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基于生物材料的单轴热成型聚氨酯泡沫的力学性能:泊松比为零和负值的情况
在当今对可持续材料和先进制造技术日益关注的背景下,研究团队提出了一种创新的工艺——单轴热成型压缩技术,用于生产具有零泊松比(ZPR)和负泊松比(NPR)的开孔泡沫材料。这种技术不仅能够实现更高效、更易操作和更可扩展的生产,还通过使用基于生物来源的开孔聚氨酯(PU)泡沫,进一步提升了其可持续性。研究探讨了制造参数(压缩比、加热温度和时间)以及压缩方向对生物基泡沫在准静态和动态机械性能的影响,特别是在热成型过程中对泡沫性能的调控作用。研究发现,当热成型沿泡沫的上升方向进行时,无论加工参数如何,都观察到了零泊松比的特性;而当热成型方向垂直于上升方向且加工参数被最小化时,则获得了负泊松比的泡沫。这表明
来源:Materials Advances
时间:2025-09-27
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从农业产业链的角度来看,农民参与数字经济能否促进他们采用保护性耕作方式?
农业是国家发展的基础,其可持续性直接关系到粮食安全和生态环境的稳定。随着中国农业现代化进程的加快,数字化转型成为推动农业可持续发展的重要手段。特别是在农村地区,数字技术的广泛应用不仅改变了传统的农业生产方式,也为耕地质量保护带来了新的机遇与挑战。本研究基于2020年中国农村振兴调查(CRRS)的农户问卷数据,采用有序概率模型,对农户参与数字经济的行为如何影响其保护性耕作(CT)实践进行了实证分析,并通过内生性处理和稳健性检验,探讨了其中的内在机制。研究发现,农户的数字经济参与(DEP)对其保护性耕作行为具有显著的促进作用,同时农户的数字素养在这一过程中起到了积极的调节作用。此外,机制分析表明,
来源:Land Use Policy
时间:2025-09-27
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基于先进智能农业系统的多锚点空间感知时序卷积神经网络在物联网中的应用
农业是国家经济发展的关键驱动力,其重要性不仅体现在粮食安全上,还关系到整个社会的稳定和繁荣。随着全球气候变化的加剧以及资源管理效率的不断提升,农业生产正面临着前所未有的挑战。传统的农业模式往往依赖于经验判断和固定操作流程,难以应对复杂的环境变化和作物需求。因此,精准农业的概念应运而生,旨在通过科学手段提升农业生产效率,实现对作物生长条件的精确监测与管理。精准农业的核心在于数据的采集、分析和应用。通过引入先进的技术手段,如物联网(IoT)、机器学习(ML)和深度学习(DL),农业系统可以更高效地处理大量数据,为农民提供实时的决策支持。例如,天气预测、土壤评估、作物选择以及肥料配比等关键环节都可以
来源:The Knee
时间:2025-09-27
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DriveFL:一种用于密集型车辆互联网中联邦学习的动态声誉激励机制
在当今快速发展的智能交通系统中,车辆联网(Internet of Vehicles, IoV)已经成为推动自动驾驶技术进步的重要组成部分。随着IoV的广泛应用,如何在保护数据隐私的前提下,有效激励车辆参与模型训练,成为了研究的重点。Federated Learning(联邦学习,简称FL)作为一种分布式机器学习方法,允许设备在本地训练模型,并仅将模型更新结果上传至中央服务器,从而在不暴露原始数据的情况下实现数据共享。这一特性使得FL在IoV中备受关注,尤其是在数据隐私保护方面。然而,尽管FL具有诸多优势,其在实际应用中仍面临一些关键挑战,特别是如何在大量车辆参与的情况下,保持通信效率和计算性能
来源:Knowledge-Based Systems
时间:2025-09-27
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利用大语言模型(LLMs)进行知识图谱中的语义增强以估计节点重要性
节点重要性估计(Node Importance Estimation,NIE)是图数据处理中的一个重要任务,旨在评估图中各个节点的重要性,为资源分配、数据管理和推荐系统等实际应用提供基础支持。随着应用场景的复杂化,传统的NIE方法主要针对同构图(Homogeneous Graphs)设计,仅依赖图的拓扑结构来计算节点的重要性。然而,现实世界中的图数据往往具有异构性(Heterogeneous Graphs),这类图包含多种类型的节点和边,能够提供更丰富的信息。因此,如何更全面、准确地评估节点的重要性,成为当前NIE研究的热点。知识图谱(Knowledge Graphs,KGs)作为一种典型的异
来源:The Knee
时间:2025-09-27
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基于多模态深度森林和激励机制的自适应Kuhn-Munkres算法的动态取货点推荐
这项研究聚焦于网约车服务中一个关键但常被忽视的问题:动态的取车点推荐。通过引入一种全面的数学模型和创新的算法,研究团队旨在提升服务效率,优化运营成本,同时改善交通状况。当前,网约车平台在匹配乘客与司机时,往往仅依赖于固定的取车点选择,这种做法可能导致乘客步行距离增加、等待时间延长、司机绕行、交通拥堵加剧,甚至影响乘客安全。因此,建立一个能够动态推荐最佳取车点的系统显得尤为重要。研究指出,现有的取车点推荐模型大多只关注单一因素,如乘客等待时间或步行距离,而忽略了交通条件、估计的网约车费用等关键变量。这些变量在实际操作中对服务效率和乘客体验有着直接的影响。例如,交通状况不仅决定了司机到达取车点的时
来源:The Knee
时间:2025-09-27
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利用艾里应力函数对受双轴载荷作用的正方形弹性体进行应力分析
摘要本研究对在单轴和双轴条件下受到集中压缩载荷作用的方形弹性体中的应力分布进行了分析研究。通过采用艾里应力函数方法,我们推导出了满足控制双调和方程以及方形域边缘给定边界条件的封闭形式解。应力分量表示为级数展开式,其系数经过确定以满足边界约束。在单轴压缩情况下,得到的应力场与实验研究中观察到的光弹性条纹图案高度吻合。对于双轴载荷,解表示两种正交压缩情况的叠加,导致主应力差在域内的不同位置产生空间变化。本研究对在单轴和双轴条件下受到集中压缩载荷作用的方形弹性体中的应力分布进行了分析研究。通过采用艾里应力函数方法,我们推导出了满足控制双调和方程以及方形域边缘给定边界条件的封闭形式解。应力分量表示为级
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
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在低渗透率水库中,考虑预达西流动和应力敏感性时,评估具有裂缝顶部形态的垂直裂缝井的产量性能
摘要在低渗透性储层中,通常会观察到低速的Pre-Darcy流动现象。本研究采用基于牛顿迭代的全隐式非线性求解器来模拟低渗透性储层中垂直裂缝井的流体流动过程。该计算框架系统地整合了Pre-Darcy流动、裂缝拓扑结构、嵌入式离散裂缝模型以及应力敏感性等因素。为了确保算法的准确性,通过数值模拟器对所提出的数值解进行了验证。根据本研究提出的数值解,可以在不同生产时间下的压力场中观察到六种典型的流动模式。同时,模拟结果表明,以伪阈值压力梯度为特征的Pre-Darcy流动不仅不利于提高井的产量,还会显著影响垂直裂缝井的渗流面积。此外,水力裂缝或天然裂缝中的较大应力敏感性模量会由于其对裂缝渗透性的影响而降
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
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在高盐度水库条件下,用于提高石油采收率的异壬基酚的最佳聚乙氧基化程度
摘要表面活性剂驱油是化学增强采油(EOR)中广泛使用的一种技术。然而,在恶劣的储层条件下,其效果可能会受到限制。聚乙氧基化表面活性剂适用于高盐度环境,但由于浊点限制,其在高温下的性能可能会受到影响。提高聚乙氧基化程度(EO)可以提升浊点温度和耐盐性;但同时也会改变表面活性剂的亲水-疏水平衡,从而影响界面活性。作为替代方案,引入离子基团可以增强亲水性并提高浊点温度,这同样会影响界面活性以及与溶解盐的相互作用。在本研究中,评估了四种聚乙氧基化异壬基酚及其硫酸盐衍生物,它们的聚乙氧基化程度分别为6、9、12和25。通过浊点测定、界面张力(IFT)测量、接触角测试、吸附速率评估和岩心驱油实验来确定最佳
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
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基于SMC的虚拟电感控制策略,用于提升基于VSG的并网逆变器的低电压穿越(LVRT)能力
摘要随着基于逆变器的可再生能源日益普及,现代电网在确保稳定运行方面面临着重大挑战。虚拟同步发电机技术作为应对这些挑战的有前景的解决方案,已经得到了广泛研究。然而,该技术在故障运行条件下的性能仍然不足。为了避免过大的故障电流和电压降的影响,需要进一步完善虚拟同步发电机的低压穿越能力。本文提出了一种基于滑模控制和虚拟自适应电感的并网逆变器虚拟同步发电机控制策略。虚拟同步发电机的外环控制用于稳定系统频率并提供电压参考。为了实现内环控制,设计了一种基于滑模控制的矢量方法,该方法具有滑模控制所具备的鲁棒性和快速响应特性,并指定了特定的开关频率。随后,通过内环设计并集成了虚拟自适应电感和无功功率控制环节,
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
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微型发射器中的热传递分析及散热特性的验证
摘要本研究聚焦于微型发射器的冷却设计,旨在解决因小型化和高性能需求所带来的结构和空间限制问题。由于预计会采用高发热组件并提高集成度,因此有必要改善微型发射器的散热性能,以确保其具有足够的温度裕度。为此,在微型发射器的安装部件上使用了石墨和铜片。为了在受限的安装条件下保证热可靠性,研究人员进行了热传递分析和实际测量以验证效果。考虑到微型发射器在无强制对流的密封空间内运行,并且安装于内部结构上的边界条件,无论在常温还是高温环境下进行的热传递分析均证实,主要发热部件均在其允许的温度范围内工作。通过使用铜片为这些部件提供额外的温度裕度,与基础模型相比,温度裕度提高了6%以上。此外,仿真结果与实验结果之
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
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基于机器学习的多层电磁吸收体反射系数预测
摘要随着无线设备数量的增加以及多个系统在共享环境中的共存,电磁干扰问题日益严重。通过使用多层吸波器(MLAs)可以减轻这种干扰。在MLA设计中,选择合适的材料和层配置对于实现最低反射系数(RC)和最小厚度至关重要。传统的优化算法(TOAs)被用于此目的;然而,由于层堆叠和厚度优化的复杂性,这些算法计算成本高且耗时较长。在这项研究中,我们提出了一种基于机器学习(ML)的方法,用于估计2-18 GHz频率范围内MLA设计的RC,其结果比传统方法快得多。虽然TOAs只有在完成详尽的模拟后才能得出结果,但ML能够快速估计任何所需配置的RC。我们使用秃鹰搜索优化算法生成的数据训练了多种ML模型,包括高斯
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
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通过侧缝减少完全发展的圆形管道流动中的阻力
摘要内部流动中的阻力减小是流动控制研究中的一个关键领域,对于水、石油和天然气管道系统具有重要的实际应用价值。在这些系统中,粘性力会显著加剧湍流,从而增加能源消耗,这在全球能源危机和气温升高的背景下是一个主要问题。本研究对一种新型的被动阻力减小技术进行了数值分析,该技术应用于已经充分发展的圆形管道流动中,具体方法是在管道的侧面开一条微米级的缝隙。采用\(k-\varepsilon\)湍流模型(适用于无分离现象的流动)进行了计算流体动力学模拟,以评估这条缝隙在层流和湍流状态下对流动特性的影响。数值结果表明,当缝隙的宽度与管道直径之比为\(4\times {10}^{-4}\)时,在层流(雷诺数为\
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
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微波波在大气中的传播和反射受到冲击波的影响
摘要当极高速航天器(如马赫数超过10的高超音速航天飞机)再入大气层时,会产生冲击波,导致再入高度处的温度、压力和大气密度迅速升高。随之,在航天器周围会形成一层等离子体,称为等离子体鞘。本文基于折射率的变化及其与介质介电常数的关系,确定了从地面站发射的各类频率无线电信号的微波传输和反射率。当极高速航天器(如马赫数超过10的高超音速航天飞机)再入大气层时,会产生冲击波,导致再入高度处的温度、压力和大气密度迅速升高。随之,在航天器周围会形成一层等离子体,称为等离子体鞘。本文基于折射率的变化及其与介质介电常数的关系,确定了从地面站发射的各类频率无线电信号的微波传输和反射率。
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
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通过稳定的铜纳米颗粒提高发动机油的摩擦学性能
摘要含有分散纳米颗粒(纳米油)的润滑油已成为提高内燃机耐磨性的有前景的候选材料。然而,保持纳米颗粒的稳定分散仍然是一个重大挑战。本研究评估了含有0.15 wt.%铜纳米颗粒的10W40发动机油的稳定性和摩擦学性能。试验了多种分散技术,其中超声波均质化技术在实现稳定分散方面最为有效。通过元素分析和ζ电位测量评估了稳定性,结果显示两个月后仍有47%的纳米颗粒保持分散状态。进一步的研究证实,即使在96天后,纳米颗粒的分散稳定性依然得以维持。添加铜纳米颗粒对油的粘度和碱度影响甚微,确保了其与发动机要求的良好兼容性。通过销-盘试验评估了摩擦学性能,发现摩擦系数(COF)和重量损失均显著降低(分别约30%
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
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用于诊断感染辣椒和番茄植物的黄单胞菌的具体遗传标记
摘要现代农业方法可能会加剧植物疾病的传播,但全基因组测序使我们能够研究疾病分布以及病原体种群的变化情况。然而,在高效且经济地诊断主要病原菌种类方面仍存在挑战。为了解决这一限制,我们开发了一种标记系统,用于评估感染番茄和辣椒的Xanthomonas物种的遗传多样性。我们利用了全基因组序列分析以及细菌基因组中的重复区域。具体来说,我们通过PCR扩增了微卫星区域,并用特定的限制性内切酶对这些片段进行消化。这些片段谱型作为分子标记。通过结合微卫星技术和RFLP技术,我们开发出了更精确的细菌鉴定标记,从而区分不同的Xanthomonas物种。此外,我们还使用Progressive Mauve Align
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
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采用超声搅拌铸造工艺制备并表征了以稻壳衍生二氧化硅(SiO2)增强的Al-Zn-Mg复合材料
摘要本研究重点探讨利用农业废弃物(稻壳)通过热解过程生产含有SiO2的副产品。其目的是用SiO2替代传统增强材料,以实现可持续发展。采用超声波搅拌铸造技术制备了金属基复合材料(MMCs),将稻壳废弃物中的SiO2增强剂添加到熔融的AA7075基体合金中。研究评估了这些复合材料的抗拉强度、屈服强度和耐磨性能,并将其与整体材料进行了对比。增强剂的添加比例范围为2%至8%,每增加2%的SiO2。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能量色散谱(EDS)分析研究了复合材料的微观结构。光学显微镜(OM)观察结果显示,基体合金在树枝晶区域具有层状共晶结构,包含α(Al)和η(MgZn2)相,以及一些枝晶
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
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Ru掺杂的Ni/介孔二氧化硅催化剂用于从二氧化碳(CO2)生产合成燃料气体(SFG)
摘要甲烷化是一种将二氧化碳(CO2)转化为合成燃料气体甲烷(CH4)的有效方法。本文研究了Ni/SiO2催化剂在二氧化碳甲烷化反应中达到最高催化活性的最佳镍(Ni)含量和热处理条件。为了进一步提升Ni/SiO2催化剂的性能,本文制备并研究了一系列镍-钌(Ni-Ru)/SiO2催化剂(其中钌(Ru)的含量在0.1–0.3 wt.%之间变化)。这些催化剂通过浸渍法制备,包括单金属Ni/SiO2和双金属Ni-Ru/SiO2样品。采用多种现代技术对催化剂进行了物理化学性质表征,如X射线衍射、氢气温度程序还原、二氧化碳温度程序脱附、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和能量分散光谱分析
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
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一种新型生物吸附复合材料的合成:该复合材料结合了壳聚糖粉末和仙人掌(Opuntia ficus-indica)的茎节;其特性及在水体中去除重金属的应用
摘要快速的城市化和工业化导致地表水和地下水受到重金属的严重污染,对生态系统和人类健康构成了威胁。在本研究中,将仙人掌(Opuntia ficus-indica,简称OFI)和壳聚糖(chitosan,简称CS)结合使用,以提高这两种材料的吸附性能。制备了质量比为1:1和1:2的OFI/CS复合材料,并通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜/能量色散X射线光谱(SEM/EDX)及元素分析对其进行了表征。测试了这些材料在[10–100] mg/L浓度范围内对水中Pb(II)、Cu(II)、Ni(II)和Cd(II)的多重金属的吸附效率。研究了pH值、接触时间和初始吸附剂浓度对吸附性能和
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27
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抛物面槽式太阳能集热器中螺旋形接收器的实验与性能评估
摘要本研究调查了在不同水流速率下,采用新型螺旋式接收管的抛物槽式太阳能集热器(PTSC)的实验热性能。收集了该PTSC原型在控制水流速率(0.10、0.30和0.50千克/分钟)下的热性能实验测试数据。这些数据包括集热器热效率、有效热增益以及水温升高情况。实验结果表明,增加水流速率会导致平均出水温度分别降低102.94°C、66.71°C和46.82°C,而最大出水温度则分别升高112.5°C、76.3°C和61.54°C。相应地,平均有效热增益分别为1101.28瓦、690.926瓦和657.34瓦,平均热效率分别降至69.4%、57.51%和44.38%。本研究的关键贡献在于设计并实现了一
来源:ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
时间:2025-09-27