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  • 一种受生物启发的多自主水下航行器包围跟踪方法:自适应循环神经元与受生物启发的经验回放机制

    2023年2月6日,土耳其东南部发生了一次由里氏7.8级和7.5级地震组成的地震序列,造成了广泛的结构破坏和人员伤亡。这次地震不仅对当地产生了严重影响,还引发了一场令人意外的海啸,尽管其破裂发生在陆地,但海啸却出现在东地中海区域。本研究通过整合现场调查、海平面数据分析和数值模拟,探讨了这场海啸的来源机制,提出了海底滑坡可能是引发海啸的根源。我们估计了海啸源的位置、尺寸和方向,并发现海底滑坡的假设能够很好地解释观测到的海啸波浪数据。此外,我们的分析还表明,海啸对海底滑坡方向的敏感性较强,而初始幅度与最大海平面响应之间存在几乎线性的关系。这些发现对于改进现有的海啸预警系统具有重要意义,有助于更好地

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-10-17

  • 基于强化学习的预定时间H∞最优容错编队控制方法,适用于多个欠驱动无人水面航行器,并考虑了性能约束

    本研究通过实验手段,对重力式浮式网箱模型在静水和规则波条件下的阻力进行了系统性分析,旨在深入理解水流和波浪对这类结构的力学影响。研究中采用了两种不同底部环重量的网箱模型,并在拖曳水池中进行了不同拖曳速度以及多种规则波条件下的实验测试。通过负载传感器和摄像头,研究人员不仅测量了网箱所受的阻力,还观察了其变形情况。研究结果表明,在静水中,阻力随着水流速度的增加而显著增强。而在波浪条件下,平均阻力通常高于静水状态,其中短波产生的阻力比长波更大。此外,较重的底部环会导致更大的阻力,但能减弱波浪高度的影响。波浪高度和陡度对阻力的影响尤为明显,尤其是在短波条件下,更高的波浪会导致更大的阻力波动幅度。最后,

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-10-17

  • 用于水下航行器振动声学的混合流体结构相互作用-等效源方法

    在海洋工程和军事应用中,水下车辆的结构设计至关重要,其核心在于如何有效控制结构的振动和辐射噪声。这些因素不仅影响水下车辆的隐蔽性,还关系到其结构的安全性。随着绿色发展理念的深入,国际组织如国际海事组织(IMO)、美国船级社(ABS)和挪威船级社(DNV)对水下噪声的限制愈发严格,以减少对水下声呐设备的影响,并保护海洋生态环境。因此,水下车辆的振动与噪声预测研究成为学术界和工程界关注的重点。传统的振动与噪声预测方法包括解析法、半解析法、数值分析法和实验法。其中,解析法和半解析法因其计算效率高,适用于简单结构的振动与噪声分析,但难以处理复杂的耦合结构。数值分析方法如有限元法(FEM)具有广泛的应用

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-10-17

  • 关于深水多波束回声测深仪中多普勒效应分析及校正方法的研究

    在深海测量环境中,多波束声呐(MBES)作为一种高效的海底地形测绘工具,具有能够描绘水体和海底沉积物的特性,因此在海洋资源勘探和海底地形调查中占据着重要地位。然而,MBES的测量精度受到多种因素的影响,其中由船只运动引起的多普勒效应是关键挑战之一。当前的多普勒效应分析与校正方法大多基于一个假设,即在脉冲宽度内,船只沿径向方向以恒定速度运动。这一假设在浅水或一般测量条件下可能有效,但在深海作业中,由于需要发射较长的线性调频(LFM)脉冲以提高信噪比(SNR),这种假设变得不够准确,从而影响系统的测量精度。多普勒效应在信号处理中表现为原始信号的展宽或压缩,导致其频率带发生变化,进而影响后续处理结果

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-10-17

  • 划定渔业区域以进行海洋资源管理:方法与应用——以美洲北部海湾为例

    在海洋生态系统中,尽管海面似乎没有明确的边界,但渔民对海洋资源的提取却是高度集中的。这种空间上的聚集性不仅反映了渔民的日常活动模式,还揭示了他们对特定渔场的依赖程度。理解这些“渔业领地”(fishing territories)的概念,对于识别渔业活动的热点区域、量化特定区域的使用频率、评估管理措施的影响以及快速评估渔业依赖社区对环境冲击的脆弱性具有重要意义。本文通过借鉴景观生态学和动物行为学的研究方法,系统地探讨了如何量化渔业领地的概念,并将其应用于海洋资源管理。特别地,文章以美国墨西哥湾北部的商业礁石鱼类渔业为案例,比较了七种不同的方法,以确定哪种方法在提供足够细节的同时,又能实现有效的概

    来源:Ocean & Coastal Management

    时间:2025-10-17

  • 在排放控制区域中,针对天气不确定性进行自适应船舶航线规划:一种稳健的深度Q学习方法

    近年来,随着国际海事组织(IMO)对船舶燃油硫含量的严格规定,船舶在排放控制区(ECAs)内的航行策略面临更多挑战。船舶运营者需要在燃料切换和安装洗涤器两种脱硫策略之间做出选择。这两种策略的选择与动态的海况和天气条件密切相关,会对单程总成本和航线效率产生显著影响。由于海况和天气条件在船舶出发前和航行过程中持续变化,因此航线决策需要迅速响应这些变化的环境输入,并在有限时间内完成。为应对这一挑战,本文提出了一种基于高分辨率网格系统的鲁棒深度Q学习(DQL)方法,以联合优化航行路径、航速和吃水调整。数值实验表明,与动态规划(DP)方法相比,所开发的鲁棒DQL方法能够实现接近最优的解决方案,计算速度更

    来源:Ocean & Coastal Management

    时间:2025-10-17

  • 基于MXene/肽仿生嗅觉传感器阵列和机器学习的气体检测技术

    本研究致力于通过仿生嗅觉系统提升MXene基气体传感器的性能,并验证其在食品安全和医疗诊断中的实际应用潜力。MXene作为一种新型二维材料,因其高比表面积、优异电子传输性和化学稳定性备受关注,但传统MXene气体传感器存在响应范围有限、选择性不足等问题。本研究创新性地引入生物识别单元——基于臭味受体蛋白(OBP)设计的短肽,通过分子模拟筛选出具有广谱气体识别能力的四段肽序列(P1-P4),并构建了多通道传感器阵列与机器学习算法相结合的智能检测系统。实验表明,该系统在氨气检测中灵敏度较原始MXene提升3-4倍,在肺癌诊断中达到94%的分类准确率,为实际应用提供了可靠技术支撑。### 1. 材料

    来源:Nano Materials Science

    时间:2025-10-17

  • 光谱方法中的嵌入式边界条件:一种矩形矩阵方法

    本文探讨了一种创新的谱方法框架,旨在将边界条件直接嵌入微分算子结构中,从而解决微分方程的求解问题。边界条件在微分方程求解过程中扮演着至关重要的角色,其准确处理不仅关系到解的唯一性,还影响到数值方法的稳定性与精度。传统的边界条件处理方式,如基函数修改、行删除和插值法,虽然在特定情况下有效,但它们往往带来计算复杂性增加、信息丢失和数值不稳定性等问题。本文提出了一种新的干预方法(Intervention Method, IM),通过巧妙地利用操作矩阵的矩形结构,并结合适当的缩放策略,避免了传统方法中的这些缺陷。谱方法在求解微分方程时,通常基于Hilbert空间中的正交基函数,如Chebyshev多项

    来源:Mathematics and Computers in Simulation

    时间:2025-10-17

  • 用于二阶Fredholm–Volterra积分-微分方程的超收敛Galerkin方法

    本文探讨了使用基于Kumar–Sloan技术的Galerkin方法来逼近具有给定边界条件的二阶非线性Fredholm–Volterra积分微分方程(IDEs)的问题。通过引入分段多项式基函数,研究者在无需传统迭代Galerkin方法的前提下,实现了对这类方程的高阶收敛性。此外,研究还表明,对近似解的导数的收敛性也达到了与近似解相同的高阶水平,这在之前的文献中并未被广泛讨论。为了验证理论成果,文章还提供了数值实验作为支撑。### 研究背景与意义积分微分方程(IDEs)广泛应用于科学与工程领域,例如流行病学中的年龄依赖性传染病模型、行星大气中辐射传播的数学建模以及人口动力学等。这些方程通常包含两个

    来源:Mathematics and Computers in Simulation

    时间:2025-10-17

  • 多孔CoGa₂O₄尖晶石微球的简便合成方法——作为锂离子电池有前景的负极材料

    赵莉|杨胜轩|王振燕|姜华通|蔡东晓|刘定荣|李波|段秀兰|于发鹏中国山东省大学晶体材料研究所晶体材料国家重点实验室,济南 250100摘要本研究采用简单的溶剂热法成功制备了多孔CoGa2O4微球。经过600–900 ℃的煅烧后,所得材料结晶为纯尖晶石相,且随着温度的升高,结晶度不断提高。这些直径约为1 μm的CoGa2O4微球由相互连接的纳米颗粒组成,具有多孔结构。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,Co2+和Ga3+离子分别分布在尖晶石晶格的四面体和八面体配位位点上。随着退火温度的升高,CoGa2O4的反演程度降低,表明在更高的烧结温度下其结构趋于更加有序。在800 ℃下退火的CoGa2O

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-10-17

  • 基于模型驱动的通用化设计与制备方法:超灵敏、超快速的β-Ga₂O₃/SnO₂乙醇气体传感器

    在现代科技快速发展的背景下,气体传感器因其在空气质量监测、环境评估和公共健康管理中的关键作用而受到广泛关注。这类传感器能够实时检测空气中的有害气体,从而为环境治理、工业安全和健康防护提供可靠的数据支持。然而,气体传感器的设计和制造面临着一系列挑战,尤其是在提高灵敏度的同时保持快速响应速度和低检测限方面。通常情况下,单一半导体材料的气体传感器存在一个固有的权衡,即在气体响应能力和响应/恢复时间之间难以兼顾。例如,大多数氧化物传感器虽然在检测挥发性有机化合物(VOCs)时表现出较高的响应值,但其响应和恢复时间往往较长,这在某些需要实时监控的场景中显得不足。相反,基于二维材料(如Ga₂O₃、MXen

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-10-17

  • 通过短梁剪切试验和响应面方法优化在可访问平台上FFF打印PEEK的层间粘附性能

    近年来,热电材料因其能够直接将废热转化为可用的电能,被视为提升全球能源利用效率的重要手段。热电材料的性能通常通过无量纲的优值因子(ZT)来衡量,其数值越高,表明材料在热电转换中的效率越佳。ZT的计算公式涉及到材料的塞贝克系数(S)、电导率(σ)和温度(T),以及总热导率(κ)。其中,总热导率由电子热导率(κₑ)和晶格热导率(κ₁)组成,因此提升热电性能的关键在于降低晶格热导率并提高功率因子(PF),即S²σ的乘积。在众多热电材料中,层状异阴离子半导体因其独特的结构特性而备受关注。这类材料通常包含重元素或化学结构复杂的成分,能够形成准二维的电子能带结构。这种结构特征不仅有助于提高塞贝克系数,还能

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-10-17

  • 卓越的锡电化学技术:高能量密度、无枝晶的碱性锡碘液流电池

    Faheem Mushtaq|Yan Xiang|Xian Xie|Xiangyang Zhang|Weijun Zhou|Muhammad Fahim|Irum Firdous|Walid A. Daoud香港城市大学机械工程系,中国香港摘要基于金属的水系氧化还原液流电池(ARFBs)具有低成本和高能量密度的优点,其中锌基系统最为突出,但它们受到枝晶生长和长期稳定性差的限制。本文报道了一种采用缺陷修饰石墨毡(Dm-TGF)阳极的锡-碘ARFB,该阳极通过等离子体处理和钴辅助蚀刻制备。引入的碳缺陷降低了成核能垒,使电场均匀化,并促进了锡在纳米孔内的沉积,从而实现了无枝晶、高可逆性的镀层/剥离过

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-10-17

  • IN718超级合金环的微观结构演变及超塑性研究:通过真空离心铸造、热机械控制环轧工艺及标准热处理方法

    本文探讨了一种用于制造IN718超合金环形部件的高效短流程工艺,该工艺结合了真空离心铸造与热机械控制环轧(TMCRR)技术。研究旨在通过优化铸造和轧制过程,提升材料的综合性能,同时降低制造成本与能耗。IN718超合金因其优异的高温强度、耐腐蚀性和抗氧化性,长期以来被广泛应用于航空与航天领域,尤其是在涡轮壳体、密封环和导向环等关键部件中。然而,传统的制造工艺存在流程冗长、能耗高以及材料利用率低等问题,难以满足现代工业对高效生产与性能优化的双重需求。在实际应用中,IN718合金的制造通常采用传统的镦粗-穿孔-环轧工艺,该方法虽然能够生产出满足要求的环形部件,但其过程复杂,涉及多个步骤,不仅增加了生

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-10-17

  • 通过多元微合金化技术提高基于ZrCu的大块金属玻璃复合材料的超弹性和延展性

    金属玻璃(Metallic Glasses, MGs)因其独特的无序原子结构,展现出许多传统晶体合金所不具备的优异性能,例如高强韧性、高硬度以及卓越的弹性应变能力。然而,这种无序结构也导致了金属玻璃在室温下的脆性和应变软化问题,成为其在工程应用中的一大挑战。为了解决这些问题,研究者们探索了多种增强材料性能的策略,其中通过引入相变诱导塑性(Transformation-Induced Plasticity, TRIP)效应的金属玻璃复合材料(Bulk Metallic Glass Composites, BMGCs)显示出极大的潜力。TRIP效应的核心在于材料在受力过程中发生的相变行为,尤其是B

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-10-17

  • 关于含有不连续沉淀物的Al-22(22%锌)合金的力学响应——通过原位同步辐射X射线衍射技术进行研究

    王晨拓|杨泉|周阳|王梦梦|冯婷|刘亚辉|王军上海交通大学先进高温材料与精密成形重点实验室,中国上海东川路800号,200240摘要为了阐明不连续沉淀(DP)的双相结构与力学行为之间的相互作用,对Al-22at.% Zn模型合金在单轴拉伸加载过程中的原位同步辐射X射线衍射(SRXRD)进行了研究。结果表明,DP在减少合金织构发展中起着关键作用。少量的DP会导致Al衍射峰的分裂,反映了由于晶格失配而在Al/Zn相干界面处产生的局部应力。DP含量的增加与最大晶格应变的减小相关,表明DP对局部应力集中有缓解作用。开发了一种从2D SRXRD数据分析晶格旋转的定量方法,并应用于研究与DP旋转相关的变形

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-10-17

  • 创新的尿素传感器:采用激光和滴铸技术制备的Pt/石墨烯/铜电极

    本研究提出了一种创新的纳米结构电极,用于对尿素进行高灵敏度的电化学检测。该电极采用了一种新型的铂纳米颗粒(Pt NPs)与单层石墨烯(Gr)结合的结构,通过在铜基底上沉积铂纳米颗粒,形成了Pt/Gr/Cu复合电极。这种电极不仅具有优异的电催化性能,还具备良好的稳定性和重现性,使其在生物医学检测、环境监测以及食品质量控制等领域展现出广阔的应用前景。尿素是人体代谢过程中产生的主要含氮废物之一,主要通过肾脏排出体外。在正常生理条件下,血液中的尿素氮(BUN)浓度通常维持在1.8至7.1 mmol/L之间。然而,当肾功能受损,尤其是肾功能早期阶段,肾小球滤过率(GFR)下降会导致尿素清除率降低,从而引

    来源:Journal of Science: Advanced Materials and Devices

    时间:2025-10-17

  • 通过可持续合成方法制备的来自hydrangea鼠尾草的碳量子点:揭示其物理化学性质、生物相容性和生物活性

    碳量子点(CQDs)作为一种新型的纳米材料,因其独特的物理化学特性以及生物相容性,正在成为科研与工业领域中的研究热点。这些纳米颗粒通常具有小于10纳米的尺寸,能够展现出量子限域效应,从而赋予其优异的光致发光性能。CQDs的制备方式多种多样,包括传统的化学合成方法以及近年来备受关注的绿色合成技术。绿色合成方法通常利用天然来源,如植物、微生物或农业废弃物,以减少对有毒化学品的依赖。这种方法不仅环保,而且成本较低,同时还能在纳米颗粒表面引入植物来源的生物活性化合物,使其在生物医学应用中展现出更大的潜力。在这项研究中,科学家们首次尝试使用植物的地上部分及其细胞培养物作为可再生的前体,通过一步水热法合成

    来源:Journal of Science: Advanced Materials and Devices

    时间:2025-10-17

  • 在CAD-CAM牙科技术中是否应该使用黄金分割比例?

    查尔斯·古德埃克(Charles Goodacre)|加里·戈德斯坦(Gary Goldstein)加州洛马琳达大学牙科学院(Loma Linda University School of Dentistry)种植牙高级教育项目杰出教授摘要问题陈述出于未知原因,牙科领域原本使用的“黄金比例”(golden ratio,简称GR)一词被改称为“黄金分割比”(golden proportion,简称GP),这一术语在当前的牙科文献中普遍使用,并被人工智能系统所认可。计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术在修复牙科领域的应用引发了一个问题:是否真的在 anterior 咬合面的牙冠制

    来源:Journal of Professional Nursing

    时间:2025-10-17

  • 在高场条件下,对于弱耦合系统中的1H SABRE极化转移,采用多色激发方法

    信号放大通过可逆交换(SABRE)是一种利用分子氢的顺磁同位素——para氢(para-hydrogen)作为核自旋极化源,以增强核磁共振(NMR)信号灵敏度的技术。这一技术的核心在于通过一个短暂的极化转移复合物(PTC)实现从para氢到目标底物的自旋极化转移。传统上,SABRE在低磁场条件下进行,这需要复杂的磁场循环装置和高功率射频(RF)脉冲来实现有效的自旋混合。然而,这种设置在实际操作中存在诸多限制,例如需要精确的磁场优化和对高功率RF脉冲的依赖,这在某些实验条件下难以实现。本研究提出了一种新的方法,即使用选择性的多色射频激发(polychromatic RF excitation)技

    来源:Journal of Magnetic Resonance

    时间:2025-10-17


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