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多层膜实验的中子反射率计算方法

核技术 2006年第7期29卷 508-512页

作者：黄朝强陈波中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

本文从Parratt迭代关系出发,讨论了粗糙界面多层膜反射率的计算方法和中子反射实验中散射矢量分辨及其在数据分析中的考虑;比较了指数项法和划分薄层法两种不同界面粗糙度处理方法的异同和使用条件,并结合CoFe/TiZr合金多层膜极化中子... 详细信息

本文从Parratt迭代关系出发,讨论了粗糙界面多层膜反射率的计算方法和中子反射实验中散射矢量分辨及其在数据分析中的考虑;比较了指数项法和划分薄层法两种不同界面粗糙度处理方法的异同和使用条件,并结合CoFe/TiZr合金多层膜极化中子飞行时间反射实验数据分析,比较了不同分辨率考虑方法对应的拟合情况。结果表明:当界面粗糙度与膜层厚度相当时,划分薄层法计算反射率是较合适的算法;波长、角度分辨分别考虑法优于散射矢量整体考虑法。

关键词：中子反射粗糙界面分辨率数据分析方法

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双盘斩波器的设计与优化

核技术 2008年第5期31卷 392-395页

作者：李新喜黄朝强王燕陈波中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

中子双盘位相斩波器目前广泛地应用于中子散射设备上,其作用是将连续中子束斩成脉冲中子束。本文结合拟建飞行时间模式中子反射谱仪,详细介绍了中子双盘位相斩波器的设计,并从原理上对斩波器主要物理参数进行了优化,采用McStas程序对其... 详细信息

中子双盘位相斩波器目前广泛地应用于中子散射设备上,其作用是将连续中子束斩成脉冲中子束。本文结合拟建飞行时间模式中子反射谱仪,详细介绍了中子双盘位相斩波器的设计,并从原理上对斩波器主要物理参数进行了优化,采用McStas程序对其中子注量率情况进行了模拟计算,为斩波器设计制造提供参考。

关键词：斩波器设计优化

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中子反射谱仪的闸门与会聚导管组合设计

光学精密工程 2009年第12期17卷 2983-2989页

作者：李新喜王燕黄朝强陈波中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900

为提高水平散射几何中子反射谱仪的前端束流特性,针对前端闸门与会聚中子导管的组合设计进行了优化计算。根据闸门通道截面、会聚导管入、出口截面及相应内表面超镜因子不同分成多组,采用数值方法对多个组合设计进行优化计算。结合水平... 详细信息

为提高水平散射几何中子反射谱仪的前端束流特性,针对前端闸门与会聚中子导管的组合设计进行了优化计算。根据闸门通道截面、会聚导管入、出口截面及相应内表面超镜因子不同分成多组,采用数值方法对多个组合设计进行优化计算。结合水平散射几何中子反射谱仪的客观需求进行比较分析,选取比较理想的组合。计算结果表明:会聚导管的最佳组合是采用水平面会聚,垂直面不会聚,而闸门内表面超镜因子选为2,会聚导管水平面超镜因子为3,垂直面超镜因子为2。通过多组比较分析,获得了水平散射几何中子反射谱仪的前端闸门与会聚导管的相关物理参数的优化组合,为谱仪的概念设计奠定了基础。

关键词：中子反射谱仪闸门会聚导管超镜因子组合优化

改进GM(1,N)—加权Markov链模型在交通噪声预测中的应用研究

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改进GM(1,N)—加权Markov链模型在交通噪声预测中的应用研究

作者：黄朝强南华大学

学位级别：硕士

灰色Markov链预测模型在理论和应用上都有着重要价值。本文在已有研究的基础上从“模型的研究、改进和实例验证”的思路出发,对模型深入研究,以期能丰富和完善该模型,并能提高其应用实用性,主要研究工作如下:(1)首先根据缓冲算子理论基... 详细信息

灰色Markov链预测模型在理论和应用上都有着重要价值。本文在已有研究的基础上从“模型的研究、改进和实例验证”的思路出发,对模型深入研究,以期能丰富和完善该模型,并能提高其应用实用性,主要研究工作如下:(1)首先根据缓冲算子理论基础,构造了一种强化和弱化的对数缓冲算子来削弱冲击扰动的影响,实例说明构造的弱化缓冲算子连续作用之后精度都较前一次有所提高,能一定程度减少冲击扰动的影响,表明其有效性和适用性。(2)其次通过矩阵扰动理论证明了在一个指标扰动量相同的情况下样本量和解的扰动界为正比例关系。另外,基于数值积分中simpson公式的思想对传统GM(1,N)模型的背景值进行了改进,实例验证其较传统GM(1,N)模型,精度有所提高。(3)最后用改进的GM(1,N)模型对交通噪声研究进行应用,由于模拟结果会出现异常值导致误差较大,因此用加权Markov链模型对模拟值的异常值进行修正,使得其精度有较大提高,并对交通噪声进行了稳态分析,所得结论符合实际情况,说明了其具有较好实用性。

关键词：缓冲算子 GM(1,N)模型 Markov链模型交通噪声

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斩盘产生的中子脉冲特性

光学精密工程 2009年第9期17卷 2112-2119页

作者：李新喜王燕黄朝强陈波中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900

为更好地设计转盘式中子斩波器,建立了单斩盘和异向旋转双斩盘的结构模型。采用国际上常用的Mcstas模拟计算软件,分别对单斩盘和异向双斩盘产生的中子束流脉冲的形成特性进行了模拟计算,获得了相关物理参数对斩盘产生中子束流脉冲的影... 详细信息

为更好地设计转盘式中子斩波器,建立了单斩盘和异向旋转双斩盘的结构模型。采用国际上常用的Mcstas模拟计算软件,分别对单斩盘和异向双斩盘产生的中子束流脉冲的形成特性进行了模拟计算,获得了相关物理参数对斩盘产生中子束流脉冲的影响曲线,讨论了单斩盘与双斩盘脉冲形成的束流特性的差别与优缺点。分别对单斩盘和异向旋转双斩盘模型产生的中子束流脉冲可能产生的误差进行了理论分析,讨论了各客观物理因素对误差的影响。结果表明,考虑实际应用条件,在特定物理参数下,异向旋转双斩盘的第二斩盘窗口宽度应在不超过34 mm的范围内综合选择。计算结果可用于中子斩波器的理论设计及其相关物理参数的选择。

关键词：中子斩盘物理参数 Mcstas软件束流脉冲

CoFe/TiZr多层膜材料界面结构的中子反射研究

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CoFe/TiZr多层膜材料界面结构的中子反射研究

作者：黄朝强中国工程物理研究院

学位级别：硕士

利用中子反射技术较系统地研究了CoFe／TiZr复合多层膜材料界面结构，该材料是国际上新近研制和发展的一种新型中子极化超镜涂层材料。同时，对中子反射数据分析技术作了相应的研究，主要包括三方面内容：不同界面粗糙度下划分薄层法和... 详细信息

利用中子反射技术较系统地研究了CoFe／TiZr复合多层膜材料界面结构，该材料是国际上新近研制和发展的一种新型中子极化超镜涂层材料。同时，对中子反射数据分析技术作了相应的研究，主要包括三方面内容：不同界面粗糙度下划分薄层法和指数项法的选择、谱仪设计和数据分析中的分辨率问题以及中子反射数据分析程序NSC NR的编制。反射率计算方法在从反射实验数据获取膜层结构信息方面起着非常重要的作用。一个合适的计算方法对数据处理是必要的。不同界面粗糙度下划分薄层算法和指数项算法就是根据膜层结构计算反射率的常用方法，比较二者计算反射率发现：界面粗糙度不大(小于膜厚的1／3)、散射矢量(Q)值范围也不太高时，采用指数项法可以节省数据拟合时间;若界面很粗糙(包括界面扩散严重等)，最好采用划分薄层法。在数据分析中，需根据膜层粗糙度情况，合理地选择反射率计算方法，以达到最佳的拟合效果(拟合时间少，符合程度高)。在采用划分薄层法时，应综合考虑散射势函数V曲线的斜率大小、膜层厚度等诸因素，合理选择势步长V。和薄层厚度Z值，在不改变反射率的情况下应尽可能选择较大的值以减少划分层数。通常，Z按Z～π(10Q)关系选取。谱仪设计和数据分析中，分辨率是一项非常重要的参数。分辨率包括两个部分，一部分是束流准直和角度测量精度引起的角度分辨;另一部分则是波长发散引起的波长分辨。在飞行时间(TOF)运行模式和常波长(CW)运行模式的谱仪上，分辨率关于散射矢量的函数，前者为递增函数;后者为递减函数。在二者之间存在一个等分辨率点(Q)，低于Q范围，TOF模式分辨率好;高于Q范围，CW模式分辨率更好一些。在数据分析中，从拟合评价因子和图形上看，采用波长发散和角度发散分别处理略优于整体散射矢量分辨考虑。基于理论推导和分析，编写了NSCR程序。程序间比对表明，NSCR与俄罗斯PNPI的程序NOD和Parratt32一致;同时，NSC程序克服NOD程序速度慢、Parratt32运行不稳定和算法局限性等不足。 CoFe／TiZr合金复合多层膜的中子反射数据分析结果表明：a)从多层膜超镜传输特性角度考虑，等厚对层不如非等厚对层膜结构好;b)膜层界面上，由于材料的微观作用不同，CoFe溅射到TiZr上和TiZr溅射到CoFe上界面磁死层厚度不同，前者大于后者;对于等厚与非等厚对层而言，前者磁死层明显大于后者(几乎消失)，即界面结构非对称;c)退火温度影响方面，等厚对层的最佳温度约250℃，非等厚对层退火温度低于250℃影响不明显，等厚和非等厚对层经350℃退火后膜层变化严重;d)从布拉格峰位变化看，随着退火温度的升高，等厚对层膜的一级布拉格峰位是先变大后变小，对应厚度是先变小后变大;非等厚对层刚好相反。CoFe／TiZr合金复合多层膜界面结构的

关键词：中子反射 CoFe/TiZr多层膜膜层结构反射率算法

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中子斩盘负载分析和运动控制器设计

强激光与粒子束 2015年第6期27卷 304-308页

作者：庞蓓蓓王燕黄朝强李新喜中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院中子物理学重点实验室四川绵阳621900

为了实现中子波段调节斩盘相位的高速、高精度控制,分析了系统的负载特性并建立了由斩盘实体和驱动电机构成的二质量系统模型。设计了电流、速度和位置串级控制器,根据控制系统的工程设计方法和现代控制理论给出了3个调节器结构选择及... 详细信息

为了实现中子波段调节斩盘相位的高速、高精度控制,分析了系统的负载特性并建立了由斩盘实体和驱动电机构成的二质量系统模型。设计了电流、速度和位置串级控制器,根据控制系统的工程设计方法和现代控制理论给出了3个调节器结构选择及参数整定的具体方法。结果表明：在中子斩盘以旋转频率27.5Hz工作时,其相位控制扰动误差为-1.325 25~1.325 25μs,稳态误差为-2.583μs,符合中子斩波器应用要求。

关键词：中子斩波器相位控制运动控制器二质量系统模型波段偏移

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中子反射谱仪的闸门与直导管组合设计

核电子学与探测技术 2010年第1期30卷 55-58页

作者：李新喜王燕黄朝强中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

为减少中子注量的损失,中子反射谱仪的设计通常需要采用中子导管来传输,最前端为中子束流闸门。论文采用Mcstas模拟计算软件,分别针对闸门通道内表面是否为吸收材料,采用多种组合设计模型进行了模拟计算。结果表明:闸门内表面选用超镜... 详细信息

为减少中子注量的损失,中子反射谱仪的设计通常需要采用中子导管来传输,最前端为中子束流闸门。论文采用Mcstas模拟计算软件,分别针对闸门通道内表面是否为吸收材料,采用多种组合设计模型进行了模拟计算。结果表明:闸门内表面选用超镜材料对闸门与直导管的组合传输性能有较大的提高,并且发散度增大不明显,这对于分辨率要求不是特别高,位于中子反射谱仪最前端的部件设计是非常有利的。经过多组比较分析,针对水平发散度要求较高的水平散射几何中子反射谱仪的前端组合设计,闸门内表面最好选择因子m=1.5或m=2的超镜,而不是吸收材料。计算给出了不同组合的模拟结果,结果可为相关中子反射谱仪闸门与前端直导管的组合设计提供理论参考。

关键词：闸门,中子直导管组合设计模拟计算

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中子导管的输运特性计算

核电子学与探测技术 2009年第5期29卷 1069-1074页

作者：李新喜王燕黄朝强陈波陈良中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

为提高整台中子散射谱仪的性能,通常需要采用中子输运导管,中子导管类型的选用及性能优化对于谱仪理论设计非常重要。采用数值计算方法,对固定输入谱的聚焦中子输运导管和单道直中子导管进行了理论计算。结果表明:中子散射谱仪中中子导... 详细信息

为提高整台中子散射谱仪的性能,通常需要采用中子输运导管,中子导管类型的选用及性能优化对于谱仪理论设计非常重要。采用数值计算方法,对固定输入谱的聚焦中子输运导管和单道直中子导管进行了理论计算。结果表明:中子散射谱仪中中子导管的选用需要根据相应的谱仪分辨需求来选择导管类型,导管最佳长度的选择需要根据客观物理条件进行优化。计算结果可作为相关中子散射谱仪导管的选用及优化设计的理论依据。

关键词：中子导管数值计算有效会聚发散比