检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1061-1066页

作者：张文星陶芬刘一邓彪上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 中国科学院上海应用物理研究所上海光源中心上海201800 中国科学院上海高等研究院上海光源中心上海201204

微束X射线荧光成像(μ-XRFI)是无损获取样品内部元素微区分布信息的重要方法,主要应用于微米量级区域内的元素分辨成像。同步辐射是μ-XRFI的理想光源,由于其装置庞大、造价高昂,用户机时紧张,并不适宜于常规应用。基于实验室X射线光管... 详细信息

微束X射线荧光成像(μ-XRFI)是无损获取样品内部元素微区分布信息的重要方法,主要应用于微米量级区域内的元素分辨成像。同步辐射是μ-XRFI的理想光源,由于其装置庞大、造价高昂,用户机时紧张,并不适宜于常规应用。基于实验室X射线光管、多毛细管聚焦镜、高精度样品台及硅漂移探测器,研制了一套具有元素分辨的μ-XRFI系统,性能测试结果表明该系统可以测量分析元素含量为0.001%量级的溶液样品和优于20μm的空间分辨能力。基于该μ-XRFI系统开展了应用研究,获得了小鼠脑、芯片及古代陶瓷样品中的多种主要元素及微量元素的空间分布,结果表明该系统可满足μ-XRFI的需求,可为生物医学、电子元件检测、瓷器色彩成分鉴定等领域研究提供帮助。

关键词：实验室X射线光管多毛细管聚焦镜荧光成像元素分辨

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石墨负极颗粒对锂离子电池容量衰减及SEI膜生长影响的模拟研究

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化工学报 2024年第1期75卷 366-376页

作者：闻文王慧艳周静红曹约强周兴贵华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

以石墨为负极材料的锂离子电池在新能源领域应用广泛,但其长时间充放电循环后的容量衰减会显著缩短电池的使用寿命。负极表面固体电解质界面层(SEI)是影响电池循环寿命的主要因素之一,其生成反应除了受电解质组成和制备工艺影响外,还取... 详细信息

以石墨为负极材料的锂离子电池在新能源领域应用广泛,但其长时间充放电循环后的容量衰减会显著缩短电池的使用寿命。负极表面固体电解质界面层(SEI)是影响电池循环寿命的主要因素之一,其生成反应除了受电解质组成和制备工艺影响外,还取决于石墨负极材料的结构。基于SEI膜的生长动力学,构建了电池容量衰减模型,模拟计算了石墨负极颗粒粒径对于电池容量衰减及SEI膜生长过程的影响。结果表明,负极材料颗粒粒径越大,SEI膜厚增加速度越快,电池使用寿命显著降低;在充放电循环过程中,首次循环容量衰减速度最快,随着后期SEI膜厚的增加,老化速率减缓并趋于稳定;溶剂在SEI膜中的扩散系数和SEI层孔隙率的降低,会减缓电池容量衰减速度;溶剂通过SEI膜向内扩散至电极表面的步骤是SEI膜连续生长过程中的控速步骤。研究结果可为锂离子电池石墨电极涂层制备工艺优化提供基础知识及指导。

关键词：电化学锂离子电池数学模拟电极电解质界面石墨

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空间外差遥感数据光谱-干涉图双向校正算法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 963-968页

作者：王新强王祯梁秋裕熊伟李志伟叶松甘永莹王方原桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541004 中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

空间外差光谱技术(SHS)作为新型高光谱分析技术,被广泛应用于大气检测、卫星遥感等领域,但由于空间外差光谱仪的制作不理想或工作环境的变化都会改变仪器参数而引入误差,使干涉图数据不准确,需要进行误差校正。在卫星平台下,由于与地面... 详细信息

空间外差光谱技术(SHS)作为新型高光谱分析技术,被广泛应用于大气检测、卫星遥感等领域,但由于空间外差光谱仪的制作不理想或工作环境的变化都会改变仪器参数而引入误差,使干涉图数据不准确,需要进行误差校正。在卫星平台下,由于与地面环境的巨大差异,导致地面测定的校正参数对空间外差干涉图数据不再适用,特别是调制项误差(相位误差和非均匀误差)的改变,极大影响了光谱的准确性。针对空间外差遥感数据的调制项误差,从光谱与干涉图两个方面入手,进行误差分离与原因分析,认为空间外差遥感数据误差主要来源于CCD尺寸伸缩导致的光谱频率变化和CCD响应改变导致的干涉图强度变化,提出了光谱-干涉图双向校正方法。校正测试数据选取高分五号搭载检测仪(GMI)实测的12条O 2吸收光谱。取其中一条作为标定光谱,以SCIATRAN仿真的无误差光谱为基准,与标定光谱进行对比,分析两者在光谱维的频率偏差,通过特征峰频率确定两者的频率变换关系。然后根据变换关系将仿真光谱进行频率拉伸,使拉伸后的仿真光谱与实测光谱谱峰重合,计算拉伸仿真光谱与实测光谱干涉图,将两者干涉图相比得到干涉图强度的变化关系。最后将干涉图强度变化关系用于其余11条光谱的校正,得到校正后光谱。为了衡量校正效果,以校正前后光谱的标准差、均方误差和信噪比作为评价指标。结果显示标准差、均方误差都明显降低,同时信噪比显著增大,且标准差基本都在0.07以下,信噪比基本能达到20以上。其中校正效果最好的实测光谱,标准差减少了0.3767,信噪比提高了25.1016,均方误差降低了0.1587,校正效果较差的实测光谱,标准差减少了0.2296,信噪比提高了9.6328,均方误差降低了0.1049。因此所提出的光谱-干涉图双向校正方法对空间外差遥感数据的误差校正起到较好的效果,且处理过程简单,为同类数据的处理提供了一种新思路。

关键词：空间外差遥感误差校正光谱谱峰频率干涉图强度幅值

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沙波形态及运动特征的概化数学模型研究

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应用基础与工程科学学报 2024年第2期32卷 426-441页

作者：曹玉芹夏军强周美蓉邓珊珊武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

水库修建后坝下游水沙条件发生显著变化,推移质补给大量减少,悬移质占输沙量的主要部分.在河床持续冲刷过程中,沙波运动从以推移质为主逐渐转变为推移质与悬移质共同输移.建立了一维沙波形态及运动特征的概化数学模型,对比了基于推移质... 详细信息

水库修建后坝下游水沙条件发生显著变化,推移质补给大量减少,悬移质占输沙量的主要部分.在河床持续冲刷过程中,沙波运动从以推移质为主逐渐转变为推移质与悬移质共同输移.建立了一维沙波形态及运动特征的概化数学模型,对比了基于推移质和悬移质输移的沙波运动特征,采用已有公式对基于推移质运动的沙波形态变化和运动速度进行了验证,并讨论了不同参数对沙波运动的影响.模拟结果表明:(1)基于推移质运动的沙波向下游运动,沙波上各点的运动速度与其高程正相关,迎流面冲刷,背流面淤积,沙波形态逐渐向不对称发展,沙波运动临界时间为31.78h,与已有解析解误差仅为1.5%;基于悬移质运动的沙波未向下游运动,以垂向冲刷为主,沙波上各点冲刷强度与其高程正相关,波高逐渐减小,沙波形态基本对称且趋于消亡;(2)基于推移质运动的沙波波峰和波谷的运动速度计算值分别为51m/d和17m/d,与已有公式的最大相对误差小于26%,形态曲线的平均相对误差小于19%,故计算结果能较好地反映沙波运动特征;(3)水沙参数对沙波的影响比沙波初始形态参数更显著,增大单宽流量和减小水深均能使沙波运动增强,且对水深变化的响应更加敏感.

关键词：沙波运动推移质悬移质沙波形态沙波演化模型

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顾及衰减系数时空变化的全球PWV垂直改正模型

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测绘学报 2024年第5期53卷 889-899页

作者：蒋春华高祥王帅民祝会忠陈少妮刘广盛辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院辽宁阜新123000 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室湖北武汉430077 河北工程大学矿业与测绘工程学院河北邯郸056038

大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)在多尺度气候变化及大气物理过程中扮演着重要的角色。为提高PWV垂直改正精度进一步扩展各类PWV产品的空间应用性,本文基于2010—2019年ERA5再分析资料构建了一种顾及PWV垂直衰减系数时空变... 详细信息

大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)在多尺度气候变化及大气物理过程中扮演着重要的角色。为提高PWV垂直改正精度进一步扩展各类PWV产品的空间应用性,本文基于2010—2019年ERA5再分析资料构建了一种顾及PWV垂直衰减系数时空变化的全球适用范围的分层格网模型(GPWVCS)。同时联合2020年ERA5及无线电探空PWV,评估了本文模型在全球范围内的精度及适用性。结果表明,相比于经验模型及未分层的GPWVC模型,GPWVCS模型有效提升了PWV的垂直改正精度。以ERA5 PWV为参考,全球范围内GPWVCS模型修正PWV的RMS不超过1.9 mm。以探空数据为参考,GPWVCS模型在热带、温带、寒带及全球范围的年均RMS分别为2.24、1.29、0.44、1.44 mm,较经验模型分别提升34.6%、14.1%、10.9%及21.4%,较GPWVC模型分别提升6.4%、5.8%、9.4%及6.0%。GPWVCS的分层算法最大限度地削弱了PWV指数外推的误差累积影响,本文开发的水平分辨率为1°×1°、2°×2°及5°×5°的模型均能够显著提升全球范围内多种高差下PWV的垂直改正效果,用户可以根据计算效率及精度需求自行选择最佳模型。

关键词： GPWVCS模型大气可降水量衰减系数垂直分层

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基于主成分分析的空间外差干涉数据校正研究

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光谱学与光谱分析 2024年第12期44卷 3333-3338页

作者：王新强王祯覃杉熊伟王方原叶松聂锟桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541004 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

空间外差光谱技术(SHS)是一种新型的高光谱遥感探测技术,被广泛应用于大气观测、天文遥感、物质识别等领域。通过空间外差光谱仪获取的二维实测干涉数据会受到多种影响因素干扰,其中高频噪声、不规则暗斑、干涉图非均匀性是其中最常见... 详细信息

空间外差光谱技术(SHS)是一种新型的高光谱遥感探测技术,被广泛应用于大气观测、天文遥感、物质识别等领域。通过空间外差光谱仪获取的二维实测干涉数据会受到多种影响因素干扰,其中高频噪声、不规则暗斑、干涉图非均匀性是其中最常见的影响。这些影响会降低复原光谱的精度,因此需要对这些影响发展有效的数据校正方法,提高反演光谱准确度。采用钾灯和氙灯两种光源产生准单色和连续光信号,以它们形成的干涉数据作为研究对象。针对这两种实测干涉图中的多种噪声影响,提出了一种基于主成分分析的空间外差干涉数据校正方法。首先采用一阶差分法对实测干涉图的所有行数据进行预处理,去除基线影响,将处理后的行数据进行傅里叶变换获得光谱数据。然后对所有行光谱数据进行主成分分析,计算出多个相互正交的主成分及每个主成分的贡献率,将贡献率小于2%的主成分当作噪声并加以扣除,保留其他主成分作为有效光谱信号进行光谱重建,重建光谱经过傅里叶逆变换得到校正后的干涉图。最后从干涉图和光谱两个维度对校正方法的有效性进行对比分析。结果表明,单色、连续两种光源实测干涉图中的暗斑得到有效扣除,非均匀性影响得到极大改善。针对暗斑影响明显的干涉图第536、600、982行数据,对比其光谱校正前后效果,结果显示:校正方法有效抑制了光谱中的高频噪声,使光谱变得平滑、清楚,特征峰等细节获得凸显,信噪比得到改善,三行光谱的均方误差分别由校正前的0.03777、0.02733、0.03099降低到校正后的0.01331、0.01220、0.01234,定量说明了方法的有效性。

关键词：空间外差光谱仪噪声主成分分析校正

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浅海运动声源海底混响功率谱仿真与分析

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应用声学 2024年

作者：张祚祥吴金荣张亦凡侯倩男袁博中国科学院声学研究所中国科学院水声环境特性重点实验室中国科学院大学哈尔滨工程大学

声源运动会引起海底混响产生显著的多普勒现象。该文基于绝热简正波和射线模式类比计算浅海海底入射声场和散射声场，将多普勒频移引入简正波理论，分析海底散射截面的多普勒频谱贡献，建立了运动声源的浅海混响功率谱模型，利用海上实... 详细信息

声源运动会引起海底混响产生显著的多普勒现象。该文基于绝热简正波和射线模式类比计算浅海海底入射声场和散射声场，将多普勒频移引入简正波理论，分析海底散射截面的多普勒频谱贡献，建立了运动声源的浅海混响功率谱模型，利用海上实验数据验证了该模型。

关键词：双基地混响浅海混响混响频谱展宽绝热简正波简正波射线模式类比

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软材料大变形断裂的相场建模与应用

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高分子学报 2025年第2期56卷 179-199页

作者：田富成冀家乐陈树昱李良彬中国科学技术大学、国家同步辐射实验室、安徽省先进功能高分子薄膜工程实验室、中国科学院软物质化学重点实验室合肥230026

软材料具有承受大应变和高可恢复性的独特特性,使其在生命科学和软机器人等前沿领域具有不可替代的作用.了解此类材料的复杂断裂行为不仅具有迫切的应用需求,也是材料科学、物理学和连续介质力学等基础学科的研究重点.本文介绍了作者在... 详细信息

软材料具有承受大应变和高可恢复性的独特特性,使其在生命科学和软机器人等前沿领域具有不可替代的作用.了解此类材料的复杂断裂行为不仅具有迫切的应用需求,也是材料科学、物理学和连续介质力学等基础学科的研究重点.本文介绍了作者在断裂相场模型方面所做的一些工作,主要关注软材料的大变形断裂相场建模、算法实施以及应用.在有限变形理论框架下,作者发展一种新的混合多场断裂相场模型,用于模拟近不可压缩软材料的大变形断裂.从物理裂纹拓扑的角度清楚阐述了不可压缩性与扩散裂纹张开之间的内在矛盾.为了解决这个问题,该模型利用相场退化函数放松了损伤材料的不可压缩性约束,而不影响完好材料的不可压缩性.通过修改经典的摄动拉格朗日乘子方法,导出了用于近不可压缩大变形断裂问题的新型多场混合变分格式.虽然该混合格式切实有效,但通常需要采用满足inf-sup条件的混合有限元(FE)配置,这进一步加剧了本已昂贵的相场断裂建模的计算负担.为了能够使用具有数值优势的低阶线性单元,作者采用压力投影技术开发了一种稳定的混合公式.该公式的优点在于其简单性和多功能性,允许对所有场变量采用低阶单元离散.考虑到这一特性,作者进一步设计了一种高效的自适应网格划分策略,从而大幅提高了计算效率.为了更好地应对涉及裂纹成核的自适应场景,提出了一种新的基于能量的网格细化判据.此外,本文也完整阐述了稳定混合有限元公式的数值处理,以及自适应网格细化,删除技术的核心操作.所提出的格式的准确性、效率和稳健性已经通过一系列具有代表性的数值案例得到了充分的验证.

关键词：相场模型软材料大变形断裂复杂裂纹不可压缩约束

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大气光学湍流模式研究——方法和进展

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物理学报 2023年第4期72卷 342-354页

作者：吴晓庆杨期科黄宏华青春胡晓丹王英俭中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室合肥230031 先进激光技术安徽省实验室合肥230037 中国科学技术大学研究生院科学岛分院合肥230026

分层是大气湍流特别是高空湍流显著特征.在某一固定高度真实光学湍流C_(n)^(2)值在平均值上有1—2个量级甚至更大的起伏.以观测数据建立的湍流廓线模式,是一个统计平均的结果.既不能代表某次实际大气湍流廓线的分层特征,也没有预报功能... 详细信息

分层是大气湍流特别是高空湍流显著特征.在某一固定高度真实光学湍流C_(n)^(2)值在平均值上有1—2个量级甚至更大的起伏.以观测数据建立的湍流廓线模式,是一个统计平均的结果.既不能代表某次实际大气湍流廓线的分层特征,也没有预报功能,不能完全满足光学工程需求.受限于计算机的容量和速度,无法通过DNS (direct numerical simulation)以及LES (large eddy simulation)求解Navier-Stokes方程来预报光学湍流,解决方案是通过中尺度天气数值预报模式MM5/WRF,预报出常规气象参数,再由湍流参数化方案计算出C_(n)^(2).本文介绍了近地面层、边界层和自由大气层C_(n)^(2)预报方法和研究成果,从湍流动能预报方程和温度脉动方差预报方程详细推导出Tatarski公式,归纳出该公式所隐含的物理意义和适用条件.重点介绍了神经网络预报C_(n)^(2)和C_(n)^(2)估算和预报方法在南极天文选址的最新研究进展.分析了以实验数据拟合的经验模式、建立在Kolmogorov湍流理论基础之上含有常规气象参数的参数模式、与中尺度气象模式有关的预报模式、基于数据驱动的神经网络方法等不同模式的特点和差异.强调Kolmogorov湍流理论是现有大气光学湍流参数模式的理论基础.

关键词：大气光学湍流湍流模式 Tatarski公式神经网络预报C_(n)^(2) 南极天文选址

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基于交通转向规则的图卷积神经网络——用于城市路网交通预测

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地球信息科学学报 2025年第3期27卷 653-667页

作者：丁妍马耀红王葭泐栗云昊陈碧宇武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 武汉大学社会地理计算联合研究中心武汉430079

【目的】准确、可靠的交通状态预测信息是智能交通系统(ITS)中许多应用的基础。然而,城市道路网络连接关系复杂,且存在较大的空间依赖性建模挑战。传统的图卷积神经网络(GCN)广泛应用于交通预测中,但其并未专门为交通问题设计,无法充分... 详细信息

【目的】准确、可靠的交通状态预测信息是智能交通系统(ITS)中许多应用的基础。然而,城市道路网络连接关系复杂,且存在较大的空间依赖性建模挑战。传统的图卷积神经网络(GCN)广泛应用于交通预测中,但其并未专门为交通问题设计,无法充分考虑交通网络的特性,如路段的行驶方向、转向规则等。因此,本研究旨在提出一种新的图卷积网络模型,能够有效建模城市交通路网中的转向关系,从而提升交通预测精度。【方法】研究从交通网络的特性出发,考虑到中心路段与其邻居路段的转向关系和相对位置构建了新型的图卷积网络,称为转向图卷积神经网络(Turn-based Graph Convolution Neural Network,TurnGCN)。TurnGCN方法将城市路网建模为异构图,图中的边代表路段间的转向关系。在计算过程中,TurnGCN通过引入转向表来标记邻居节点,并将节点特征映射为欧氏空间的特征栅格后,利用卷积神经网络(CNN)对节点特征进行融合。【结果】在2个现实世界交通数据集上进行了模型的对比实验:韩国首尔的Urban-150数据集和中国上海的SHSpeed数据集。实验结果表明,在多个评估指标上,TurnGCN的预测精度均达到最高,且参数量小于基于空间注意力机制的GCN变体。【结论】TurnGCN为城市路网交通预测提供了一种有效的解决方案,显式地建模了基于转向的空间关系。它有效克服了传统GCN和注意力机制模型的局限,显著提高了预测性能,同时参数共享的机制保持了模型的计算效率。这些优势突出了TurnGCN在智能交通系统中的实际应用潜力,尤其在交通流量优化、拥堵管理和智能导航系统中具有广泛的应用前景。

关键词：交通预测城市路网图神经网络空间相关性异构图异质性转向关系归纳学习

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