本期目录
数学与物理学
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带荷玻色-费米系统的暗能量
- 肖伟楠, 叶翾, 张杨, A. Marcianò
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2025, 42 (6):
729-737.
DOI: 10.7523/j.ucas.2024.029
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摘要 (
221 )
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宇宙现阶段加速膨胀的物理机制尚未得到充分理解。在广义相对论框架内，通常引入独立于其他组分的暗能量来驱动加速膨胀，这类模型有一定的任意性。本文在粒子物理标准模型框架内，考虑由低温系统组成的暗能量模型。该模型中包含带荷相对论性玻色凝聚、简并费米气和非电磁场的U(1) 规范场，其中带荷玻色凝聚具有负压强，充当暗能量，而带相反荷的简并费米气是辅助组分，这2种组分由总荷守恒相互约束。该玻色-费米系统与宇宙中的暗物质、重子组分一起，在很宽的参数范围内均可实现宇宙现阶段加速膨胀。该模型中，尘埃物质的能量密度随着膨胀而降低，而玻色和费米系统的能量密度保持几乎不变。宇宙大约在红移z～0.7处进入加速膨胀阶段，该演化行为接近于ΛCDM模型。在合理的参数空间内，本模型能够较好地解释超新星、重子振荡的观测数据。
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旋转系统中穿透Rayleigh-Bénard对流的数值模拟
- 王崧, 曹玉会
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2025, 42 (6):
738-746.
DOI: 10.7523/j.ucas.2024.020
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摘要 (
186 )
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旋转穿透对流在地球科学和工程领域受到广泛关注，由于水在4℃附近具有密度倒置特性，因此以冷水作为工质研究竖直圆筒内的旋转穿透Rayleigh-Bénard对流(RBC)。对不同参数条件(密度倒置参数θm=0.0,0.5，罗斯比数的倒数0≤1/Ro≤10，瑞利数104≤Ra≤108)下的冷水对流传热开展直接数值模拟研究。结果表明，当1/Ro=0时，θm=0.5的穿透对流呈现上下非对称性，上热边界层厚度δtopθ大于下热边界层厚度δbottomθ，努塞尔数Nu和δθ与Ra的标度指数约为±0.3；在中等1/Ro条件下，θm=0.0的冷、热羽流均能够形成涡柱结构；而θm=0.5的流动因受冷水密度倒置特性影响，仅热羽流能够形成涡柱，冷流体仍保持羽流形态，因此，涡柱的形成对于θm=0.5的对流传热增强效果并不显著。旋转穿透RBC的热边界层厚度在中高1/Ro时满足1/Ro1/2标度律，而此时的速度边界层厚度仍遵循1/Ro-1/2标度律。
环境科学与地理学
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基于特征优化贝叶斯分类算法的中国城市碳强度分析
- 宋文明, 邹嘉龄, 唐志鹏
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2025, 42 (6):
747-757.
DOI: 10.7523/j.ucas.2023.090
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摘要 (
239 )
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基于改进型的贝叶斯分类算法，通过2005—2019年期间省级能源消费数据核算所得碳强度类型，结合社会经济等多重属性指标，将省级碳强度及其对应的优化属性特征作为样本，训练降尺度至所辖城市单元应用识别其碳强度类型，并与CEADs数据以及传统基于夜间灯光数据拟合得到的碳排放数据进行对比分析。结果显示本文提出的基于特征优化的贝叶斯分类方法具有一定优势。进一步采用该方法揭示中国282座主要城市2005—2019年间的碳强度演化特征，发现绝大部分城市的碳强度均呈现由高向低的转变态势，其中南北区域的城市在碳强度类型和改善状况方面长期存在显著差异，未来中西部资源型城市将是碳强度减排的重点关注地区。此外基于特征优化的贝叶斯分类法也具有良好的可扩展性，可望在区县小尺度的碳强度核算中应用。
电子信息与计算机科学
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基于双时相特征的SAR生成光学影像方法
- 翁永椿, 马勇, 陈甫, 尚二萍, 姚武韬, 仉淑艳, 杨进, 刘建波
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2025, 42 (6):
769-780.
DOI: 10.7523/j.ucas.2024.007
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摘要 (
230 )
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稳定连续的遥感光学影像时间序列应用价值巨大，但很多地区受云雨影响难以获取到这样的时序光学影像。利用合成孔径雷达(SAR)全天时、全天候成像能力，由SAR影像生成光学影像，能有效解决光学影像缺失问题，但目前复杂场景下的生成质量与简单场景相比差距显著。基于哨兵卫星影像构建不同场景的双时相数据集，改进条件对抗网络生成器，以提取和融合双时相SAR特征和辅助光学特征，同时采用一种策略来平衡SAR和光学特征权重。与其他方法相比，所提出的模型Fréchet inception距离(FID)和峰值信噪比(PSNR)指标最佳，复杂场景和简单场景下生成质量差距明显缩小。消融实验表明，所提出的模型与基准模型相比，FID下降46，PSNR提升6.6dB，SSIM提升0.44。该方法有效提升了不同场景下光学影像的生成质量。
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基于融合特征MGCC和CNN-SE-BiGRU的声纹识别
- 范涛, 詹旭
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2025, 42 (6):
832-842.
DOI: 10.7523/j.ucas.2024.004
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摘要 (
376 )
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针对声纹识别领域单一特征的表征能力、抗噪能力不强，以及传统卷积神经网络(CNN)模型特征表达能力不强、时序特征获取不全面的问题，提出一种梅尔频率倒谱系数(MFCC)和伽马频率倒谱系数(GFCC) 融合的声学特征，与一种新的识别网络模型(CNN-SE-BiGRU)，进行声纹识别。首先，对提取的语音MFCC特征和GFCC特征分别进行归一化，根据特征类间区分度，设计合适的权值对MFCC和GFCC特征进行线性加权，得到说话人区分性更强的梅尔伽马倒谱系数 (MGCC)；其次，为提升CNN对声纹特征的表达，引入改进的通道特征响应SE-Block模型；最后，在改进的压缩激励卷积网络(CNN-SE-Net) 提取空间特征的基础上进一步通过双向门控循环单元网络(BiGRU)提取时序特征，提升整个网络的性能。实验结果表明，在不同噪声背景下，MGCC声学特征表现出更强的表征能力和更好的鲁棒性，而在MGCC声学特征下CNN-SE-BiGRU模型的平均识别率最高为96.05%，充分证明了所提方法的有效性和鲁棒性。
简报
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基于热裂解气相色谱质谱联用技术的贝叶经植物种属鉴别
- 陈清乐, 杨益民, 韩宾, 蒋洪恩
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2025, 42 (6):
843-852.
DOI: 10.7523/j.ucas.2024.078
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摘要 (
334 )
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贝叶经的制作材料主要来自贝叶棕和糖棕2种棕榈科植物叶片。采用微损、快速的方法判断植物来源，有利于深入认知贝叶经的利用，为文物保护工作提供参考。通过模拟实验制得一批标准样品，寻找区分2种棕榈的标准，并在已知植物来源的贝叶经工艺品上进行验证。使用热裂解气相色谱质谱联用分析技术，结合多元统计分析方法区分贝叶棕和糖棕。结果发现：已知样品存在多种三萜类物质，其中环桉烯醇衍生物仅在贝叶棕中出现，2种羽扇豆烷型三萜和环鸦片甾烯醇及何帕烷型三萜仅于糖棕中出现；羽扇豆烷型三萜化合物和何帕烷型三萜在糖棕中稳定存在。对10种共有的木质素单体相对含量进行主成分分析，结果显示贝叶棕组和糖棕组具有良好的区分效果。结合特征化合物和主成分分析方法成功鉴别出多种类型的现代贝叶经工艺品植物来源，为贝叶经文物植物种属的快速、微量鉴别提供新思路。
