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高压大功率IGBT器件绝缘结构的电场计算研究综述

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 214-230,I0018页

作者：刘招成崔翔李学宝马楚萱赵志斌新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

随着高压直流输电技术的发展,高压大功率绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件被广泛应用于各类高压大容量电力换流和控制装备中。然而,在高压大功率IGBT器件的研制过程以及工程应用中,器件内部局部放电现... 详细信息

随着高压直流输电技术的发展,高压大功率绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件被广泛应用于各类高压大容量电力换流和控制装备中。然而,在高压大功率IGBT器件的研制过程以及工程应用中,器件内部局部放电现象乃至击穿现象频繁发生,给器件绝缘设计带来巨大挑战。要想实现良好器件绝缘设计,就需要获得器件内部的电场分布,因此实现器件内部电场的准确计算至关重要。文中全面回顾器件内部绝缘结构的建模和计算方法的发展历程,从封装绝缘电场计算、芯片绝缘电场计算以及芯片和封装绝缘耦合电场计算3个方面介绍相关研究的发展历程、适用范围以及相应的不足,最后展望未来器件内绝缘结构电场计算的发展方向。

关键词：绝缘栅双极型晶体管器件绝缘封装结构芯片终端电场计算模型边值问题

基于SBM-DEA和云模型的农村生活污水治理效率评价——来自中国27个省份2011—2020年面板数据的分析

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生态经济 2024年

作者：施玮黄森慰李学渊阳光学院经济管理学院福建农林大学公共管理与法学院

农村生活污水治理问题一直是农村人居环境领域备受关注的重要难题之一。尽管针对这一问题的投资逐年增加，但治理效果并不尽如人意。为此，有必要对农村生活污水治理效率进行科学测算，以推动实现宜居宜业和美乡村的目标。通过构建三阶... 详细信息

农村生活污水治理问题一直是农村人居环境领域备受关注的重要难题之一。尽管针对这一问题的投资逐年增加，但治理效果并不尽如人意。为此，有必要对农村生活污水治理效率进行科学测算，以推动实现宜居宜业和美乡村的目标。通过构建三阶段超效率SBM-DEA模型结合云模型，以2011—2020年全国27个省份的面板数据为基础，对我国农村生活污水治理效率进行评价，并分析不同区域间的差异。研究发现：（1）随机误差和外部环境因素对农村生活污水治理效率产生显著影响；（2）排除随机误差和外部环境因素的影响后，我国农村生活污水治理效率得到改善，仍存在较大提升空间；（3）27个省份的农村生活污水治理效率呈现“两头小、中间大”的态势，同时东部地区的治理效率较高，中部地区的效率相对较低，而东北和西部地区的治理效率波动明显。各省份之间的农村生活污水治理效率存在显著差异。

关键词：农村生活污水治理效率三阶段DEA模型超效率SBM模型云模型

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深空激光通信研究进展及发展方向（特邀）

激光与光电子学进展 2024年第7期 84-93页

作者：刘超李学莹张开河兰斌代天君鲜浩自适应光学全国重点实验室中国科学院自适应光学重点实验室中国科学院光电技术研究所中国科学院大学

随着人类对太空的探索日益加深，传统射频通信愈发不能满足高速深空通信的需求，各航天国家先后对深空激光通信技术开展研究。激光通信是实现空间通信的一种重要手段，相比于传统射频通信，激光通信具有通信速率高、终端载荷小、抗干扰... 详细信息

随着人类对太空的探索日益加深，传统射频通信愈发不能满足高速深空通信的需求，各航天国家先后对深空激光通信技术开展研究。激光通信是实现空间通信的一种重要手段，相比于传统射频通信，激光通信具有通信速率高、终端载荷小、抗干扰能力强等优点，更适用于超远距离的深空通信。目前，美国进行的研究最多，且已成功实施了两次深空激光通信演示验证。本文针对已有的深空激光通信研究与演示结果进行综述，分析了实现深空激光通信的关键技术，对深空激光通信的发展历程与未来发展进行了探讨。

关键词：深空激光通信激光通信深空探测星际激光通信

锋芒光束抑制大气湍流的研究进展与展望(封面文章·特邀)

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红外与激光工程 2024年第5期53卷 1-10页

作者：刘超王熔兰斌李学莹张开河代天君张优中国科学院光电技术研究所四川成都610209 自适应光学全国重点实验室四川成都610209 中国科学院自适应光学重点实验室四川成都610209 中国科学院大学北京100049

大气的随机起伏会引起光束的畸变、扩展、漂移和闪烁等湍流效应。常用的抑制方法主要有自适应光学技术、信号处理技术和无衍射光束传输技术等,这些技术存在系统复杂或者效果不理想等问题。近年来,一种名叫锋芒光束的特殊光束被提出并用... 详细信息

大气的随机起伏会引起光束的畸变、扩展、漂移和闪烁等湍流效应。常用的抑制方法主要有自适应光学技术、信号处理技术和无衍射光束传输技术等,这些技术存在系统复杂或者效果不理想等问题。近年来,一种名叫锋芒光束的特殊光束被提出并用于抑制大气湍流,受到学术界广泛关注。锋芒光束在传输过程中具有自聚焦的特点,经过焦点后退化为类贝塞尔光束继续向前传输。随着对锋芒光束的深入研究,为了适应多种复杂的应用环境,其衍生的锋芒涡旋光束和稳定光束也被发现具有极高的研究价值。经过同等强度的湍流传输,锋芒涡旋光束比起LG涡旋光束在质心偏移和抖动量改善了50%以上。稳定光束在20 mm的传输距离范围内,其参数积仅为高斯光束参数积的49.40%。锋芒光束被证明可以有效抑制大气湍流,并实现长距离稳定传输。使用锋芒光束进行大气传输,系统结构简单、成本低,抑制湍流实时性高、效果好。文中综述了锋芒光束的产生、传输特性和应用研究,并对其发展趋势和应用前景进行了展望。

关键词：锋芒光束大气湍流抑制传输特性

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基于双目的目标快速测距算法

计算机应用与软件 2024年第1期41卷 219-223,260页

作者：李学森李自立广西师范大学电子工程学院广西桂林541000

为保证测距精度的同时提高计算效率,针对特定的应用场景,提出一种在Census变换理论基础上改进的立体匹配算法。以降低计算的像素需求,优化测距方法为途径,针对双摄像头获取的视频图像,通过图像灰度化、像素值平均、像素定标比较以及像... 详细信息

为保证测距精度的同时提高计算效率,针对特定的应用场景,提出一种在Census变换理论基础上改进的立体匹配算法。以降低计算的像素需求,优化测距方法为途径,针对双摄像头获取的视频图像,通过图像灰度化、像素值平均、像素定标比较以及像素点替换等图像分析方法,实现在特定应用场景下提高双目摄像头的数据计算效率,加快硬件的运算速度,达到算法快速、稳定、有效地运行的目的。根据实验结果分析,该算法在图像噪声抑制上具有较好的效果,在实际应用中展现了较好的稳定性与较高的计算效率。

关键词：双目视觉测距改进Census变换目标视差区域

基于多策略改进蜣螂算法优化的变压器故障诊断

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电力系统保护与控制 2024年第6期52卷 120-130页

作者：赵鑫王东丽彭泓于洪侠李石林沈阳工学院辽宁沈阳113122 辽宁工程技术大学辽宁葫芦岛123000

为了保证油浸式变压器故障诊断的可靠性,提出了一种基于多策略改进蜣螂算法(multi-strategyimproved dung beetle optimizer, MIDBO)优化双向长短时记忆网络(bi-directional long short-term memory, BiLSTM)的变压器故障诊断方法。由于蜣螂算法存在全局搜索能力较差、容易陷入局部最优解的缺点,首先通过Bernoulli混沌映射、引入自适应因子和Levy飞行策略融合动态权重系数进行改进,并对其性能进行评估。然后针对Bi LSTM的诸多超参数利用MIDBO进行优化,形成MIDBO-Bi LSTM故障诊断模型。通过核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA)提取特征值,进而深入分析特征值与故障类型之间的关联性,提高模型的收敛速度。最终实验结果表明所提出的MIDBO-Bi LSTM变压器故障诊断方法准确率高、泛化能力强。其准确率高达94.67%,适用于变压器的故障诊断。

关键词：变压器故障诊断改进蜣螂算法双向长短时记忆网络 KPCA

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深度学习在光纤成像中的应用进展

激光与光电子学进展 2024年

作者：孙佳伟陈照青赵斌李学龙上海人工智能实验室智能光电中心西北工业大学光电与智能研究院中国电信人工智能研究院

光纤成像技术借助光纤的微小尺寸与柔韧性以实现对狭窄区域的高分辨率成像，在生物医学、工业检测等领域有广泛应用。然而，在基于多芯与多模光纤的成像系统中，存在着诸多瓶颈问题限制其成像分辨率与精度。本文简要介绍了荧光成像、定... 详细信息

光纤成像技术借助光纤的微小尺寸与柔韧性以实现对狭窄区域的高分辨率成像，在生物医学、工业检测等领域有广泛应用。然而，在基于多芯与多模光纤的成像系统中，存在着诸多瓶颈问题限制其成像分辨率与精度。本文简要介绍了荧光成像、定量相位成像、散斑成像、光谱成像等多种光纤成像模态中应用深度学习解决瓶颈问题的代表性工作，并讨论了深度学习与光纤成像交叉研究领域的现有瓶颈，展望了智能光纤成像系统的广泛应用前景。

关键词：光纤成像深度学习多芯光纤多模光纤内窥成像

水稻根内生菌Bacillus ***35耐受及累积吸附Cd的机制

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科学通报 2024年第7期69卷 950-964页

作者：王博黄琴石美侠史高玲卢信陈未高岩江苏大学环境与安全工程学院镇江212013 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所南京210014 农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室南京210014 南京农业大学资源与环境科学学院南京210095

水稻对镉(Cd)的高富集能力会引发人体健康风险.利用内生菌降低水稻根系Cd移动性的研究已被广泛关注,但具有高Cd耐受性的水稻内生菌资源尚待发掘,其对不同浓度Cd的耐受和累积吸附机制也有待深入研究.本研究基于前期筛选出的高Cd耐受性水... 详细信息

水稻对镉(Cd)的高富集能力会引发人体健康风险.利用内生菌降低水稻根系Cd移动性的研究已被广泛关注,但具有高Cd耐受性的水稻内生菌资源尚待发掘,其对不同浓度Cd的耐受和累积吸附机制也有待深入研究.本研究基于前期筛选出的高Cd耐受性水稻根内生菌Bacillus ***35,通过液体培养实验研究其对Cd的耐受和累积吸附机制.结果表明,菌株RE35对Cd的最大耐受浓度可达600 mg/L,最大吸附容量为28.49 mg/g,对1和5 mg/L Cd^(2+)的去除率可达88.4%和80.4%.当Cd浓度低于20 mg/L时,菌株RE35对Cd^(2+)的去除以胞内累积为主,随着Cd浓度升高,菌株三磷酸腺苷酶活性显著增强,透射电子显微镜和X射线能谱结果显示Cd均匀地分布于菌株细胞内.当Cd浓度高于20 mg/L时,胞外吸附对Cd^(2+)的去除具有重要作用,其分泌的胞外聚合物中蛋白质组分增加.X射线光电子能谱和傅里叶变换红外吸收光谱结果显示,菌株胞外蛋白质的氨基和酰胺等基团与Cd的吸附密切相关.本研究阐明了高Cd耐受性内生菌RE35对不同浓度Cd的累积吸附机制,为内生菌菌剂开发提供了宝贵的菌种资源信息.

关键词：水稻内生菌镉耐受性胞内累积胞外吸附芽孢杆菌

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结合源偏倚和权窗的蒙特卡罗全局减方差方法

物理学报 2024年第4期73卷 113-118页

作者：张显刘仕倡魏军侠李树王鑫上官丹骅北京应用物理与计算数学研究所北京100094 华北电力大学核科学与工程学院北京102206 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088

全局计数问题在反应堆pin-by-pin模型蒙特卡罗模拟和多物理耦合计算中动态粒子输运蒙特卡罗模拟等重大研究领域中都有广泛的应用场景.大量的全局减方差算法研究立足于全局计数误差分布的展平,由此提高全局计数的整体效率.本工作针对两... 详细信息

全局计数问题在反应堆pin-by-pin模型蒙特卡罗模拟和多物理耦合计算中动态粒子输运蒙特卡罗模拟等重大研究领域中都有广泛的应用场景.大量的全局减方差算法研究立足于全局计数误差分布的展平,由此提高全局计数的整体效率.本工作针对两种高效全局减方差算法,即均匀计数密度算法(属于源偏倚算法的一种)和权窗算法的结合展开研究,提出利用均匀计数密度算法的偏倚因子调整权窗下限,由此实现两种算法的有机结合.基于Hoogenboom-Martin压水堆全堆基准题中开展了一系列对比测试,验证了混合全局减方差算法更优于单一权窗算法或均匀计数密度算法,尤其是在降低最大误差方面.同时,基于新的指标,验证了均匀计数密度算法较经典的均匀裂变源算法具有更好的表现.研究结果表明,本文提出的混合全局减方差算法能高效求解全局计数问题,进一步促进了相关领域的研究.

关键词：蒙特卡罗方法全局减方差均匀计数密度算法权窗算法