研究精粹

• 基于多模型对比的土壤盐分制图及不确定性研究

  王瑾杰;丁建丽;张子鹏;张喆;

  基于野外采集的110个表层土壤盐分样本，采用四种机器学习算法（随机森林、极限学习机、多元自适应样条回归和人工神经网络）与46个环境协变量来绘制新疆艾比湖地区土壤盐分的空间分布图并预测了其不确定性．通过10折交叉验证对各模型的精度进行比较，研究结果表明：（1）使用随机森林（Random Forest, RF）模型能够更稳定更准确地预测土壤EC值，其R~2均值达到了0.662，该性能优于人工神经网络（0.622）、极限学习机（0.637）和多元自适应样条回归模型（0.549）.(2)Sentinel-2光谱数据是土壤EC预测最重要的变量，其次是盐分指数、气候、地形数据以及植被指数，相对重要性分别为44%、31%、20%和5%.(3)RF模型的结果揭示了区域土壤盐分空间分布的变化信息，模拟结果精度优于其余三个模型，确定RF模型是干旱区尾闾湖流域土壤盐分监测的有效方法．

  2022年05期 v.39;No.171 513-521+529页 [查看摘要][在线阅读][下载 1672K]
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数理科学

• 流体-流体相互作用模型的无条件稳定格式

  李伟;黄鹏展;

  流体-流体相互作用模型是大气海洋模型的一个简单形式.通过考虑求解流体-流体相互作用问题的数值逼近方法,建立了全离散方法的无条件稳定性,并通过数值实验验证了理论结果.

  2022年05期 v.39;No.171 522-529页 [查看摘要][在线阅读][下载 1256K]
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• 一类基于不确定理论的分位数回归模型（英文）

  李天用;胡锡健;

  基于不确定理论,提出了一类新的不确定分位数回归模型.在不确定理论的框架下,给出了分位点、损失函数等相关概念的定义以及相关定理的证明,并利用优化方法,给出了不确定分位数回归模型的参数估计、预测值及预测区间.最后,通过数值模拟及案例分析验证了不确定分位数回归模型的鲁棒性和有效性．

  2022年05期 v.39;No.171 530-541页 [查看摘要][在线阅读][下载 227K]
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• 基于滑模控制的多智能体系统指定时间一致性

  李雪;于志永;蒋海军;陈思宇;

  基于滑模控制理论研究了一阶多智能体系统的指定时间一致性问题．首先，在无向网络拓扑下设计了新型的积分滑模面并提出了新的控制协议.利用Lyapunov稳定理论和不等式放缩技巧，得到多智能体系统在指定时间内达到滑模面并实现一致的相关条件．其次，研究了有向拓扑上一阶多智能体系统的指定时间一致性．最后，给出两个数值算例来验证理论结果的有效性．

  2022年05期 v.39;No.171 542-549页 [查看摘要][在线阅读][下载 722K]
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• 两种分裂点连接运算图的Randi?谱

  卢志琴;马小玲;

  对一个连通正则图G_1与任意一个正则图G_2,基于分裂图SP (G_1)与图G_2的两种运算,考虑对应新图类的Randi?(规范化拉普拉斯,规范化无符号拉普拉斯)谱.利用这些结果,构造了关于上述三个矩阵的非正则的同谱图,并且计算了新构造图的度基尔霍夫指数和生成树的数目.

  2022年05期 v.39;No.171 550-559页 [查看摘要][在线阅读][下载 351K]
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• 与可测算子相关的广义Heinz不等式

  李宝珍;韩亚洲;

  利用双重算子积分的方法给出了τ-可测算子的广义Heinz型次优化不等式，将相对应的一些矩阵形式的不等式推广到了τ-可测算子的情形．

  2022年05期 v.39;No.171 560-566+591页 [查看摘要][在线阅读][下载 448K]
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化学与化工

• 径向分层对随机堆积固定床内气体流动特性的影响研究

  张亚新;海东;

  为了更好地探究径向分层对随机堆积固定床内气体流动特性的影响，采用离散元计算流体力学耦合方法（DEMCFD）对径向双层随机堆积床内的流场进行数值模拟，分别建立常规床层、径向25%分层、径向50%分层及径向75%分层床层模型，分析床层径向空隙率、压降和速度场的变化．模拟结果表明：在床层中施加径向分层装置，使得两侧床层内颗粒堆积空间再分配，颗粒堆积总数减少，床层整体空隙率增大，床层流动阻力降低，压降减小，径向空隙率在径向分层处回归峰值，极大改善床层内部流动；其中径向50%分层床内颗粒堆积数分别较常规床层及25%、75%分层床层减少了5.4%、3.5%、1.5%，床层整体空隙率分别增大了5.2%、3.3%、2.4%，床层压降分别降低了14.1%、10%、7.75%，在筒体壁面处的床层速度分别减少了5.4%、3.5%、1.5%.

  2022年05期 v.39;No.171 567-572页 [查看摘要][在线阅读][下载 2067K]
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• 分级Cu-NiO复合材料的合成及其光催化CO_2还原性能研究

  阿布力克木·阿布力孜;

  采用简单的水热法合成了纳米片组装的分级NiO微球（NiO HMs），并利用煅烧法制备出掺杂不同比例Cu(1.5%、3%、4.5%)的Cu-NiO HMs复合材料，通过不同表征方法对其形貌结构进行分析．研究材料的可见光催化还原CO2的性能．结果表明Cu负载量的提高有利于材料的光吸收性能和催化稳定性．当掺杂量为4.5%时，复合材料表现出最佳的CO_2还原活性，其CH_3OH的产率达到了585μmol/g cat,4 h．此外还探究了复合材料的CO_2光催化还原机理．

  2022年05期 v.39;No.171 573-578页 [查看摘要][在线阅读][下载 935K]
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• Bi_xO_yCl_z多孔纳米棒的固相化学合成及其光催化性能研究

  谢晶;尹随心;曹亚丽;

  氯氧化铋因其特殊的内部静电场与(Bi_2O_2)~(2+)层互相垂直的结构而易生成纳米片．众所周知，纳米材料的微观形貌和带隙结构对其光催化性能起决定性作用．采用固相化学反应通过调节反应物的比例制备了不同化学计量比的Bi_xO_yCl_z多孔纳米棒，研究了化学计量比的改变对氯氧化铋的微观形貌、能带结构和光催化性能的影响规律．其中Bi_(12)O_(17)Cl_2纳米棒因内部和表面含有丰富的孔结构以及合适的能带结构，增加了材料的催化活性位点并提高了材料对可见光的吸收能力，使其在可见光下具有优异的光催化活性，约在60 min内可完全降解罗丹明B和双酚A.

  2022年05期 v.39;No.171 579-583页 [查看摘要][在线阅读][下载 761K]
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• 深紫外非线性光学晶体Ba_2P_2O_7的合成、表征与性能研究

  赵欢欢;吕佳荣;吴磊;陈兆慧;

  将碱土金属钡引入焦磷酸盐，通过高温固相法合成了一种新的非线性光学材料Ba_2P_2O_7，该化合物结晶于■m(No.189）非中心空间群，其三维网状结构中，P_2O_7基团按照ABAB方式形成不同朝向的P_2O_7二聚体簇；钡原子与氧原子配位形成Ba O_(10)和Ba O_(11)多面体．研究结果表明：该晶体具有短的紫外截止边（195 nm）及良好的热稳定性，同时讨论了二阶倍频效应与阴离子基团排布之间的关系．第一性原理计算证明了该化合物的光学性能主要决定于P-O基团．

  2022年05期 v.39;No.171 584-591页 [查看摘要][在线阅读][下载 968K]
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• 钴硫氮共掺杂碳纳米管的制备及其氧还原性能研究

  刘德江;许贯诚;

  在惰性气氛下高温煅烧硫氰酸钴和三聚氰胺的混合物，得到大量均匀的钴硫氮共掺杂碳纳米管材料．利用X-射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱仪等对得到的钴硫氮共掺杂碳纳米管进行表征，结果表明：其具有规整的竹节状结构，Co纳米粒子位于碳纳米管顶端，且钴、硫、氮原子成功地掺入到碳纳米管中．电化学测试结果表明：钴硫氮共掺杂碳纳米管在0.1 mol/L KOH氧饱和溶液中具有优异的氧还原催化活性，测得起始电位为-0.12 V，半波电位为-0.16 V，极限扩散电流密度为-5.62 m A·cm~(-2)．该合成方法简单易行，为制备非贵金属基氧还原电催化剂提供了参考．

  2022年05期 v.39;No.171 592-597页 [查看摘要][在线阅读][下载 1565K]
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信息科学与技术

• 面向水下环境的海洋生物轻量化目标检测模型

  王哲;田生伟;王博;周铁军;

  针对传统目标检测模型面对物体种类较少、背景相对单一的水下海洋生物数据集时，存在训练时间长、推理速度慢等问题，提出了一种快速轻量化的目标检测模型FL-Net(Fast and Lightweight Network).(1)采用Res Net18作为骨干网络，减少训练时间和计算量；（2）采用空洞卷积替换普通卷积，提高卷积核的感受野；（3）采用动态激活函数（MetaAcon）替换线性整流函数（Re LU），增强骨干网络的特征提取能力；（4）采用单阶段的Generalized Focal Loss(GFL)方法作为网络头部，提高推理速度和准确率．实验结果表明：FL-Net在Brackish数据集上的准确率达到了79.3%AP(96.6%AP~(50))，平均推理速度为65.2 FPS.

  2022年05期 v.39;No.171 598-607页 [查看摘要][在线阅读][下载 1190K]
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生态·资源·环境

• pH对精炼渣碳酸化效果机制研究

  伊元荣;张京辉;艾尼瓦尔·斯地克;白书齐;史星丽;

  以新疆某钢厂精炼渣为实验原料，通过粒径、液固比、CO_2通气量、搅拌速度等不同工艺条件探究pH对精炼渣碳酸化效果的影响，分析碳酸化过程pH值和电导率的变化规律．通过XRD(X-Ray Difractometer)、SEM(Scanning Electron Microscope)、TG-DTG(Thermo Gravimetry-Derivative Thermo Gravimetry)、FT-IR(Fourier TransformInfrared Spectroscopy)、ICP离子色谱等表征方法研究在不同pH缓冲溶液下精炼渣碳酸化后矿相成分变化、pH对溶液中离子（Ca~(2+)、CO_3~(2-)、HCO_3~-）的迁移转化，并对碳酸化程度、CaCO_3的质量和CO_2吸收量做定量分析．结果表明：pH在弱酸和强碱的条件下会促进Ca2+的更高溶解，使C-S-H凝胶在碳酸化的作用下发生脱钙，最终生成CaCO_3,pH=6.00时，总失重率达到最大为30.10%;pH=12.46时，碳酸化程度达到最高为40.48%．碳酸化后的精炼渣可用作建筑材料，达到“以废治废”的目的．

  2022年05期 v.39;No.171 608-614+624页 [查看摘要][在线阅读][下载 1295K]
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• 新疆地区气溶胶变化对降水和植被的影响分析

  马雯;丁建丽;白婷;

  为了解新疆地区气溶胶对降水和植被的影响，分析了2003―2019年该地区气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth, AOD）和Angstr?m波长指数（AE）的时间变化趋势，并从月尺度上探讨了气溶胶对降水和植被的影响及滞后反应．结果表明：研究期新疆地区的AOD和AE总体均呈下降趋势，其中AOD在2003―2012年间呈上升趋势、2013―2019年呈下降趋势．季节上，AOD在春季最高、秋季最低，而AE与之相反．根据AOD与AE的关系，确定了沙尘气溶胶是春季的主要类型，而全年以大陆清洁型气溶胶为主，混合型气溶胶次之．气溶胶对当前月降水和植被的影响呈负相关，且气溶胶对植被的影响大于气溶胶对降水的影响．而时滞分析表明气溶胶的变化对植被明显存在1～3个月的时滞效应．

  2022年05期 v.39;No.171 615-624页 [查看摘要][在线阅读][下载 1834K]
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工程技术

• 混合拉伸模式下介电弹性体发电性能研究

  余国晖;陈洁;李宝权;李玉麒;

  为探究介电弹性体发电机在等双轴预拉伸和锥形拉伸相结合下的发电特性，采用Neo-Hookean模型建立了介电弹性体在等双轴预拉伸和锥形拉伸情况下的机电不稳定性模型.运用Matlab/Simulink建立了介电弹性体发电机在此混合拉伸下的机电耦合模型，对介电弹性体发电机在不同预拉伸、输入偏置电压和锥形拉伸位移下的能量收集性能进行研究.实验及仿真结果表明：该混合拉伸模式不仅可以有效地改善机电不稳定性的影响，还可以提升介电弹性体发电机的能量收集性能.在预拉伸比为4、施加电压为2.5 k V、锥形拉伸位移为60 mm时，介电弹性体发电机产生的能量为114.49 m J，是相同条件下预拉伸比为2时的4倍.

  2022年05期 v.39;No.171 625-631+640页 [查看摘要][在线阅读][下载 1074K]
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• 加筋玻璃纤维复合材料板力学性能研究

  蔡炎皓;阿肯江·托呼提;钱昆;张耀宇;赵方智;

  在复合材料工程板中掺入钢丝网进行力学性能研究，结果表明：加筋复合材料工程板力学性能优于无筋复合材料工程板．采用有限元软件（ABAQUS）对加筋复合材料工程板进行数值模拟，模拟结果误差小，证实模拟有效；模拟揭示了工程板轴压状态下水平方向应力大小与分布规律，分析了工程板翘曲情况的面压相关性与水平位移相关性，可为后续工程板优化及应用于隔震支座设计分析提供参考．最后将复合材料工程板与隔震支座中常用钢材进行力学性能和成本对比分析，发现加筋复合材料工程板基本力学性能和综合经济效益较好，适宜替换传统隔震支座中的钢板应用于村镇房屋建筑．

  2022年05期 v.39;No.171 632-640页 [查看摘要][在线阅读][下载 1533K]
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