检索结果-南通市图书馆

作者：付睿玺成都理工大学

学位级别：硕士

核素识别技术在材料分析鉴定、环境放射性检测、核设备的放射性检测和预防核恐怖主义事件发生等诸多方面有着广泛的应用。核素识别就是根据伽玛能谱所测的谱线信息确定材料或环境中放射性物质的种类与强度。本文选题来自于国家自然科学... 详细信息

核素识别技术在材料分析鉴定、环境放射性检测、核设备的放射性检测和预防核恐怖主义事件发生等诸多方面有着广泛的应用。核素识别就是根据伽玛能谱所测的谱线信息确定材料或环境中放射性物质的种类与强度。本文选题来自于国家自然科学基金项目“地球和月球表面诱发伽玛辐射场及其地质响应研究”(项目编号:41374136)和国家863计划课题“高精度能谱探测仪器研发”(课题编号:2012AA061803)。根据国际原子能机构(International Atomic Energy Agency,IAEA)对便携式能谱仪的要求,针对NaI(Tl)和LaBr3(Ce)探测器自身的特点,对仪器谱光滑、寻找峰位、确定峰边界、本底扣除、求解峰面积以及能量刻度、效率刻度和全能峰函数拟合等几个关健技术进行分析、研究并测试,得到了较好的结果。(1)利用最小二乘拟合和五点拟合光滑的方法对谱线进行拟合,达到了光滑速度快、效果好并保持原有峰型的特点。在寻峰方法上,导数法速度快、计算简单且适合计算机自动寻峰,并在原有导数法基础上,加入峰宽,边界阈值最小计数等附加条件来提高寻峰的精度与准确率。(2)在原有SNIP算法的基础上对其进行改进,通过峰边界计数来动态决定窗宽,改进了SNIP能窗固定不变的缺点,并利用递减的方式来迭代计算,最后利用四阶滤波函数来代替原有的二阶滤波函数进行计算,使本底扣除率在95%以上。在计算净峰面积时,先判断其是单峰还是重叠峰,对于单峰,采用全能峰面积法计算峰面积。对于重峰,采取高斯拟合和改进型SNIP本底法与直线本底相结合的方式来计算峰面积,达到了减少计算量,加快计算速度快的优点并且不失准确度,结果证明误差可控制在8.9%(NaI(Tl))和3.7%(LaBr3(Ce))以内。(3)通过在U、Th、K、天然本底和混合模型上对NaI(Tl)闪烁计数器便携式核素识别仪进行能量刻度,改进了仪器的能量线性度(好于0.9998);并利用Am-241确定仪器的能量探测下限为50keV;利用Cs-137测得探测器的计数探测下限为183.24(峰面积计数);利用Ra-226对仪器进行照射量率刻度(好于0.9997)。(4)根据IAEA的标准,采取了一套利用特征峰的核素识别方法,该算法通过定性分析完成了IAEA对NaI便携式能谱仪要求的32种核素进行识别的要求。并在此基础上,通过加入定量分析实现了比IAEA的要求更广泛的核素范围与组合的识别,并采用最小二乘-逆矩阵法来进行解谱,极大地减少了运算步骤和次数,该算法在1s之内即可在移动端设备上计算出结果,算法适用于NaI(Tl)和LaBr3(Ce)闪烁计数器,具有较好的自适应性。本文研究出了一套适用于NaI(Tl)和LaBr3(Ce)闪烁计数器便携式核素识别仪的核素识别算法,满足了IAEA核素识别的要求,并且对于不同的闪烁探测器,只要根据能量分辨率微调峰宽参数即可将算法嵌入到其它伽马射线探测器的核素识别仪上。

关键词： γ能谱分析 SNIP本底扣除核素识别最小二乘-逆矩阵

氮气幕与组合多孔介质协同抑制瓦斯爆炸的实验研究

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氮气幕与组合多孔介质协同抑制瓦斯爆炸的实验研究

作者：凡子尧河南理工大学

学位级别：硕士

瓦斯爆炸作为影响我国煤矿安全的主要灾害之一,对井下工作人员造成严重危害。煤矿开采过程中,不可避免会产生瓦斯,积聚的瓦斯不能有效的排出,遇点火源后往往会导致特重大事故的发生,造成人员及财产损失,因此探究有效抑制瓦斯爆炸的方法... 详细信息

瓦斯爆炸作为影响我国煤矿安全的主要灾害之一,对井下工作人员造成严重危害。煤矿开采过程中,不可避免会产生瓦斯,积聚的瓦斯不能有效的排出,遇点火源后往往会导致特重大事故的发生,造成人员及财产损失,因此探究有效抑制瓦斯爆炸的方法显得尤为重要。本文在可视化爆炸管道中进行氮气幕与组合多孔介质协同抑制瓦斯爆炸的实验研究,重点分析了火焰结构、火焰传播速度、爆炸超压等特征参数,得到了氮气幕与组合多孔介质协同抑制瓦斯爆炸的规律,此研究对煤矿井下瓦斯爆炸事故的预防具有较好的理论意义。首先,通过自主搭建的实验平台研究了组合多孔介质抑制瓦斯爆炸的全过程,分析了组合多孔介质淬熄爆炸火焰前后各类特征参数。结果表明加入泡沫铜的组合多孔介质火焰传播速度峰值、爆炸超压峰值及压升速率均低于只使用泡沫铁镍的组合多孔介质,且淬熄爆炸火焰后的复燃火焰强度受到削弱。说明合理组合不同特性的多孔介质能降低爆炸危险性、提高多孔介质淬熄爆炸火焰的性能。其次,在可视化管道系统上增加氮气幕发生装置,研究氮气幕位置对单一多孔介质抑制瓦斯爆炸的影响。结果表明氮气幕对火焰具有湍流加速作用,促使火焰呈破碎状加速向前传播,但破碎状火焰更容易被多孔介质淬熄。此外,氮气幕能够消除多孔介质淬熄后复燃现象。氮气幕的形成导致压力曲线呈双峰结构,峰值大小取决于氮气幕位置和多孔介质孔隙密度,氮气幕距离点火端越近、多孔介质的孔隙密度越大,第二超压峰值则越大。最后,开展氮气幕与组合多孔介质对瓦斯爆炸抑制效果影响的研究。结果表明合理改变多孔介质的组合能提升与氮气幕共同抑制瓦斯爆炸的效果。最佳氮气幕位置下,第一层使用泡沫铁镍和第二层使用泡沫铜的组合显著削减火焰达到多孔介质时的强度,降低超压峰值,同时能够防止刚度低的泡沫铜形变而造成淬熄失败。得到了氮气幕与组合多孔介质协同抑制瓦斯爆炸的机理:氮气幕使火焰结构呈破碎状,同时稀释多孔介质上游可燃物浓度,降低火焰传播速度。此外,多孔介质孔隙结构中保留众多氮气分子,参与燃烧反应的高能自由基碰撞孔隙结构或与氮气分子发生三体碰撞反应而销毁的概率大幅增加,燃烧反应在多孔介质内部难以进行,多孔介质更容易淬熄爆炸火焰。

关键词：瓦斯爆炸氮气幕协同抑爆组合多孔介质

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共形轨道角动量阵列天线及馈电网络研究

共形轨道角动量阵列天线及馈电网络研究

作者：甘志斌海南大学

学位级别：硕士

随着5G万物互联互通时代的到来,面临信息传输量剧增的同时也对通信速率和信道容量提出了更高的需求,频谱资源也愈发显得短缺。轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)作为一种不同于以往的信息传输方式,它在理论上具有多个的相互正... 详细信息

随着5G万物互联互通时代的到来,面临信息传输量剧增的同时也对通信速率和信道容量提出了更高的需求,频谱资源也愈发显得短缺。轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)作为一种不同于以往的信息传输方式,它在理论上具有多个的相互正交的模式可以有效的缓解频谱资源紧张问题,因而OAM具有广阔的应用前景。通过调查研究发现,目前对于OAM阵列天线的研究主要以均匀圆形阵列和平面结构为主,而对于共形结构方面的研究资料相对较少;当今多数的OAM天线的波束方向为垂直于阵面结构,因此对于阵列天线口径尺寸有一定要求,而八木天线作为一种端射天线可以有效改善阵列尺寸口径问题,非常适合于隧道通信以及雷达通信等方面;传统的馈电网络结构复杂且只能生成固定输出相位差,与阵列天线结合后只能产生单一模式OAM涡旋波,且大多为法向波束或偏转方向固定的波束。因此关于OAM的研究主要可以分为以下三个部分:1.利用微带化的八木天线可以与任意曲面载体共形的特性,本文设计一种以微带准八木天线为阵子的OAM阵列天线。通过观察仿真回波损耗、电场幅值图、电场相位图、三维增益图等结果,表明设计的OAM阵列天线产生的涡旋电磁波具有良好波前结构。并对所设计的共形OAM天线进行实物测试,结果表明该天线能够产生不同模式的OAM涡旋波。2.基于微带传输线理论,设计了三款“一进八出”馈电网络,分别为等幅同相位、等幅45°相位差和等幅90°相位差;将馈电网络与OAM阵列天线结合产生模式值l=0、l=+1、l=+2的不同OAM涡旋特性的波束;最后引入PIN二极管,通过控制PIN二极管的导通和截止状态,改变微带线的电流路径长度,从而引起不同的输出相位延迟,达到控制馈电网络各输出端口的不同相位差,实现涡旋电磁波的模式可重构。3.基于相控阵扫描理论和涡旋电磁波束偏转的实现原理,根据公式推导出实现涡旋波束扫描时相控阵口径上所需的相位分布。验证OAM涡旋电磁波的波束扫描效果,并讨论分析涡旋波的偏转性能。仿真结果表明,该OAM阵列天线在传播方向120°(-60°～60°)扫描角内可以有效实现涡旋电磁波束偏转。

关键词：轨道角动量涡旋电磁波微带准八木天线馈电网络波束偏转

高速PCIE总线在核信号实时采集系统中的应用

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高速PCIE总线在核信号实时采集系统中的应用

作者：贾芮成都理工大学

学位级别：硕士

在核信号探测领域,核信号采集是获取核辐射场能量信息以及时间信息的重要手段之一。一个简单的核辐射脉冲信号却包含了很多重要信息,其中包括射线能量、种类以及时间等。因此,核信号的准确获取对核辐射能量场的分析具有很重要的意义。... 详细信息

在核信号探测领域,核信号采集是获取核辐射场能量信息以及时间信息的重要手段之一。一个简单的核辐射脉冲信号却包含了很多重要信息,其中包括射线能量、种类以及时间等。因此,核信号的准确获取对核辐射能量场的分析具有很重要的意义。通常情况下,核信号的采集是先将数据进行模数转换,然后再对转换后的数字信号进行处理。在高速数字化的今天,模数转换器(ADC)的性能指标不断提升,同时对数据传输速率也产生了一定的要求。本文采用高速ADC和性能强大的FPGA,再配合高速PCIE数据传输总线构建出了一套实时核信号采集系统。该系统不但能获取核脉冲信号幅度信息,还可以实时显示所采集的波形,也可以在PC端完成相关算法的实时验证。目前,针对核辐射场的探测分析通常是采用成谱的方式进行,其中包括:前端信号调理、信号采集、FPGA内部算法处理以及最终成谱并显示。整个过程并未涉及对原始核信号的实时显示或存储,这不利于对信号的实时监控或对原始数据的事后处理。本文针对这一问题设计一套核信号实时显示、采集、存储系统。本论文选题来自于国家863计划课题“高精度能谱探测仪器研发”(课题编号:2012AA061803)。设计出一套基于高性能Xilinx FPGA(XC7K410T)和高速PCIE总线的核信号实时采集系统。其中,采集部分采用200Msps、16位的高速ADC采样芯片,该芯片对于上升时间在纳秒级和脉宽在几百纳秒的核信号具有很好的采样效果,能满足高速采样的要求。采集所得到数据位宽为16位,产生的数据流速为200Msps*16Bit=400MB/s。数据传输采用PCIE Gen2.0标准,实测传输速率达到约3.0GB/s。为满足上述速率,组建了一个RAID磁盘阵列,其写盘速度通过HD Tune Pro测试为800MB/s。对于高速数据传输采用DMA乒乓方式完成,并对每个数据交互过程中每个环节的开销进行分析,并设计出一套合理的DMA交互机制。驱动部分采用WinDriver 12.20进行开发,其us级的中断响应,满足该核信号系统的采集需求。应用软件部分用Qt进行设计,为了满足核信号的实时显示并存储,采用多线程设计,以便程序的顺利运行。最后,利用本系统对实际核信号进行采集,并验证设计的可行性。通过对NaI闪烁体探测输出137Cs的核信号波形进行实时采集,并在应用程序上显示完整的原始波形,并对其进行了讨论。此外,用信号源进行线性度测量,得到线性度为0.9999。采用滑动平均算法验证平台的可行性,也得到良好的效果。实验表明,基于高速PCIE的实时核信号采集系统的方案是成功可行的,且对高速核信号采集和实时传输的研究有重要推动作用,同时具有一定的研究价值和应用前景。

关键词： PCIE 总线核信号 FPGA 驱动程序 Qt

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基于FDTD算法的树林电波传播研究

基于FDTD算法的树林电波传播研究

作者：陈鹏海南大学

学位级别：硕士

当无线通信系统的收发节点位于树林环境中时,信道质量受树林密度、树种、分布等因素影响,特别是在树木密集区域电波传播路径衰落变化剧烈,准确预测收发节点间的传播损耗较为困难。本文采用了FDTD(Finite-Difference Time-Domain)算法对... 详细信息

当无线通信系统的收发节点位于树林环境中时,信道质量受树林密度、树种、分布等因素影响,特别是在树木密集区域电波传播路径衰落变化剧烈,准确预测收发节点间的传播损耗较为困难。本文采用了FDTD(Finite-Difference Time-Domain)算法对树林环境中电波传播进行建模计算并对树林中电波传播特性进行研究。主要内容如下。(1)分析FDTD算法的稳定性,以确保FDTD计算树林电波传播的可靠性;研究了FDTD卷积完全匹配层对计算性能的影响;设计了基于CUDA(Compute Unified Device Architecture)架构的三维CPML＿FDTD并行算法,利用GPU的并行处理能力,提升了FDTD算法对树林环境中电波传播进行建模计算的效率。(2)建立了树木简化分层模型并用于生成树林模型,并使用FDTD方法计算了树木的电磁散射。实验结果表明,FDTD算法能够精确计算树木散射;使用高斯脉冲信号作为激励信号,并以偶极子天线作为激励源。(3)基于CUDA架构的三维CPML＿FDTD并行算法计算分析了人行道树林模型、树木随机分布的树林模型、树木大小随机的树林模型、树木分布随机以及树木大小随机的树林模型中的电波传播。分别对由不同大小和分布的树木构成的树林中的电波传播进行了计算和分析。实验结果表明,高频电波在树林中的传播损耗较大,低频电波则较小;树木大或密集树木对电磁波吸收强,阻碍了电波传播,导致信号衰减快。

关键词：并行FDTD 树林建模电波传播路径损耗

加油-加气站喷射火场景应急处置过程行为与心理VR仿真研究

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加油-加气站喷射火场景应急处置过程行为与心理VR仿真研究

作者：张晓东中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

随着市场经济的发展,我国汽车保有量也日益增加,以柴油、汽油为燃料的汽车仍占据大部分市场,对能源的需求保持续增长的态势,然而我国同样面临经济增长结构转型、控制温室气体排放等艰巨任务的挑战。能源结构不断改进,天然气消费量持续增... 详细信息

随着市场经济的发展,我国汽车保有量也日益增加,以柴油、汽油为燃料的汽车仍占据大部分市场,对能源的需求保持续增长的态势,然而我国同样面临经济增长结构转型、控制温室气体排放等艰巨任务的挑战。能源结构不断改进,天然气消费量持续增长,加快发展和合理利用天然气,可有效改善大气环境,促进减排目标的实现。而目前我国CNG汽车的保有量也日益增多,CNG汽车对生态环境造成的污染更小,CNG加气站具有投资少、见效快、方式灵活、便于管理等特点,更符合我国绿色、可持续发展的战略要求。但由于人为操作失误、设备失效和车辆、人员等外部未知因素的影响,加油站、加气站事故频发。本文针以典型的加油-加气站为研究基础,结合站场的工艺流程图及现场调研,通过HAZOP风险评估方法定性评价站场可能出现的风险,探究可能导致站场风险的偏差及原因,并针对已有风险提出相应的预防措施;在实际工况下研究汽油易发生泄漏的位置,通过流体力学软件FLACS和FDS实现汽油池火的模拟,探究FLACS与FDS在模拟池火方面的差异并进行定量风险评价;通过研究典型的3种泄漏孔径的CNG泄漏,考虑不同泄漏位置对泄漏后果的影响,并对不同环境下CNG泄漏进行火灾与爆炸后果分析,根据爆炸超压范围、热辐射范围等参数进行定量风险分析;将FLACS的模拟结果如压力、热辐射、温度、火焰等参数嵌入VR系统中,实现基于三维可视化网络协同通讯技术,实现现场事故隐患、风险与VR演示的高度接近。并基于VR系统对可能发生的喷射火场景,进行VR喷射火事故处置演练。结果表明火灾爆炸数据嵌入VR系统可显著提升培训人员的火灾认知能力,该系统具有更加真实的虚拟火灾体验,可以提高人员的应急处置水平;体能消耗和心率变化均会对紧急状态下人员的判断及选择产生影响,除了人员的日常培训,还应在体能储备和心理素质方面加强。

关键词：加油-加气站 HAZOP 汽油池火 CNG泄漏及火灾爆炸 VR应急处置体能消耗与心率变化