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Φ48中子管放电特性的研究

Φ48中子管放电特性的研究

作者：张中帅东北师范大学

学位级别：硕士

中子管作为一种可控开关的中子源，具有众多的天然中子源所不能比拟的优点。例如，能量单色性好、中子产额可控、通过直流/脉冲控制台可为实验提供脉冲中子源等等。这些优点使得中子管在现代工业和科研领域都有这无与伦比的不可替代性。... 详细信息

中子管作为一种可控开关的中子源，具有众多的天然中子源所不能比拟的优点。例如，能量单色性好、中子产额可控、通过直流/脉冲控制台可为实验提供脉冲中子源等等。这些优点使得中子管在现代工业和科研领域都有这无与伦比的不可替代性。东北师范大学辐射技术研究所在中子管及相关技术的研发上已经积累了四十余年的经验，并在国内同领域中一直处于领先水平。同时，其研制出的中子管在产额和使用寿命上也处于国际一流的地位，尤其是在其小型化研制上，拥有特殊的贡献。现在，辐射技术研究所已经成功研制了直径分别为50mm、48mm、25mm的中子管，并在工业和科研领域有广泛的应用。近两年来，东北师范大学辐射技术研究所已经开发出性能稳定的直流/脉冲中子发生器。这种发生器不仅能提供持续中子，还能提供脉冲中子。其脉冲的频率范围广，最小脉宽小，脉冲波形稳定，已经受到了很多科研院所和相关企业的一致认可。在本论文中，本人将探讨辐射所研制的Ф48中子管在直流及脉冲状态下的放电特性。尤其是做脉冲状态下的放电特性研究时，其测试数据和分析结果将为辐射所今后研发能提供纳秒级脉冲中子发生器具有重要意义。并且根据以往客户的反映，中子管具有“拐点”现象。在本论文中，本人也将通过探索这一现象的规律来进一步确定中子管的工作区域。通过实验总结规律，使科研工作者能够对中子管的放电特性一目了然。在论文的最后部分，本人将根据所做的实验设计出一节研究生实验课。目的是使在辐射所就读的学生能够更快的了解中子发生器的操作步骤以及各项指标的工作区域。

关键词：中子管离子源直流/脉冲特性拐点

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ITO薄膜的三阶非线性光学性质研究

ITO薄膜的三阶非线性光学性质研究

作者：张中帅山东师范大学

学位级别：硕士

透明导电氧化物(TCO)薄膜既具有可见光区波段的高透过率和能与金属相比的低电阻率,又因其氧化物的组成而具有良好的化学稳定性,因此被广泛应用于制备透明电极、电光调制器、柔性光电子器件等各种领域。氧化铟锡(ITO)薄膜是目前应用最为... 详细信息

透明导电氧化物(TCO)薄膜既具有可见光区波段的高透过率和能与金属相比的低电阻率,又因其氧化物的组成而具有良好的化学稳定性,因此被广泛应用于制备透明电极、电光调制器、柔性光电子器件等各种领域。氧化铟锡(ITO)薄膜是目前应用最为广泛的TCO薄膜材料之一,并且凭借与CMOS工艺良好的兼容性和亚皮秒的超快响应时间,其在纳米光子学和非线性光学领域的应用也引起了人们的广泛关注。在本论文中,我们探究了制备条件和结构参数对ITO薄膜三阶非线性光学效应的影响。主要工作如下:(1)我们使用磁控溅射技术在不同溅射功率下生长了不同择优取向的ITO薄膜,并使用Z-scan技术测量了这些薄膜的三阶光学非线性效应。研究发现,溅射功率可以明显影响ITO薄膜的晶粒生长取向,并显著调制ITO薄膜的三阶非线性光学效应。特别是在溅射功率为90 W下制备的接近纯(222)晶向的ITO薄膜,其非线性折射率n和非线性吸收系数β明显优于其它功率下制备的多晶向的ITO薄膜。通过分析ITO薄膜的晶格取向与n(β)的关系,发现(222)晶向择优取向的增强会明显改善ITO薄膜的非线性光学响应。霍尔测量表明,ITO薄膜的载流子浓度和电阻率与晶粒取向密切相关,(222)晶向具有最大载流子浓度,因此具有最优的三阶非线性光学响应。我们的探究结果展示了通过改变制备条件直接调制ITO薄膜三阶非线性光学效应的可行性和重要性。(2)我们使用磁控溅射技术在相同条件下制备了不同厚度的ITO薄膜,研究了厚度对三阶非线性光学性质的影响。研究结果表明,薄膜的三阶光学非线性系数会随着厚度的增大而减小。特别的,20 nm厚度的ITO薄膜的非线性折射率n和非线性吸收系数β比200 nm厚度的薄膜大10倍左右。结合载流子浓度测量,我们讨论了ITO薄膜中出现的这种厚度依赖的三阶非线性光学效应的原因。主要结论为,ITO薄膜厚度大于100 nm时,随厚度增长发生的择优取向的改变影响了载流子浓度,且载流子浓度随厚度增大而减小,从而非线性响应随厚度增大而减弱,这与传统的理论观点是相符的。在较薄薄膜(<100 nm)中,载流子浓度随厚度增大而增大,而非线性响应却减弱,这与传统的半导体的载流子浓度影响非线性光学响应的理论是不符的。因此,在较薄薄膜中,杂质、缺陷或薄膜的微观结构中未释放的张力或应力等可能对非线性响应起主导作用。我们的探究会拓宽ITO薄膜作为非线性光学材料的应用前景,为ITO薄膜在非线性光学器件中的应用提供指导和帮助。

关键词：三阶光学非线性透明导电氧化物 ITO薄膜 Z-scan

基于机器学习方法的地铁列车振动源强取值研究

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基于机器学习方法的地铁列车振动源强取值研究

作者：张中帅北京交通大学

学位级别：硕士

随着我国城市轨道交通建设的蓬勃发展,地铁运营产生的环境振动问题日益突出,合理的减隔振设计对环境振动预测提出了更高的要求。目前在地铁项目可行性阶段主要采用经验链式公式预测环境振动,振动源强作为该公式中最为重要的一项基础值,... 详细信息

随着我国城市轨道交通建设的蓬勃发展,地铁运营产生的环境振动问题日益突出,合理的减隔振设计对环境振动预测提出了更高的要求。目前在地铁项目可行性阶段主要采用经验链式公式预测环境振动,振动源强作为该公式中最为重要的一项基础值,其高效准确的取值有利于后续预测工作的展开。针对当前振动源强取值的一些局限性,本文提出将机器学习的方法应用于振动源强取值的预测。主要研究内容及成果如下。(1)建立车辆-轨道-隧道-地层模型。运用多体动力学软件SIMPACK和有限元软件ABAQUS分别建立车辆-轨道模型和隧道-地层模型,计算列车通过时隧道壁处的加速度响应,采用两位校准法思想与实测结果进行对比,确保数值模型的准确性。(2)振动源强影响因素分析。考虑了车轮磨耗状态、钢轨磨耗状态、车速和土体动弹性模量四个变量,通过车辆-轨道-隧道-地层模型计算得到432组数据组成机器学习的基础数据库,在此基础上分析了各变量对振动源强的影响。(3)机器学习模型设计。在数据预处理阶段采用独热编码考虑定性指标;在预测评价阶段采用K折交叉验证和留一法消除训练集数据选取对预测结果的影响。选用支持向量机和BP神经网络两种机器学习方法,进行模型训练优化,最终得到两种模型对实测数据预测,绝对误差均在±2 d B以内,平均绝对误差均为0.59 d B,符合规范要求,均可以应用于实际工程预测。(4)BP神经网络的迁移学习。采用迁移学习方法,利用实测数据对预训练神经网络模型进行二次优化,使其对实测数据特征适应性更好。该方法综合了数值计算数据变化丰富和实测数据特征具有代表性的优点,为机器学习应用于实际工程预测提供了支撑。

关键词：环境振动振动源强地铁机器学习迁移学习

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扩张型正则量子化方案研究

扩张型正则量子化方案研究

作者：张中帅湖南大学

学位级别：硕士

尽管经典力学与量子力学中许多概念相互冲突,但是两者之间有许多联系。量子化就是连接这两个力学体系的桥梁之一。量子化方案多种多样,比较有代表性的有群量子化方案、几何量子化方案、路径积分量子化方案等等,但是这些量子化方案不能... 详细信息

尽管经典力学与量子力学中许多概念相互冲突,但是两者之间有许多联系。量子化就是连接这两个力学体系的桥梁之一。量子化方案多种多样,比较有代表性的有群量子化方案、几何量子化方案、路径积分量子化方案等等,但是这些量子化方案不能唯一的确定几何动量、几何势能以及哈密顿量,因此需要提出新的量子化方法来解决上述问题。最近,我们提出了一种新的量子化方法——扩张型正则量子化方案(ECQS),它是在狄拉克的正则量子化理论的基础上提出的一种代数性质的量子化规则。ECQS认为,量子化体系的过程中,位置与哈密顿量、动量与哈密顿量之间的代数关系保持不变,这反映了一种代数对称性。ECQS的核心内容是使位置、动量以及哈密顿量同时量子化。具体做法如下:狄拉克规定位置与位置、位置与动量、动量与动量之间的对易关系为基本对易关系,也称为第一类基本关系。ECQS认为位置与哈密顿量、动量与哈密顿量之间的对易关系作为该系统的第二类基本对易关系。在量子化的过程中保持位置、动量和哈密顿量之间的对易关系不变,同时量子化位置、动量和哈密顿量。一个最为有趣甚至奇特的结果是,ECQS会挑选出能完成量子化的空间。本研究主要有三部分。第一部分,研究了ECQS和狄拉克正则量子化关系。说明普适的量子化假设的成功及其缺陷。而对其缺陷的理解,不同的物理学学家例如狄拉克和泡利各有不同。然后说明在ECQS中笛卡尔坐标系具有优越的地位,而且能消弭狄拉克和泡利之间的分歧。第二部分,对二维球面上的粒子运动,ECQS将给出一个普适判别式。说明内禀几何作为一个几何框架,量子化无法彻底完成。第三部分,将通过具体参数化,研究这个普适的判别式。更加重要的是,将研究如何将量子化进行到底。结果表明,必须把二维球面嵌入到三维平直空间中,并且要用到三维空间中的笛卡尔坐标系。本研究表明,ECQS能够挑选出进行量子化的合适坐标系。对于非约束体系,ECQS认为这个合适的坐标系就是笛卡尔坐标系;而对于约束在二维球面上的量子力学运动,ECQS认为必须将其嵌入到三维的笛卡尔空间,并利用三维笛卡尔坐标系。

关键词：量子化曲面笛卡尔坐标二维球面内禀几何

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间接空冷凝汽器翅片管束传热特性数值研究

间接空冷凝汽器翅片管束传热特性数值研究

作者：张中帅华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着现代化工业的发展,人口的增长,我国能源匮乏的现象越来越严重,在水资源上体现的尤为明显。作为用水大户,火力发电企业在节水方面责无旁贷。空冷散热器作为电站间接空冷系统的主要设备,研究空冷散热器翅片管束的流动传热特性,对于电... 详细信息

随着现代化工业的发展,人口的增长,我国能源匮乏的现象越来越严重,在水资源上体现的尤为明显。作为用水大户,火力发电企业在节水方面责无旁贷。空冷散热器作为电站间接空冷系统的主要设备,研究空冷散热器翅片管束的流动传热特性,对于电站间冷系统的优化设计与高效运行具有重要意义。本文利用FLUENT软件对电站间接空冷凝汽器矩形翅片圆管管外空气侧的流动与换热特性进行三维数值模拟,通过对基管直径进行相应的数值研究,对翅片表面温度分布、翅片间速度分布进行分析,获得了空冷散热器冷却空气流动阻力和平均对流换热系数随迎面风速的变化规律,拟合得到了摩擦因子与努赛尔特数随雷诺数的变化关系。利用对流换热的综合性能评价标准,对翅片管束的流动传热性能进行了比较。结果表明,随着基管直径增加,翅片管的流动压降和对流换热系数随之增加。在不同迎面风速条件下,采用直径为25mm的基管的翅片管的综合评价指标PEc最高;风速较小时,管径为20mm、25mm、30mm及35mm时PEC差不大,但都明显高于管径为40mm时的PEc。整体看来,25mm的管径表现出较好的综合性能。以波纹圆形基管翅片管束为基础,考察翅片表面结构发生变化对流动与换热的影响。结果表明,对于波纹翅片而言,相比平直波形翅片管束,曲面波形翅片管束在降低流动压降同时,可以提高对流换热系数。当Re小于700时,A型平直波形翅片管束与B型曲面波形翅片管束无异;当Re大于700时,B3型翅片管的综合性能优于其他管型,可为相关的理论研究和工程应用提供参考。

关键词：间接空冷矩形翅片波纹圆形基管翅片流动换热特性

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“告知”存在的问题及解决方法

人民检察 1997年第9期 6-7页

作者：于彦林张中帅辽宁省丹东市人民检察院

Modulation of epsilon-near-zero wavelength and enhancement of third-order optical nonlinearity in ITO/Au multilayer films

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Chinese Optics Letters 2023年第1期21卷 131-135页

作者：郭斌张中帅霍燕燕王书运宁廷银 Shandong Provincial Engineering and Technical Center of Light Manipulations&Shandong Provincial Key Laboratory of Optics and Photonic Device School of Physics and ElectronicsShandong Normal UniversityJinan 250358China

We report the modulation of epsilon-near-zero(ENZ)wavelength and enhanced third-order nonlinearity in indium tin oxide(ITO)/Au multilayer *** samples consisting of five-layer 40 nm ITO films spaced by four-layer ultrathin Au films of different thickness,i.e.,ITO(40 nm)/[Au(x)/ITO(40 nm)]4,were prepared by magnetron sputtering at room *** ENZ wavelength in the multilayer films is theoretically calculated and experimentally *** nonlinear refractive index and nonlinear absorption coefficient of the samples of x=0,2,3,4 nm were determined using the Z-scan method at a wavelength of 1.064μ*** large nonlinear refractive index n2=1.12×10^(−13) m^(2)=W and nonlinear absorption coefficient β=−1.78×10^(−7) m=W in the sample of x=4 nm are both four times larger than those in the single-layer ITO *** large optical nonlinearity due to the ENZ enhancement and carrier concentration is *** results indicate that the ITO/Au multilayer films are promising for advanced all-optical devices.

关键词： third-order nonlinearity epsilon-near-zero wavelength multilayer

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滇西北冷杉属植物结实特性及种子特征研究

植物研究 2023年第5期43卷 647-656页

作者：王丹张中帅曾庆银韩学敏中国林业科学研究院林木遗传育种全国重点实验室北京100091

探究滇西北冷杉属(Abies)植物的结实特性和种子特征及其变异模式,为促进冷杉林的更新及恢复提供材料支持和理论依据。收集滇西北分布7种冷杉的标本及球果,分析种子形态特征、种子生活力和结实特性,探究其种间及地区间差异。结果发现:滇... 详细信息

探究滇西北冷杉属(Abies)植物的结实特性和种子特征及其变异模式,为促进冷杉林的更新及恢复提供材料支持和理论依据。收集滇西北分布7种冷杉的标本及球果,分析种子形态特征、种子生活力和结实特性,探究其种间及地区间差异。结果发现:滇西北7种冷杉种子的长、宽、厚分别是6.04~10.22、2.03~3.32、1.26~2.24 mm,千粒质量是4.26~30.50 g,千粒质量与种子长度、宽度、厚度均显著相关(r>0.8,P<0.01)。滇西北7种冷杉的种子饱满率、虫蚀粒率和空秕粒率的平均值分别为27.51%、4.92%和67.58%,种子饱满率不高、空秕粒和虫蚀粒严重。野外调查发现大多数云南黄果冷杉(Abies ernestii ***)均未结球果,且仅收集得到一棵树的球果,因此在本文中未进行比较分析。滇西北其余6种冷杉的虫蚀粒率在不同种之间(P=0.750)和不同地区之间(P=0.204)均没有显著差异,饱满率(P=0.005)和空秕粒率(P=0.007)均存在种间差异,而种子生活力存在种间(P=0.008)及地区间(P=0.036)差异,因此冷杉种子生活力同时受物种特性及环境因素的影响。

关键词：冷杉种子特征结实特性种子生活力

华中地区水库型水源地抗生素抗性细菌的赋存特征研究

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生态环境学报 2021年第5期30卷 1017-1022页

作者：张凯郭紫微王倩韩雅李贶家张中帅信阳师范学院地理科学学院河南信阳464000 河南省水土污染协同防治重点实验室/信阳师范学院河南信阳464000 水利部发展研究中心北京100038

抗生素的滥用导致了细菌耐药性的变化,而水库型水源地抗生素抗性细菌(Antibiotic resistant bacteria,ARB)与人类健康密切相关。为明确华中地区水库型水源地中ARB的赋存特征,选取华中地区11个大型水库型水源地为研究对象,分析了5类ARB... 详细信息

抗生素的滥用导致了细菌耐药性的变化,而水库型水源地抗生素抗性细菌(Antibiotic resistant bacteria,ARB)与人类健康密切相关。为明确华中地区水库型水源地中ARB的赋存特征,选取华中地区11个大型水库型水源地为研究对象,分析了5类ARB在水和沉积物中的分布规律。结果表明,华中地区水库型水源地水和沉积物中,丰度最高的ARB均以四环素类ARB及磺胺类ARB的丰度最高,喹诺酮类ARB在本研究最低。Mantel分析结果表明,沉积物和上覆水中ARB丰度呈显著性正相关(P<0.05),沉积物和水中的物质交换可能是导致这一结果的重要因素。Spearman相关性分析结果表明ARB之间存在一定的相关性,抗生素的共选择作用可能是造成这一结果的潜在因素。研究中筛选的条件致病菌分别对多种抗生素均具有抗性,可能会对人体健康产生潜在威胁。此外,虽然该研究的结果表明水库沉积物在一定程度上受到粪源污染,但华中地区水库环境较低的总异养菌数和饮用水厂较高的细菌去除效率在一定程度上能够保证供水质量。

关键词：华中地区水库型水源地抗生素抗性细菌赋存特征上覆水沉积物