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基于半固定分簇的无线传感器网络节能分簇路由算法

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通信学报 2024年第4期45卷 160-170页

作者：张朝辉周嘉琦西安电子科技大学数学与统计学院陕西西安710071

为了解决无线传感器网络中节点能耗不均衡和数据传输能耗大导致的网络生命周期短的问题,提出了基于半固定分簇的节能分簇路由算法。在节点部署完毕后对每个簇进行调整,保证每个簇的节点数相同,从而达到负载均衡的目的。在簇头选择阶段,... 详细信息

为了解决无线传感器网络中节点能耗不均衡和数据传输能耗大导致的网络生命周期短的问题,提出了基于半固定分簇的节能分簇路由算法。在节点部署完毕后对每个簇进行调整,保证每个簇的节点数相同,从而达到负载均衡的目的。在簇头选择阶段,主要考虑节点间距离以及节点的剩余能量;在数据传输阶段,算法根据节点的剩余能量、节点到基站的距离以及节点之间的距离构建了中继节点选择的优化模型,同时实现了均衡和降低能耗的目标;当网络运行一段时间后,由于簇间的剩余能量差异过大,再次对簇群进行优化,尽可能使得每个簇群能量接近;最后当簇头节点能量低于所设阈值时,再次对簇头进行轮换优化,以延长节点的工作时长。仿真结果表明,所提算法有效降低了节点能耗,延长了网络的生命周期。

关键词：无线传感器网络分簇路由簇群负载均衡能耗优化

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改进萤火虫算法及其收敛性分析

系统工程与电子技术 2022年第4期44卷 1291-1300页

作者：张大力夏红伟张朝兴马广程王常虹哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001 上海航天控制技术研究所上海201109

萤火虫算法因具有结构简单、控制参数少、易于实现的特点而得到广泛的关注和应用,但其易陷入局部最优导致过早收敛,从而影响寻优精度。针对这一问题,本文在位置更新规则中加入随机扰动因子,并剔除了冗余的随机项,以提高算法搜索能力;引... 详细信息

萤火虫算法因具有结构简单、控制参数少、易于实现的特点而得到广泛的关注和应用,但其易陷入局部最优导致过早收敛,从而影响寻优精度。针对这一问题,本文在位置更新规则中加入随机扰动因子,并剔除了冗余的随机项,以提高算法搜索能力;引入位置置换变异和差分进化算法中的最优变异策略,在保持种群多样性的同时,增强算法跳出局部最优的能力。采用马尔可夫过程证明了算法以概率1收敛到全局最优。利用基准函数和装箱问题对算法进行仿真测试,结果表明,改进后的算法能够有效跳出局部最优,对给出的所有问题均能找到理论最优解,寻优精度和成功率有明显提升。

关键词：萤火虫算法随机扰动变异策略马尔可夫过程函数优化装箱问题

综合景观管理:理论范式、行动框架与应用探索

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中国人口·资源与环境 2024年第1期34卷 201-211页

作者：张朝辉石河子大学经济与管理学院新疆石河子832000

综合景观管理是面向“人与自然和谐共生”“社会-经济-自然复合生态系统协同高质量发展”的时代命题,实现生态环境修复与农户生计改善目标双赢、自然景观质量与居民福祉水平协同提升的理论与实践框架。遵循生态与生计包容性发展理念,基... 详细信息

综合景观管理是面向“人与自然和谐共生”“社会-经济-自然复合生态系统协同高质量发展”的时代命题,实现生态环境修复与农户生计改善目标双赢、自然景观质量与居民福祉水平协同提升的理论与实践框架。遵循生态与生计包容性发展理念,基于国外综合景观管理的理论成果与项目实践,通过综合景观管理的语义结构剖析、价值逻辑梳理、理论范式呈现、行动框架建构与应用实践探索,为中国生态治理体系和治理能力现代化提供新视域。研究结果表明:第一,综合景观管理是协同实现农业生产、生态系统保护、可持续自然资源管理、人类健康和福祉等多重目标的战略框架。第二,综合景观管理是践行“绿水青山就是金山银山”理念的直接体现,协调“生产空间-生活空间-生态空间”的具体实践,协同增进“生态安全-生产安全-生计安全”的最佳办法,“自上而下”与“自下而上”融合调适的治理制度。第三,综合景观管理是多目标协同、多主体对话、多尺度联动、多行动链接、多环节调适的生态治理复合逻辑。第四,综合景观管理是确定问题清单与相关主体、明晰行动目标与治理措施、设计管理方案与支持机制、实施综合行动与监测评估等组成的生态治理系统行动。基于上述结论,该研究结合中国退耕还林工程的运行实践,嵌入综合景观管理的理论范式与行动框架,科学反思退耕还林工程政策的可能性改进方向,为综合景观管理提供实践例证。

关键词：综合景观管理生态修复适应性管理协同

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稀土Y对铜线材抗氧化行为的影响机理研究

表面技术 2024年第10期53卷 144-155页

作者：葛晨阳国秀花李韶林宋克兴周延军刘海涛张朝民曹军曹飞高岩河南科技大学河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室河南洛阳471023 河南省科学院郑州450002 河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000 西安理工大学西安710000 河南省冶金研究所有限责任公司郑州450000

目的针对纯铜线材的抗氧化性能不足问题,通过稀土微合金化制备了含微量Y元素的铜线材,研究稀土Y含量对铜线材抗氧化性能的影响。方法采用扫描电子显微镜(SEM)、EDS能谱仪和X射线衍射仪等表征手段,分析了氧化膜脱落后基体表面形貌以及稀... 详细信息

目的针对纯铜线材的抗氧化性能不足问题,通过稀土微合金化制备了含微量Y元素的铜线材,研究稀土Y含量对铜线材抗氧化性能的影响。方法采用扫描电子显微镜(SEM)、EDS能谱仪和X射线衍射仪等表征手段,分析了氧化膜脱落后基体表面形貌以及稀土Y元素在氧化过程中的存在形式与氧化膜的生长过程,揭示了添加稀土元素Y提高纯铜抗氧化性能的作用机理。结果稀土Y的引入提高了纯铜线材的抗氧化性能,在600℃、10 h条件下,Cu-0.03Y线材相对于Cu线材氧化增重率由0.55%降低至0.2%,降幅达63%。稀土元素Y的添加使铜线材的(100)晶面占比减少,(111)晶面占比增多,基体表面易被活化的(100)原子面占比降低,铜线材的抗氧化性能提高。在Cu-0.1Y线材中稀土元素浓度较高时发生偏聚,稀土元素与氧的亲和力大于铜与氧的亲和力,偏聚处形成不连续的稀土氧化物,使氧离子与铜离子的接触反应面积增大,相比Cu-0.03Y线材抗氧化性能降低。结论氧化过程中稀土离子的扩散速率慢、半径大,对铜离子的向外扩散起到阻碍作用,降低了铜离子的扩散速度,提高了铜线材的抗氧化性能。

关键词：纯铜线材稀土元素Y 稀土氧化物增重率抗氧化性能

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基于Σ-Δ调制的开关功率放大器的性能失真补偿

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微电子学 2024年

作者：张朝园田恒河南理工大学物理与电子信息学院

开关类功率放大器（SMPA）因具有体积小、功率效率高等优点而被广泛应用。但在应用中，因其结构中开关管存在开关特性而导致性能下降，降低输出信号信噪比（SNR）。若更换开关管或修改电路设计，将面临电路成本增加和复杂度提高的问题... 详细信息

开关类功率放大器（SMPA）因具有体积小、功率效率高等优点而被广泛应用。但在应用中，因其结构中开关管存在开关特性而导致性能下降，降低输出信号信噪比（SNR）。若更换开关管或修改电路设计，将面临电路成本增加和复杂度提高的问题。因此，提出一种基于Σ-Δ调制的SMPA性能失真补偿方法。该方法首先产生失真补偿查找表，其次由查找表调整Σ-△调制级，最后产生失真补偿的Σ-△调制电路。仿真结果表明，过采样比（OSR）为512，调制阶数为3阶时，理想输出信号SNR为151.8 dB，畸变输出信号SNR为75.2 dB，失真补偿后输出信号SNR提高至110.7 dB，验证了失真补偿方法有效，为低成本、低复杂度地解决SMPA性能降低问题提供了技术支撑。

关键词：开关类功率放大器 Σ-△调制开关管开关特性失真补偿

研学旅游的知识与社区居民的地方认同重构——以广东丹霞山自然保护地为例

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热带地理 2024年第3期44卷 393-402页

作者：杨继荣张朝枝中山大学旅游学院广东珠海519082 旅游可持续发展智能监测技术文化和旅游部重点实验室广东珠海519082

以知识生产和传播为核心的研学旅游逐渐成为自然保护地创新发展生态旅游的替代性选择,但知识如何影响参与研学旅游的社区居民的地方认同尚未得到充分关注。文章以广东丹霞山自然保护地为案例地,探讨丹霞山从观光旅游向研学旅游转型发展... 详细信息

以知识生产和传播为核心的研学旅游逐渐成为自然保护地创新发展生态旅游的替代性选择,但知识如何影响参与研学旅游的社区居民的地方认同尚未得到充分关注。文章以广东丹霞山自然保护地为案例地,探讨丹霞山从观光旅游向研学旅游转型发展过程中,知识类型的转变以及社区居民的知识学习、传播对他们的地方认同产生影响的过程和机制。研究发现:1)研学旅游中的知识重新建立社区居民与地方之间的联系并产生地方认同;2)知识对于地方差异的界定与学习、传播知识的行为互动过程共同影响社区居民地方认同形成与变化,不同类型的知识界定地方差异并赋予相应的意义;3)地方认同产生于社区居民对于特定知识框架下的地方差异和地方意义的学习内化过程。知识传播过程中的身份展演实现地方认同的社会化,并产生集体层面的地方认同。

关键词：地方认同知识身份展演研学旅游自然保护地丹霞山

基于带宽匹配的软件定义数据中心网络流量节能调度方案

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系统工程与电子技术 2024年

作者：张朝辉周嘉琦西安电子科技大学数学与统计学院

针对数据中心网络的流调度优化问题，选用经典的Fat-Tree拓扑结构，利用软件定义网络集中控制的优势，提出了一种基于带宽匹配的节能路由算法 (energy efficient routing algorithm， EERA)。EERA算法首先对需要传输的数据流按照其截止... 详细信息

针对数据中心网络的流调度优化问题，选用经典的Fat-Tree拓扑结构，利用软件定义网络集中控制的优势，提出了一种基于带宽匹配的节能路由算法 (energy efficient routing algorithm， EERA)。EERA算法首先对需要传输的数据流按照其截止时间进行排序，然后对拓扑中的链路权值按照每个排序后的数据流需要传输的数据量进行更新，删除可用带宽不满足传输数据量的链路，得到新的拓扑图。在重新定义的拓扑图中，EERA计算源节点和目标节点之间所有可用链路，从这些可用链路中选取与流传输数据量所需带宽最匹配的链路进行路由。仿真实验表明，在不增加额外存储开销的前提下，EERA为即将到来的数据流预留了足够的带宽，减少了网络链路拥塞，在节省网络能耗的同时实现了网络负载均衡。

关键词：数据中心网络软件定义网络流量调度负载均衡节能路由

一组同分异构体含能化合物热稳定性差异的机理研究

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含能材料 2024年第1期32卷 38-48页

作者：王榕令狐遥遥张朝阳钟凯中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999 中北大学材料科学与工程学院山西太原030051

同分异构现象在含能化合物中普遍存在,同分异构体在能量和安全性能上可存在差异,研究其机制有助于深化含能化合物结构‐性能关系。本研究基于电荷自洽的密度泛函紧束缚方法探究了2,6‐二氨基‐3,5‐二硝基‐1‐氧化吡嗪(LLM‐105)、3,5... 详细信息

同分异构现象在含能化合物中普遍存在,同分异构体在能量和安全性能上可存在差异,研究其机制有助于深化含能化合物结构‐性能关系。本研究基于电荷自洽的密度泛函紧束缚方法探究了2,6‐二氨基‐3,5‐二硝基‐1‐氧化吡嗪(LLM‐105)、3,5‐二氨基‐4,6‐二硝基‐1‐氧化哒嗪和1,4‐二硝基呋咱并[3,4‐b]哌嗪(DNFP)3种同分异构体含能化合物在程序升温和恒温加热条件下的热分解机理。结果表明,LLM‐105晶体中存在较强的氢键网络,在分解初期能够发生占比达68.75%的分子间氢转移反应,对其高热稳定性起到了重要作用;3,5‐二氨基‐4,6‐二硝基‐1‐氧化哒嗪的骨架结构在加热下容易通过N─N键断裂发生开环,其热稳定性比LLM‐105更低;DNFP发生硝基断裂的键解离能为172.3 kJ·mol^(-1),显著低于其它两种同分异构体,同时其并环骨架也容易通过C─C键和N─O键断裂发生开环,其热稳定性最低。可见,分子最弱键的解离能、环骨架结构的稳定性、晶体的氢键网络都是决定含能化合物热稳定性的重要结构因素。

关键词：含能化合物同分异构体热分解稳定性

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激光再制造涂层微观组织及低周疲劳性能研究

激光再制造涂层微观组织及低周疲劳性能研究

作者：张朝铭陕西理工大学

学位级别：硕士

在复杂服役环境与高速重载综合作用下,机械零部件表面结构极易遭到破坏并造成重大的经济损失。利用激光熔覆再制造技术对失效零部件进行修复,可以加强其表面力学性能,提高设备的使用寿命与可靠性。然而,此类部件经激光熔覆再制造后,其... 详细信息

在复杂服役环境与高速重载综合作用下,机械零部件表面结构极易遭到破坏并造成重大的经济损失。利用激光熔覆再制造技术对失效零部件进行修复,可以加强其表面力学性能,提高设备的使用寿命与可靠性。然而,此类部件经激光熔覆再制造后,其力学强度和韧性通常未能形成良好的匹配,对再制造后的服役性能有很大影响。为揭示激光熔覆再制造涂层显微组织的演变规律,改善涂层的强韧性,探究涂层的失效机理,本文开展了27Si Mn钢表面激光熔覆再制造Inconel718涂层的微观组织、拉伸性能及低周疲劳性能研究,研究内容如下:首先,以激光熔覆基准工艺参数为基础,采用单因素变量法,在不同扫描速度、送粉速度、搭接率、基体预热温度和热处理工艺条件下,制备激光熔覆再制造Inconel718涂层。对不同工艺参数下Inconel718涂层的截面形貌、XRD衍射图谱和显微组织进行观察分析。揭示了工艺参数对Inconel718涂层截面形貌特征、物相组成以及显微组织的影响规律。其次,对涂层进行显微硬度检测,开展准静态拉伸试验,观察试样的拉伸断口,对比分析不同工艺参数下Inconel718涂层的显微硬度和拉伸性能。获得了不同工艺参数下Inconel718涂层的应力-应变曲线,明晰了Inconel718涂层的显微硬度分布特征和拉伸断裂特征。结果表明,在“900℃淬火+480℃回火”热处理工艺下,水淬温度为450℃时,涂层的强韧性相较于基材和未热处理试样均有大幅度提升,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为:1293 MPa、1407 MPa、14.4%,拉伸断口呈韧性断裂特征。最后,在不同应变幅,应力比R=-1的条件下,开展了低周疲劳试验,探究最优工艺组合下Inconel718涂层的低周疲劳性能。根据疲劳寿命理论和试验结果数据,拟合疲劳试样的应力-寿命曲线。通过观察不同应变幅下的疲劳断口,发现疲劳微裂纹沿着与载荷轴呈近45°方向延伸,且涂层中的微裂纹大多分布于大尺寸晶粒区域。

关键词：激光熔覆热处理微观组织拉伸性能疲劳寿命