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基于THz-TDS的金属膜基结构应力-电导特性实验研究

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基于THz-TDS的金属膜基结构应力-电导特性实验研究

作者：马伟皓天津大学

学位级别：硕士

金属膜基结构广泛应用于各类光电/磁电设备和器件中,是一种重要的基础元件。金属膜基结构在制备和使用过程中由于材料固有特征、工艺缺陷以及服役环境等多种因素的影响,在其金属薄膜内部会产生较强的应力作用。应力的存在对金属薄膜的... 详细信息

金属膜基结构广泛应用于各类光电/磁电设备和器件中,是一种重要的基础元件。金属膜基结构在制备和使用过程中由于材料固有特征、工艺缺陷以及服役环境等多种因素的影响,在其金属薄膜内部会产生较强的应力作用。应力的存在对金属薄膜的光电性能参数,如折射率和电导率有着显著的影响,不仅会改变金属膜基结构原有的光电特性,还对其力学可靠性造成潜在威胁。因此,发展高精度的金属膜基结构参数表征方法,研究金属薄膜应力与金属薄膜光电参数间的关联关系具有重要的工程意义和价值。目前,针对金属膜基结构应力-光电参数关联性的研究主要涉及两个方面:1)对金属薄膜电导率/折射率的高精度表征;2)金属薄膜应力-电导率关联模型。然而,现有研究主要集中在块体材料的应力-电导率关联模型并采用接触式表征方法,在金属薄膜领域研究还不够完善。本文基于太赫兹时域光谱发展了一套适用于金属膜基结构的电导率参数表征方法,并利用该方法研究了应力和电导率之间的关联关系,主要包括以下三方面内容:首先,对于单晶硅基底上的金属薄膜,本文提出了一种基于太赫兹时域光谱技术的金属膜基结构多参数表征方法,解决了现有测量技术中需要已知金属薄膜厚度并且需要纯基底作为参考信号的缺陷。将太赫兹波穿过空气的信号作为参考信号,与穿过膜基样品的太赫兹实验信号进行对比,可实现膜基样品的薄膜电导率、薄膜厚度以及基底厚度的同步无损测量。其次,针对聚酰亚胺柔性基底上的金属薄膜结构进行了单轴拉伸实验并测量了聚酰亚胺柔性基底的应力光学系数A。本文仅利用太赫兹波穿过不同应力状态基底时得到的直接透射信号和一次回波信号,实现了基底材料随频率变化的复折射率的测量。这一方法仅需一次太赫兹信号测量,大大简化了实验流程,并为后续薄膜电导率表征提供了精确的基底复折射率参数。最后,本文探究了金属薄膜电导率与薄膜应力的关联关系,得到了金属薄膜的应力-电导率系数。在小变形情况下,金属薄膜的电导率随薄膜拉应力的增加而增大,近似为线性关系,利用该关系发展了一种基于受力前后金属薄膜电导率变化的薄膜应力表征方法,实现金属薄膜应力的无损表征,该方法具有广阔的潜在应用价值。此外,基于金属薄膜电导率与应力的关系,可以通过控制薄膜应力实现金属薄膜电导率的精确调控,为调制金属薄膜电导率提供了有效手段。综上所述,本文基于太赫兹时域光谱技术对金属薄膜基底结构中的多个参数进行了表征,并研究了金属薄膜电导率与应力之间的关联关系,提出了一种基于薄膜电导率的薄膜应力测量方法,具有广阔的潜在应用价值。

关键词：金属薄膜太赫兹时域光谱电导率柔性基底应力表征

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基于多目标粒子群算法的船舶航速优化

系统仿真学报 2019年第4期31卷 787-794页

作者：张进峰杨涛宁马伟皓武汉理工大学航运学院湖北武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心湖北武汉430063 内河航运技术湖北省重点实验室湖北武汉430063

在航运低迷阶段航速优化对降低营运成本具有重要的现实意义,针对降低营运成本和减少船舶排放两个目标互相冲突的问题,建立了实际风浪影响下的船舶航速多目标优化模型,利用多目标粒子群算法求解Pareto最优解集,结合改进的TOPSIS算法在Par... 详细信息

在航运低迷阶段航速优化对降低营运成本具有重要的现实意义,针对降低营运成本和减少船舶排放两个目标互相冲突的问题,建立了实际风浪影响下的船舶航速多目标优化模型,利用多目标粒子群算法求解Pareto最优解集,结合改进的TOPSIS算法在Pareto最优解集中权衡筛选出最优折中航速,选定一条沿海运营航线为例进行仿真和验证,结果表明船舶在该最优航速下航行的营运成本和排放与实测数据较为一致,优化模型能有效降低排放并控制营运成本,验证了求解算法的有效性。

关键词：航速优化多目标粒子群算法 TOPSIS算法营运成本排放

基于Frenet坐标下改进人工势场法的无人车局部路径规划

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兵工学报 2024年第7期45卷 2097-2109页

作者：姬鹏郭明皓河北工程大学机械与装备工程学院河北邯郸056038

人工势场法由于运算量小、精度高,广泛应用于无人车的局部路径规划。针对传统人工势场法存在目标不可达、局部最小值及陷入U型障碍物的问题,提出一种基于Frenet坐标系下改进人工势场法的路径规划算法。构建Frenet坐标系来表述车辆避障运... 详细信息

人工势场法由于运算量小、精度高,广泛应用于无人车的局部路径规划。针对传统人工势场法存在目标不可达、局部最小值及陷入U型障碍物的问题,提出一种基于Frenet坐标系下改进人工势场法的路径规划算法。构建Frenet坐标系来表述车辆避障运动,简化规划模型,解决路径规划中车辆与所在道路相对位置不易表述的问题。提出安全椭圆模型和预测距离的概念来调整势场影响区域,加入基于Frenet坐标系下的参考线势场及动态速度势场改进斥力场函数,解决车辆在静态和动态下的避障问题。利用数学仿真软件进行仿真,以不同车速在直道和弯道场景中对所提出的路径规划方法进行静态和动态避障仿真实验。研究结果表明:不同车速下的前轮转角、横摆角速度均控制在较小范围内,改进算法可以有效解决传统人工势场法的缺陷,同时与快速搜索随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT)算法相比,其在避障过程中路径规划计算效率提高了42.8%,改进算法优势明显。

关键词：无人车局部路径规划人工势场法 Frenet坐标系

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基于数字孪生的铁路隧道智能运维关键技术与实现方法研究

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隧道建设（中英文） 2024年第8期44卷 1697-1712,I0005-I0020页

作者：赵鹏马伟斌中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 高速铁路轨道系统全国重点实验室北京100081

在工程建设行业转型升级的趋势下,针对铁路隧道工程运维过程中存在的管控效率低、健康状态评价解释性差、运维决策过程复杂等难题,提出基于数字孪生的铁路隧道智能运维关键技术与实现方法。构建以数字孪生为驱动核心的铁路隧道智能运维... 详细信息

在工程建设行业转型升级的趋势下,针对铁路隧道工程运维过程中存在的管控效率低、健康状态评价解释性差、运维决策过程复杂等难题,提出基于数字孪生的铁路隧道智能运维关键技术与实现方法。构建以数字孪生为驱动核心的铁路隧道智能运维整体框架,梳理隧道运维数据流转与应用的层级,明确数字孪生在系统框架中的主体功能和核心价值,并针对物理实体与虚拟模型信息映射机制和智能运维关键技术开展研究。首先,通过总结归纳提出铁路隧道运维数据分类体系与信息的存储和表达方法,揭示隧道智能运维中动态感知数据与数字孪生数据的映射机制;然后,总结分析隧道智能运维亟待解决的关键技术,包括状态智能感知、数据智能分析、运维辅助决策;最后,在系统框架、融合机制和关键技术的基础上,提出隧道智能运维的实现路径,并通过研发铁路隧道智能运维平台验证技术框架的可靠性和实用性,也验证数字孪生技术在提高隧道运维管理效率和智能化程度方面的可行性。

关键词：铁路隧道数字孪生智能运维数据融合

华北泥河湾盆地铺路哺乳动物群的磁性地层学定年

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地球物理学报 2024年第1期67卷 225-240页

作者：李嘉皓刘平高显丽中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院大学地球与行星科学学院计算地球动力学重点实验室北京100049 中国科学院大学北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站北京101408

华北泥河湾盆地的晚新生代河湖相沉积地层,产出了十分丰富的旧石器和哺乳动物化石,记录了早期人类活动以及晚上新世以来哺乳动物群的演化过程.作为广义泥河湾动物群之一,铺路动物群化石点位于盆地内的壶流河东侧,含有晚上新世及早更新... 详细信息

华北泥河湾盆地的晚新生代河湖相沉积地层,产出了十分丰富的旧石器和哺乳动物化石,记录了早期人类活动以及晚上新世以来哺乳动物群的演化过程.作为广义泥河湾动物群之一,铺路动物群化石点位于盆地内的壶流河东侧,含有晚上新世及早更新世哺乳动物化石.本文结合生物地层学和岩石地层学,对含铺路哺乳动物化石的河湖相沉积物,进行详细的岩石磁学及高分辨率的磁性地层学研究,旨在对铺路哺乳动物群进行精确定年.结果表明,铺路剖面河湖相沉积物的磁性矿物主要为磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,平均粒度以准单畴为主.铺路剖面河湖相沉积物记录了布容正极性时(Brunhes normal chron)早期、松山负极性时(Matuyama reverse chron)、高斯正极性时(Gauss normal chron)和吉尔伯特负极性时(Gilbert reverse chron)晚期,铺路动物群产出在留尼旺(Réunion)地磁漂移之前,凯纳(Kaena)负极性亚时之后,年代约为3.0~2.2 Ma.本研究结果将广义泥河湾动物群的年代下限延至约3.0 Ma.此外,结合泥河湾盆地古气候学及古环境学研究结果,表明在上新世与更新世过渡期间,泥河湾动物群的演化受气候环境变化的影响,更适应干旱寒冷的生存环境.

关键词：泥河湾盆地磁性地层学泥河湾动物群铺路动物群晚上新世

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气象条件和排放控制区规定的船速多目标优化

中国航海 2021年第3期44卷 112-117,133页

作者：吴诗梁马伟皓宋睿王凌杰浙江大学海洋学院浙江舟山316021

针对(Encission Control Area,ECA)法规背景下燃油价格升高的问题,以船舶营运成本和航行时间为目标,综合考虑ECA内外使用燃油的价格差以及气象条件的影响,提出一种船舶航速多目标优化模型。采用非支配排序遗传算法(Non-Dominated Sortin... 详细信息

针对(Encission Control Area,ECA)法规背景下燃油价格升高的问题,以船舶营运成本和航行时间为目标,综合考虑ECA内外使用燃油的价格差以及气象条件的影响,提出一种船舶航速多目标优化模型。采用非支配排序遗传算法(Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-II)寻找Pareto最优解集,利用TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)算法从Pareto最优解集中筛选出最佳折中解。选定天津—宁波航线进行案例分析,结果表明:综合考虑ECA法规和气象条件能够有效减少船舶航行时间和航行总成本,并能帮助船公司更好地应对燃油价格上涨。此外,制定改变船速的最佳时间间隔,同样可有效减少航行成本。

关键词：多目标优化航速规划航行时间和成本气象条件排放控制区

从“种族叙事”到“大西洋转向”:海地革命研究的历史与现状

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史学理论研究 2024年第3期 130-145,160页

作者：马伟军上海师范大学人文学院世界史系 200234

海地革命改变了大西洋世界,也是当下学术研究的热点问题。国际学界关于海地革命的研究经历了从“种族叙事”到“阶级叙事”,再到“大西洋转向”的转变。“种族叙事”强调黑白混血儿和黑人精英的革命领导作用,忽视广大奴隶的作用,认为没... 详细信息

海地革命改变了大西洋世界,也是当下学术研究的热点问题。国际学界关于海地革命的研究经历了从“种族叙事”到“阶级叙事”,再到“大西洋转向”的转变。“种族叙事”强调黑白混血儿和黑人精英的革命领导作用,忽视广大奴隶的作用,认为没有自由有色人种的领导不可能取得革命成功。“阶级叙事”突出阶级冲突,认为革命是阶级问题,而不是种族问题;该叙事经历了从强调黑人雅各宾派作用到广大奴隶作用的转变。“大西洋转向”则重视革命起源、发展和影响的“大西洋因素”,认为海地革命与美国革命及法国革命一样,深刻影响了大西洋世界。在此情况下,海地革命研究成为大西洋史研究的一个重要分支,甚至形成了独立的研究领域。这种转变是时代政治演变和法国革命史学,乃至西方史学发展的结果,革新了海地革命和法国革命的研究范式。

关键词：海地革命圣多明各法国革命大西洋史

LowMC在BGV全同态加密环境下的噪声评估

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西安电子科技大学学报 2024年第3期51卷 182-193页

作者：李雪莲陈卓皓西安电子科技大学数学与统计学院陕西西安710071

全同态加密技术具备的密文计算特性可以有效保护用户在互联网上的敏感数据,但该技术存在的密文膨胀问题是制约其在云计算、隐私保护等领域进行实际应用的一个难点。针对上述问题,提出了混合全同态加密方案FHE-LowMC,将LowMC对称加密算法... 详细信息

全同态加密技术具备的密文计算特性可以有效保护用户在互联网上的敏感数据,但该技术存在的密文膨胀问题是制约其在云计算、隐私保护等领域进行实际应用的一个难点。针对上述问题,提出了混合全同态加密方案FHE-LowMC,将LowMC对称加密算法与BGV全同态加密算法结合,分析了LowMC在BGV全同态加密环境下的同态噪声。首先给出了将LowMC明文编码成整系数多项式的方法,利用编码和解码完成不同空间明文消息的转换;然后描述了分圆多项式f(X)的选取规则,给出了适合LowMC加密算法的f(X)的条件;接着分析了简化LowMC的同态噪声;最后对一般情况下的LowMC进行同态噪声评估。结果表明,LowMC轮函数所消耗的电路层数大约为两层。相较于目前常用的AES和BGV结合的方案,LowMC与BGV结合的方案噪声更小,即消耗的电路的层数更少,成本更低,更适合构造基于全同态的云服务器;此外用户可以自主选择LowMC的参数集(n,k,m,d),可以满足用户的不同需求,适用范围更广。

关键词：同态噪声评估敏感数据 LowMC BGV 编码和解码

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刑事抽样取证中被追诉人权利保障

刑事抽样取证中被追诉人权利保障

作者：马伟吉林大学

学位级别：硕士