河道洪水反向演算过程迭代法研究是针对在流域防洪调度中,水库补偿放水问题的关键组成部分。研究中重点探讨了在单一河道和多河道情况下,如何应用过程迭代法解决河道洪水反向演算的问题。在防洪调度中,为了保障防洪控制断面的安全,需要对分滞洪区的启用和分洪流量进行控制,这部分流量包括水库放水和区间来水。当考虑到区间来水不可忽略时,水库需要根据防护区的安全泄量来调整放水量,以此来减少洪水对防护区的灾害影响。当前的流域防洪调度模型要求将水库调度与下游河道的洪水演进进行耦合,以实现有效的防洪控制。 文章中提到的马斯京根法是一种在洪水演算中广泛使用的计算方法,其核心是基于一个简单的线性模型,用于描述河道水流的传播过程。该方法通过将河道划分为若干个河段,根据河段的传播时间和流量比重因子,来计算下游断面的流量。在反向演算中,直接将调方程中的已知量与未知量进行对调并不是一个合理的方法。这是因为,直接对调容易导致计算误差的积累,尤其是当存在误差时,其误差会随着计算的推进而增大,最终影响结果的准确性。 在单一河道反演问题中,过程迭代法的误差较小,但在多河道反演问题中,由于时段转换过程中可能会漏掉洪峰,导致反演结果偏大。对此,研究者提出了相应的解决思路,以减少在多河道情况下过程迭代法误差偏大的问题。然而,具体内容和解决思路的具体措施在这段摘要中并未详尽披露,需要进一步查阅完整的论文内容来获取详细方法。 为了进一步的研究,本文作者吕艳军,提供了个人简介及联系方式。吕艳军是河海大学水文水资源学院的硕士研究生,研究方向为水文水利计算。通过电子邮件***可以与作者取得联系。论文的中图分类号为P333.6,涉及的关键词包括流域防洪调度、河道洪水反向演算方法、单一河道、多河道等方面。 河道洪水反向演算过程迭代法研究聚焦于如何通过迭代方法,结合马斯京根法的参数,来更精确地计算水库补偿放水过程中河段的流量。这对于流域防洪调度有着重要的实践意义,能够帮助决策者制定更为科学合理的洪水控制策略。通过研究单一河道与多河道反演问题,可以更好地理解和解决实际问题中可能遇到的误差放大问题,为多河道洪水反向演算方法的改进提供理论基础和应用方向。
2025-06-05 20:33:00 811KB 首发论文
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在全球经济发展的背景下,低碳经济作为一种新的发展模式已经逐渐成为全球趋势,它以降低能源消耗、减少环境污染、减少温室气体排放为特征,致力于实现经济与环境的可持续发展。随着工业化、城市化和现代化的推进,发展中国家如中国面临的能源需求快速增长,碳排放问题尤为突出。中国作为世界第二大二氧化碳排放国,正处于转变经济发展模式的关键时期。江苏省作为中国经济发展速度较快的地区之一,其经济增长和产业结构的变化对碳排放产生着重要的影响。 本文的研究选取了1985年至2009年江苏省的相关数据,重点探讨了经济增长、产业结构变化对碳排放的影响。通过建立人均GDP、三大产业产值比例和碳排放量的回归模型,研究发现经济增长确实对江苏省的碳排放产生了压力,而产业结构中第二产业(主要以工业为主)对碳排放的影响效应最为显著,第三产业的影响相对较小且不显著。 文章指出,自上世纪90年代以来,全球温室效应的加剧使得低碳经济成为新的发展方向。中国作为世界上二氧化碳排放量排名第二的国家,面临着严重的“发展排放”问题,即以高能耗、高污染、高排放为特征的经济模式对可持续发展的制约。江苏省是中国经济高速发展的省份之一,其产业构成特点导致能源消耗成为碳排放的主要来源。从1985年的4028万吨碳排放量增长到2009年的20767万吨,年均增长速度达到了16.62%。这表明江苏省的碳排放情况相当严峻。 近年来,国内外学者对碳排放的影响因素进行了多角度的研究。在研究方法的选择上,LMD对数平均权重DIVISI分解法被广泛应用于能源需求分解,并通过实证分析证明了其优越性。在具体影响碳排放的因素方面,经济增长通过规模效应、结构效应和技术效应影响环境,进而影响碳排放水平。经济增长效应是二氧化碳排放增加的主要因素。国外学者Koen Schoors等人利用shapley方法对四国46年的数据进行碳排放影响因素分解分析,发现碳利用强度与经济增长之间存在脱钩效应。国内学者则主要通过LMD方法进行分析,如宋德勇等(2009)基于江苏省的数据进行研究。 江苏省的经济增长和产业结构变化对碳排放具有显著影响。工业作为第二产业的主体,其对碳排放的贡献最大。要减少江苏省乃至中国其他省份的碳排放,需要转变当前的经济增长模式,调整产业结构,发展高附加值、低能耗的产业,同时推广节能减排技术,增加第三产业的比重,并在政策层面鼓励低碳技术的创新和应用。这些措施对于缓解碳排放压力、促进低碳经济的发展具有重要意义。
2025-06-04 19:43:17 312KB 首发论文
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沥青混合料的力学性能研究在土木工程领域具有重要的意义。传统的方法往往基于均质材料的假设,这难以准确反映材料组成的复杂性和非均质性对力学性能的影响。为了解决这一问题,研究人员尝试结合计算机仿真技术,从细观角度研究沥青混合料的力学性质。数字图像分析技术在这一领域的应用,可有效地帮助分析和理解混合料的细观结构。 数字图像处理技术是指利用计算机技术对数字图像进行获取、处理、分析和理解,以提取所需信息和特征的过程。它包括图像获取、图像处理和图像识别等步骤。图像获取的实质是图像的数字化过程,通常使用的数字化设备有胶片扫描仪、CCD数码相机或摄像机等。在沥青混合料的研究中,CCD相机因其高分辨率和高灵敏度而被广泛使用,能够捕捉到沥青混合料的细节,如集料颗粒的分布和形状。 图像处理是数字图像分析中的核心部分,主要包括图像转化、图像增强和图像分割等过程。由于沥青混合料中的集料、沥青胶浆和空隙在图像中具有不同的颜色对比度,图像转化过程中通常会将真彩色图像转换为灰度图像,以简化数据处理过程。常用的转化算法有流行色方法、中位切分法和八叉树颜色量化算法等。选择合适的算法能够使图像细节更加清晰,便于后续分析。 图像增强处理的目的是为了提高图像质量,包括消噪和突出图像中有用信息的特征。直方图均衡化是增强图像对比度的常用方法,其基本思想是将图像的直方图变换成均匀分布的形式,增加像素灰度值的动态范围。频域滤波和空间滤波是增强图像对比度和细节的常用技术,空间滤波方法因其简单高效而被选用。经过图像增强处理后,可以有效地锐化颗粒边界,使得图像中的集料颗粒和空隙更加清晰。 图像分割是数字图像处理中的重要步骤,目的是将图像分割成具有不同属性的区域,以便于单独分析。沥青混合料图像分割的目的是将集料、沥青胶浆和空隙三个主要部分准确地分离出来。这一过程是后续矢量化分析和有限元建模的基础。 几何形状矢量化原理是将图像中的细观结构转换为可进行数值分析的矢量化模型。在沥青混合料的研究中,通过矢量化原理可以将二维图像的细观结构转化为矢量化的细观结构模型,这为有限元分析提供了必要的几何信息。在矢量化过程中,可以计算出混合料组分的几何参数,如面积、体积、形状和分布等。 有限元网格自动生成技术可以将矢量化后的细观结构自动转化为有限元网格模型,从而为力学计算提供数值模型。有限元方法是一种通过将连续体离散化为有限个单元,对每个单元进行力学分析,最后集成整个结构的响应的数值方法。在沥青混合料的研究中,有限元方法被用来模拟细观结构的力学行为,如应力分布、变形特性等。这种方法能够更准确地反映材料细观结构的非均质性对宏观力学性能的影响。 马歇尔试验是一种常用的沥青混合料的力学性能测试方法,通过马歇尔试件的实验可以评价沥青混合料的力学性质。本文的研究展示了通过数字图像分析得到的有限元模型如何真实地实现沥青混合料非均质性研究的实例。通过对比模拟结果与实际实验数据,可以验证模型的有效性和准确性。 在沥青混合料的研究中,数字图像处理、几何形状矢量化和有限元网格自动生成技术的综合应用为力学性能研究提供了新的思路和方法。这一综合技术路线不仅提高了沥青混合料细观结构描述的准确性,也促进了对材料非均质性质的深入理解,为工程设计和材料优化提供了理论依据和技术支撑。
2025-06-02 18:42:42 354KB 首发论文
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添加剂对水泥加固高含盐软土强度影响,邢皓枫,李浩铭,高含盐软土中含有多种离子,但影响水泥加固土力学特性的离子主要是Mg2+、Cl-、SO42-三种离子,本文在研究了单一离子对水泥加固土强度
2025-06-02 09:16:31 245KB 首发论文
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在电力系统分析中,谐波检测是一个重要的领域,它对于保证电网稳定运行、提高电能质量、减少系统损耗等方面具有重大意义。传统的电力系统谐波检测主要基于快速傅立叶变换(FFT)及其改进算法,尽管FFT能够精确地确定出平稳波形中各次谐波的幅值和相位,但它不提供时间局部信息,因此仅适用于稳态信号的分析处理。对于包含非稳态成分的信号,FFT则显得力不从心,无法给出有效的非稳态谐波信息。为了克服这一缺陷,近年来,小波变换以其在时域和频域同时具有良好的局部化特性,逐渐成为电力系统谐波检测领域的新宠。 小波变换是一种有效的时频分析工具,它能够在局部区域内对信号进行多分辨率分析。相较于傅立叶变换,小波变换能够提供时间局部信息,特别适合分析电力系统中的瞬态信号。小波变换的一个重要应用是在电力系统谐波测量中的应用。通过对含有谐波的信号进行正交小波分解,可以将不同尺度的结果看作是不含谐波的基波分量,从而实时跟踪谐波变化。特别是随着Mallat算法和高速数字处理芯片的应用,小波变换用于谐波检测的动态性能得到了极大提高,满足了电力有源滤波器对谐波实时检测的要求。 小波包变换是小波变换的延伸,它在小波变换的基础上对高频段的信号进行更精细的划分,使得高频段也能获得和低频段一样的频率分辨率。小波包变换在时变谐波分析中的应用证明了其对时变谐波的检测具有较高的精确性,同时也展现了小波包在时频域内优秀的分析性能。小波包变换可以配合连续小波变换使用,能同时检测并识别包括整数次、非整数次和分数次谐波在内的各种谐波。 复小波分析和自适应小波分析是小波变换领域的其他延伸,它们也逐渐应用于谐波检测当中。例如,文献[8]首次提出了将小波多分辨率分析与傅立叶变换结合进行谐波检测的算法。该算法首先利用小波变换将原始信号中的稳态成分和非稳态成分分离,然后用傅立叶变换分析稳态信号,得到稳态谐波的幅值和相位。但是,该方法并未对小波变换后的非稳态谐波信号进行进一步处理,在非稳态信号成分复杂时无法提供有效的非稳态谐波信息。针对这样的问题,本文将小波熵的概念引入到谐波检测中。 本文提出了一种改进的谐波检测算法,即通过结合傅立叶变换和小波变换的优点,将两者联合起来使用,以此达到对所有类型谐波信号都能有较好检测效果的目的。这种联合方法能够准确检测出稳态和非稳态谐波的相关参数,并通过仿真及实验证明了算法的正确性。此外,小波变换和傅立叶变换联合使用的方法,也得到了国家自然科学基金的资助。 傅立叶变换作为谐波分析的基础理论,是从频域角度观察信号的数学工具,其基本原理是任意函数都可以分解为无穷多个不同频率的正弦波之和。而小波变换则是一种窗口大小固定但形状可变的时频局部化分析方法,它允许在不同尺度上同时观察信号的时域和频域特征,特别适合分析电力系统中的瞬态信号。通过小波变换,可以准确确定信号突变的时刻,滤除干扰信号,从而更好地分析谐波信息。 在电力系统谐波分析的实际应用中,小波变换已经显示出了其独特的优势。它不仅可以用于电力系统谐波检测,还在信号去噪、故障诊断、信号压缩、图像处理等多个领域得到了广泛应用。未来,随着更多相关技术的研究和发展,相信小波变换在谐波检测及电力系统其他方面的应用会越来越广泛,成为不可或缺的技术工具。
2025-05-31 02:34:09 530KB 首发论文
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近红外光谱技术是一种基于物质在近红外区域内对光的吸收特性来进行分析的光谱技术,该技术结合了光谱测量技术与化学计量学方法,近年来在食品成分分析及质量控制方面得到了广泛的研究和应用。由于近红外光谱技术具有非破坏性、快速、不使用化学试剂、无环境污染等特点,它在食品安全检测和质量控制中扮演了重要角色。 一、近红外光谱技术的原理与特点 近红外光谱是指物质在波长780nm到2526nm范围内的吸收光谱。该区域的电磁波是人们最早认识的非可见光区域,具有波粒二重性。近红外光谱的产生主要与物质分子振动的非谐振性有关,它主要测量的是含氢官能团(如C-H、N-H、S-H和O-H等)伸缩振动产生的基频振动的倍频和合频吸收。 近红外光谱技术的特点主要包括以下几点: 1. 许多物质在近红外区域的吸收系数较小,使得分析过程较为简单。 2. 光散射效应及穿透深度较大,允许使用漫反射技术直接对样品进行测定。 3. 近红外光可以在玻璃或石英介质中穿透。 4. 分析过程的投资和操作成本较低。 5. 可以用于样品的定性分析和定量测定。 6. 分析过程不会破坏样品,不需要使用化学试剂,不会造成环境污染。 7. 测定速度快,作为快速检测手段具有其他方法无法比拟的优势。 二、近红外光谱技术的应用进展 近红外光谱技术最初用于农产品分析,但随着技术的发展,它已经被广泛应用于食品、化工、医药和轻工等多个领域的成分分析检测。目前,该技术已经发展成为一种量测信号数字化、分析过程绿色化的新检测方法。 在食品工业中,近红外光谱技术主要用于食品成分的定性分析和定量测定,例如水分、蛋白质、脂肪、糖分、酸度等食品主要成分的测定。此外,该技术还被用于食品添加剂、农药残留等有害物质的检测,以确保食品的安全和质量。 三、近红外光谱技术的挑战与展望 尽管近红外光谱技术具有许多优势,但在实际应用中也面临一些挑战。例如,由于近红外区的光谱信号复杂,存在多个振动谱带重叠的现象,因此精确解析谱带的归属较为困难。此外,影响近红外谱带位置的因素较多,如氢键作用、溶液稀释、温度变化等,都可能造成谱带位置的偏移。近红外光谱技术作为一种间接测量技术,其测定的准确性依赖于标准方法提供的数据质量以及化学计量学建立的数学模型的合理性。因此,建立更加精确的标准方法和数学模型是提高近红外光谱技术测定准确度的关键。 随着科学技术的进步,近红外光谱技术在食品成分及质量控制方面的研究和应用前景广阔。未来的研究方向可能会集中在提高光谱数据的处理和分析算法的精确度、开发更为高效和精确的校正样品集、探索新的光谱预处理方法以及进一步降低成本和操作难度等方面。这些努力将使近红外光谱技术在食品检测和质量控制领域发挥更大的作用,为保障食品安全和提高食品质量做出贡献。
2025-05-30 10:27:51 772KB 首发论文
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本文主要探讨了一类凸数学规划问题,即带有不可微凸目标函数和约束条件分离为两个变量向量的数学规划问题,其中第二个变量向量属于约束子问题的最优解集。文章介绍了一种序列束方法来解决这类问题,并对其进行了收敛性分析,证明了在一定条件下,该算法可以在有限步骤内终止于一个近似解。 在学术领域,MPEC(带有均衡约束的数学规划问题)是指含有均衡约束的优化问题,这类问题在理论和应用中都有重要价值。MPEC问题通常很难求解,因为它们结合了非线性规划、非光滑优化等复杂性质。MPEC问题的一般形式可以表示为寻找最优解以最小化目标函数,同时满足一组均衡条件。 对于这类问题,本文提出了一种新的求解方法,即序列束方法。这种方法是通过结合Hintermüller在2001年提出的近邻束方法和Brännlund、Kiwiel和Lindberg在1995年提出的下降近邻水平束方法构建的。具体来说,序列束方法的每个迭代步骤包括两个主要阶段:首先使用第一个束方法为每次迭代过程提供初始点,然后利用第二个束方法在每次迭代过程中找到约束子问题的(近似)最优解。 为了更清楚地解释这种方法的工作原理,让我们看看具体的数学表达形式。考虑一个MPEC问题,形式如下: min f(x,y) s.t. y ∈ Ω2 ⊂ R^n, x ∈ Ω1 ⊂ R^m ∧ x,y ∈ Ω1 × Ω2 ⊂ R^m × R^n 其中f: R^(m+n) → R是凸函数(一般情况下不可微),Ω1是闭凸集,而Ω2由下式定义: Ω2 = Arginf_{y ∈ R^n} ϕ(y) = {y | ϕ(y) = inf_{y' ∈ R^n} ϕ(y')} 这里,函数ϕ: R^n → R也是凸函数(一般情况下不可微)。在问题设定中,目标函数f是两个变量x和y的函数,而约束条件被分成了两个部分,分别与x和y相关。 本文提出的序列束方法在迭代过程中,首先用近邻束方法产生每个迭代的初始点,然后用下降近邻水平束方法在每个迭代中找到约束子问题的近似最优解。文章在最后一节提供了该算法的收敛性分析,指出在某些条件下,算法可以在有限步骤内按照给定的容忍误差终止于一个近似解。 关键词包括非线性规划、非光滑优化、MPEC问题、束方法、水平束方法、近邻束方法。主题分类方面,属于2000年的AMR Subject Classification中的90C30、90C25、49M37、90C59等。 文章的这部分内容给出了数学模型和方法论的基本介绍,为后续的具体算法实现和理论分析奠定了基础。文章所提出的序列束方法是针对一类特定MPEC问题的求解,其创新之处在于将不同束方法的优势结合起来,解决了目标函数和约束条件具有特定结构的优化问题。 值得一提的是,该研究得到了“博士点专项科研基金”(Grant***)和国家自然科学基金(Grant***)的支持。这表明该研究课题得到了相关科研基金的资助,说明了其研究价值和潜在的应用前景。 研究团队由夏尊铨、沈洁和李平庞组成,他们在优化理论和算法开发领域有着丰富的经验和深入的研究。他们在本研究中将理论研究与实际应用相结合,提出了有创新性的解决方案,为解决这类复杂优化问题提供了新的思路。 本研究在理论探索和实际应用方面都有重要的贡献。对于那些对非光滑优化、非线性规划和MPEC问题感兴趣的研究者和实践者来说,该文具有重要的参考价值。通过详细的研究和分析,本文不仅为我们解决这类问题提供了工具,也为相关领域的进一步研究奠定了基础。
2025-05-21 13:33:20 315KB 首发论文
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基于STM32的智能鞋控制系统的设计与试验,徐慧,唐火红,现有电热鞋温控系统采用传统比例积分微分(proportion, integration, differentiation, PID)控制算法,温湿度控制精度低,无法满足消费者对鞋子
2025-05-20 15:14:53 585KB 首发论文
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跨键能量转移(TBET)用于构建高效比率型荧光探针,龚毅君,张翠翠,目前荧光共振能量转移(FRET)已经被广泛应用于设计比率型荧光成像探针。然而,为了提高能量转移效率,FRET体系需要给体的发射光谱�
2025-05-16 02:43:59 1.48MB 首发论文
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Theoretical study of the interaction between CFCl3 and SO2,王芳,,Ab initio calculations have been performed on a complex of CFCl3 with SO2. Ten stable configurations are found with no imaginary frequencies using the Møller–Plesset secon
2025-05-12 08:26:41 440KB 首发论文
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