Preparation and Gas Sensing Performance of Hierarchical Porous ZnO-based Materials with Sunflower Rods as a Biological Template

A graded porous structure SnO2/ZnO composite was prepared with sunflower rods as a biological template. The prepared samples were subjected to phase analysis by scanning electron microscopy(SEM), transmission electron microscopy(TEM), X-ray diffractiometry(XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS).ZnO sample was a pure phase of hexagonal wurtzite, and the template had been completely removed. The surface of the sample presented a honeycomb-like structure of a sunflower rod template, which was formed by interconnecting the porous channels, and had a smaller average size and exhibited n-n heterojunction at tlie n-type ZnO interface. Compared with that of pure ZnO, the response of the hierarchical porous structure SnO2/ZnO composite to 100 mg/L w-butanol reached a maximiuTi of 40.61 at 240℃, about 2.7 times higher than that of pure ZnO. Its response time and recovery time are 6 and 3 s, respectively, which are also better than those of pure ZnO. SnO2/ZnO composite exhibits good gas selectivity, which is related to the improvement of the structure and the forming of n-n heterojunctions of the material.     

LIF和CNN的矿井突水水源类型判别

矿井进入深部开采过程中,突水威胁分别来自顶板老空水和底板高压岩溶水。煤矿突水水源类型的在线识别能够预警煤矿水害,是矿井水害防治关键环节,对煤矿安全生产具有积极意义。代表离子法作为传统的煤矿突水水源类型识别方法,需要深入现场采集水样,密封处理后在实验室检测水样中7种典型的无机离子浓度,计算得到突水评价因子。这种存在检测周期过长、样品易被污染以及预警响应滞后、无法在线判别等不利因素。针对代表离子法方法的不足,提出了一种基于激光诱导荧光（LIF）和卷积神经网络(CNN)的矿井突水水源判别模型。首先,针对淮南矿业集团新集二矿的4种水体,2016年6月-2017年6月期间分批次取得161组水源样本,其中采空区积水46条,砂岩水59条,太灰水42条和奥灰水14条。用LIFS-405激光诱导荧光系统发射的405 nm激光检测水样,水体受激后得到突水水样的荧光光谱。主成分分析得到前10个主成分累计贡献率不足85%,4种水样无法有效直接辨识。针对该问题和水样荧光光谱中的随机高频波动干扰,采用一阶滞后滤波方法抑制波动频率较高的周期性干扰;针对线判别分析对数据更新率的要求,采用递推平均方法;在此基础上,提出了一种改进的递推平均一阶滞后平滑滤波方法,并对滤波处理后的荧光光谱进行自相关计算,得到二维自相关荧光光谱特征图。实验表明,采用改进后的滤波法处理方法,计算得到的4种测试水样的二维荧光光谱图较好的滤除了噪声干扰,并表现了出了明显的差异性。针对二维自相关荧光光谱特征图,构建了基于卷积神经网络（CNN）的突水水源类型判别模型,用于判别突水水源类型。该方法采用深度学习的模型框架,直接对二维自相关荧光光谱特征图进行识别,有效避免了PCA降维的片面性。理论分析和实验结果表明：该模型对水源类型的准确识别率达到了98%,是一种有效的矿井突水水源类型判别方法,为在线矿井突水水源类型判别方法提供了新的思路。     

基于时序NDVI与光谱微分变换的森林优势树种识别

基于遥感光谱特征准确识别优势树种类型对于区域林业资源的监测和经营具有重要意义,也是当前亟待解决的重要科学问题。伴随遥感技术的发展,利用时间序列高分影像能够有效获取林分树种不同物候期生长特性及其冠层光谱动态信息,有利于克服区域森林类型精细识别中普遍存在的异物同谱难题。以中国东北地区赤峰市旺业甸国有林场为试验区,采用覆盖完整自然年的共36景高分一号（GF-1）WFV时间序列数据（16 m）,提取包含不同优势树种生长阶段特征的林分冠层光谱归一化植被指数（NDVI）,结合支持向量机（SVM）模型对研究区内5种典型优势树种：油松、落叶松、山杨、白桦和蒙古栎,进行不同时间尺度下（单季相、全季相、逐月和逐旬）的光谱识别研究。同时,分别基于原始时序光谱及其一阶、二阶和三阶微分变换结果,探讨了不同分辨率时序NDVI光谱及其3种微分变换结果对区域森林优势树种的识别效果。结果显示,基于不同尺度的时间序列数据能够获得比不同季节单时相数据更好的树种识别结果（p＜0.05）,其中采用全季相数据的树种总分类精度相比于春、夏和秋不同季节的单季相数据结果,分别提高了7.67%,6.64%和3.6%,表明时间序列影像中所包含的植被物候信息对于区分不同森林树种类型十分重要,同时秋季是采用单时相数据的最佳识别季节（p＜0.05）;在不同时间序列数据中,基于逐旬的NDVI数据显著优于基于逐月和全季相数据的光谱识别结果（p＜0.05）,而基于全季相数据的光谱识别结果最低（p＜0.05）,表明更密集的时序光谱信息有利于区域树种类型识别精度的提升。此外,结合光谱微分变换后的树种识别结果比仅采用原始NDVI时间序列的识别结果精度更高（p＜0.05）,其中基于逐旬和逐月时间分辨率数据的最高识别精度能够达到82.1%和78.74%,分别提升了3.38%和2.95%。研究表明采用基于全年逐旬或逐月尺度的时序光谱数据,并结合相应的微分变换方法,可以有效提高区域尺度优势树种的识别精度,为相关多光谱森林植被精细识别研究提供参考。     

水陆两栖飞机波浪水面上降落耐波性数值分析

在规定的气象水文条件下,水陆两栖飞机起飞和降落的能力是决定其性能的重要因素,即耐波性能。采用ALE方法对流体域进行描述,运用基于微幅波理论的动边界数值造波方法模拟了不同波高和不同波长的动态海平面波浪,通过添加质量阻尼的消波方法抑制了固壁边界反射波对造波结果的影响,并采用罚函数耦合方法描述飞机与水体的耦合作用,研究了水陆两栖飞机在不同海情条件下波浪面上降落的纵摇运动、升沉运动以及底部压力等运动学和动力学特性,分析了水陆两栖飞机入水波浪的波长及波高对水陆两栖飞机耐波性能的影响,为飞机结构设计、水上降落操作规则制订及水陆两栖飞机耐波性物理水池试验提供参考。     

有延迟修理的两部件串联系统的预防维修策略

研究由两个部件串联组成的系统的预防维修策略, 当系统的工作时间达到T时进行预防维修, 预防维修使部件恢复到上一次故障维修后的状态. 当部件发生故障后进行故障维修, 因为各种原因可能会延迟修理. 部件在每次故障维修后的工作时间形成随机递减的几何过程, 且每次故障后的维修时间形成随机递增的几何过程. 以部件进行预防维修的间隔T和更换前的故障次数N组成的二维策略(T,N)为策略, 利用更新过程和几何过程理论求出了系统经长期运行单位时间内期望费用的表达式, 并给出了具体例子和数值分析.     

基于EDXRF的土壤中痕量镉的快速检测方法研究

对于土壤中重金属元素的检测,传统的化学分析方法测试周期长,前处理复杂,使用的强酸还会对环境造成二次污染,能量色散X射线荧光光谱法具有无损、快速、前处理简单、仪器轻便等优点,特别适合现场快速检测,但用该方法对镉元素进行检测时,通常用到的K系特征线能量较大,普通能谱的检出限较高。基于能量色散X射线荧光光谱技术,研究了土壤中痕量重金属镉的快速检测方法,通过选择合适的仪器部件,搭建仪器测试系统,综合考虑待测元素的谱峰强度和相对强度,对仪器结构和测试条件进行优化。研究表明,峰强度随着管电流的升高基本上是线性增加的,而相对强度则没有明显的变化,对于镉的测试,在光管条件允许的情况下选择尽可能大的管电流进行测试,之后,综合考虑镉的峰强度和相对强度随滤光片厚度以及管电压的变化情况,使用理论标准偏差确定测试最优条件为：管电压为55 kV,管电流为48 μA,滤光片为1.25 mm钼片;测试时间会影响测试结果的相对标准偏差,在测试时间小于500 s时,峰强度的相对标准偏差随着测试时间的增加是降低的,在测试时间大于500 s时,峰强度的相对标准偏不再有明显的变化趋势,由于测试结果的相对标准偏差越小,测试结果的短期精密度越好,仪器的重现性就越好,因此测试时间最终选择为500 s;样品测试条件也会对测试结果产生影响：随着测试薄膜厚度的增加,镉的峰强度和相对强度均是降低的,根据实验结果,最终选择厚度为12.5 μm的聚酯膜进行测试;镉的峰强度和相对强度随着样品质量的增加而增加,在样品质量大于3 g时,镉的峰强度随样品质量的增加变化比较缓慢,相对强度则没有明显的变化,选择样品的质量大于3 g进行测试;随着含水量的增加,镉的峰强度和相对强度均会略有降低,因此水分会对测试结果产生影响,对土壤样品的测试应该风干或烘干。使用以上经过优化的测试条件,用国家标准样品和电感耦合等离子体质谱法定值的样品绘制工作曲线,线性相关系数可达0.993;使用镉含量为1.12 mg·kg-1的国家标准样品GSD-10测试11次,测试的结果的标准偏差为0.09,相对标准偏差为8.22%;用高纯二氧化硅测试方法检出限,可达0.16 mg·kg-1,小于国标一级土壤的限值;测试实际样品,并与电感耦合等离子体质谱法测试的结果进行对比,测试结果的一致性较好。通过对仪器结构和样品测试条件进行优化,基于能量色散X射线荧光光谱法对土壤中痕量重金属镉的检出限有了很大的降低,对污染地区土壤镉的快速筛查及大面积测定意义重大。     

线性斜积半流的一致指数稳定性的若干刻画

基于线性斜积半流的定义,引入了Banach空间中该类动力系统一致指数稳定的概念.借助稳定性理论中的Datko型方法,讨论了斜积半流一致指数稳定的特征,建立了其一致指数稳定的若干充要条件.所得结论推广了指数稳定性及指数不稳定性中一些已有的经典结论（如DATKO、ROLEWICZ、MEGAN、BUSE等）.     

Littlest Higgs model with T-parity and single top production in ep collisions

Based on calculating the contributions of the littlest Higgs model with T-parity （called LHT model） to the anomalous top coupling tqγ （q = u or c）, we consider single top production via the t-channel partonic process eq→et in ep collisions. Our numerical results show that the production cross section in the LHT model can be significantly enhanced relative to that in the standard model （SM）.     

Metal-Insulator Transition in CuIr2（S1-xTex）4

The resistivity and magnetization for the CuIr2（S1-xTex）4 （0≤x≤ 0.10） system are investigated. Compared with the Se doping, the substitution of Te for S leads to stronger suppression on the metal-insulator transition. Vacancies and imperfections in the sample lattice are found to modify the magnetization, which can be qualitatively understood to consist of the Pauli paramagnetism, Landau diamagnetism, Larmor diamagnetism and Curie magnetism contributions.     

准一维材料蓝青铜电荷密度波动力学的掺杂效应研究

对包括纯的、铷掺杂、钨掺杂的准一维电荷密度波材料蓝青铜系列单晶样品的电阻率温度行为、非线性输运行为进行了比较研究.实验发现,与铷掺杂相比,钨掺杂对样品的电输运特性和派尔斯相变的影响更加剧烈.特别地,对于纯样品和铷掺杂样品,电荷密度波的解钉扎阈值在100 K附近表现出极大值行为;而对于钨掺杂样品,阈值行为是单调的.针对以上结果,从蓝青铜在100 K附件可能存在的非公度-公度转变以及电荷密度波与样品中杂质缺陷和正常载流子间的相互作用角度进行了讨论.