2023年, 第37卷, 第6期　刊出日期：2023-12-31

  

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机电与信息工程
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  激光功率对激光熔化沉积CoCrNi中熵合金组织及性能的影响

  宋晨晓, 赵伟, 马琦, 李想

  齐鲁工业大学学报. 2023, 37(6): 1-5. https://doi.org/10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2023.06.001

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  采用激光熔化沉积工艺制备了CoCrNi中熵合金,研究了激光功率对组织及性能的影响。结果表明,当功率为800~1 600 W时,沉积层与基体冶金结合良好,熔合线清晰可见。沿沉积层建筑方向组织依次为平面晶、柱状晶和等轴晶。随着功率升高,沉积层宽度增大,显微组织粗化,显微硬度逐渐降低。激光功率P=800 W时,性能最优,沉积层熔合区、中部和顶部的平均显微硬度分别为393、435和496 HV。
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  基于非负绞杀与OS-ELM的精矿品位在线软测量算法

  赵亚栋, 孙涛, 刘咏诗, 孙凯

  齐鲁工业大学学报. 2023, 37(6): 6-15. https://doi.org/10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2023.06.002

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  针对选矿生产过程中亟待解决的浮选精矿品位在线测量问题,将非负绞杀(nonnegative garrote,NNG)算法嵌入在线序列极限学习机(online sequential extreme Learning machine, OS-ELM),提出一种基于OS-ELM及其输入变量选择的精矿品位在线软测量算法。首先通过参数优化获得训练好的OS-ELM预测模型,通过增量学习过程中新增样本或样本块,对网络输出权值进行递推更新;其次采用NNG算法对OS-ELM网络模型输入权值进行稀疏优化,剔除冗余变量,提高模型泛化性能;最后将算法应用于某矿企铜矿浮选过程铜精矿品位软测量,并与其它先进算法及现场载流X荧光品位分析仪测量结果对比。实验结果表明,所提算法能有效剔除冗余变量,提高精矿品位测量的准确性,实现浮选精矿品位的实时精确软测量。
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  基于多输入多输出编解码器网络的图像去模糊

  许光宇, 汪雨

  齐鲁工业大学学报. 2023, 37(6): 16-23. https://doi.org/10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2023.06.003

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  针对动态场景下非均匀盲去模糊算法存在去模糊不彻底和纹理细节丢失的问题,提出了一种基于多输入多输出编解码器网络的图像去模糊方法。首先,采用一个特征提取模块获取不同尺度模糊图像的全局和局部特征信息,为网络提供更丰富、更全面的图像特征信息。其次,使用特征融合模块对多尺度特征进行融合,使不同尺度下的上下文特征与细节信息可以在单个U-net网络中流动,增强了特征信息的流动性,解决了传统方法中多个子网络堆叠导致特征流动受阻的问题。最后,设计了一个由L1损失、多尺度频率重建损失和边缘损失组成的混合损失函数,在提升图像复原效果的同时更好地保留纹理结构和边缘信息。为了评估网络去模糊性能,在基准数据集GoPro和HIDE上进行测试,复原图像的峰值信噪比均值分别为31.94、29.45 dB,结构相似度均值分别为0.961、0.936,均高于相比较的去模糊算法。在视觉效果上,恢复的图像纹理结构和边缘更清晰,更接近真实图像。所提出的网络模型能够获取更丰富的特征信息,增强了网络内部特征的流动能力,取得了较好的去模糊效果。
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  基于mRMR和CCA的AD分类方法研究

  张国栋, 董爱美, 齐志云, 刘思迪

  齐鲁工业大学学报. 2023, 37(6): 24-33. https://doi.org/10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2023.06.004

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  目前,多模态神经影像数据被广泛应用于阿尔茨海默症(AD)分类研究,然而,这些研究方法存在着一定缺陷。首先,原始特征维度较高且包含大量冗余信息,需要大量的计算资源进行处理和分析。其次,同一患者的完整多模态数据不易获得,导致样本数量较少,不利于训练出可靠的分类模型。为此,提出了一种基于最大相关-最小冗余和典型相关性分析的AD分类方法(mRMR-CCA)。首先使用最大相关-最小冗余(mRMR)算法从各模态数据选择出与分类标签最相关的判别性特征,然后使用典型相关性分析(CCA)算法来挖掘多模态数据间的内在联系,最后进行分类。使用阿尔茨海默氏病神经影像学倡议数据库中的数据进行了实验,实验结果证明了此方法在 AD 分类中的有效性。
食品与生物工程
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  磷钨酸修饰的壳聚糖/胺化石墨烯量子点气凝胶的制备及其在环丙沙星废水中的应用

  李萍萍, 杜立君, 徐宝刚, 李良玉, 赵悦, 王振

  齐鲁工业大学学报. 2023, 37(6): 34-42. https://doi.org/10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2023.06.005

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  采用化学交联法和浸渍法成功制备了磷钨酸修饰的壳聚糖/胺化石墨烯量子点复合气凝胶(CSx@AGQD-HPW12)。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),比表面积测定仪(BET)和紫外-可见光漫反射(UV-vis DRS)对材料进行表征。在紫外-可见光条件下研究了CSx@AGQD-HPW12对环丙沙星溶液的吸附和光催化性能,对比其他三种材料,CS0.50@AGQD-HPW12显示出最优的性能,其对环丙沙星的预吸附光催化去除率可达98.8%,总有机碳去除效率约为52.1%。揭示了壳聚糖对CSx@AGQDHPW12性能的调控规律,壳聚糖的添加调控了其形貌、带隙、光电属性,进而改善了复合气凝胶的吸附-光催化性能。
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  蓝色刺孢霉QY229产天然蓝色素液态发酵条件的优化

  黄露文, 朱丽萍, 颜世敢

  齐鲁工业大学学报. 2023, 37(6): 43-50. https://doi.org/10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2023.06.006

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  蓝色是三原色之一,现已被广泛应用于食品、医药、化妆品等多个领域。目前用于食品加工的蓝色素多为合成蓝色素,天然蓝色素在商业应用中极其罕见。研究发现蓝色刺孢霉QY229在液态摇瓶培养条件下能够代谢产生胞外水溶性蓝色素,并对其发酵条件进行响应面优化。结果表明,当蛋白胨质量浓度为34.61 g/L,温度为31.67 ℃,装瓶量为72.33 mL/250 mL时,蓝色素发酵液色价可达348.2 U/mL,是优化前发酵液色价的2.1倍。因此,蓝色刺孢霉QY229液态发酵生产蓝色素作为稀有天然蓝色素的又一新来源,具有广阔的应用前景。
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  甘蔗渣多酚的超声辅助提取工艺优化研究

  张展鹏, 慎璐, 李灿

  齐鲁工业大学学报. 2023, 37(6): 51-58. https://doi.org/10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2023.06.007

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  多酚是广泛存在于植物中的一类具有生物活性的天然物质,甘蔗中含有大量高抗氧化活性的多酚,在控制血糖水平和调节免疫力方面发挥重要作用。通过优化水和乙醇的比例,加以超声辅助破碎实现无有机残留提取甘蔗多酚,通过单因素试验法和响应面设计,对甘蔗多酚提取工艺进行优化。试验结果表明,甘蔗多酚最佳提取工艺为乙醇体积分数58%、液料比11∶1 (mL·g^-1)、水浴温度49 ℃、超声功率103 W,超声时间35 min,提取甘蔗多酚产量为18.87 mg·g^-1,预测值为19.10 mg·g^-1,该模型预测准确率达98.8%。
数理与统计科学
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  基于综合评价模型的生态保护建设研究

  陈怀广, 刘志文, 孙新泽, 李想

  齐鲁工业大学学报. 2023, 37(6): 59-69. https://doi.org/10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2023.06.008

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  通过塞罕坝林场建立前后的环境数据,给出环境评价指标并建立基于熵权法的TOPSIS环境状况综合评价模型,研究了塞罕坝林场生态保护区的建设对当地及其周边环境改善做出的突出贡献,并采用定量评价模型分析了其在北京抵御沙尘暴中的作用。然后,为了更准确的说明塞罕坝林场建设的重要性,又建立了基于层次分析法的TOPSIS环境状况综合评价模型,模拟结果显示两模型的结论一致。为了研究全国生态状况,收集了31个省市自治区的环境相关数据,并通过主成分分析法建立环境指标评价体系,对各地区环境状况进行赋分,在通过典型地区的环境状况设定阈值,得分低于阈值的地区需要建立生态保护区。最后,为了给需要建立生态保护区的地区提出更合理的建设方案,我们还考虑了该地区的经济水平和土地面积情况,并通过定量对比的方式给出各生态保护区的建设面积及其对国家碳中和的影响。
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  信息熵原理探讨及其在二元系统的应用

  张丽琴, 徐士涛

  齐鲁工业大学学报. 2023, 37(6): 70-76. https://doi.org/10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2023.06.009

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  信息熵通常用以衡量随机变量的不确定性,在物理学、统计学、信息论等领域发挥着重要作用,帮助我们理解和解释各种现象。与热力学中的熵不同,信息熵呈现一定的秩序性,这与熵所代表的无序和复杂性形成鲜明对比。以二元统计模型为例,探讨信息熵与随机事件之间的联系,定量描述信息熵的演化过程,揭示信息熵秩序性的本质规律。
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  形如4k-1、4k+1、6k-1和6k+1(k∈Z+)的素数都有无穷多个

  陈川, 宓玲

  齐鲁工业大学学报. 2023, 37(6): 77-80. https://doi.org/10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2023.06.010

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  基于严格的逻辑推理,证明了“形如4k-1(k∈Z+)的素数有无穷多个”和“形如6k-1(k∈Z+)的素数有无穷多个”。基于平方剩余和Euler判定法则,证明了“形如4k+1(k∈Z+)的素数有无穷多个”。基于阶和Euler定理,证明了“形如6k+1(k∈Z+)的素数有无穷多个”。