解酶活性呈二次函数关系,与土壤层水解酶均呈极显著的线性关系。凋落物质量能引起凋落物-土壤层酶活性变化,酶活性的改变反过来影响凋落物的分解,因此,凋落物-土壤层酶活性差异与凋落物分解阶段和对共同影响因素(凋落物质量、土壤温度、水分含量和土壤养分等)的敏感性不同有关,凋落物-土壤层酶的相互作用共同影响森林生态系统的物质循环和养分循环过程。

浅析小波最大分解层

针对在小波和小波包分解中最大分解层的确定多凭借经验,同时为避免过度分解造成的假频,提出一个确定最大分解层的实用方法。该方法不仅利用数据长度和小波阶数,还进一步利用数据的振幅谱以及尺度函数和小波函数的中心频率,从而使得该方法能有效避免小波和小波包过度分解产生的假频。实例应用表明了该方法的有效性和实用性。

插层化合物在膨化过程中的热分解动力学(英文)

采用红外傅立叶变换光谱仪与热重分析仪联动装置在线检测HNO3-CH3COOH-GIC、H2SO4-GIC及H2SO4-CH3COOH-GIC等插层石墨的相变及热分解过程,同时通过快速扫描得到相应时间段内分解产物的红外光谱,并运用Kissinger-Ozawa原理计算了几种典型膨化反应的动力学参数。研究结果揭示了膨化过程的热分解机理,当升温速率在20℃/min^80℃/min范围时,由实验数据计算出膨化反应表观活化能不大于120kJ/mol。

籽晶层对喷雾热分解法生长ZnO薄膜结晶质量和光电性能的影响

通过脉冲激光沉积(PLD)方法在Si(100)衬底上沉积一层高质量的ZnO籽晶层,在籽晶层上进一步采用超声喷雾热分解(USP)法生长ZnO薄膜,研究了籽晶层对ZnO薄膜结晶质量和ZnO/Si异质结光电特性的影响。研究结果表明,在籽晶层的诱导作用下,USP法生长ZnO薄膜由多取向结构变为(002)单一取向,结晶性能得到了显著改善;籽晶层上生长的薄膜呈现出垂直于衬底生长的柱状晶结构,微观结构更加致密。通过研究紫外光照前后ZnO/Si异质结的整流特性,发现引入籽晶层后,反向偏压下异质结的光电响应显著增加,并且在开路状态下出现明显的光伏效应。