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面心立方金属点缺陷的计算机模拟

面心立方金属点缺陷的计算机模拟

作者：宋祥磊陕西师范大学

学位级别：硕士

点缺陷是最基本的也是最重要的一类晶格缺陷，材料中或多或少的都存在一定浓度的点缺陷。点缺陷导致材料电阻率、晶格体积和热膨胀系数的增加，并且通过与位错的相互作用，还会影响到晶体的力学性质和机械性质。另外，点缺陷的扩散是金... 详细信息

点缺陷是最基本的也是最重要的一类晶格缺陷，材料中或多或少的都存在一定浓度的点缺陷。点缺陷导致材料电阻率、晶格体积和热膨胀系数的增加，并且通过与位错的相互作用，还会影响到晶体的力学性质和机械性质。另外，点缺陷的扩散是金属中原子的输运或扩散进程的主要机制。因此，晶体点缺陷的研究一直是材料科学、冶金学、固体物理及固体化学研究的中心问题，希望通过研究它的特性，来改良材料性能或为材料设计提供理论指导。本文应用改进分析型嵌入原子法（MAEAM）结合计算机模拟计算了面心立方（FCC）金属点缺陷在体内、表面最上层和表面附近层时的形成能及迁移能。从能量最小化观点，对体内双空位的稳定构形、空位择优的迁移机制以及表面最上层上吸附原子的择优迁移机制、表面附近层上空位对吸附的影响做了详细的讨论。得出以下结果：（1）空位在Cu体内时，三种可能的双空位构形中，FN双空位是最稳定、最可能存在的构形。对FN双空位迁移机理的分析表明，FN双空位的多次跳迁移（旋转双空位）比一次跳迁移具有更低的迁移能。因此，Cu晶体中的双空位是通过多次跳的方式迁移，多次跳的迁移能定义为双空位的迁移能。（2）空位或吸附原子位于贵金属低指数晶面的最上层时，空位和吸附原子的形成能均按表面原子密度增加的顺序（110）→（100）→（111）依次增加，在相同表面上，吸附原子比空位较难形成。对于空位，其迁移能按（100）→（110）→（111）的顺序依次增加，这不同于形成能的增长顺序。因为空位在迁移过程中，不仅受表面原子密度的影响，还受下层原子的影响。由于（110）表面的面间距较（100）表面的小，因此，（110）表面空位下层的原子对迁移能的贡献较（100）表面空位下层的原子大。然而，（111）表面上的吸附原子却具有最小的迁移能。这主要是因为（111）表面是最致密的表面，有着最低的粗糙度。据此可以粗略地估计出吸附原子的迁移能随表面粗糙度的降低而减小。（3）空位在Ni（110）表面附近层上时，第一层和第二层上的空位形成能明显低于体内值，第三层和第四层上的空位形成能稍微高于体内值，从第五层开始，其形成能近似等于体内值。其中第一层上空位形成能最低，第三层上空位形成能最高。Ni（110）表面附近层上，空位在自身层的扩散激活能变化规律与形成能一致。在层间迁移时，表面前三层上的空位越靠近表面，扩散激活能就越小，这个结论也可以通过比较第二层和第三层上的空位在自身层、向上一层和向下一层的扩散激活能的大小得到。然而，第四层和第五层上的空位很难向上一层迁移，这

关键词：点缺陷形成能迁移能计算机模拟

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聚焦光场成像三维粒子场重建方法

北京航空航天大学学报 2017年第11期43卷 2322-2330页

作者：曹丽霞张彪宋祥磊许传龙王式民东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096

层析重建是层析粒子图像测速(Tomo-PIV)技术实现三维粒子位置和强度信息(三维粒子场)重构的核心步骤。相比于多相机的Tomo-PIV技术,单聚焦光场相机通过一次成像能够同时采集示踪粒子的散射光的方向和位置信息。因此,提出一种单聚焦光场... 详细信息

层析重建是层析粒子图像测速(Tomo-PIV)技术实现三维粒子位置和强度信息(三维粒子场)重构的核心步骤。相比于多相机的Tomo-PIV技术,单聚焦光场相机通过一次成像能够同时采集示踪粒子的散射光的方向和位置信息。因此,提出一种单聚焦光场相机的层析重建技术用于重构流场中的三维粒子场信息。为了验证本文方法的可行性及准确性,利用几何光学建立了示踪粒子的光场成像模型,利用光线追迹技术计算了粒子在聚焦光场相机中的成像,对比了被测流场中位于不同深度位置的粒子在聚焦光场相机中的成像差异;建立了基于单聚焦光场相机的层析重建数学模型,利用乘法代数重构技术(MART)对模拟所得的光场图像进行反演计算,实现了三维粒子场的重构,并利用归一化互相关系数来表征粒子的重建质量。结果表明,单个粒子在Z轴方向上的位置精度为±0.35 mm,初步证明了基于聚焦光场成像理论的三维粒子场重建方法的可行性。

关键词：层析重建粒子图像测速光场成像光场相机光线追迹

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基于波动光学的显微光场成像点扩散函数

北京航空航天大学学报 2019年第8期45卷 1552-1559页

作者：顾梦涛宋祥磊张彪唐志永许传龙东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096 中国科学院上海高等研究院低碳转化科学与工程重点实验室上海201210

光场Micro-PIV通过Lucy-Richardson(L-R)算法对光场图片进行反卷积重建,从而获得示踪粒子的三维坐标信息,准确的点扩散函数(PSF)是L-R算法完成重建的前提,而现有PSF模型不适用于光场Micro-PIV系统。为此,建立了基于波动光学的显微光场成... 详细信息

光场Micro-PIV通过Lucy-Richardson(L-R)算法对光场图片进行反卷积重建,从而获得示踪粒子的三维坐标信息,准确的点扩散函数(PSF)是L-R算法完成重建的前提,而现有PSF模型不适用于光场Micro-PIV系统。为此,建立了基于波动光学的显微光场成像PSF模型,进行了数值仿真,获得了模拟PSF图像,并通过结构相似性算法计算了模拟PSF图像与实际PSF图像的相似度,进一步利用L-R算法结合PSF对单个粒子和不同浓度下示踪粒子的流场进行了三维重建。结果表明:模拟PSF图像与实际PSF图像相似度大于0. 94,表明PSF模型具有较高的准确性;单个粒子的三维坐标误差在一个像素以内,并可准确地获得不同浓度下示踪粒子的三维坐标信息,进一步验证了模型的准确性,为光场Micro-PIV实现瞬时三维速度场测量奠定了基础。

关键词：显微成像反卷积点扩散函数(PSF) 光场成像流场

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小型太阳能海水淡化装置

可再生能源 2012年第5期30卷 113-115页

作者：邵理堂刘卿龙宋祥磊刘学东淮海工学院新能源科学与工程系江苏连云港222005

基于空气增湿-除湿海水淡化技术,采用热海水与空气逆流对喷的空气加湿器,设计了结合太阳能集热器的小型太阳能海水淡化系统。试验结果表明,该结构的空气加湿器具有很好的加湿效果,出口空气相对湿度可达到98%以上。当喷水温度为60℃、空... 详细信息

基于空气增湿-除湿海水淡化技术,采用热海水与空气逆流对喷的空气加湿器,设计了结合太阳能集热器的小型太阳能海水淡化系统。试验结果表明,该结构的空气加湿器具有很好的加湿效果,出口空气相对湿度可达到98%以上。当喷水温度为60℃、空气流量为11.8 L/s时,该小型海水淡化装置产水率可达3.42 kg/h。

关键词：海水淡化增湿-除湿太阳能

基于深度学习的NADPH为碳反应提供能量的探究

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生物学教学 2024年第1期49卷 75-78页

作者：宋祥春新疆生产建设兵团第二中学乌鲁木齐830002

本文对还原型辅酶的类型与作用进行了介绍,NADPH本质是一种辅酶--还原型辅酶Ⅱ,在动植物细胞中有多种来源,可与NADH和ATP相互转化,也可转移到细胞的其他部位。NADPH的作用多种多样,其在多种疾病中发挥的作用,将为人类健康及新型药物的... 详细信息

本文对还原型辅酶的类型与作用进行了介绍,NADPH本质是一种辅酶--还原型辅酶Ⅱ,在动植物细胞中有多种来源,可与NADH和ATP相互转化,也可转移到细胞的其他部位。NADPH的作用多种多样,其在多种疾病中发挥的作用,将为人类健康及新型药物的研究提供新思路。

关键词： NADPH NADH 辅酶递氢体

基于等效故障区段的柔性直流输电线路单端量保护方案

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电工技术学报 2024年

作者：郑涛李紫肖陈云飞宋祥艳新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 国网冀北电力有限公司唐山供电公司

行波保护动作速度快，具有不依赖线路边界元件以及不受新能源控制策略影响等优点，是目前解决柔性直流输电线路中单端暂态量保护方案在弱边界情况下难以适用的有效途径之一。然而现有基于行波特征的单端量保护方案多为欠范围式保护，存... 详细信息

行波保护动作速度快，具有不依赖线路边界元件以及不受新能源控制策略影响等优点，是目前解决柔性直流输电线路中单端暂态量保护方案在弱边界情况下难以适用的有效途径之一。然而现有基于行波特征的单端量保护方案多为欠范围式保护，存在难以保护线路全长的问题。对此，本文首先通过分析线路不同位置故障时反向电流行波的传播路径，推导出在首个反极性波到达前，保护处检测到同极性波的数量与故障位置的关系；在此基础上，考虑近端或末端故障时的“漏波”现象以及线路长度的影响，定义并引入“等效故障区段”的概念，以增大零线模时差在区内外故障时的差异，进而提出了基于等效故障区段的柔性直流输电线路单端量保护方案。该方案解决了现有单端量保护方案难以保护线路全长的问题，并考虑了近端或末端故障时采样率受限的影响，具有一定的容错性。最后，基于PSCAD/EMTDC的仿真实验，验证了本文所提保护方案的可行性。

关键词：柔性直流输电线路单端量保护行波极性零线模时差等效故障区段容错性

猪圆环病毒3型LAMP-Pf Ago检测方法的建立

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西北农林科技大学学报(自然科学版) 2024年 1-10页

作者：祁钊余相宇陈魏圆宋祥军安徽农业大学兽医病理生物学与疫病防控安徽省重点实验室安徽省动物性食品质量与生物安全工程重点实验室

【目的】利用PfAgo蛋白结合环介导等温扩增技术（LAMP）建立一种新的PCV3检测方法 LAMP-PfAgo法,用于PCV3的快速鉴别诊断。【方法】PCR扩增PCV3 Rep基因,构建重组阳性质粒pMD19-T-PCV3-Rep,对其进行PCR和测序鉴定。根据PCV3 Rep基因的... 详细信息

【目的】利用PfAgo蛋白结合环介导等温扩增技术（LAMP）建立一种新的PCV3检测方法 LAMP-PfAgo法,用于PCV3的快速鉴别诊断。【方法】PCR扩增PCV3 Rep基因,构建重组阳性质粒pMD19-T-PCV3-Rep,对其进行PCR和测序鉴定。根据PCV3 Rep基因的保守区域设计PCV3-T1～PCV3-T4等4组引物（每组包括1对内引物和1对外引物）,以pMD19-T-PCV3-Rep为模板进行LAMP,筛选最佳引物组,并对LAMP反应的Mg2+浓度、内外引物浓度、反应温度、反应时间进行优化。根据PCV3 Rep基因的保守序列,设计PCV3-gs1～PCV3-gs5等5组gDNAs和一条特异性探针,进行LAMP-PfAgo反应,筛选最佳的gDNAs,并对LAMP-PfAgo反应体系中PfAgo蛋白浓度、 gDNAs浓度、Mn2+浓度和反应时间进行优化。对该LAMP-PfAgo方法的特异性、敏感性进行评价;并用该方法和实时荧光定量PCR方法对疑似感染PCV3的46份临床样品进行检测,比较结果的一致性。【结果】重组阳性质粒pMD19-T-PCV3-Rep PCR和测序均获得了891 bp的序列,表明重组阳性质粒构建成功。LAMP最佳引物为PCV3-T1,最佳Mg2+终浓度为6 mmol/L,最佳内外引物终浓度分别为1.6和1.2μmol/L,最适的反应温度65℃,最佳反应时间60 min。使用优化后的LAMP反应条件对PCV3 Rep基因保守序列进行扩增,并将其用于后续试验。LAMP-PfAgo反应最佳的gDNAs为PCV3-gs1;优化后的PfAgo蛋白终浓度为40 U/μL,gDNAs终浓度为1.50μmol/L,Mn2+终浓度为1.50 mmol/L,反应时间为30 min。LAMP-PfAgo法的灵敏度为10拷贝/μL,且与猪圆环病毒2型、猪细小病毒、猪繁殖与呼吸综合征病毒、猪传染性胃肠炎病毒、猪瘟病毒及猪伪狂犬病毒等常见猪源病原核酸无交叉反应。临床样本检测结果显示,LAMP-PfAgo法与实时荧光定量PCR方法检测结果的符合率为100%。【结论】基于PfAgo蛋白结合LAMP技术建立了对PCV3的核酸检测方法,该方法灵敏度高和特异性强,具有潜在的临床应用价值。

关键词：猪圆环病毒3型 PfAgo 环介导等温扩增即时检验猪

面心立方金属中点缺陷的MAEAM模拟(英文)

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2005年第4期33卷 66-71页

作者：宋祥磊张晓军张建民徐可为陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西西安710062 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049

将改进分析型嵌入原子法(MAEAM)模型与分子动力学模拟方法相结合,用能量最小化原理分析了面心立方金属Al、Ni、Cu、Ag、Au和Pb中的单空位、双空位及单自间隙原子3种点缺陷的稳定构型及其迁移规律.结果表明:最近邻双空位是双空位中惟一... 详细信息

将改进分析型嵌入原子法(MAEAM)模型与分子动力学模拟方法相结合,用能量最小化原理分析了面心立方金属Al、Ni、Cu、Ag、Au和Pb中的单空位、双空位及单自间隙原子3种点缺陷的稳定构型及其迁移规律.结果表明:最近邻双空位是双空位中惟一能够存在的构型,而且比单空位还容易迁移;尽管在4种构型的自间隙原子中,〈110〉哑铃状自间隙构型容易在Ni、Cu、Ag和Au中形成,体心自间隙构型也容易在Al和Pb中形成,但和单空位相比较还是较难形成的.

关键词：点缺陷形成能迁移能改进分析型嵌入原子法分子动力学模拟

基于模糊逻辑的飞机电推进系统能量管理策略研究

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推进技术 2024年第3期45卷 232-242页

作者：何燎磊陈方上海交通大学航空航天学院上海200240

为了提升飞机电推进动力系统的关键性能,需要设计和优化内部能量管理控制策略并实现功率合理分配。本文基于MATLAB/Simulink平台,建立了电推进动力系统仿真模型,并在能量管理系统模块中提出了基于模糊逻辑的能量管理策略(EMS),其用于动... 详细信息

为了提升飞机电推进动力系统的关键性能,需要设计和优化内部能量管理控制策略并实现功率合理分配。本文基于MATLAB/Simulink平台,建立了电推进动力系统仿真模型,并在能量管理系统模块中提出了基于模糊逻辑的能量管理策略(EMS),其用于动力系统内部的功率分配和控制。针对从滑跑直到巡航稳定点的飞行任务段,对电推进动力系统进行了时段级仿真实验,研究了氢气消耗量等量化指标的表现。在此基础之上,基于遗传算法的优化方法,对模糊控制系统的隶属度函数参数进行了寻优。计算结果表明,在本文基于模糊逻辑的EMS作用下电推进动力系统的氢气消耗量减少9.27%,而且氢燃料电池功率波动剧烈程度减少25.11%;优化后,主指标氢气消耗量进一步减少6.5%,同时次要指标的变化被约束。

关键词：电推进能量管理策略氢燃料电池模糊逻辑设计优化方法

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