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考虑多种变化因素的海底生产系统生产方案动态优化方法
水下生产系统动态优化研究综述摘要部分揭示了当前水下生产系统(SPS)运营存在的根本性问题。传统固定调度模式难以应对储层压力递减、设备性能退化等动态因素,导致生产效率下降和安全隐患增加。该研究创新性地构建了时间相关的混合整数非线性规划模型(MINLP(t)),通过引入时间变量实现模型动态更新,同时提出基于变化因子的动态非支配排序遗传算法II(CF-DNSGA-II),有效解决了多目标优化中的动态适应问题。案例验证显示算法可使平均最大产量提升1.3%,为水下生产系统的持续优化提供了可靠工具。在问题分析层面,研究系统梳理了SPS动态优化的核心挑战。储层参数随时间呈现非线性变化特征,具体表现为:1)地
来源:Ocean & Coastal Management
时间:2025-12-24
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一种基于多智能体强化学习的定制化方法,用于提升合作型双艘远洋船舶的能源效率
船舶协同导航与能效优化研究新进展全球航运业面临双重挑战:一方面需要应对IMO设定的2030年燃油消耗强度降低20%、2040年降低70%的碳排放目标;另一方面要解决密集水域中双船协同导航带来的安全风险和运营成本问题。中国石油大学(华东)控制科学与工程学院团队近期在船舶能源效率优化领域取得重要突破,提出融合隐私计算与多智能体强化学习的协同优化框架。一、研究背景与问题定位现代航运中,双船协同航行场景日益普遍。虽然单船优化策略(如航速、吃水调整)可使能耗降低2.7%-8.7%,但传统方法存在三大局限:首先,现有研究多聚焦单船优化,忽视双船协同带来的安全约束和能源交互效应;其次,基于集中式训练的预测模
来源:Ocean & Coastal Management
时间:2025-12-24
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边界元方法在腐蚀防护中的应用与验证
船舶电化学腐蚀防护的边界元方法研究与应用船舶在海洋环境中长期暴露,其结构材料的电化学腐蚀防护系统直接影响航行安全与经济效益。近年来,基于边界元法的数值仿真技术因其独特的优势在腐蚀防护领域得到广泛关注。该研究团队通过系统性的方法创新和严格的实验验证,构建了一套适用于船舶腐蚀诊断与防护优化的高精度数值模型,为解决复杂海洋工程问题提供了新思路。一、研究背景与问题提出电化学防护技术是船舶设计与维护的核心环节,其中 impressed current cathodic protection(ICCP)系统通过施加定向电流形成保护性阴极环境。然而,实际工程中存在诸多挑战:首先,船舶 hull 表面复杂,传
来源:Ocean & Coastal Management
时间:2025-12-24
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通过空间电荷限制电流(SCLC)方法测量薄膜中载流子迁移率;一个实际例子
本研究聚焦于空间电荷限制电流(SCLC)技术在有机半导体材料载流子迁移率测定中的应用,通过系统化的实验设计和数据分析方法,揭示了有机材料中电子与空穴迁移率的差异及其对器件性能的影响。研究采用单一载流子器件设计,通过优化电极接触和材料界面工程,确保了电流传输的单向性,从而排除了复合效应对迁移率测量的干扰。实验以 carbazole 基化合物为例,结合物理气相沉积(PVD)和溶液加工技术制备薄膜器件,通过电流-电压特性曲线分析验证了SCLC技术的有效性。### 一、SCLC技术原理与优势空间电荷限制电流的核心在于通过施加外部电场调控载流子分布,形成稳定的电流密度与电压平方关系。与传统方法(如霍尔效
来源:Nano Trends
时间:2025-12-24
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基于镓酸盐长余辉荧光体的温度依赖性陷阱工程,用于高级信息加密和防伪技术
本研究聚焦于开发一种通过调控烧结温度实现长持久发光(LPL)性能的过渡金属离子掺杂钙钛矿型磷光体材料。研究团队以SrGa₂O₄(SGO)为基质,引入Cu²⁺掺杂,通过系统研究不同烧结温度(1350°C-1500°C)对材料微观结构、发光特性及陷阱能级的影响,揭示了温度依赖的陷阱工程机制。该成果为低成本长寿命磷光体的开发提供了新思路,在信息加密与防伪领域展现出重要应用潜力。### 1. 材料体系与核心发现研究选用的SGOC体系具有独特的晶体结构:Sr²⁺占据三维八面体配位位,Ga³⁺形成四面体网络,这种双金属配位结构为调控发光性能提供了结构基础。通过对比1350°C-1500°C不同烧结温度的样
来源:Nano Materials Science
时间:2025-12-24
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综述:关于农业工业废弃物衍生细菌纤维素的全面见解,推动各行业的绿色技术发展
本文研究了Ni和Mg共掺杂的CeO₂材料及其复合电极在超级电容器中的应用。通过溶液燃烧法制备了两种材料:M-1为CeO₂与活性炭的复合物,M-2为Ni和Mg共掺杂的CeO₂。实验表明,掺杂后的材料在电化学性能上展现出显著优势。材料合成方面,采用低成本、环保的溶液燃烧法。M-1通过硝酸铈与活性炭前驱体的反应制备,而M-2则通过添加镍和镁盐协同掺杂。烧结温度控制在400°C,有效保持了材料的低结晶度,有利于提高比表面积和离子扩散速率。XRD分析显示,掺杂未改变CeO₂的立方晶系结构,但晶格参数发生微小变化,证实了Ni和Mg的掺杂进入晶格间隙或取代Ce³+位点。电化学性能测试表明,M-1在0.5 A
来源:Materials Today Sustainability
时间:2025-12-24
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综述:纳米黏土在土壤稳定中的地质技术应用:从基础到前沿
土壤稳定是地质工程中的核心环节,旨在改善软弱或问题土壤的工程特性,以满足基础设施建设需求。传统化学稳定剂如石灰和水泥虽广泛应用,但存在高碳排放、长期耐久性不足及环境兼容性等问题。近年来,纳米技术,特别是纳米黏土(Nanoclay, NC)作为非传统稳定剂,因其独特的纳米级效应和可持续潜力,受到了广泛关注。黏土矿物基础黏土矿物属于页硅酸盐家族,其基本结构单元是硅氧四面体片和铝(镁)氧八面体片的堆叠。根据堆叠方式不同,主要分为1:1型(如高岭石、埃洛石)和2:1型(如蒙脱石、伊利石)等。1:1型黏土结构稳定,膨胀性低;而2:1型黏土(如蒙脱石)具有可膨胀的层间域和较高的阳离子交换容量(CEC),使
来源:Materials Today Sustainability
时间:2025-12-24
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通过氧化铝颗粒辅助的激光冲击喷丸技术在TC4钛合金表面制备具有耐磨抗腐蚀性的疏水涂层,并研究其性能
本研究针对TC4钛合金在航空航天及海洋工程等极端环境下的表面性能需求,提出了一种创新性的单步骤加工技术——颗粒辅助激光冲击强化(PLSP)。该技术通过激光诱导等离子体冲击波实现表面微结构加工与残余压应力场的同步构建,并结合化学改性进一步提升表面性能。以下从技术原理、实验验证及工程价值三方面进行系统解读。### 一、技术原理与突破性创新传统表面处理技术存在多重局限性:化学气相沉积法(CVD)依赖真空环境且难以加工复杂曲面;激光烧蚀技术需后续化学处理且成本高昂。PLSP技术通过引入商用金相砂纸作为颗粒载体,在激光冲击波作用下实现以下协同效应:1. **微结构复合加工**:通过不同目数砂纸(180-
来源:Materials Today Communications
时间:2025-12-24
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基于第一性原理的研究,发现了稳定的、各向异性的半导体纳米片Sb₂X₂O(其中X = S、Se)以及Janus结构的Sb₂SSeO纳米片,这些纳米片在光电技术和光催化领域具有广泛应用潜力
马苏德·沙赫罗基(Masoud Shahrokhi)| 博海拉·莫塔扎维(Bohayra Mortazavi)奥斯特拉瓦大学理学院物理系,捷克共和国奥斯特拉瓦701 03,4月30日摘要在这项工作中,我们通过对新型锑氧硫属化合物单层材料Sb2X2O(X = S, Se)和Janus Sb2SSeO的设计与发现进行了全面的第一性原理研究,探讨了它们的结构稳定性、弹性、电子、光电子和光催化性能。分析结果表明这些材料具有热力学和动力学稳定性,并且断裂能较低,表明它们适合通过机械方法剥离。我们的HSE06模型预测的Sb2S2O带隙与实验测量结果高度吻合,进一步验证了所采用的计算框架的可靠性。电子结构计
来源:Materials Today Energy
时间:2025-12-24
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综述:机器学习驱动的纳米技术进展:从材料设计到工艺优化——综述
机器学习在纳米技术中的应用研究进展与挑战摘要近年来,机器学习(ML)已成为推动纳米技术发展的核心驱动力。通过整合物理先验知识与数据驱动方法,ML技术显著提升了纳米材料设计、工艺优化、性能预测及安全性评估的效率。本文系统梳理了ML在纳米制造、表征分析、器件开发等关键领域的应用现状,重点探讨了其在材料发现、工艺优化、缺陷检测、跨尺度建模等方面的创新突破,并深入分析了数据质量、模型可解释性、多尺度耦合等核心挑战,最后展望了融合量子计算、自动化实验和标准化数据框架的未来发展方向。1. 技术演进路径纳米技术的传统研究模式依赖反复的实验试错,存在周期长、成本高、可重复性差等痛点。机器学习通过构建数据驱动的
来源:Materials Today Communications
时间:2025-12-24
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通过超声表面滚压技术提高18CrNiMo7-6渗碳钢的表面完整性和高应力集中区域的疲劳性能
该研究针对高应力集中区域材料表面强化与疲劳性能提升的关键科学问题展开系统性探索,聚焦于18CrNiMo7-6合金钢这种广泛应用于航空发动机齿轮及高铁关键部件的工程材料。通过创新性引入超声表面滚压(USRP)工艺,研究团队成功构建了梯度纳米结构(GNS)与高密度残余压应力场的协同强化体系,为解决传统表面处理技术在高应力集中场景下的局限性提供了突破性方案。研究首先建立了具有特征几何参数的缺口试样体系(应力集中系数Kt=3),通过400N与800N两种典型静态载荷的对比实验,揭示了不同作用力下材料表面性能的差异化演变规律。实验发现,经过优化的USRP处理可使表面粗糙度从传统热处理磨削后的0.63μm
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-12-24
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氢存储技术的革新:基于第一性原理对氢化物双钙钛矿X₂SiH₆(X = Mg, Ca, Sr)的结构、光电和机械性能的研究
该研究针对X₂SiH₆(X=Mg, Ca, Sr)六元氢化物的储氢性能展开系统性分析,重点评估其结构稳定性、储氢能力及多功能特性。研究团队通过第一性原理计算结合多维度性能表征,揭示了这类新型硅基氢化物的独特优势。在材料结构方面,研究证实所有化合物均符合玻恩规则要求,其弹性模量数据表明具备优异的机械稳定性。晶格参数随金属原子序数增加呈现规律性变化,Mg₂SiH₆的晶胞参数为7.12Å,而Sr₂SiH₆延伸至8.16Å,这种尺度差异直接关联到金属-硅氢骨架的协同作用。特别值得注意的是,Mg₂SiH₆展现出最高的质量储氢密度(7.31wt%),其数值超过传统ABH₃型氢化物及部分三元复合储氢材料。这
来源:Materials Today Chemistry
时间:2025-12-24
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综述:能量耦合:MXene–MOF–硫属化合物杂化摩擦电纳米发电机(TENGs)用于自供电超级电容器存储,并结合机器学习技术进行优化
### 中文解读:金属胆矾化物、MXene与MOF衍生物驱动的下一代摩擦纳米发电机技术#### 一、研究背景与核心目标随着可持续能源需求的激增,摩擦纳米发电机(Triboelectric Nanogenerators, TENGs)作为将环境机械能(如人体运动、风能、振动)直接转化为电能的突破性技术,成为研究热点。本文系统综述了以金属胆矾化物(如MoS₂、WS₂)、MXene(二维过渡金属碳/氮化物)和MOF衍生物(金属有机框架)为核心的多功能复合材料在TENGs中的应用进展,并探讨了机器学习(ML)如何加速这一领域的创新。研究旨在解决传统TENGs存在的能量密度低、机械稳定性差、功能单一等问
来源:Materials Today Advances
时间:2025-12-24
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一种基于聚氧金属酸盐修饰的喜树碱自组装技术的GSH响应性药物递送系统,用于化疗
本研究开发了一种基于多金属氧酸盐(POMs)的谷胱甘肽(GSH)响应性纳米药物递送系统,通过分子自组装技术构建了新型药物载体,实现了化疗药物与金属药物的协同递送。该系统以二硫键连接的POMs-SS-CPT和碳碳键连接的POMs-CC-CPT为研究对象,重点探索了响应性分子自组装技术对药物释放控制及肿瘤靶向治疗的影响。**研究背景与创新性** 肿瘤微环境中异常升高的GSH浓度(肿瘤细胞约2-10 mM,正常组织仅2-20 μM)为开发选择性药物递送系统提供了天然靶标。传统纳米载体存在药物泄漏快、靶向性不足等问题。本研究创新性地将POMs这种具有多重药理活性的金属有机框架材料,通过自组装形成稳定
来源:Materials Today Advances
时间:2025-12-24
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通过低角度晶界工程技术在1.3 GPa的双相不锈钢中实现了出色的硬度和耐腐蚀性结合
低角度晶界工程策略在2205双相不锈钢中的创新应用与性能突破1. 研究背景与科学问题34)已成为海洋工程、桥梁建设等领域的重要材料。然而,当作为高强螺栓使用时,其强度(约1080 MPa)仍显著低于商用12.9级高强钢,且传统强化手段如晶粒细化会加剧晶间腐蚀敏感性,冷加工虽能提升强度但会牺牲耐蚀性和韧性。如何实现强度、韧性和耐蚀性的协同优化,成为制约材料应用的关键科学问题。2. 研究方法与技术路线研究采用600-800℃温加工工艺,重点控制动态再结晶机制。通过多道次冷轧(总变形量78%)结合梯度退火处理,构建独特的微观组织调控体系。材料制备流程包括:(1) 原始材料预处理:1050℃退火+水淬
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-12-24
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利用FeCoCrNiCu高熵合金通过超快高温焊接方法制备的SiC接头:在空气和高温蒸汽中的微观结构及力学性能
Renyi Ji|Zhihua Nie|Xiaodong Yu|Xun Li|Chengwen Tan北京工业大学材料科学与工程学院,北京 100081,中国摘要由于钨具有高熔点、高温稳定性和优异的导热性,它通常被应用于一些极端高温环境中。在本研究中,通过多步轧制和化学气相沉积钨的重结晶退火工艺制备出了一种超高纯度钨(UHP-W)。其纯度超过99.9999 wt.%,所有微量元素均低于检测限。通过退火处理可以提高UHP-W的延展性,在300°C下测试时可实现高达30%的总拉伸伸长率。电子背散射衍射分析表明,UHP-W形成了由变形的长晶粒和再结晶的块状晶粒组成的非均匀微观结构。超高纯度有助于净化
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-12-24
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通过声化学方法在In/Se共掺杂的CoNi尖晶石铁氧体纳米颗粒中实现缺陷工程化的电荷传输与介电弛豫
M.A. Almessiere|B. Ünal|A. Baykal|E. Mojtahedi|A. Mihmanlı|S. Kahraman生物物理学系,研究与医疗咨询研究所(IRMC),伊玛目阿卜杜勒拉赫曼·本·费萨尔大学,邮政信箱1982,31441,达曼,沙特阿拉伯摘要本研究全面探讨了铟和硒共掺杂对通过溶胶-凝胶自燃法合成的CoNi尖晶石铁氧体纳米颗粒(SFNPs)的结构、电学和介电性能的影响。通过X射线衍射(XRD)和电子显微镜研究了In/Se → CoNi(x ≤ 0.10)的成分系列。XRD分析证实形成了单相立方尖晶石结构,晶粒尺寸小于10纳米,与早期研究结果一致(参考文献11)。
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-12-24
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基于类注意力融合策略的物联网入侵检测终身学习方法
随着物联网技术在全球范围内的广泛应用,其面临的网络安全威胁呈现持续升级态势。新型网络攻击手段不断涌现,传统入侵检测方法在应对动态变化的攻击模式时存在显著局限性。特别是在持续学习场景下,现有方法难以平衡历史知识与新知识的融合,导致模型在更新过程中出现灾难性遗忘问题,严重制约了物联网设备的实时监测能力。当前物联网入侵检测研究呈现三大技术路径:传统规则驱动型方法、基于深度学习的特征提取型方法,以及面向持续学习的增量学习型方法。传统方法依赖人工制定的安全规则,虽然在小规模静态场景中表现优异,但难以适应物联网设备数量庞大、通信协议复杂、攻击模式多变的特点。深度学习模型通过端到端特征学习展现出显著优势,特
来源:Knowledge-Based Systems
时间:2025-12-24
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TA-OEM:采用两步分层注意力机制和自监督标签生成方法的多模态情感分析
本文针对多模态情感分析中的三大核心问题,提出了一种创新性的模型架构TA-OEM(Two-step Hierarchical Attention and Orthogonal Information Enhancement Model)。研究团队通过系统性分析现有技术的局限性,结合Transformer架构的优势,构建了包含三个关键模块的解决方案:两步分层注意力机制(TAM)、正交信息增强模块(OEM)以及自监督单模态标签生成模块(USGM)。以下从问题背景、模型创新、技术实现三个维度进行详细解读。在问题背景层面,研究指出当前多模态情感分析面临三重挑战:首先,跨模态注意力耦合容易引入噪声干扰,导
来源:Knowledge-Based Systems
时间:2025-12-24
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基于CLIP的样本选择方法在主动领域适应中的应用
该研究聚焦于解决主动域适应(Active Domain Adaptation, ADA)中的两大核心挑战:如何精准筛选目标域中最具价值的标注样本,以及如何通过有限标注样本实现有效的跨域特征对齐。论文通过引入视觉语言模型(VLM)与复杂度分析框架,构建了从数据划分到标注策略再到跨域对齐的完整技术体系,并在多个基准数据集上验证了其有效性。### 一、问题背景与核心挑战当前域适应研究主要面临两个瓶颈:其一,传统无监督域适应(UDA)方法过度依赖源域标注数据,当存在显著领域偏移时,源模型对目标域样本的误判会放大伪标签噪声,导致性能受限;其二,现有主动标注策略多基于单一模型预测概率,易受模型固有偏差影响
来源:Knowledge-Based Systems
时间:2025-12-24