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基于神经网络的二阶波-流和结构物相互作用

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 16-21页

作者：王赤忠郑宇谦葛晗朱嵘华浙江大学海洋学院浙江舟山316021 阳江海上风电实验室广东阳江529500

基于时域二阶势流理论,对位于均匀流中的水平半圆柱体在水面上的二阶波绕射问题进行了计算,得到了自由表面波时间历程、圆柱所受到的水动力时间历程及相应的一、二阶波和水动力幅值,并以此作为神经网络的训练样本,采用LM-BP神经网络来... 详细信息

基于时域二阶势流理论,对位于均匀流中的水平半圆柱体在水面上的二阶波绕射问题进行了计算,得到了自由表面波时间历程、圆柱所受到的水动力时间历程及相应的一、二阶波和水动力幅值,并以此作为神经网络的训练样本,采用LM-BP神经网络来预测任意参数(波浪频率或波数、流速或傅汝德数)组合下波浪和水动力幅值或峰值及其时间历程,可以快速地获得精度较高的计算结果.研究结果表明:对于样本数较小的一阶、二阶波浪和水动力幅值预测,可以采用单个隐含层及较少的神经元数或节点数即可获得较高精度的预测结果;而对于样本数很大的波浪和水动力时间历程预测,需要至少2个隐含层及较多的节点数才能获得较满意的结果.

关键词：时域二阶理论波-流-体相互作用 BP(逆向传播)神经网络 Levenberg-Marquardt算法机器学习

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金融市场风险、高管金融背景与企业金融化

兰州大学学报（社会科学版） 2024年第2期52卷 163-176页

作者：帅昭文中央民族大学经济学院北京100081

在诠释实体企业金融化的动机时,现有文献主要分析了收益动机,而实际上风险动机也同样存在。通过构建带有异质性高管的企业投资决策模型以及来自A股上市非金融企业的实证分析可以发现,企业金融化与金融市场风险有着显著的负向变动关系,... 详细信息

在诠释实体企业金融化的动机时,现有文献主要分析了收益动机,而实际上风险动机也同样存在。通过构建带有异质性高管的企业投资决策模型以及来自A股上市非金融企业的实证分析可以发现,企业金融化与金融市场风险有着显著的负向变动关系,金融市场风险是企业金融化的重要影响因素,企业金融化存在明显的风险动机。高管金融背景对企业金融化的风险动机形成倒U型调节关系,随着企业中有金融背景的高管比例上升,企业对金融市场风险的反应先减弱后增强,而这种调节作用部分通过管理层分歧来实现:当两类高管的数量相当时,实体企业对金融投资的管理分歧最大。此外,极端市场风险下企业有风险越大、投资越多的“彩票型”投资偏好。实证结果表明,实体企业金融化的风险动机受高管金融背景和金融市场状态的影响,当管理层分歧严重、极端市场出现时应当关注风险动机失灵问题。

关键词：企业金融化金融市场风险高管金融背景异质性高管管理层分歧

冲击载荷下单晶铁塑性变形与相变的分子动力学模拟

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冲击载荷下单晶铁塑性变形与相变的分子动力学模拟

作者：周孟谦北京石油化工学院

学位级别：硕士

自铁的α(?)ε相变现象被发现以来,深入探究这一相变在冲击作用下的具体转变过程与机制便成为该领域的重点议题。现有的实验技术仍无法观测到BCC相转变为HCP相的细节,因此,结合模拟手段成为解释实验现象的重要手段。但是近年来的模拟研... 详细信息

自铁的α(?)ε相变现象被发现以来,深入探究这一相变在冲击作用下的具体转变过程与机制便成为该领域的重点议题。现有的实验技术仍无法观测到BCC相转变为HCP相的细节,因此,结合模拟手段成为解释实验现象的重要手段。但是近年来的模拟研究也未能展现出相变与塑性的耦合机理。这些问题的存在提醒我们,未来研究需要进一步结合实验与理论方法,深入探讨相变机制,为解决实际应用中的问题提供更为可靠的理论支持。本论文工作所有的数值模拟都是基于开源分子动力学软件LAMMPS,首先介绍了分子动力学基本原理、势函数的选取以及数据处理所用的软件和方法。利用活塞冲击法,探讨了沿[110]晶向冲击作用下单晶铁的塑性与相变的耦合机理。通过对相分数,位错密度,径向分布函数等的量化分析,发现单晶铁在不同晶向冲击下会出现不同的塑性变形行为。单晶铁在[110]晶向的冲击下表现出了独特的弹塑性或相转变临界状态。位错的运动会阻碍相变过程,相变会使得应力减小,与位错产生密切相关的滑移系得以确定,它们分别是(11(?))[111]和(112)[11(?)]。这两个滑移系代表着位错在材料内部滑移的主要路径和方向。在[110]晶向冲击下,原子间的失配位错和位错融合是主要的塑性变形机制。为探究铁的各向异性是如何影响冲击作用下塑性与相变的耦合,本论文研究了沿[100]、[111]晶向冲击作用下单晶铁试样的响应行为。模拟结果表明,在[100]晶向下的冲击过程中,也观察到塑性变形现象,滑移是主要的塑性变形机制且BCC相大部分转变为HCP相,沿[111]晶向冲击,原子间的堆垛错和面内原子的再分布是主要的塑性变形机制,BCC相大部分转变为FCC相。最后本文总结了论文的主要结论和创新贡献,并提出了未来研究的前景。

关键词：单晶铁分子动力学冲击波塑性相变

液体火箭发动机试车架螺栓连接力学特性分析与优化设计

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液体火箭发动机试车架螺栓连接力学特性分析与优化设计

作者：刘旭谦西安工业大学

学位级别：硕士

在航天工程中,为了确保发动机的性能、可靠性和安全性,在飞行之前通常需要进行火箭发动机静态测试和动态测试。试车架主要用于安装和支撑液体火箭发动机,为发动机测试提供平台。为了给液体火箭发动机试车提供安全、可靠的试车环境,本文... 详细信息

在航天工程中,为了确保发动机的性能、可靠性和安全性,在飞行之前通常需要进行火箭发动机静态测试和动态测试。试车架主要用于安装和支撑液体火箭发动机,为发动机测试提供平台。为了给液体火箭发动机试车提供安全、可靠的试车环境,本文研究了试车架中螺栓连接结构的力学特性,分析了在螺栓连接下的试车架的静力学和动态特性,实现了斜柱倾角、螺栓连接布局和螺栓连接工艺的优化。基于ANSYS Workbench软件对比不同模拟螺栓连接方法在试车架承力柱上的应力、位移、计算效率表现,确定了发动机试车架螺栓连接等效处理方法。通过试车架模态分析确定了前15阶模态最大位移节点为研究对象,通过谐响应分析得到最大位移节点在三个方向上振动的最大幅值以及对应的频率,从而验证了螺栓连接的试车架结构在试车环境下不会发生共振。在螺栓连接结构的力学特性分析基础上,通过对比不同角度下斜柱路径上的应力、位移表现完成斜柱倾角优化;通过响应面分析完成螺栓连接布局优化;通过对比不同螺栓拧紧顺序下的螺栓工作状态下的平均负载和负载方差完成螺栓连接工艺优化。缩比模型试验是获取火箭试车架动特性的重要途径之一,离散相似法成功解决了缩比模型的相似畸变问题,但螺栓预紧力圆整化造成了缩比模型的螺栓接合面压应力分布与原模型存在差异。本文采用预紧力修正的方法,减少了压应力分布差异问题。通过试车架缩比模型与原模型在静力学与动力学仿真实验,结果表明通过预紧力修正后,离散相似法可以用于火箭发动机试车架。

关键词：液体火箭试车架螺栓连接力学特性有限元建模优化缩比

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风能接入电机气隙磁链定向矢量控制技术

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1639-1645页

作者：王嘉豪田玉茹于乃昭哈尔滨工程大学智能科学与工程学院哈尔滨150001 扬州船用电子仪器研究所扬州225001

风能是中国最具潜力的可再生能源之一,而影响风能转化应用的主要因素是风力发电机的控制方法及特性。针对风能转化应用过程中遇到的风力发电机控制方法难以实现对风能的有效捕获问题,提出一种基于气隙磁链定向的矢量控制技术,通过6s/2r... 详细信息

风能是中国最具潜力的可再生能源之一,而影响风能转化应用的主要因素是风力发电机的控制方法及特性。针对风能转化应用过程中遇到的风力发电机控制方法难以实现对风能的有效捕获问题,提出一种基于气隙磁链定向的矢量控制技术,通过6s/2r矢量变换得到旋转坐标系下电机的数学模型;对气隙磁链定向矢量控制技术进行研究,设计电机电流电压混合磁链观测模型,实现对电机转矩与磁通的独立控制;以双Y移30°六相同步电机为例进行仿真分析。结果表明:所提技术在电机空载启动与突加负载时具有较好的稳态性能和动态性能,解决多相电机控制的非线性和耦合性,提高模型的通用性和快速性。

关键词：风电系统六相同步电机矢量坐标变换气隙磁链定向矢量控制

添加剂与晶种调控制备高效稳定的无机钙钛矿太阳能电池

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添加剂与晶种调控制备高效稳定的无机钙钛矿太阳能电池

作者：温谦北方民族大学

学位级别：硕士

金属卤化物钙钛矿因其优异的光电性能成为下一代光伏半导体薄膜领域的最佳候选材料。目前,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池（Perovskite solar cells,PSCs）的认证效率已基本可以与硅基太阳能电池相媲美,但由于其有机阳离子甲基铵（MA）... 详细信息

金属卤化物钙钛矿因其优异的光电性能成为下一代光伏半导体薄膜领域的最佳候选材料。目前,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池（Perovskite solar cells,PSCs）的认证效率已基本可以与硅基太阳能电池相媲美,但由于其有机阳离子甲基铵（MA）和甲酰胺（FA）具有较强的挥发性,从而影响了器件的稳定性,极大地限制了PSCs的商业化应用。为了解决上述问题,广大学者采用无机Cs代替有机阳离子得到铯基卤化铅（Cs Pb X,X=I、Br、Cl）全无机PSCs,从而显著增强了器件的热稳定性和光稳定性。其中,Cs Pb I基钙钛矿薄膜因其良好的带隙、优异的光吸收能力已成为光伏领域的主要研究热点,但该薄膜容易发生相变,严重影响器件光电性能的进一步提升。基于此,本文以掺Br的Cs Pb I钙钛矿(Cs Pb IBr)薄膜为研究对象,通过添加剂工程和晶种诱导策略进行优化改性,以期提高薄膜的相稳定性,从而构建高效的全无机PSCs。具体研究内容如下:（1）利用添加剂工程将全氟化添加剂引入到前驱体溶液中,制备高效、稳定的Cs Pb IBr基PSCs。通过第一性原理计算发现,全氟己基磺酰氟（PHSF）添加剂中S=O可以与未配位Pb形成较强配位,从而有效钝化钙钛矿表面缺陷。同时,PHSF中的F、O可以与Ti O表面未配位的Ti相互作用,从而提高Ti O层的电导率、电子迁移率以及优化能带结构。通过实验表征发现,采用全氟化添加剂改性后的PHSF-Cs Pb IBr薄膜相较于原始Cs Pb IBr薄膜具有更好的结晶性,晶粒尺寸明显增大,晶界空隙显著减少,薄膜表面更加光滑。此外,全氟化添加剂钝化策略能够有效减少薄膜缺陷,降低缺陷态密度,抑制非辐射复合,且当前驱体溶液中PHSF的添加量为12μL时,所得薄膜的结晶性最好、晶胞尺寸最为均一。最终,基于此薄膜所组装得到的PSCs器件具有高达19.86%的光电转换效率,对应1.17 V的开路电压,20.51m A/cm的短路电流以及83.1%的填充因子。同时,该器件在相对湿度为10%～20%的环境中老化60天后,仍能保持初始效率的88%;在70℃的Ar手套箱中储存65 h后,也可维持初始效率的81%,而未经优化的原始器件分别仅能保持初始效率的79%和72%。（2）利用晶种诱导策略将前驱体溶液中的DMAPb I采用不同质量的MAPb I单晶替代,进而获取较为稳定的SC-Cs Pb IBr基PSCs。通过实验发现,经MAPb I单晶改性后的薄膜相较于原始Cs Pb IBr薄膜结晶性明显增强,晶粒平均尺寸显著增大。当MAPb I单晶与DMAPb I的质量比为3:1时,SC-Cs Pb IBr钙钛矿薄膜的光电性能可由16.3%提升至18.0%,同时改性后的钙钛矿薄膜具有较高的相稳定性。在相对湿度为20%～25%的室温下老化30 h以及70℃下持续加热25 h后,经优化的钙钛矿薄膜均具有较强的钙钛矿相衍射峰,而原始薄膜则发生明显相变并出现Pb I的特征衍射峰。此外,将SC-Cs Pb IBr器件放在相对湿度为20%～25%的环境中70℃持续加热25 h后仍可保持初始效率的84%,而原始器件仅能保持初始效率的77%。

关键词：钙钛矿无机全氟化添加剂缺陷钝化晶种调控

基于交错网格有限差分算法的页岩声波各向异性校正方法研究

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1570-1582页

作者：张兆谦闫伟林宋延杰刘鹤殷树军东北石油大学地球科学学院大庆163318 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院大庆163712 多资源协同陆相页岩油绿色开采全国重点实验室大庆163712 卡尔加里大学地球科学系卡尔加里2500

页岩具有层理发育的特征,这会引起强烈的声波各向异性,导致直井与水平井声波测井数据之间差异明显,因此在水平井储层参数计算中无法直接应用基于直井的岩石物理解释模型.为了解决这一问题,本文以页岩波速各向异性实验数据为基础,引入交... 详细信息

页岩具有层理发育的特征,这会引起强烈的声波各向异性,导致直井与水平井声波测井数据之间差异明显,因此在水平井储层参数计算中无法直接应用基于直井的岩石物理解释模型.为了解决这一问题,本文以页岩波速各向异性实验数据为基础,引入交错网格有限差分算法,首先在直井井孔模型中(VTI介质)模拟了声波的发射和接收,随后通过弹性系数矩阵的Bond变换,模拟了在井斜角不为0的情况下(TTI介质)井孔中的声场传播,以任意井斜角与井斜角为0情况下纵波慢度差值相对值为纵坐标,以相对应的井斜角为横坐标,建立起了纵波各向异性校正公式.模拟与应用结果表明:井孔中波形曲线与实轴积分法(RAI)得到的波形曲线一致,同时利用慢度相似相关算法(STC)得到的地层纵波慢度与给定的实验测量值吻合很好,在28种地层弹性参数的情况下,平均相对误差为2.3%;纵波慢度差值相对值与井斜角关系曲线显示,在井斜角小于30°的条件下,纵波慢度差值相对值变化较小,随着井斜角大于30°后,相对值变化增大,当井斜角为90°也就是水平井模式下,纵波慢度差值相对值达到最大.根据纵波各向异性校正公式,对水平井纵波曲线进行了慢度校正.利用纵波校正前后计算的水平井有效孔隙度与导眼井岩心分析有效孔隙度相对误差分析表明,纵波校正后计算的有效孔隙度计算精度有了明显的提高,证明了该方法具有非常好的应用效果,可用于页岩水平井纵波慢度校正.

关键词：交错网格有限差分声波各向异性页岩水平井

人力资本调节下FDI技术外溢对经济增长的影响研究

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人力资本调节下FDI技术外溢对经济增长的影响研究

作者：张博谦内蒙古财经大学

学位级别：硕士

自我国改革开放政策实施以来,我国凭借着巨大的消费市场、稳定的投资运营环境等优势,吸引了大量的外商直接投资,使我国成为了全球第二外商直接投资目的地,而随着外商直接投资进入的不仅有资本,还有其经营中产生的先进的技术外溢,丰富充... 详细信息

自我国改革开放政策实施以来,我国凭借着巨大的消费市场、稳定的投资运营环境等优势,吸引了大量的外商直接投资,使我国成为了全球第二外商直接投资目的地,而随着外商直接投资进入的不仅有资本,还有其经营中产生的先进的技术外溢,丰富充盈我国资本运营状况,促进我国生产效率与技术水平的提高,推动我国运营和管理水平发展,助力了我国经济快速发展。而外商直接投资技术外溢最终的实现效果并不是固定的,许多学者认为东道国的人力资本水平将显著影响并调节外商直接投资技术外溢的最终效果。我国人口众多,人力资本丰富,数量巨大的劳动力人口所构造的人力资本优势,一度成为我国引进外商直接投资的巨大优势,但是随着我国人口增速放缓,人口数量优势的逐渐消失,加之正值我国产业结构转型升级的重要节点,各行各业对于人才和技术给予的保障和支撑的需求也越来越强。因而,探讨关于人力资本的优化与配置,以充分利用人力资本来实现技术的获取与革新,和已逐渐成为近些年的热点话题。在这样的背景下,研究分析人力资本对外商直接投资所带来技术外溢,影响调节的效果,对于我国产业技术升级助推、提振经济发展信心,都具有重要意义。本文写作中,首先介绍了研究的背景和意义,阐述本文于理论与实证相关研究方法,对外商直接投资技术外溢与人力资本相关文献与研究进行搜集,总结借鉴前人研究,思考人力资本水平变化对外商直接投资技术外溢的调节影响。其次,文章对我国外商直接投资与人力资本的现实特征进行了简单的描述,梳理了人力资本水平对外商直接投资的影响与调节机制,并通过截取我国2000-2021年的省级面板数据进行研究,利用固定效应模型,从全国和区域两个层面研究人力资本水平对外商直接投资技术外溢的调节效果。在进行稳健性检验与内生性检验后,验证了前文设想,即较优秀的人力资本水平,会对我国外商直接投资所产生的技术外溢效果产生显著的优化作用。从区域视角来看,文章分别以东、中、西部地区与人力资本水平为划分依据,构建了两种划分基础的异质性分析,并验证了高水平人力资本对外商直接投资技术外溢效果的显著改善。最后,针对上述理论分析和实证结果,给予一些针对性的建议,第一要重视人力资本水平提升,不断提高我国的人力资本水平,第二要促进人力资本合理分配,协调好人力资本的区域配置,从而使我国人力资本水平整体优化,改善我国对外商直接投资技术外溢的利用效率,服务我国经济高质量发展的需要。

关键词：外商直接投资技术外溢人力资本经济增长异质性分析

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基于ACPI的磁浮球系统控制方法

铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1180-1188页

作者：张昌琪曾喆昭王伟长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410076

针对传统控制算法在解决磁浮球系统中存在高度非线性特性、参数摄动以及外部扰动的技术局限性问题,提出一种基于自耦PID(Auto-coupling PID, ACPID)控制理论的磁浮球系统控制方法。首先根据电磁力在平衡点附近进行1阶Taylor展开,结合电... 详细信息

针对传统控制算法在解决磁浮球系统中存在高度非线性特性、参数摄动以及外部扰动的技术局限性问题,提出一种基于自耦PID(Auto-coupling PID, ACPID)控制理论的磁浮球系统控制方法。首先根据电磁力在平衡点附近进行1阶Taylor展开,结合电磁线圈的动态模型,形成以电压为控制输入的磁浮球位置动态系统。在磁浮球动力学模型的基础上,再将不确定高阶项、电磁线圈的未知电流动态以及外部未知有界扰动定义为总扰动,从而可将一个非线性不确定磁浮球系统映射为一个2阶线性扰动系统。其次,基于ACPID控制量纲匹配构造的误差函数,可将2阶线性扰动系统映射为1阶线性系统,进而构建一个在总扰动反相激励下的闭环受控误差系统,据此设计了基于速度因子的磁浮球位置通道控制器,建立磁浮球位置控制系统并进行鲁棒稳定性分析,理论证明了ACPI方法的有效性。最后与国外现有较为先进的控制方法进行对比仿真,分别进行了方波跟踪实验、正弦跟踪实验、抗扰动实验以及鲁棒性实验。与NTSMC+GPIO方法相比,在方波跟踪实验中ACPI控制系统的响应速度提升了50%,ITAE值降低了82%,RMSE值降低了22.4%,其他仿真实验下的控制性能也有明显的提升。研究结果表明,ACPI控制策略不仅可以实现在超调量较小的情况下具备较快的响应速度、较高的控制精度、较强的抗扰动能力以及较好的鲁棒性,而且控制器结构简单、计算量小,在磁浮球控制系统领域具有一定的应用前景。

关键词：磁浮球自耦PID(Auto-coupling PID,ACPID)控制总扰动误差函数速度因子