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基于SPPs的边界耦合矩形环腔MIM结构滤波器与电光开关的设计研究

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基于SPPs的边界耦合矩形环腔MIM结构滤波器与电光开关的设计研究

作者：翟明洋兰州大学

学位级别：硕士

二十一世纪是信息技术驶入高速发展快车轨道的时代,以电子器件作为信息载体的传统器件也在朝着速率更高、延迟更低、耗能更少、尺寸更小的方向上不断地发展,然而大量数据的存储、传输以及传输成本对传统器件尺寸大小和性能的要求越来越... 详细信息

二十一世纪是信息技术驶入高速发展快车轨道的时代,以电子器件作为信息载体的传统器件也在朝着速率更高、延迟更低、耗能更少、尺寸更小的方向上不断地发展,然而大量数据的存储、传输以及传输成本对传统器件尺寸大小和性能的要求越来越严格。表面等离子激元(Surface Plasmons Polaritons,SPPs)能够突破传统光学衍射极限并且能够实现对亚波长光学器件的集成化,给解决这个难题带来了新的希望。目前SPPs已经广泛应用在滤波器、光开关、布拉格反射器、传感器等诸多方面。本文从表面等离子激元的研究背景出发,介绍了表面等离子激元的发展、研究现状以及相关理论,在此基础上提出两个基于表面等离子激元的滤波器和一个电光开关。首先利用边界耦合的方式构造了斜对称双矩形环MIM滤波器,该滤波器由两个斜对称矩形环谐振腔及波导管所组成,采用有限元法(Finite Element Method,FEM)对该滤波器进行仿真计算和分析,得到它的磁场分布图和透射谱线图。结果表明,该滤波器在通带部分的透射率最高可达0.969,阻带部分的透射率最低接近为0,同时还具有通带与阻带较宽,透射谱线平滑的特点。该滤波器通带到阻带的过渡较为平缓,实现了一种类似巴特沃斯滤波器的功能。调节结构参数可使得透射谱线图发生红移或蓝移的现象,设置特定的结构参数可以实现在保持第一通信窗口通过的状态下,对第二、三通信窗口的通断进行选择性控制的功能。然后通过结构的改进并加入电光材料DAST可以实现电光开关的功能,施加特定的电压可以实现对第二、三通信窗口的通断进行选择性控制的功能。最后在此基础上进一步提出边界耦合三矩形环MIM滤波器,与双矩形环结构滤波器相比,该滤波器具有更大的上升沿和下降沿的陡峭度,实现了一种类似矩形滤波器的功能,这两个滤波器都可用作一种带通/带阻滤波器。本文所提出的三种结构在高密度集成电路和光纤通信中有着非常重要的应用。

关键词：表面等离子激元边界耦合方式有限元法矩形环谐振腔电光开关带通/带阻滤波器

基于随机响应面法的边坡稳定性可靠度及其敏感性分析

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基于随机响应面法的边坡稳定性可靠度及其敏感性分析

作者：翟明洋武汉科技大学

学位级别：硕士

边坡工程在设计施工和防治过程中其赋存环境和材料参数等存在诸多不确定性。为了考虑各种不确定性因素对边坡稳定性的影响,有必要开展边坡稳定性可靠度及其敏感性分析,为边坡工程风险评价及控制管理提供理论依据和技术支持。鉴于传统的... 详细信息

边坡工程在设计施工和防治过程中其赋存环境和材料参数等存在诸多不确定性。为了考虑各种不确定性因素对边坡稳定性的影响,有必要开展边坡稳定性可靠度及其敏感性分析,为边坡工程风险评价及控制管理提供理论依据和技术支持。鉴于传统的单一安全系数评价方法无法考虑诸多不确定性对边坡稳定性的影响,为科学合理的对边坡稳定性进行综合评价,结合边坡数值分析和可靠度分析等理论及方法,以失效概率和可靠度指标为安全评价指标,从边坡稳定、变形和系统可靠度等方面对边坡稳定性可靠度进行多维度分析评估,并探讨了边坡材料力学参数相关性及变异性对边坡可靠度的影响规律。主要研究内容如下:(1)结合拉丁超立方抽样(Latin Hypercube Sampling,LHS)和Nataf变换,建立了基于多项式混沌展开(Polynomial Chaos Expansion,PCE)的边坡可靠度随机响应面法分析模型,分析了三层岩土边坡和含软弱结构面岩质边坡稳定可靠度问题。基于PCE的随机响应面法可充分利用现有数值分析软件,且能够有效提高计算效率并满足计算精度。采用随机响应面法研究了岩土体抗剪强度参数相关性对边坡可靠度的影响,并对比分析了常见的抽样配点方法对边坡随机响应面的抽样计算效果。(2)在总结岩质边坡最大允许变形量确定方法的基础上,采用基于PCE的随机响应面法对含软弱结构面岩质边坡进行了变形可靠度分析,研究了边坡变形失效概率与最大允许变形量取值之间的数学关系以及随机输入参数变异性对边坡变形可靠度的影响规律。(3)考虑边坡多个潜在失效模式之间的相关性,建立了基于随机响应面法和条件概率的边坡系统可靠度分析模型,对含软弱结构面岩质边坡进行了系统稳定和变形可靠度分析。结果表明本文所提方法可获得更准确的边坡系统可靠度计算结果,采用考虑多失效模式相关的条件概率方法所得边坡系统失效概率比仅考虑单一失效模式所得失效概率结果偏大。(4)提出了基于随机响应面法和JC法的边坡可靠度敏感性分析方法。在采用随机响应面法获得边坡功能函数近似显式表达式的基础上,结合JC法建立了基于一阶可靠度方法(First Order Reliability Method,FORM)敏感因子的边坡稳定可靠度敏感性分析模型。结合两个边坡算例,采用单因素敏感性分析方法验证了所提方法的准确性。

关键词：随机响应面法变形可靠度条件概率系统可靠度敏感性分析

边界耦合斜对称双矩形环金属-绝缘体-金属结构滤波器与电光开关的设计

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激光与光电子学进展 2022年第19期59卷 202-209页

作者：翟明洋张冠茂闫云菲兰州大学信息科学与工程学院光电子与电磁信息研究所甘肃兰州730000

基于表面等离子激元构造了一种边界耦合模式的金属绝缘体金属结构滤波器,该滤波器由两个斜对称矩形环谐振腔及波导管所组成,采用有限元法对该滤波器进行仿真计算和分析,得到它的磁场分布图和透射谱线图。结果表明,该滤波器在通带部分的... 详细信息

基于表面等离子激元构造了一种边界耦合模式的金属绝缘体金属结构滤波器,该滤波器由两个斜对称矩形环谐振腔及波导管所组成,采用有限元法对该滤波器进行仿真计算和分析,得到它的磁场分布图和透射谱线图。结果表明,该滤波器在通带部分的透射率最高可达0.969,阻带部分的透射率最低接近为0,同时还具有通带与阻带较宽、透射谱线平滑的特点。调节结构参数可使得透射谱线图发生红移或蓝移的现象,设置特定的结构参数可以实现在保持第一通信窗口通过的状态下,对第二、三通信窗口的通断进行选择性控制的功能,因此,该滤波器可作为一种带通/带阻滤波器,在高密度集成电路和光纤通信中有着非常重要的应用。另外通过结构的改进并加入电光材料DAST实现了一种电光开关的功能。

关键词：集成光学表面等离子激元金属绝缘体金属结构滤波器斜对称双矩形环透射谱线图带通/带阻滤波器电光开关有限元法

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多层边坡稳定性可靠度及敏感性分析

矿业研究与开发 2018年第2期38卷 30-34页

作者：翟明洋盛建龙武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081

结合Monte-Carlo响应面法和JC法,采用有限元强度折减法对多层边坡进行稳定性分析,构造输入参数与输出响应量之间的近似显式函数表达,提出了三维多层边坡可靠度及敏感性分析模型;通过可靠度敏感性分析,研究了多层边坡分布参数对可靠度指... 详细信息

结合Monte-Carlo响应面法和JC法,采用有限元强度折减法对多层边坡进行稳定性分析,构造输入参数与输出响应量之间的近似显式函数表达,提出了三维多层边坡可靠度及敏感性分析模型;通过可靠度敏感性分析,研究了多层边坡分布参数对可靠度指标的影响规律。结果表明,不同土层的随机变量分布参数对可靠度指标的影响程度存在较大差异,第1层土层的粘聚力均值及其变异性对可靠度指标影响最大。该法适用于任意分布形式的独立随机变量可靠度问题,对低失效概率边坡的稳定性分析也具有一定的精度。

关键词：多层边坡 Monte-Carlo响应面法 JC法可靠度分析敏感性分析

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边坡稳定性因素敏感性分析及可靠度研究

矿业研究与开发 2017年第8期37卷 5-8页

作者：翟明洋盛建龙武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081

结合定值法和不确定方法,研究了边坡稳定性因素的敏感性及参数对可靠度的影响规律。在GeoStudio有限元应力法的基础上,提出一种新的耦合分析方法对均质边坡进行敏感性分析;根据定值法分析结果,采用蒙特卡罗法研究了不同随机变量的变异... 详细信息

结合定值法和不确定方法,研究了边坡稳定性因素的敏感性及参数对可靠度的影响规律。在GeoStudio有限元应力法的基础上,提出一种新的耦合分析方法对均质边坡进行敏感性分析;根据定值法分析结果,采用蒙特卡罗法研究了不同随机变量的变异性和强度参数相关性对可靠度的影响规律。结果表明,边坡稳定性影响因素的敏感性顺序依次为:粘聚力、内摩擦角、坡高、容重和坡角。可靠度指标和失效概率随变异系数及c-φ相关系数的变化呈现规律性。假设参数变异性一定时,将敏感性较大的因素作为随机变量,计算得到的可靠度指标较小,失效概率较大。因此在可靠性分析之前进行因素的敏感性分析,再根据参数变异性及相关性对可靠指标的影响规律选取随机变量,分析结果更合理。

关键词：敏感性分析蒙特卡罗法 GeoStudio有限元应力法可靠度

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CO_2捕集封存联合地下咸水利用经济评价

现代化工 2016年第4期36卷 8-12页

作者：翟明洋林千果钟林发皮晶薇王文双华北电力大学能源动力与机械工程学院环境研究院北京102206

当前中国能源产业特别是煤化工行业在发展过程中需要消耗大量的淡水资源,同时排放了大量的CO_2,严重挑战中国的气候变化应对和节能减排目标的实现。CO_2捕集封存联合增强地下深部咸卤水开采及综合利用(CCS-EWR)技术可以实现在封存CO_2... 详细信息

当前中国能源产业特别是煤化工行业在发展过程中需要消耗大量的淡水资源,同时排放了大量的CO_2,严重挑战中国的气候变化应对和节能减排目标的实现。CO_2捕集封存联合增强地下深部咸卤水开采及综合利用(CCS-EWR)技术可以实现在封存CO_2的同时,能将地下深部咸水引入到地面实现咸水的资源化,该技术在煤化工行业具有巨大的应用潜力。本文选取鄂尔多斯地区煤化工行业的百万吨级的CO_2捕集与封存示范项目,探讨CCS-EWR全流程项目的经济可行性。案例研究表明,该技术能够有效抵消CCS技术高昂的成本,在我国中西部严重缺水地区可大规模应用,在高效利用情况下经济上也具有一定的可行性。

关键词： CO_2捕集 CO_2封存地下咸水抽采淡水综合利用经济评价

随机场模型下相关距离及参数变异系数对边坡稳定可靠度的影响

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金属矿山 2018年第12期47卷 157-162页

作者：盛建龙杨博翟明洋武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室湖北武汉430081

由于土体的不均匀性和不确定性,土性参数在空间上表现为各向异性。为了研究土性参数各向异性对边坡可靠度的影响,采用C++语言通过局部平均法对二维随机场进行离散,得到协方差矩阵;输入参数的均值与标准差,建立了边坡随机场计算模型。结... 详细信息

由于土体的不均匀性和不确定性,土性参数在空间上表现为各向异性。为了研究土性参数各向异性对边坡可靠度的影响,采用C++语言通过局部平均法对二维随机场进行离散,得到协方差矩阵;输入参数的均值与标准差,建立了边坡随机场计算模型。结合有限差分强度折减法和响应面法与Monte-Carlo法,对比分析了模型相关距离以及土体黏聚力变异系数对边坡可靠度的影响规律。结果表明:根据随机场计算模型,在相同土体黏聚力变异系数下,随模型相关距离增大,边坡失效概率变化随之增大;在随机场计算模型相关距离相同时,边坡失效概率随着土体黏聚力变异系数的增大而呈现出上升趋势;相较与水平方向,随机场计算模型中垂直方向的相关距离变化对可靠度的影响程度更为明显。

关键词：边坡可靠度随机场模型局部平均法变异系数相关距离

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考虑降雨入渗-重分布的边坡稳定性分析

矿业研究与开发 2018年第2期38卷 35-39页

作者：黄涛盛建龙翟明洋武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081

为了阐述降雨对边坡稳定性的影响具有滞后性,提出了在降雨入渗过程中进行边坡稳定性分析时需考虑降雨入渗-重分布过程。在降雨入渗-重分布过程中,建立了基于GEOSTUDIO的边坡降雨入渗数值计算模型,研究了不同降雨强度对非饱和土质边坡稳... 详细信息

为了阐述降雨对边坡稳定性的影响具有滞后性,提出了在降雨入渗过程中进行边坡稳定性分析时需考虑降雨入渗-重分布过程。在降雨入渗-重分布过程中,建立了基于GEOSTUDIO的边坡降雨入渗数值计算模型,研究了不同降雨强度对非饱和土质边坡稳定性的影响,并对比分析了在降雨强度和降雨持时相同条件下考虑与不考虑流固耦合时边坡稳定性变化规律。结果表明:不考虑流固耦合时,边坡安全系数随持续降雨逐渐变小,并在降雨结束后7~9h降至最低,之后安全系数逐渐增大,在降雨持时入渗及降雨结束后7~9h,边坡安全系数降低速率与降雨强度正相关;考虑流固耦合作用时,边坡的安全系数逐渐变小至趋于稳定,且始终不比考虑流固耦合时小。

关键词：降雨入渗-重分布边坡稳定性分析 GEOSTU-D10

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工程招标中建筑项目成本控制的创新实践研究

中文科技期刊数据库（全文版）经济管理 2024年第12期 180-183页

作者：翟明洋中通服咨询设计研究院有限公司江苏南京210019

文章就工程招标对建筑项目成本控制进行深入探索与创新的实际研究,并对传统成本控制方法存在的局限提出引进先进成本管理理念与方法、加强成本控制流程信息化建设,建立成本控制和质量管理,进度管理协同机制的创新性实践战略。同时将大... 详细信息

文章就工程招标对建筑项目成本控制进行深入探索与创新的实际研究,并对传统成本控制方法存在的局限提出引进先进成本管理理念与方法、加强成本控制流程信息化建设,建立成本控制和质量管理,进度管理协同机制的创新性实践战略。同时将大数据与人工智能技术相结合进行运用,对成本控制方法进行优化,提升成本控制的效率与精度。以案例分析证明上述创新实践策略是有效且具有优越性的。研究成果表明:创新实践策略对提高建筑项目成本控制水平,推动建筑行业的健康发展有着十分重要的意义。

关键词：工程招标建筑项目成本控制创新实践大数据