小尺寸VmOn+团簇的激光光解和密度泛函计算

通过激光溅射法产生了V₂O_n⁺ (n=1, 2), V₃O_n⁺ (n=1, 2, 3)和V₄O₃⁺等缺氧的钒氧团簇,并采用532和266 nm波长的激光对它们进行了光解研究. 利用密度泛函理论计算与激光光解实验相结合确定了这些团簇的几何结构和可能的光解通道. 激光光解实验表明V相似文献   

第三族金属氧化物离子对二氧化碳转化的红外光谱研究

本文利用红外光解离光谱研究了第三族金属氧化物离子对二氧化碳分子的转化机制. 研究表明，对于[ScO(CO₂)_n]⁺体系，在n≤4时，形成了溶剂化结构；在n=5时，形成了碳酸盐结构，实现了二氧化碳的转化. 对于[YO(CO₂)_n]⁺体系，需要4个二氧化碳分子就可以实现二氧化碳的转化. 而在[YO(CO₂)_n]⁺体系中，只发现了溶剂化结构，没有观察到碳酸盐结构. 理论计算表明，[YO(CO₂)_n]⁺体系拥有最小的溶剂化结构向碳酸盐结构转化能垒，[LaO(CO₂)_n]⁺体系拥有最大的溶剂化结构向碳酸盐结构转化能垒. 本文从分子水平揭示了不同金属氧化物离子对二氧化碳分子转化的影响规律.     

HC2nO+ (n=3-6) 正离子的红外光解离光谱以及理论计算研究

本文利用脉冲激光溅射-超声分子束载带离子源在气相中产生了HC_2nO⁺ (n=3-6)正离子. 通过对贴附CO的络合物离子的红外光解离光谱实验获得了HC_2nO⁺正离子在1600∽3500 cm^-1范围内的红外光谱. 通过比较实验光谱和理论模拟光谱确定了HC_2nO⁺正离子具有端接氢和氧的直线型碳链衍生物结构,基态为三重态,单重态比三重基态能量高10∽15 kcal/mol. 成键分析表明HC_2nO⁺中的碳链具有连烯的结构特征.     

化学计量的氧化钠团簇阳离子结构的离子迁移质谱法研究

本文通过离子迁移质谱法研究了氧化钠团簇阳离子(Na_nO_m⁺,n≤11)的稳定结构. 质谱结果表明化学计量组成Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺ (n=3、5、7、9和11)系列是稳定的,并且NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺ (n=5、7、9和11)系列作为二级稳定系列. 为了获得这些团簇离子的结构,通过离子迁移率测量实验测定离子和氦缓冲气体之间的碰撞截面. 同时计算了这些组合物优化结构的理论碰撞截面. 结果表明,Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺和NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺的结构除了n=9之外,其它具有相似结构框架. Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺所有的化合键位于钠和氧之间. 另一方面,NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺中除了Na-O键之外,还存在一个O-O氧键,表明NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺具有过氧化物离子(O₂^2-)作为Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺的氧化物离子(O^2-) 的替代物. Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺和NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺两种稳定系列都是闭壳组合物. 这些闭壳特征对氧化钠簇阳离子的稳定性具有强烈影响.     

[Co(CO2)n]+团簇的红外解离光谱实验和理论研究

本文利用红外光解离光谱研究了一价钴阳离子与二氧化碳之间的相互作用. 通过密度泛函理论计算得到[Co(CO₂)_n]⁺团簇的几何结构,并且模拟了它们的振动光谱与实验数值进行比较. 研究结果表明,在[Co(CO₂)_n]⁺(n=2∽6)团簇中,钴阳离子通过电四极矩静电作用以端点结合的方式与二氧化碳中的氧原子结合在一起. 团簇的红外光谱都集中在二氧化碳反对称伸缩的波数附近,并且随着团簇尺寸的变化出现蓝移,最后把[Co(CO₂)_n]⁺的红外光解离光谱与稀有气体贴附的[Co(CO₂)_n]⁺-Ar的红外光解离光谱进行了比较.     

AgO分子C2∏-X2∏(0,0)带高分辨光谱再研究

本文利用激光诱导荧光技术对AgO分子C²∏-X²∏(0,0)带光谱在∽0.02 cm^-1分辨率水平开展了高分辨研究. 在超声射流条件下利用银针电极对O₂/Ar混合气高压放电制备AgO分子，利用自行研制的窄线宽单纵模光参量振荡器作为可调谐激光光源，实验记录了同位素分辨的¹⁰⁷Ag¹⁶O和¹⁰⁹Ag¹⁶O分子C²∏-X²∏(0,0)带的高分辨光谱. 通过对实验光谱的转动分析获得了两个同位素分子的精确光谱常数，其中¹⁰⁷Ag¹⁶O分子C²∏态常数为首次实验测定. 结合文献和理论计算，实验观测的C²∏态自旋-轨道耦合效应很可能来自于与四重解离态⁴Σ^-或⁴∏的态混合.     

MgH的A2Π-X2Σ+振动跃迁的Frank-Condon因子和带头

利用激光消融/激光诱导荧光的方法测量了MgH分子A²Π～X²Σ⁺的色散荧光谱, 并通过分析实验光谱获得了MgH分子的A²Π(v′=0)～X²Σ⁺(v〞=0,1)跃迁的弗朗克-康登因子和相应的跃迁频率. 同时也用理论计算方法计算出MgH分子A²Π(v′=0)～X²Σ⁺(v〞=0,1)的弗朗克-康登因子和跃迁频率. 实验结果、理论结果和其他文献中的理论结果是一致的.     

MgF自由基A2π-X2Σ+跃迁的高分辨激光诱导荧光光谱和Franck-Condon因子

MgF自由基被认为是适用于直接激光冷却的候选分子之一. 本文利用激光诱导荧光技术研究了MgF A²π-X²Σ⁺电子跃迁系统的转动分辨光谱. 在超声射流膨胀条件下利用两个镁针对SF₆/Ar气体混合放电产生MgF自由基. 在348∽370 nm范围内,实验记录了属于Δv=0,±1三个序的19个振动带. 通过对实验光谱的转动分析,确定了X²Σ⁺和A²π态的精确光谱常数. 利用实验结果结合和Rydberg-klein-rees方法计算了包括Franck-Condon因子(FCFs)在内的光谱常数. 实验结果和理论计算的FCFs之间存在显著差异,表明FCFs几乎不依赖于A²π态自旋-轨道耦合效应. 本文确定的势能曲线和FCFs为MgF分子激光冷却方案的理论模拟提供了必要的光谱数据.     

四氯化碳和二硫化碳中乙醇构象异构体布居的羟基伸缩振动拉曼光谱

综合利用拉曼光谱和密度泛函理论研究了乙醇在四氯化碳、二硫化碳溶液中乙醇构象异构体的布居. 首先确定了trans和gauche构象乙醇在OH伸缩振动拉曼光谱中的归属,然后结合理论计算的拉曼散射截面估计了两个异构体的能级差。 可以看出在四氯化碳和二硫化碳中trans乙醇更稳定。通过分析不同温度的拉曼光谱,发现范霍夫方程在这里并不适用. 利用玻尔兹曼分布律和理论拉曼散射截面,发现了两个异构体的能级差随着温度升高而增大,这反映了溶剂与乙醇之间越弱的分子间相互作用更有利于trans构象乙醇的布居。     

分析复杂化学及生物体系分子动力学模拟轨迹的聚类方法（英文）

分子动力学(MD)模拟可以很好地用于揭示蛋白质等生物大分子体系在原子尺度的结构及功能的关系.分子动力学模拟通常产生海量的描述分子在模拟中运动的数据,包含很多模拟轨迹以及随时间演化的各个原子的坐标和速度等.为了从这些海量数据中获得体系的分子机制,需要发展并利用聚类算法来将这些海量数据进行归类,聚类算法通常将具有某些相似度的构象聚成一类,这些相似度可以分为两类,几何相似度以及动力学相似度.对应地,用于分析分子动力学模拟的聚类算法通常可以分为两大类:几何聚类及动力学聚类.本文列举了一系列常用的用于分子动力学模拟的聚类算法包括分裂算法,凝聚算法(单连锁,完全连锁,平均连锁,质心连锁以及Ward连锁),中心算法(K-Means,KMedoids,K-Centers及APM),密度算法(邻居算法,DBSCAN,密度-峰及Robust-DB算法),谱算法(PCCA, PCCA+)等.本文讨论了几何分类和动力学分类的不同点以及不同算法的性能.另外注意到并不存在某一个适用于所有MD数据的聚类算法.对于某个特定体系,选择一个合适的聚类算法取决于聚类的目的,MD构象系综的内在性质等.因此,本文的一个要点也在于介绍每个聚类算法的优缺点.期望通过本文,能够指导读者在MD模拟中选择一个合适的聚类算法.     

基于灰度聚类算法的红外图像增强研究

根据红外灰度图像的特点，提出了一种基于K-均值聚类的图像增强的新算法。该算法首先根据具体图像确定K值，其次对红外图像的辐射温度数据进行统计学习，把不同温度值按升序排列，然后按等差原则选取温度值作为初始聚类中心，再依据初始聚类中心采用K-均值聚类算法对温度进行聚类，最后由聚类结果对图像进行自适应增强。通过对红外灰度图像进行实验，得到了满意的结果: 对比直方图均衡，具有更丰富的图像细节信息和层次感，视觉效果更好。     

Community detection in complex networks by density-based clustering

We proposed a method to find the community structure in a complex network by density-based clustering. Physical topological distance is introduced in density-based clustering for determining a distance function of specific influence functions. According to the distribution of the data, the community structures are uncovered. The method keeps a better connection mode of the community structure than the existing algorithms in terms of modularity, which can be viewed as a basic characteristic of community detection in the future. Moreover, experimental results indicate that the proposed method is efficient and effective to be used for community detection of medium and large networks.     

Fault Feature Extraction for Reciprocating Compressors Based on Underdetermined Blind Source Separation

In practical engineering applications, the vibration signals collected by sensors often contain outliers, resulting in the separation accuracy of source signals from the observed signals being seriously affected. The mixing matrix estimation is crucial to the underdetermined blind source separation (UBSS), determining the accuracy level of the source signals recovery. Therefore, a two-stage clustering method is proposed by combining hierarchical clustering and K-means to improve the reliability of the estimated mixing matrix in this paper. The proposed method is used to solve the two major problems in the K-means algorithm: the random selection of initial cluster centers and the sensitivity of the algorithm to outliers. Firstly, the observed signals are clustered by hierarchical clustering to get the cluster centers. Secondly, the cosine distance is used to eliminate the outliers deviating from cluster centers. Then, the initial cluster centers are obtained by calculating the mean value of each remaining cluster. Finally, the mixing matrix is estimated with the improved K-means, and the sources are recovered using the least square method. Simulation and the reciprocating compressor fault experiments demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

基于聚类技术的三维舰船模型特征库研究

存贮目标所有的视点图像,建立完备的特征库,或者提取能够抵抗视点变化的不变特征,是三维目标识别的常用方法。这两种方案都存在不足:要么特征库规模庞大,识别过程计算量大,识别效率低;要么难以找到鲁棒的识别特征。结合两种方案研究了基于聚类技术建立三维舰船模型特征库的方法。利用仿射传播聚类方法无需事先指定聚类中心的优点,将其应用于两型舰船模型的视点空间聚类。通过提取视点图像的Hu矩特征,进行了仿真实验,给出了聚类结果的有效性分析。     

基于聚类算法的提升管内颗粒聚团演化行为研究

本文基于K-means聚类算法对提升管内瞬时颗粒分布图进行图像分割,捕捉颗粒聚团的内部结构及演化过程,并结合聚团区域灰度直方图和分布图研究了有核聚团、颗粒云团以及提升管不同区域聚团演化特性.研究发现当固含率较高时,聚团内部形成致密的核心,且这些聚团相对比较稳定,它们由聚团核心及其周围的颗粒云组成,而在固含率较低时,聚团...     

Silhouette Analysis for Performance Evaluation in Machine Learning with Applications to Clustering

Grouping the objects based on their similarities is an important common task in machine learning applications. Many clustering methods have been developed, among them k-means based clustering methods have been broadly used and several extensions have been developed to improve the original k-means clustering method such as k-means ++ and kernel k-means. K-means is a linear clustering method; that is, it divides the objects into linearly separable groups, while kernel k-means is a non-linear technique. Kernel k-means projects the elements to a higher dimensional feature space using a kernel function, and then groups them. Different kernel functions may not perform similarly in clustering of a data set and, in turn, choosing the right kernel for an application could be challenging. In our previous work, we introduced a weighted majority voting method for clustering based on normalized mutual information (NMI). NMI is a supervised method where the true labels for a training set are required to calculate NMI. In this study, we extend our previous work of aggregating the clustering results to develop an unsupervised weighting function where a training set is not available. The proposed weighting function here is based on Silhouette index, as an unsupervised criterion. As a result, a training set is not required to calculate Silhouette index. This makes our new method more sensible in terms of clustering concept.     

Odd-even effect of the number of free valence electrons on the electronic structure properties of gold-thiolate clusters

ABSTRACT

It is essential to understand the intrinsic stability of the gold-thiolate clusters, which present extensive potential applications in many fields such as the catalysis, biomedicines and molecular machines. The electronic structures and aromaticity indexes of a series of Au_m(SH)_n (m, n?=?5–12) were comprehensively investigated through energetic, vibrational, magnetic, and electronic density properties, which are highly sensitive to the size and topological structure of the cluster. Generally, computational results of energy gap between the frontier molecular orbitals, normalized atomization energy (NAE), and electron localization function (ELF)-σ values exhibit the odd-even effect, in which clusters with the even number of free valence electrons, being reflected by the value of (m–n), possess relatively higher stability than the odd one. However, it is difficult to describe the stability of cluster with the sophisticated three-dimensional structure through one single aromaticity index such as the nucleus-independent chemical shift (NICS) value. Principal component analysis and clustering analysis of the calculation results of Au_m(SR)_n clusters suggest that the value of (m–n) and the Au₄ unit are important for predicting the stability of the Au clusters.     

Optimal intracellular calcium signaling

In many cell types, calcium is released from internal stores through calcium release channels upon external stimulation (e.g., pressure or receptor binding). These channels are clustered with a typical cluster size of about 20 channels, generating stochastic calcium puffs. We find that the clustering of the release channels in small clusters increases the sensitivity of the calcium response, allowing for coherent calcium responses at signals to which homogeneously distributed channels would not respond.     

结合稀疏编码和空间约束的红外图像聚类分割研究

提出了结合稀疏编码和空间约束的红外图像聚类分割新算法, 在稀疏编码的基础上融合聚类算法, 扩展了传统的基于K-means聚类的图像分割方法. 结合稀疏编码的聚类分割算法能有效融合图像的局部信息, 便于利用像素之间的内在相关性, 但是对于分割会出现过分割和像素难以归类的问题.为此, 在字典的学习过程中, 将原子的聚类算法引入其中, 有助于缩减字典中原子所属类别的数目, 防止出现过分割; 考虑到像素及其邻域像素具有类别属性一致性的特点, 引入了空间类别属性约束信息, 并给出了一种交替优化算法. 联合学习字典、稀疏系数、聚类中心和隶属度, 将稀疏编码系数同原子对聚类中心的隶属程度相结合, 构造像素归属度来判断像素所属的类别. 实验结果表明, 该方法能够有效提高红外图像重要区域的分割效果, 具有较好的鲁棒性. 关键词： 图像分割 稀疏编码 聚类 空间约束     

单母体遗传算法优化(H2O)n(n≤14)的结构

在传统遗传算法的基础上提出了单母体遗传算法(single-parent genetic algorithm, SPGA)，通过对母体团簇实施两种不同的变异操作对结构进行优化，给出了分子团簇结构优化的算法实现. 结合TIP3P模型势函数，研究了水分子团簇(H₂O)_n(n≤14)的稳定结构. 优化结构和已有理论及实验结果一致. 计算结果表明当n<8时，平均结合能随n增加较快；当n≥8时有小的起伏. n=4,8,10,12的团簇结构具有较高对称性，比较稳定. 关键词： 单母体遗传算法 水分子团簇 结构优化