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基于多维时间序列分解与增强KAN的复杂地形风速预测模型研究
在群山环绕的复杂地形区域,风的变化如同顽皮的孩子般难以捉摸——瞬息万变、强劲有力且破坏性极强。2021年,21名马拉松选手因突如其来的强风和极端天气不幸遇难;2025年3月,美国一场龙卷风导致30多人死亡,并引发了野火、沙尘暴和洪水等次生灾害。这些触目惊心的事件揭示了准确预测复杂地形区域风速的紧迫性。然而,现有主要针对大尺度气候条件设计的预测模型,往往忽视了小尺度区域风速变化的局部性和非平稳特性。由于经济和环境限制,这些模型难以有效捕捉复杂地形特有的随机性、间歇性和波动性,使得精准的局部风速预测成为气象学领域的一大挑战。针对这一难题,湖南大学孙静如研究员团队在《IEEE Access》上发表了
来源:IEEE Access
时间:2025-12-12
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Ou 5星云的双极结构与极端丰度差异:揭示共包层演化和热化学不均匀性的关键案例
在浩瀚的宇宙中,行星状星云(Planetary Nebulae, PNe)是低中质量恒星演化末期的绚丽遗迹,如同宇宙中短暂却绚烂的烟火。然而,这些美丽的天体背后隐藏着诸多未解之谜:为何它们形态各异?为何有些星云中不同方法测得的元素丰度存在巨大差异?这些问题挑战着传统的恒星演化理论。近年来,越来越多的证据表明,双星相互作用,特别是共包层(Common-Envelope, CE)演化,可能在塑造这些结构中扮演关键角色。Ou 5(IPHASX J211420.0+434136)正是这样一个引人注目的案例——一个拥有后共包层双星核心的行星状星云,其极端的丰度差异因子(Abundance Discrep
来源:Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
时间:2025-12-12
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大质量星团作为高能伽马射线源:对银河系PeV宇宙线起源的多信使研究
当我们仰望星空时,肉眼可见的繁星背后隐藏着宇宙中持续轰击地球的高能粒子雨——宇宙线。这些带电粒子跨越惊人能量尺度,其中1015电子伏特附近的“膝区”能谱拐折更是困扰学界数十年的谜题。传统理论认为超新星遗迹是宇宙线加速的主要场所,但最新观测表明,单颗超新星难以将粒子加速到PeV(1015电子伏特)能级。这促使天文学家将目光投向大质量星团——这些由数千颗年轻恒星组成的“恒星工厂”,其强烈的集体恒星风和频繁的超新星爆发可能共同构成天然的粒子加速器。为验证这一假说,巴西隆德里纳州立大学的Luana N. Padilha领衔的研究团队在《Monthly Notices of the Royal Astr
来源:Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
时间:2025-12-12
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基于分数阶热孔隙弹性理论的高粘流体岩石介质波传播研究
在地球物理勘探和工程领域,岩石介质中弹性波的传播特性研究一直备受关注。当岩石中含有高粘性流体(如重油、甘油等)时,流体的粘性效应会显著影响波的传播行为,传统理论往往难以准确描述这种复杂耦合现象。特别是在热采稠油、地热勘探等工程应用中,温度变化会进一步改变流体性质,使得波场响应更加复杂。以往的热孔隙弹性理论大多基于整数阶导数,无法充分反映高粘流体引起的异常热传导和历史依赖性过程,导致对波传播特性的预测存在偏差。针对这一科学问题,中国石油大学(华东)的薛张娜等研究人员在《Geophysical Journal International》上发表论文,提出了基于分数阶热孔隙弹性理论的波传播模型。该工
来源:Geophysical Journal International
时间:2025-12-12
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CuO-水纳米流体在倾斜磁场作用下多孔介质内自然对流的数值研究:化学反应与热传输增强机制
在能源转换和化工过程中,高效的热管理一直是科研人员关注的焦点。多孔介质中的对流换热因其在地热利用、核反应堆冷却和化工反应器中的广泛应用而备受重视。近年来,纳米流体作为新型传热工质展现出巨大潜力,其中氧化铜(CuO)纳米颗粒因其优异的热物理性质成为研究热点。然而,在实际应用中,磁场控制下的纳米流体在多孔介质中的流动与传热特性,特别是存在化学反应时的复杂耦合机制,仍有待深入探索。发表在《Hybrid Advances》上的这项研究,通过建立三维数学模型,系统分析了倾斜磁场作用下CuO-水纳米流体在多孔方腔内的自然对流现象。研究团队采用有限元法(FEM)求解了耦合的质量、动量和能量守恒方程,考虑了达
来源:Hybrid Advances
时间:2025-12-12
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心肌梗死后室颤触发灶的浦肯野电位特征与传导系统机制研究
对于心肌梗死后的患者而言,心室颤动(VF)如同悬在头顶的达摩克利斯之剑,是导致心源性猝死的主要原因。尽管经皮冠状动脉介入治疗(PCI)能有效开通梗死相关血管,但梗死区域周边的电生理紊乱仍可能埋下致命隐患。临床观察发现,许多VF事件均由特定的室性早搏(PVC)触发,而浦肯野纤维系统在这些触发灶的形成中扮演着关键角色。既往研究表明,针对这些触发灶的导管消融能有效控制VF,但浦肯野电位的确切特征及其与传导系统的关系仍如雾里看花。在这一背景下,日本学者Tatsuya Hayashi联合17家医疗中心,对53例AMI后发生VF的患者进行了一项里程碑式的研究。这项发表在《EP Europace》的论文首次
来源:EP Europace
时间:2025-12-12
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多尺度反应网络稳态分布的渐近分析:非互作物种消除下的极限行为与约简动力学
在生物化学系统中,分子数量的随机波动在低浓度环境下尤为显著,此时连续时间马尔可夫链(CTMC)成为描述反应动力学的重要工具。随机反应网络(SRN)的稳态分布能够刻画系统的长期行为,但多尺度反应网络中快速反应的存在使得稳态分析变得复杂。尤其当网络中某些物种(如酶促反应中的中间体)的降解速率远高于其他反应时,传统方法难以直接推导约简网络的稳态性质。现有研究多关注有限时间尺度下的动力学收敛,而对稳态分布的渐近行为缺乏系统刻画。本研究以弱可逆且复杂平衡的随机反应网络为对象,引入非互作物种(如短寿命分子)的快速降解假设,通过缩放其反应速率(比例参数N→∞),构建了一族尺度化网络。核心科学问题是:当N趋于
来源:Advances in Applied Probability
时间:2025-12-12
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有限体积球商及其环面紧化上余切丛对称幂的L2-上同调同构研究
在复几何与多复变函数论中,理解流形的整体不变量是核心课题之一。对于紧致的Kahler流形,经典的Hodge理论告诉我们,其上同调群具有优美的分解结构,并且是有限维的。然而,当流形是非紧的时候,情况变得复杂而有趣。特别是,对于在自守函数论和算术几何中扮演重要角色的“复双曲空间形式”——即单位球在某个离散群作用下的商空间(球商)——其上的分析学性质引起了广泛关注。这类流形通常具有有限的体积,但可能带有“尖点”(Cusps),使得流形非紧。一个自然的问题是:在这些非紧的流形上,定义在向量丛(如余切丛的对称幂)上的平方可积微分形式的上同调群(L2-Dolbeault上同调)是否仍然是有限维的?这个问题
来源:Nagoya Mathematical Journal
时间:2025-12-12
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基因组情境主义视角下人类基因组数据共享的公平治理框架研究
论文解读人类基因组数据被誉为精准医学的“新石油”,其价值在于能够揭示疾病机制、推动药物研发并优化健康管理。随着全基因组测序(WGS)成本骤降百万倍,全球范围内的人类基因组计划(如美国“All of Us”、欧洲“百万基因组计划”)与商业基因检测公司(如23andMe)已积累海量数据。然而,数据共享在促进科学突破的同时,也引发严峻的伦理与安全挑战:基因组数据兼具个体唯一性与群体关联性,传统匿名化技术无法完全脱敏,而基于个人知情同意的治理模式难以应对群体性危害与生物恐怖主义等新型风险。为系统解决这些问题,研究人员以“基因组情境主义”为理论核心,提出需超越当前法律框架的局限。基因组情境主义强调数据使
来源:Data & Policy
时间:2025-12-12
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亚利桑那州鱼钩荒野麦克尤恩洞穴中古古代与早期农业时期植物遗存与文物的放射性碳年代学研究:揭示西南高海拔农业起源与演替
论文解读在美国西南部的广袤荒野中,农业何时、如何取代狩猎采集成为人类生存的基石?这一谜题困扰考古学界逾百年。传统观点认为,源自中美洲的玉米、豆类和南瓜这“三姐妹”作物,是沿低地河流走廊逐步北传至西南部,且早期农业完全依赖冲积平原环境。然而,亚利桑那州吉拉山脉腹地的一处岩石庇护所——麦克尤恩洞穴(AZ W:13:6(ASM)),正以其保存完好的植物遗存,悄然改写这段历史。麦克尤恩洞穴位于鱼钩荒野(Fishhooks Wilderness)的上鱼钩峡谷,由松软的火山凝灰岩经侵蚀形成,其干燥环境奇迹般封存了史前居民留下的篮筐、凉鞋、投矛器、摇篮板等易腐物品,尤其重要的是大量碳化与未碳化的玉米穗轴、瓜
来源:Radiocarbon
时间:2025-12-12
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利用橄榄石原位10Be测年揭示墨西哥Pelagatos火山喷发历史:对奇奇纳乌钦火山场年代学框架的完善与灾害评估意义
在墨西哥城东南约20公里处,横亘着奇奇纳乌钦火山场(Sierra Chichinautzin Volcanic Field, SCVF),这片土地上散布着超过两百个火山锥,它们像沉睡的巨人,记录着地球深部的躁动。然而,其中仅有十三个火山锥的年龄被精确测定,这严重限制了我们对该地区火山活动规律和潜在喷发风险的理解。传统的放射性碳(14C)定年技术依赖于火山灰或古土壤中埋藏的有机质(如木炭),但这些材料在火山产物中并非总能找到,使得许多火山的喷发年代只能停留在粗略的估计范围内。Pelagatos火山就是这样一个谜团,之前的14C测年将其年龄限定在2.5±0.1 ka BP至14.1±0.2 ka
来源:Radiocarbon
时间:2025-12-12
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外荷载作用下反倾岩质边坡弯曲倾倒稳定性分析的解析模型研究
在城市建设和矿山开采过程中,大量自然边坡受到人类工程活动扰动,引发滑坡、岩崩等地质灾害。其中,反倾岩质边坡(Anti-dip Rock Slopes, ADRSs)的破坏机制尤为复杂——其坡面倾向与岩层倾向相反,在外部荷载作用下易发生弯曲倾倒破坏,严重威胁基础设施和矿山安全。传统稳定性分析方法多针对自重作用下的边坡,而实际工程中坡顶常存在建筑物、堆载等外荷载,这种荷载会显著改变边坡的破坏模式。然而,由于外荷载与反倾结构耦合作用的复杂性,现有研究鲜有建立针对此类工况的普适性解析模型,导致工程实践中存在低估滑坡风险的可能。为攻克这一难题,武汉大学程浩团队在《International Journa
来源:International Journal of Geo-Engineering
时间:2025-12-12
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盾构隧道注浆特性对地表沉降的控制机理研究:物理与数值模拟分析
随着城市地下空间的快速发展,盾构法隧道施工因具有安全、高效、对周边环境影响小等优势,已成为地铁等城市隧道建设的主要方法。然而,在浅埋土层中进行盾构掘进时,不可避免地会引发地表沉降,这对地表建筑物、道路及地下管线等基础设施构成潜在威胁。特别是在城市密集区,微小的地面变形也可能导致严重后果。因此,准确预测并有效控制盾构隧道引发的地表沉降,是隧道工程领域长期关注的核心问题。在盾构掘进过程中,由于盾构壳体与管片外径之间存在差异,会在管片背后形成一个环形的空隙(Tail Void)。如果这个空隙得不到及时、有效的填充,上覆土体就会向该空隙移动,进而引发地表沉降。目前,工程上普遍采用在盾构尾部同步注入浆液
来源:International Journal of Geo-Engineering
时间:2025-12-12
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铍基无铅钙钛矿RbBeBr3−xIx的物性调控:碘取代对机械与光电性能的影响
随着全球能源转型的加速,太阳能作为一种清洁可再生能源正受到前所未有的关注。在各类光伏技术中,钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells, PSCs)因其卓越的光电转换效率、低制造成本和易于加工等优势,已成为第三代光伏技术的明星材料。然而,目前高效钙钛矿电池大多采用含铅(Pb)钙钛矿材料,其中铅元素的毒性和环境风险严重制约了其大规模商业化应用。面对这一挑战,研究人员积极探索无铅钙钛矿替代材料。在众多替代方案中,铍(Be)基钙钛矿因其轻质、地壳丰度高和环境友好等特点展现出独特潜力。特别是铷基铍卤化物钙钛矿RbBeX3(X=Br, I)体系,通过卤素位点工程可实现光电性能的精细调
来源:Nano Trends
时间:2025-12-12
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机器学习预测增材制造AlSi9Cu3合金高温力学行为的研究
在航空航天、汽车制造等高端装备领域,轻量化设计已成为不可逆转的发展趋势。铝合金因其优异的比强度和良好的加工性能,在这些领域中扮演着关键角色。特别是增材制造(Additive Manufacturing, AM)技术的出现,为复杂结构铝合金零件的快速成型提供了全新可能。然而,与传统制造工艺相比,增材制造材料在高温环境下的力学行为更加复杂多变,这给关键部件的安全设计和寿命预测带来了严峻挑战。AlSi9Cu3作为一种颇具应用前景的铝合金,通过激光粉末床熔融(Laser Powder Bed Fusion, LPBF)技术制备时表现出良好的工艺适应性。但当这类材料应用于发动机周边部件等高温场景时,其力
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-12-12
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综述:镁及其合金中晶体缺陷的原子尺度建模:综述
2. 原子尺度建模技术原子尺度建模是理解镁(Mg)及其合金微观结构演变和变形机制的核心工具。这些方法主要分为基于量子力学的第一性原理计算、基于经典力学的原子模拟以及结合两者优势的混合技术。2.1. 第一性原理方法密度泛函理论(DFT)是基于量子力学的第一性原理方法,通过求解Kohn-Sham方程来精确计算材料的电子结构和相关性质,如形成能、弹性常数和广义层错能(GSFE)。DFT无需经验参数,能提供高精度的结果,常用于评估镁合金中溶质-溶质、溶质-空位的结合能,以及各种晶体缺陷(如层错、孪晶界(TB)、晶界(GB))的能量和结构。然而,DFT计算成本高昂,通常仅限于数百个原子的系统,限制了其在
来源:Journal of Magnesium and Alloys
时间:2025-12-12
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Minkowski空间中类空曲面上零Bertrand D-曲线对的几何特性研究
在Minkowski空间E13的几何研究中,类空曲面上的曲线性质一直是重要课题。本文聚焦于一类特殊的曲线对——零Bertrand D-曲线对,通过Darboux标架理论深入探讨了其几何特性。零Bertrand partner D-曲线的定义与性质研究首先给出了零Bertrand D-曲线对的精确定义:设S1和S2为E13中的定向类空曲面,α1(s1)和α2(s2)分别为其上的单位速度零曲线。若存在对应关系使得两曲线在对应点处的Darboux标架元素U1与U2重合,则称(α1, α2)构成零Bertrand D-曲线对。关键定理与证明定理1确立了零Bertrand D-曲线对的充要条件:两曲线的
来源:Frontiers in Physics
时间:2025-12-12
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埃塞俄比亚南部小农户芝麻生产采纳与集约化的双重障碍模型解析:政策干预的实证依据
在埃塞俄比亚,农业占据国内生产总值(GDP)的41%,贡献了85%的出口收入,而芝麻作为第二大出口经济作物,在国家经济中扮演着关键角色。然而,南部地区小农户的芝麻生产却面临参与度低、平均产量仅6.5公担/公顷的困境,远低于全国平均水平。这一现象背后隐藏着资源分配不均、技术推广薄弱、市场机制不健全等多重挑战。为了解开这些症结,Kutoya Kusse Gemede与Mesele Dagne Jobir在《Discover Agriculture》上发表研究,通过双重障碍模型深入剖析了影响小农户芝麻生产决策与生产强度的核心因素。研究团队采用多阶段抽样法,在埃塞俄比亚南部的Salamago和Bena
来源:Discover Agriculture
时间:2025-12-12
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化学键合主导合金化效应对CoNiCr多组元合金本征力学强度与塑性变形机制的影响
多组元高熵合金因其优异的力学和功能特性成为材料科学领域的研究热点。其中,面心立方(fcc)结构的多组元合金(如FeMnCoCrNi和CoNiCr体系)在低温环境下展现出的卓越塑性尤为引人注目,这主要源于位错滑移、层错和变形孪生等多种变形模式的协同激活。为了进一步提升fcc多组元合金的力学性能,合金化策略被广泛采用。然而,不同合金元素如何影响材料的本征力学强度和变形模式选择,其背后的物理机制尚不明确。特别是在实验研究中,本征因素和微观结构相关的外在因素往往相互交织,难以分离。此外,材料的本征力学性能和变形能力最终由组成元素间的化学键合特性决定,但合金化如何改变键合特性这一关键问题仍有待深入探索。
来源:npj Computational Materials
时间:2025-12-12
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气候减缓政策下全球发电资产的搁浅风险与所有权格局分析
随着全球气候变暖问题日益严峻,国际社会设定了将温升控制在2°C甚至1.5°C以内的目标。然而,现有化石燃料发电厂若按原定寿命运行,其累积碳排放将严重威胁这一目标的实现。为实现气候减缓,这些电厂不得不提前退役或改造碳捕获技术,从而导致巨额投资无法收回,形成“搁浅资产”(stranded assets)。这些资产不仅涉及企业层面的财务风险,还可能引发更广泛的经济波动,甚至阻碍低碳转型进程。尽管已有研究从国家或行业层面评估搁浅资产规模,但企业级别的风险分布尚未系统揭示,而这正是投资者、监管机构和政策制定者亟需的信息。发表于《自然·可持续发展》(Nature Sustainability)的这项研究,
来源:Nature Sustainability
时间:2025-12-12