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石墨烯发声器及其理论模型的研究

石墨烯发声器及其理论模型的研究

作者：何星月南京邮电大学

学位级别：硕士

石墨烯发声器作为一种新型的扬声器,因其无谐振、频带宽、体积小、重量轻等优点,正在逐步取代传统的动圈式扬声器。如今石墨烯发声器已开始应用于耳机、智能人工喉等领域,但是关于石墨烯发声的理论却鲜有研究,尤其是针对存在于石墨烯发... 详细信息

石墨烯发声器作为一种新型的扬声器,因其无谐振、频带宽、体积小、重量轻等优点,正在逐步取代传统的动圈式扬声器。如今石墨烯发声器已开始应用于耳机、智能人工喉等领域,但是关于石墨烯发声的理论却鲜有研究,尤其是针对存在于石墨烯发声中的频率失真现象和能量转换过程。因此,本文针对以上问题进行了石墨烯发声器理论模型的研究。本文的主要研究内容包括以下几个部分:(1)介绍了石墨烯发声器的研究背景,对当下制备石墨烯薄膜的三种主流方法(CVD法、LIG法和LSG法)进行了综述,对比了三者的国内外研究现状、基本操作流程和优缺点。并提出目前缺乏求解简单、能直观反映声压与影响因素之间关系的石墨烯发声器理论模型。(2)提出了石墨烯发声器的理论模型。首先,建立了频率失真模型,研究了抑制倍频效应的方法,发现当直流偏置大于交流激励时倍频效应可忽略。其次,建立了基于热致能量密度涨落的热声模型,将热声效应分为电-热和热-声两个转换过程,并分别建立了理论模型。其中,根据电-热转换模型得出热能公式,结果显示传播到空气中的热能Q与有效功率P呈线性增长关系、与f呈线性增长关系;根据热-声理论模型得出声压公式,结果显示声压p与P呈线性增长关系、与f呈线性增长关系、与测量距离r呈反比关系。最后,仿真得出声压级(SPL)与影响因素之间的理论关系,发现SPL在低频段随频率的增大迅速增加,在高频段随频率的增大缓慢增加;SPL随测量距离的增加而减小、随输入功率的增大而增加、随衬底蓄热系数的增大而减小、随石墨烯厚度的增加而减小。(3)通过激光划刻聚酰亚胺薄膜(LSG法)制备了石墨烯薄膜,通过丝网印刷银电极制作了石墨烯发声器。通过电子扫描显微镜与拉曼光谱对石墨烯薄膜的微观结构和性能进行了表征。结果显示,LSG法制备的石墨烯薄膜具有多孔结构,更有利于热量的传递。(4)进行了石墨烯发声器的温度测试与声压测试。首先,通过实验验证了倍频模型的正确性,发现直流大于交流时的倍频声压分量均小于10 d B,可以忽略不计。其次通过福禄克热成像仪器对电-热转换过程进行了温度分析,发现当输入功率为20-500 m W时,石墨烯薄膜表面温度为31.5-55.4℃,并显示石墨烯表面温度与P呈线性增长关系;通过麦克风与B&K系统对热-声转换过程进行了声压分析,验证了声压级与影响因素之间的关系。其中,当石墨烯薄膜面积为3 cm×3 cm,测量距离为3 cm时,实验测得最大声压级约为55 d B。温度测试与声压测试均与理论结果具有一致性,这验证了基于热致能量密度涨落理论模型的正确性。

关键词：石墨烯发声器热声效应倍频效应电-热-声转换温度测试声压测试

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基于深度学习的超短期风电功率组合预测研究

基于深度学习的超短期风电功率组合预测研究

作者：何星月贵州大学

学位级别：硕士

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不同结构石墨烯发声器的热声效率

光学精密工程 2020年第4期28卷 898-903页

作者：辛济昊何星月王德波南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院江苏南京210023

为了研究不同石墨烯发声器结构对热声效率的影响,建立了石墨烯发声器的声压解析模型,对单层石墨烯发声器、多层石墨烯发声器以及镍铬基的泡沫石墨烯发声器的发声效率进行了理论与实验研究。首先,介绍了石墨烯发声器的工作原理,建立了石... 详细信息

为了研究不同石墨烯发声器结构对热声效率的影响,建立了石墨烯发声器的声压解析模型,对单层石墨烯发声器、多层石墨烯发声器以及镍铬基的泡沫石墨烯发声器的发声效率进行了理论与实验研究。首先,介绍了石墨烯发声器的工作原理,建立了石墨烯发声器的周期性温度变化模型和声压解析模型。然后,实验研究了单层石墨烯发声器、多层石墨烯发声器以及镍铬基的泡沫石墨烯发声器的热声效率。实验结果表明在14~25 kHz内,施加6 V交流电,测距为6 cm的条件下,单层、多层和泡沫石墨烯发声器的最高SPL分别为35.19,20.36和33.42 dB,SPL理论值最高约为37.45 dB。具有较低电阻,较低比热容,较高导热率的石墨烯发声器可以获得较高的热声效率和声压。

关键词：微机电系统石墨烯发声器热声效率声压

基于COOT算法的VMD-HPCA-GRU超短期风电功率预测

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北京航空航天大学学报 2023年

作者：何星月杨靖朱兆强杨斌覃涛贵州大学电气工程学院中国电建集团贵州工程有限公司创新研究院

为了提高超短期风电功率的预测精度，提出了一种基于COOT算法优化的变分模态分解(VMD)、分层主成分分析(HPCA)与门控循环单元神经网络(GRU)的组合预测模型。首先，利用能量差值法确定变分模态分解子模态数，从而将具有强非线性的原始功... 详细信息

为了提高超短期风电功率的预测精度，提出了一种基于COOT算法优化的变分模态分解(VMD)、分层主成分分析(HPCA)与门控循环单元神经网络(GRU)的组合预测模型。首先，利用能量差值法确定变分模态分解子模态数，从而将具有强非线性的原始功率序列分解为一组相对平稳的子模态。其次，利用灰色关联度分析计算高维气象特征与功率序列的关联度值并进行排序分层，利用主成分分析提取各分层特征变量的第一主成分，实现对高维气象特征的降维。最后，引入COOT算法对门控循环单元预测模型的超参数进行优化，加速模型收敛速度，提高模型预测精度。对贵州某风电场的实测数据进行仿真分析，结果表明：相较于传统GRU模型的预测结果，所提方法的均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分误差分别下降了67.41%、72.25%、45.69%，且预测精度高于其他4种组合预测模型，有效提高了超短期风电功率预测精度。

关键词：风电功率预测变分模态分解分层主成分分析 COOT算法门控循环单元

高中数学基本活动经验的教学实践探索——以直线与圆锥曲线的位置关系为例

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数学通讯（教师阅读） 2018年第5期32卷 13-16页

作者：何星月湖北省宜昌市葛洲坝中学

《全日制义务教育数学课程标准（2011年版）》在其第二部分课程目标中明确要求“教师要发挥主导作用，……使学生理解和掌握基本的数学知识与技能，体会和运用数学思想与方法，获得基本的数学活动经验．”与此同时，《普通高中数学课程... 详细信息

《全日制义务教育数学课程标准（2011年版）》在其第二部分课程目标中明确要求“教师要发挥主导作用，……使学生理解和掌握基本的数学知识与技能，体会和运用数学思想与方法，获得基本的数学活动经验．”与此同时，《普通高中数学课程标准（实验）》中也提到了数学基本活动经验，它与基础知识、基本技能、基本数学思想一起构成高中数学的“四基”．

关键词：高中数学位置关系圆锥曲线教学实践数学课程标准直线数学思想课程目标

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以空间节约化思维指导城市环境塑造

美与时代（城市） 2018年第1期 44-45页

作者：何星月辽宁对外经贸学院

以空间节约化思维的意义及影响作出分析,阐述了树立节约意识是塑造良好城市环境的基础,提出节约意识和环境设计的必要联系。以空间节约化思维规划城市环境设计,塑造表里如一的美丽城市。共建和谐、自然、便捷、优秀的美好家园。

关键词：节约意识环境塑造空间再利用

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生物传感器的研究现状及应用

传感器世界 2002年第10期8卷 1-6页

作者：何星月刘之景中国科学技术大学生命科学院中国科学技术大学天文与应用物理系

简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在... 详细信息

简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。

关键词：研究现状生物传感器发酵工业环境监测食品监测临床医学

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中医药治疗糖尿病周围神经病变的研究进展

临床医学进展 2023年第11期13卷 17434-17439页

作者：何星月马丽新疆医科大学第四临床医学院新疆乌鲁木齐新疆维吾尔自治区中医院内分泌科新疆乌鲁木齐

糖尿病周围神经病变是糖尿病最常见的并发症之一。目前,该病的发病机制尚未完全阐明。西医的治疗方案较为单一,多是对症治疗,效果并不显著。因此探究一种合理的、有效的药物治疗DPN十分关键。近些年来,中医中药经过临床反复验证及运用,... 详细信息

糖尿病周围神经病变是糖尿病最常见的并发症之一。目前,该病的发病机制尚未完全阐明。西医的治疗方案较为单一,多是对症治疗,效果并不显著。因此探究一种合理的、有效的药物治疗DPN十分关键。近些年来,中医中药经过临床反复验证及运用,疗效确切,具有多靶点、副作用少的优点。故总结单味中药及中药复方制剂治疗糖尿病周围神经病变的临床进展十分重要。

关键词：糖尿病周围神经病中医药综述

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生物传感器在水污染监测中的应用

微纳电子技术 2002年第9期39卷 28-31页

作者：何星月刘之景中国科学技术大学生命科学院安徽合肥230027 中国科学技术大学天文与应用物理系安徽合肥230026

综述了生物传感器在水污染监测方面的最新研究进展及应用,主要介绍了生物传感器在生化好氧量(biochemicaloxygendemand-BOD)和水体中污染物浓度测定等方面的应用,并对生物传感器在水污染监测方面的应用前景作了预测和展望。生物传感器... 详细信息

综述了生物传感器在水污染监测方面的最新研究进展及应用,主要介绍了生物传感器在生化好氧量(biochemicaloxygendemand-BOD)和水体中污染物浓度测定等方面的应用,并对生物传感器在水污染监测方面的应用前景作了预测和展望。生物传感器可以将传统的BOD测定所需时间大大缩短,并且准确性提高。在对水中各种污染物浓度的测定中应用也非常广泛,具有快速,准确,方便等特点。生物传感器在科研领域和市场上都有极好的发展前景。

关键词：生物传感器水污染监测应用