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一维理想弹塑性体的SPH-HLLC耦合算法

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爆炸与冲击 2024年第8期44卷 72-81页

作者：王展铭陈龙奎黄生洪中国科学技术大学工程科学学院材料力学行为与设计重点实验室安徽合肥230026

通过弹塑性波分析求得HLLC(Harten-Lax-van Leer-contact)近似黎曼解,提出了SPH(smoothed particle hydrodynamics)与一维理想弹塑性体模型下近似的HLLC黎曼求解器耦合的一种构造简单的算法。在SPH计算中,支持域内每个粒子对都存在一个... 详细信息

通过弹塑性波分析求得HLLC(Harten-Lax-van Leer-contact)近似黎曼解,提出了SPH(smoothed particle hydrodynamics)与一维理想弹塑性体模型下近似的HLLC黎曼求解器耦合的一种构造简单的算法。在SPH计算中,支持域内每个粒子对都存在一个黎曼间断问题,它的黎曼解被代入控制方程中计算。其中一维理想弹塑性体的HLLC近似黎曼解的思想是:先假设整体处于弹性状态计算黎曼解,然后对计算结果进行塑性条件修正,最后用修正后的物理变量计算HLLC近似黎曼解。将提出的SPH-HLLC耦合算法与传统SPH算法在一维算例下的计算结果进行对比,结果表明,该算法能有效模拟一维理想弹塑性体材料的碰撞,并能有效抑制在不同材料之间的压强和偏应力震荡,这是传统SPH方法很难做到的。

关键词：弹塑性数值模拟固体碰撞 SPH黎曼耦合算法

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高功率半导体叠阵激光耦合技术研究

高功率半导体叠阵激光耦合技术研究

作者：李奎奎曲阜师范大学

学位级别：硕士

半导体激光器与其他激光器一样不仅具有亮度高、相干性强等优点,而且可直接电流调制、具有广阔的波长范围。因此,在各种领域均发挥着重要作用。由于远距离和柔性传输的需要,通常需要将半导体激光器的输出光束耦合进光纤中,以获得光纤耦... 详细信息

半导体激光器与其他激光器一样不仅具有亮度高、相干性强等优点,而且可直接电流调制、具有广阔的波长范围。因此,在各种领域均发挥着重要作用。由于远距离和柔性传输的需要,通常需要将半导体激光器的输出光束耦合进光纤中,以获得光纤耦合半导体激光器模块。然而由于半导体激光器快慢轴光束质量不平衡,很难实现光束的有效耦合。此外,为了实现高功率的光纤输出,往往需要数个泵源进行光束组合,这又增加了光纤耦合的难度。相比于单管、巴条作为泵源的半导体激光器光纤耦合模块,使用半导体叠阵激光器既可以实现高功率输出,又可以缩小模块的体积,且无需使用较多准直透镜,以及附加的光束整形元件,节约了大量的人力物力。因此,有必要对高功率半导体叠阵激光耦合技术进行研究。本论文通过对国内外现有光纤耦合输出半导体激光器进行调研分析,利用多个mini-bar在快轴方向上以一定间距进行列阵封装组成的半导体激光叠阵作为光源,并通过光束准直、空间合束、光束整形等技术手段,将经过光束整形后的光束耦合进目标光纤。并最终获得了功率大、亮度高、结构紧凑的高功率半导体激光叠阵光纤耦合模块。此外还分别通过快慢轴聚焦将10个cm-bar组成的半导体激光叠阵耦合进800 μm/NA0.22的光纤中。论文的主要具体工作如下:1、为解决半导体激光叠阵快慢轴光束质量失配的问题,设计了一种基于全反射原理的阶梯棱镜,通过快轴方向的光束填充能够有效的消除暗区,结合使用自偏振合束棱镜,能够有效的实现快慢轴方向光束质量的匀化,最终将8个mini-bar组成的半导体激光叠阵耦合进芯径为200 μm/NA 0.22的光纤中。光纤的输出功率为597W,亮度为12.5 MW/(cm2·sr),光纤耦合效率为93.28%。2、为了进一步简化光束整形流程,避免棱镜堆的使用,提出一种“切割—压缩—旋转—重排”的光束整形方案。基于该方案设计的阶梯旋转重排棱镜能够利用光的全反射原理实现光束整形的整个流程,有效的匀化快慢轴光束质量和缩小模块的体积。最终的仿真结果表明,利用该棱镜进行光束整形可将8个巴条组成的半导体激光叠阵耦合进200 μm/NA0.22的光纤中,输出功率为455.4W,光纤耦合效率为94.9%。3、为了提高输出功率,设计了一种平行四边形阶梯棱镜和直角阶梯棱镜。通过平行四边形阶梯棱镜表面偏振复用、在实现快轴方向暗区填充的同时,实现了对角线方向两对半导体激光叠阵的偏振合束。随后通过切割旋转直角棱镜进行光束的切割旋转重排,再经过扩束、聚焦一系列步骤,将32个波长为915 nm的mini-bar组成的4个半导体激光叠阵耦合到200 μm/NA 0.22的光纤中,系统的输出功率可达1469 W,光纤耦合效率为91.8%。4、为了实现半导体激光叠阵光纤耦合输出,使用10个cm-bar组成的半导体激光叠阵作为光源,通过光束准直以及分别对快慢轴方向进行聚焦,将光束耦合进800 μm/NA0.22的光纤中。在脉冲电源60 V,工作电流15 A,1%占空比的条件下进行光纤耦合,测得耦合前功率为0.47 W,耦合后功率为0.33 W,光纤耦合效率为70.2%。

关键词：光纤耦合光束整形半导体激光器空间合束高功率

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马克思国家治理思想研究

马克思国家治理思想研究

作者：黎奎河北大学

学位级别：硕士

马克思国家治理思想是在对资本主义社会经济结构、政治制度及社会矛盾进行深刻剖析的基础上形成的,其核心目标是实现人的解放,即通过无产阶级的革命斗争,推翻资产阶级的统治,建立一个新的社会主义国家政权。这一思想体系不仅深刻揭示了... 详细信息

马克思国家治理思想是在对资本主义社会经济结构、政治制度及社会矛盾进行深刻剖析的基础上形成的,其核心目标是实现人的解放,即通过无产阶级的革命斗争,推翻资产阶级的统治,建立一个新的社会主义国家政权。这一思想体系不仅深刻揭示了资本主义社会的本质和内在矛盾,而且为无产阶级提供了实现自身解放和建立新型国家政权的理论指导和战略蓝图。深入挖掘马克思国家治理思想的根源和演变,从历史和理论的双重维度梳理其发展脉络,全面揭示其核心要义。通过将这一思想与当前国家治理的现实需求相结合,可以提炼出其当代价值,为国家治理实践提供宝贵的启示。本文除结语之外分为四个章节,旨在全面而深入地探讨马克思关于国家治理的思想。第一章概述选题背景和研究意义,对核心概念进行界定,同时对国内外在该领域的研究现状进行系统地论述。在此基础上,本章还将详细介绍研究方法、创新点以及可能存在的不足之处,为后续章节深入探讨马克思国家治理思想提供坚实的理论基础。第二章从资本主义国家治理导致国内矛盾激化、无产阶级革命运动实践的时代背景以及启蒙运动、德国古典哲学等思想来源两个方面梳理马克思国家治理思想形成、成熟,深化的历程。第三章重点概括马克思国家治理思想的主要内容和基本特征,包括对资本主义国家治理模式的批判、对无产阶级专政国家治理的构想、对未来社会治理的展望及描述其批判性、科学性、实践性、时代性四个基本特征。第四章深入分析马克思国家治理思想在现代社会的适用性和实践价值,将其核心理念与当今社会的具体情况相融合,旨在探讨如何将这些理论创新地应用于现实的治理活动,以促进国家治理体系和治理能力的现代化进程。整个研究过程将遵循严谨的学术规范,运用科学的研究方法,力求在全面论述马克思国家治理思想的同时,为当前和未来的治理实践提供有力的理论支撑。通过对马克思国家治理思想的深入探索,采用了多种研究方法以全面揭示其内涵。运用文献资料分析法,广泛搜集和细致研读了涉及马克思国家治理思想的各类著作、期刊、学位论文及报纸等文献资料,通过对这些资料的整理与总结,获得了对马克思国家治理思想全面而深入的理解。运用了系统分析法来梳理马克思国家治理思想,将其视作一个完整的体系,并对其产生的历史脉络、理论渊源、演变过程及其核心观点进行全面且深入的研究,此种方式有助于我们明确理解马克思关于国家治理的思想是如何发展的,从而保证我们的研究是精确而连续的。注重理论与实践的结合,对马克思国家治理思想的研究不仅仅停留在理论层面,我们需要将其应用到中国现行的国家治理实践中去。所以,我们旨在深入挖掘马克思国家治理思想的深层次制度原理,并期望通过运用这些理念,进一步提升我国国家治理能力的现代化水平。

关键词：马克思国家治理当代价值

人工智能对中国制造业企业OFDI的影响研究

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人工智能对中国制造业企业OFDI的影响研究

作者：王木奎山东财经大学

学位级别：硕士

随着科学技术的不断发展,第四次工业革命到来,以人工智能、云计算为代表的数字技术在各国政府部门中受到广泛关注,其构成了一国经济发展的竞争新优势。随着2015年《中国制造2025》、2017年《新一代人工智能发展规划》等政策的发布,中国... 详细信息

随着科学技术的不断发展,第四次工业革命到来,以人工智能、云计算为代表的数字技术在各国政府部门中受到广泛关注,其构成了一国经济发展的竞争新优势。随着2015年《中国制造2025》、2017年《新一代人工智能发展规划》等政策的发布,中国人工智能也得到了进一步发展,在带动经济社会发展的同时对制造业企业的对外直接投资行为也产生了重大影响。具体而言,人工智能的应用会提高企业的生产率、缓解其融资约束水平并提升企业创新水平,从而对企业的对外直接投资产生促进作用。基于此,本文通过构建理论框架深入分析人工智能对制造业企业OFDI的影响,厘清作用机制,并建立合理的实证模型进行进一步检验,本文的主要结论如下:首先,本文对人工智能和对外直接投资的相关国内外研究成果进行梳理,然后对中国人工智能的应用现状、中国OFDI的总体情况以及企业OFDI的现状进行分析。分析发现,人工智能在中国制造业企业中的应用以工业机器人的应用为主要表现,随着工业机器人技术不断进步,其应用也越来越广泛,数量逐年增多,截止2022年保有量为135.7万台。另一方面,中国十分重视对外直接投资的发展,截止2018年,对外直接投资的流量与存量均稳居全球前三,对世界经济的发展起到了重要的带动作用。其次,本文在已有研究的基础上构建人工智能影响制造业企业OFDI的理论机制,分析说明全要素生产率、融资约束和创新能力在人工智能影响制造业企业对外直接投资中的中介作用,即人工智能通过提高企业全要素生产率、缓解融资约束及提高企业创新能力促进企业对外直接投资,为后续研究奠定理论基础。最后,本文构建了计量模型,选取2011-2019年这一时间范围,用企业层面的工业机器人渗透度作为人工智能的代理变量,利用国泰安数据库及世界银行数据库中的数据信息,计算出制造业企业的对外直接投资规模,使用固定效应模型对人工智能与中国制造业企业对外直接投资的关系进行实证检验,研究人工智能对中国制造业企业对外直接投资的影响。同时,本文进行了稳健性检验、内生性处理、异质性检验及机制检验。检验结果显示,人工智能对中国制造业企业对外直接投资具有显著的促进作用,并且对不同所有制、股权性质、地区、行业集中度和密集型的企业影响存在差异。更进一步地,通过机制检验验证了全要素生产率、融资约束和创新水平的中介作用。本文的创新点如下,第一,在研究视角上,本文选择人工智能作为切入点,来研究其对中国制造业企业OFDI的影响,研究视角较为新颖。第二,在研究内容上,本文在已有文献的基础上,从全要素生产率、融资约束和创新水平三个方面构建了人工智能影响中国制造业企业OFDI的作用机制,拓展了相关理论研究。第三,在异质性分析方面,分析了人工智能对不同行业集中度和不同密集型行业制造业企业的对外直接投资的影响差异,以期为不同类型的中国制造业企业对外直接投资提供合理的借鉴和参考。

关键词：人工智能中国制造业企业 OFDI

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高速铁路矮塔斜拉桥变形控制及受力性能分析

高速铁路矮塔斜拉桥变形控制及受力性能分析

作者：张发奎西安工业大学

学位级别：硕士

矮塔斜拉桥融合了传统梁桥与斜拉桥的优点,具备超越传统连续梁桥的跨越能力和优于传统斜拉桥的抗振性能,同时施工方便、外观美观,因而在高速铁路建设中得到广泛应用。然而,由于施工过程繁多、耗时长,为了保证施工过程中结构处于安全状态... 详细信息

矮塔斜拉桥融合了传统梁桥与斜拉桥的优点,具备超越传统连续梁桥的跨越能力和优于传统斜拉桥的抗振性能,同时施工方便、外观美观,因而在高速铁路建设中得到广泛应用。然而,由于施工过程繁多、耗时长,为了保证施工过程中结构处于安全状态,确保施工后期桥梁顺利合龙以及轨道线形平顺性满足要求,对桥梁施工状态分析以及变形控制研究是至关重要的。另外,列车荷载作用下桥梁动力响应十分显著,研究矮塔斜拉桥在列车荷载下的动力响应显得尤为重要。本文以某矮塔斜拉桥为工程背景,对其施工状态、线形控制以及行车动力响应进行研究,主要研究内容如下:(1)建立该矮塔斜拉桥有限元模型,采用正装分析法对施工过程进行模拟,分析主梁、桥塔、拉索在不同施工阶段的受力与变形情况,为现场监控提供理论依据。(2)基于桥梁有限元模型,采用控制变量法分析了由于施工误差引起桥梁设计参数改变,对成桥阶段主梁线形及应力的影响。并以主梁应力、竖向挠度为控制目标,对各参数敏感性进行分析。得出对于该桥梁而言,主梁线形的主要敏感性参数为斜拉索索力、主梁容重、索梁温差;主梁应力的主要敏感性参数为主梁容重、斜拉索索力、预应力荷载。(3)针对最小二乘法在矮塔斜拉桥施工过程中模型修正的适用性进行了研究。对模型进行了单参数、双参数识别修正,发现二者均满足桥梁施工过程对模型修正的要求,模型双参数识别修正精度略高于模型单参数识别修正。(4)针对无砟轨道施工线形控制提出了“二期恒载阶段单元化施工”的方案,并采用该方法进行施工,验证了该工法的可行性。(5)将列车荷载简化为时程函数,采用单点持续加载法模拟列车行驶。研究列车以不同行驶方式、不同时速过桥时矮塔斜拉桥的动力响应。发现列车过桥时,主梁跨中动挠度、竖向加速度以及桥塔塔顶纵向位移、加速度均随着列车行车速度的提高而增大,说明随着列车时速的提高矮塔斜拉桥动力响应越明显。列车过桥时,桥梁边跨拉索应力变化大于中跨拉索应力,桥塔边跨拉索应力变化与索长呈正相关;中跨拉索应力变化不与索长呈正相关,中跨M3拉索应力变化最大。

关键词：矮塔斜拉桥施工状态分析变形控制模型修正行车动力响应

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空位扩散诱导点缺陷环与富Cu相的相互作用

稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 834-840页

作者：裴嘉琪侯华杨文奎赵宇宏中北大学山西太原030051 教育部共建高性能铝/镁合金材料开发及应用协同创新中心山西太原030051 北京科技大学北京市材料基因工程高精尖创新中心北京100083 太原科技大学山西太原030024

辐照诱导产生的点缺陷会加速核电站材料微观组织的演变,在很大程度上影响反应堆的寿命。本研究基于相场法的四元连续相场模型,耦合了空位和间隙原子,利用该模型模拟了Fe-15%Cu-1%Ni-1%Mn(原子分数)合金在空位扩散机制下的相分离,研究了... 详细信息

辐照诱导产生的点缺陷会加速核电站材料微观组织的演变,在很大程度上影响反应堆的寿命。本研究基于相场法的四元连续相场模型,耦合了空位和间隙原子,利用该模型模拟了Fe-15%Cu-1%Ni-1%Mn(原子分数)合金在空位扩散机制下的相分离,研究了点缺陷与富Cu相的相互作用机制。结果表明,空位和间隙原子会促进富Cu相的长大和粗化,点缺陷浓度的升高会促进相分离,加快析出相的失稳分解速率,并且升高温度会延缓Cu原子和空位环的生长和粗化,点缺陷也可以增加一定的屈服强度,为探究空位扩散机制影响抗辐照材料性能方面提供了新的思路。

关键词：相场法点缺陷富Cu析出相空位间隙原子

基于锥形塑料光纤的脉搏-呼吸传感系统的研究

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基于锥形塑料光纤的脉搏-呼吸传感系统的研究

作者：张友奎天津理工大学

学位级别：硕士

锰基层状氧化物正极材料的掺杂改性及储钾性能研究

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锰基层状氧化物正极材料的掺杂改性及储钾性能研究

作者：李正奎西安理工大学

学位级别：硕士

可再生清洁能源的高效存储与利用是实现人类社会可持续性发展的重要基础。钾离子电池,因其丰富钾资源与较低生产成本及类似于锂离子电池工作机机理,而被认为是可应用于大规模储能的重要化学电源之一。作为钾离子电池核心部分,正极材料... 详细信息

可再生清洁能源的高效存储与利用是实现人类社会可持续性发展的重要基础。钾离子电池,因其丰富钾资源与较低生产成本及类似于锂离子电池工作机机理,而被认为是可应用于大规模储能的重要化学电源之一。作为钾离子电池核心部分,正极材料直接决定其电化学性能与安全特性。P3型锰基层状氧化物以其低制造成本、高理论容量、高工作电压及良好反应动力学而被认为是极具前景的钾离子电池正极材料,但在储钾过程中仍面临严重晶格畸变与不可逆相变等结构问题及材料表而过渡金属离子持续溶解等界面问题,从而导致电化学性能的快速衰减。针对上述问题,本研究主要通过体相掺杂和表面掺杂调控锰基层状正极材料体相结构和表面结构,以改善其在储钾过程中的电化学可逆性与循环稳定性,具体研究内容如下:(1)在P3型锰基层状氧化物正极材料的Mn位点进行体相掺杂,通过掺入不同量的Cu2+以构筑K0.5Mn0.8-xFe0.2CuxO2(x=0.05、0.1和0.15)正极材料。Cu2+体相掺杂不仅可以提高Mn平均价态,缓解Mn3+的Jahn-Teller变形,同时通过晶格收缩有效提升锰基层状正极材料结构稳定性,并显著改善其循环稳定性与倍率性能。当x=0.1时,K0.5Mn0.7Fe0.2Cu0.1O2在1.5～4.2V电压范围内表现出最佳电化学性能,在50mA·g-1下首次放电容量高达90.91 mA·h·g-1,50次循环后容量保持率为71.6%,高于原始材料的46.0%,并且在500 mA·g-1下呈现66.14 mA·h·g-1的的倍率性能。(2)在P3型锰基层状氧化物正极材料表面掺杂Zn2+、Al3+和Ti4+重筑表面结构,提高其结构稳定性及储钾性能。采用原子层沉积技术在K0.5MnO2表面分别包覆ZnO/Al2O3/TiO2,并通过后续热处理,实现Zn2+/Al3+/Ti4+在K0.5MnO2的表面掺杂。根据第—性原理计算,Zn2+以其最低的扩散能垒与结构能被选择为理想的表面掺杂离子,在此基础上探究不同Zn2+表面掺杂量对K0.5MnO2正极材料表面结构和储钾性能的影响。实验结果表明,表面掺杂可在不改变正极材料形貌/晶体结构基础上通过自发形成的价态梯度设计重构其表面,显著提升其界面稳定性及反应动力学。改性后的K0.5MnO2-Zn-30C正极材料在1.5～4.2V电压范围内具有最佳电化学性能,在50mA·g-1下首次放电容量高达112.19 mA·h·g-1,循环50次后容量保持率仍为70.2%,高于原始材料的37.5%,在500 mA·g-1电流密度下呈现出68.79 mA·h·g-1的倍率性能。

关键词：钾离子电池正极材料锰基层状氧化物体相掺杂表面掺杂

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中药甘松的基原考证

中药材 2024年 761-766页

作者：刘凯凯田国庆任振丽马存德刘林军山东步长制药股份有限公司陕西步长制药有限公司

本文通过查阅本草古籍和中外近现代文献,理清了甘松拉丁学名的演变过程,考证了中药甘松的品种和原植物。中药甘松药用历史悠久,但近代以来甘松的基原问题一直颇有争议,经过考证中外学者的著作典籍,确定中药甘松来源只有甘松Nardostachys... 详细信息

本文通过查阅本草古籍和中外近现代文献,理清了甘松拉丁学名的演变过程,考证了中药甘松的品种和原植物。中药甘松药用历史悠久,但近代以来甘松的基原问题一直颇有争议,经过考证中外学者的著作典籍,确定中药甘松来源只有甘松Nardostachys jatamansi DC.一种,其他Patrinia jatamansi、Nardostachys chinensis和Nardostachys grandiflora都是甘松Nardostachys jatamansi DC.的同种异名,可同作药用,并通过古籍文献考证进一步验证了原植物为甘松Nardostachys jatamansi DC.,以期为甘松资源的保护和可持续利用研究提供依据。

关键词：甘松拉丁学名品种原植物