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光子拓扑绝缘体:超快激光直写加工与应用(特邀)

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中国激光 2024年第4期51卷 199-214页

作者：楼旻晗谭德志之江实验室浙江杭州311121 浙江大学材料科学与工程学院浙江杭州310058

超快激光直写技术可以高精度加工任意三维波导结构,从而实现新型拓扑模型以及集成化的拓扑光子器件。通过经典的拓扑结构(如一维二元复式晶格、非对角Aubry-André-Harper晶格、蜂窝晶格),阐述拓扑光学的基本原理和现象(如Thouless泵浦... 详细信息

超快激光直写技术可以高精度加工任意三维波导结构,从而实现新型拓扑模型以及集成化的拓扑光子器件。通过经典的拓扑结构(如一维二元复式晶格、非对角Aubry-André-Harper晶格、蜂窝晶格),阐述拓扑光学的基本原理和现象(如Thouless泵浦,手性边缘态、局域态与拓扑不变量之间的关系),介绍最新的拓扑光子学进展与应用(如高阶拓扑绝缘体、Floquet拓扑绝缘体、非厄米拓扑、非线性拓扑,以及量子拓扑保护),重点综述在超快激光直写平台下实现的拓扑现象与应用。

关键词：激光光学光子拓扑绝缘体超快激光直写 Floquet光子拓扑绝缘体非厄米拓扑非线性拓扑光子芯片

变周期亚波长介质光栅多层膜的双重Fano共振特性

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 681-687页

作者：肖春艳杨晨周鑫德河南理工大学资源环境学院河南焦作454003 燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

现在众多传感结构模型只能对单变量待测样本折射率进行传感检测,为实现不同待测样本的高通量检测并降低环境因素的干扰,提出了一种基于波长调制的变周期亚波长介质光栅多层膜复合结构。以双周期为例进行分析,变周期光栅层由两个具有不... 详细信息

现在众多传感结构模型只能对单变量待测样本折射率进行传感检测,为实现不同待测样本的高通量检测并降低环境因素的干扰,提出了一种基于波长调制的变周期亚波长介质光栅多层膜复合结构。以双周期为例进行分析,变周期光栅层由两个具有不同光栅周期的介质光栅A和B组成,通过有限元法对传输特性进行分析,TE偏振入射光以垂直于光栅层表面的方式入射至介质光栅表面,当在介质光栅区域A和B内分别满足相位匹配条件时,变周期亚波长介质光栅会形成GMR,提供两个具有单一窄带的双离散态共振缺陷峰;由于类F-P腔中含有周期性光子晶体,光波传播到光子晶体会产生光子禁带,提供一个较宽频带的连续态。在满足相位匹配条件时,变周期亚波长波导结构中形成的双离散态共振缺陷峰与周期性光子晶体多层介质薄膜构成的类F-P腔中形成的连续态发生耦合,实现双重Fano共振。然后通过探究波导层厚度dw和光子晶体周期数N对传感特性的影响,选择dw=97 nm和N=3,使其达到FOM值最大。最终因变周期介质光栅层是由两种具有不同介质折射率的材料构成,在介质光栅区域A和B的光栅凹槽部分可设置两个传感检测单元,建立基于波长调制的双重Fano共振全电介质传感模型,设置不同的传感检测区域,发现双重Fano光谱曲线在不同传感检测区域内都能随着ns1和ns2变化,间接实现了对待测样本折射率的动态检测,因而可在同一传感结构模型中实现对不同待测样本折射率区间的多变量检测。结果表明,在传感检测单元A内,FR1和FR2的FOM值分别为631.53和463.7 RIU^(-1);在传感检测单元B内,FOM值分别为480.67和834.04 RIU^(-1)。所设计的传感结构模型通过结构参数优化,实现了传感结构的高反射率、高FOM值和较宽的检测范围,对双重Fano共振提供了理论参考,对待测样本折射率的多变量检测具有一定的研究价值。

关键词：传感器双重Fano共振变周期亚波长光栅导模共振周期性光子晶体多层膜

碳配额交易机制下竞争企业低碳技术扩散——基于复杂网络的演化博弈分析

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系统工程理论与实践 2024年第2期44卷 684-699页

作者：刘培德李西娜李佳路山东财经大学管理科学与工程学院济南250000

碳配额交易机制被认为是应对全球气候变化最有效的碳减排市场激励手段.为了探究此机制下企业生产、减排和碳交易的最优决策以及低碳技术的扩散度,构建了低碳技术-传统技术两种减排博弈模型,分析各参数对最优决策的影响;同时,以WS小世界... 详细信息

碳配额交易机制被认为是应对全球气候变化最有效的碳减排市场激励手段.为了探究此机制下企业生产、减排和碳交易的最优决策以及低碳技术的扩散度,构建了低碳技术-传统技术两种减排博弈模型,分析各参数对最优决策的影响;同时,以WS小世界网络为载体,设计演化规则,利用数值仿真探索各要素对低碳技术扩散的驱动效应.结果表明:微观层面,碳配额和竞争强度升高对减排水平、碳价格和碳交易量提升无益,但产量与碳配额正相关,与竞争强度负相关.宏观层面,低碳技术的扩散程度取决于企业间竞争强度以及碳配额水平,碳配额的降低以及企业竞争强度的减弱都能够促进低碳技术的扩散.与补贴机制相比,碳配额交易机制可实现经济效益与环境效益的“双赢”,即碳配额交易机制能够促进低碳技术扩散程度并令企业获得更高利润.

关键词：碳配额交易低碳技术扩散复杂网络演化博弈

基于三维场景的铁路车站列车运行联锁控制仿真研究

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铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1345-1354页

作者：刘浩德陈峰杨岳中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 株洲电力机车有限公司大功率交流传动电力机车系统集成国家重点实验室湖南株洲412000

联锁控制对铁路车站的调度指挥和列车的有序安全运行起着非常关键的作用。为保证铁路车站联锁控制及列车运行演练的真实性和安全性,提出铁路车站联锁控制及列车运行三维虚拟仿真的总体框架。从铁路车站联锁功能入手,设计车站联锁控制的... 详细信息

联锁控制对铁路车站的调度指挥和列车的有序安全运行起着非常关键的作用。为保证铁路车站联锁控制及列车运行演练的真实性和安全性,提出铁路车站联锁控制及列车运行三维虚拟仿真的总体框架。从铁路车站联锁功能入手,设计车站联锁控制的数据结构、功能逻辑和联锁控制仿真算法,实现了铁路车站联锁的逻辑控制及人机交互仿真。采用面向对象的层次分级法,设计铁路车站设备三维模型的层次结构。通过创建预制体并修改其组件的方式,构建铁路车站列车运行三维虚拟场景模型。结合铁路线路逻辑模型,提出了面向联锁控制的列车运行虚拟寻路算法和列车运动驱动算法,利用该算法进行列车各车辆空间位置和姿态的连续计算,实现了在三维场景下铁路列车的启动,加减速运动,定点停车、换道等功能。在此基础上,在Unity引擎环境下开发了基于三维场景的铁路车站列车运行联锁控制虚拟仿真系统,该系统支持铁路车站联锁控制人机交互仿真,并可在铁路车站三维场景中的不同视角下,以可视化方式观察信号设备状态变化以及列车的动态运行情况。通过给定的站内列车调度计划表,利用所开发的系统进行了铁路车站联锁控制及列车运行三维仿真。仿真实例表明,所采用的方法及技术方案在车站联锁的仿真演练与培训学习方面具有良好的应用前景和实际意义。

关键词：铁路车站列车运行联锁控制虚拟仿真三维场景

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物联网双层耦合动力学信息传播模型研究

电子与信息学报 2024年第8期46卷 3165-3173页

作者：张月霞常凤德北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100020 高动态导航北京市实验室北京100020

信息传播模型的研究是物联网领域的重要组成部分,它有助于提高物联网系统的性能和效率,促进物联网技术的进一步发展,针对物联网通信中影响信息传播的因素复杂且不稳定的问题,该文提出一种双层耦合信息传播模型SIVR-UAD,通过分析物联网... 详细信息

信息传播模型的研究是物联网领域的重要组成部分,它有助于提高物联网系统的性能和效率,促进物联网技术的进一步发展,针对物联网通信中影响信息传播的因素复杂且不稳定的问题,该文提出一种双层耦合信息传播模型SIVR-UAD,通过分析物联网中不同状态的设备和用户对信息传播的影响,建立了6种耦合状态,并利用马尔科夫方法分析耦合节点的状态变化过程,找到信息传播平衡点,最后通过理论分析证明了模型的平衡点的唯一性以及稳定性。仿真结果表明,在3组不同的初始耦合节点数下,SIVR-UAD模型中的6种耦合节点数量变化始终趋向同一稳定水平,证明了该模型的平衡点和稳定性。

关键词：物联网通信 SIVR-UAD 双层耦合信息传播模型稳定性证明

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西方工匠概念的思想史意蕴

自然辩证法通讯 2024年第6期46卷 66-76页

作者：韩玉德上海工程技术大学图书馆上海201600 华东师范大学哲学系上海200241

传统意义上仅把工匠概念理解为从事手工劳作的人一言以蔽之,亦可能有所简单化。梳理自古希腊到文艺复兴时期的工匠概念,实则主要蕴含摹仿理念的技艺制作者以及依赖经验的制作知识的实践者——这两种各属柏拉图和亚里士多德思想中的工匠... 详细信息

传统意义上仅把工匠概念理解为从事手工劳作的人一言以蔽之,亦可能有所简单化。梳理自古希腊到文艺复兴时期的工匠概念,实则主要蕴含摹仿理念的技艺制作者以及依赖经验的制作知识的实践者——这两种各属柏拉图和亚里士多德思想中的工匠概念之分野与融合,经基督中世纪的承继延至文艺复兴时期,若干工匠已逐渐成为掌握实用数学知识的实践者,在经验与实用知识之间寻求精确性的融合。

关键词：工匠概念意蕴技艺制作实用知识

优势通道对多孔介质中多相反应输运过程影响的孔隙尺度研究

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化工学报 2024年

作者：张闯德陈黎西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室

多孔介质中多相流-溶质输运-化学反应-固相演变的多场耦合反应输运过程对于许多科学和工程问题至关重要。本文建立孔隙尺度多相反应输运模型研究了优势通道对多孔介质中多相反应输运过程的影响。结果表明，相比于单相反应输运过程形成... 详细信息

多孔介质中多相流-溶质输运-化学反应-固相演变的多场耦合反应输运过程对于许多科学和工程问题至关重要。本文建立孔隙尺度多相反应输运模型研究了优势通道对多孔介质中多相反应输运过程的影响。结果表明，相比于单相反应输运过程形成沿优势通道扩展的虫洞，两相流的存在会改变传质路径，当非反应流体增多时，会封堵优势通道，抑制横向传质，导致虫洞溶解消失，固体溶解突破延后。此外，两相流的存在会使可供反应界面长度减小，平均反应物浓度在溶解突破后显著增大。

关键词：多相反应传递过程多孔介质固体溶解格子Boltzmann方法

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新型高承载能力低滑动率齿轮设计与分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 87-93页

作者：贾超贺庆拓方宗德福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108 西北工业大学机电学院陕西西安710072

基于曲线型啮合线设计了一种高承载能力低滑动率新型齿轮,借助微分几何和空间啮合理论,通过预设抛物线啮合线推导新型齿轮齿廓方程,计算新型齿轮重合度和齿面滑动率.利用Matlab编程仿真齿轮加工过程,实现新型齿轮参数化高精度三维有限... 详细信息

基于曲线型啮合线设计了一种高承载能力低滑动率新型齿轮,借助微分几何和空间啮合理论,通过预设抛物线啮合线推导新型齿轮齿廓方程,计算新型齿轮重合度和齿面滑动率.利用Matlab编程仿真齿轮加工过程,实现新型齿轮参数化高精度三维有限元网格建模.在此基础上,通过轮齿承载接触分析,深入分析安装误差、齿面修形等对新型齿轮齿面接触应力和齿根弯曲应力的影响.结果表明:与渐开线齿轮相比,设计的新型齿轮重合度明显提高,传动更加平稳;齿面相对滑动率降低22.9%,啮合效率提高,有效寿命延长;相同载荷下,无误差无修形工况和有误差有修形工况的新型齿轮承载能力都明显优于渐开线齿轮,特别是齿面接触应力减小高达17.0%以上.

关键词：新型齿轮齿廓设计高承载低滑动率轮齿承载接触分析

医疗废物焚烧工艺配套设计优化及焚烧系统性能测试分析

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环境工程技术学报 2024年第2期14卷 545-550页

作者：任德杰张家口城洁医疗废物处置有限公司

为了高效、安全、达标地焚烧医疗废物,对主焚烧工艺配套设备(一燃室、二燃室)设计核算并进行设计参数复核;选定锯末和木块作为标准测试废物的基体,对焚烧系统在焚烧过程中的氯化氢去除率、重金属汞去除率、燃烧效率、残渣热灼减率、烟... 详细信息

为了高效、安全、达标地焚烧医疗废物,对主焚烧工艺配套设备(一燃室、二燃室)设计核算并进行设计参数复核;选定锯末和木块作为标准测试废物的基体,对焚烧系统在焚烧过程中的氯化氢去除率、重金属汞去除率、燃烧效率、残渣热灼减率、烟尘去除率、二噁英排放浓度与性能评分的变化进行研究。采用热工程理论计算方法,对一燃室和二燃室体积进行计算;并测定焚烧过程中性能指标数的变化,用SPSS 22软件进行模型相关性分析。结果表明:反算一燃室、二燃室体积分别为1.20、3.30 m^(3),均小于实际炉膛内体积,满足要求。性能评分与氯化氢去除率、重金属汞去除率、烟尘去除率、燃烧效率呈极显著正相关关系(R分别为0.965、0.966、0.982、0.997),性能评分与热灼减率呈极显著负相关关系(R为−0.986),性能评分与二噁英排放浓度呈显著负相关关系(R为−0.957)。

关键词：医疗废物热解气化炉焚烧系统性能测试二噁英