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激光轰击金属液面溅射过程的数值模拟

力学学报 2024年第1期56卷 285-297页

作者：张兴权刘航轩段士伟裴善报左立生张晖安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002 安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243002

目前,极紫外光被认为是制备特征尺寸小于7 nm芯片所必备的光源,激光轰击液态金属锡靶是其产生的主要方式之一.采用体积分数(volurne of fluid,VOF)方法建立了激光轰击金属锡液面产生溅射的模型,并对液料溅射和雾化的演化过程进行了数值... 详细信息

目前,极紫外光被认为是制备特征尺寸小于7 nm芯片所必备的光源,激光轰击液态金属锡靶是其产生的主要方式之一.采用体积分数(volurne of fluid,VOF)方法建立了激光轰击金属锡液面产生溅射的模型,并对液料溅射和雾化的演化过程进行了数值模拟,研究了冠状水花的产生机制以及雾化时的流场变化.在此基础上,进一步研究了金属液态锡在不同的能量、光斑直径和脉宽的激光轰击下溅射产生的冠的宽度和高度随时间演化情况.研究表明:在激光辐照产生的高压等离子体的高速冲击下,液膜经历快速运动、冠状射流和雾化3个阶段,液膜生长主要原因是惯性力作用;液膜上下两端存在较大的速度梯度是射流形状发生变化的主要原因;冠边缘处雾化现象的产生是由Rayleigh-Taylor和Plateau-Rayleigh不稳定性共同作用的结果.在激光轰击下,冠的高度和宽度随激光能量增加而增大,但随着时间推移,冠宽和冠高的增长速率逐渐减小;激光光斑和脉宽对冠宽及冠高的影响较为复杂,在前期影响较小,在后期冠宽及冠高随它们数值增加而减小.

关键词：激光高压等离子体溅射雾化数值模拟

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部分相干多离轴涡旋矢量光束的传输特性

物理学报 2024年第3期73卷 96-106页

作者：徐华锋张兴宇王仁杰安徽理工大学力学与光电物理学院淮南232001

基于相干与偏振的统一理论,采用傅里叶变换和卷积定理的方法,研究了携带多个离轴涡旋相位的径向偏振矩形对称余弦-高斯关联结构光束的传输特性.结果表明,该光束因其独特的空间相干结构而具有自分裂特性,可以分裂成4束完全相同的子波瓣.... 详细信息

基于相干与偏振的统一理论,采用傅里叶变换和卷积定理的方法,研究了携带多个离轴涡旋相位的径向偏振矩形对称余弦-高斯关联结构光束的传输特性.结果表明,该光束因其独特的空间相干结构而具有自分裂特性,可以分裂成4束完全相同的子波瓣.更重要的是,多离轴涡旋相位的调制可以作用在每个子波瓣上.当相干度较大时,通过调制光束的离轴涡旋数量N_(0)和光束阶数可以在焦平面处产生具有三角形或正方形等多边形空心光强分布的光斑阵列,并且每个子波瓣上对应的偏振态呈现倒三角形或斜正方形的椭圆分布.当相干度较小时,部分相干光束的空间相干性调控占主导作用,多离轴涡旋相位的调制效果消失,每个子波瓣的光强退化成高斯形式分布,但其偏振态分布仍保持不变,与光束阶数和相干长度无关.此外,当利用障碍物遮挡住其中一个离轴涡旋相位时,光束仍具有一定的自修复能力.然而,若将其中一个离轴涡旋相位完全遮挡住,此时每个子波瓣的强度分布和偏振态分布都遭到破坏,会出现不同程度的“缺口”.

关键词：部分相干光特殊空间关联结构多离轴涡旋相位传输特性

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厚松散层矿区开采沉陷拉伸区域土体内部变形演化规律研究——以淮北孙疃煤矿为例

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煤炭科学技术 2024年第8期52卷 36-49页

作者：蔡毅沈华章黄厚旭严家平蔡国军蔡永祥杨博孙斌杨安徽建筑大学土木工程学院安徽合肥230601 安徽建筑大学安徽省智能地下探测技术研究院安徽合肥230601 安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001

为了研究厚松散层矿区开采沉陷拉伸区域相应土体内部变形演化规律,针对淮北孙疃煤矿10111,沿垂直于工作面推进方向,于拟采空区地表投影区域外侧(拉伸区域)以60 m间隔由近及远布设1~3号竖向钻孔;采煤沉陷过程中基于光纤(1号钻孔)、测斜仪... 详细信息

为了研究厚松散层矿区开采沉陷拉伸区域相应土体内部变形演化规律,针对淮北孙疃煤矿10111,沿垂直于工作面推进方向,于拟采空区地表投影区域外侧(拉伸区域)以60 m间隔由近及远布设1~3号竖向钻孔;采煤沉陷过程中基于光纤(1号钻孔)、测斜仪(2~3号钻孔)技术开展钻孔变形监测;将煤炭开采引发移动的上覆岩层与松散层所占区域视为变形区,并引入任意厚度地层移动角的概念,分析开采沉陷拉伸区域相应松散层变形演化特征。结果表明:1号钻孔发生应变的最大孔深约157 m,且钻孔深部较浅部先达到活跃期;2、3号钻孔孔口最终累计水平位移量分别为129.8 mm和99.4 mm,最大位移深度分别约为108 m和75 m;2、3号钻孔监测范围内地层从下至上均可分为稳定段、变形区下段、中段与上段;2、3号钻孔从下至上水平位移量总体分布较均匀,每米深钻孔的平均水平位移量分别约为1.2 mm和1.3 mm;2、3号钻孔变形区下段均先于上段达到活跃期,且变形区下段稳定后上段仍有微弱变形;松散层内一定厚度地层,其地层移动角随地层深度的增加而增加,松散层变形区下边界的深度h随着与工作面水平距离l的增加而减小,h与l满足指数函数关系。

关键词：厚松散层矿区拉伸区域土体内部变形光纤监测钻孔测斜

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单轴压缩下松软煤体波速演化与裂隙分布特征

煤炭科学技术 2024年第4期52卷 288-301页

作者：朱传奇王磊陈礼鹏张宇王安铖安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001

为研究松软煤体超声波传播规律与破坏特征,选用型煤代替原煤,设定3条波速传播路径,运用MTS岩石力学实验机、PCI-Ⅱ声发射仪开展单轴压缩条件下煤体多路径波速同步监测试验,引入各向异性指数分析波速演化规律;选定3个横、纵向切面,采用C... 详细信息

为研究松软煤体超声波传播规律与破坏特征,选用型煤代替原煤,设定3条波速传播路径,运用MTS岩石力学实验机、PCI-Ⅱ声发射仪开展单轴压缩条件下煤体多路径波速同步监测试验,引入各向异性指数分析波速演化规律;选定3个横、纵向切面,采用CT扫描设备开展破坏特征观测试验,重构破坏后煤体细观几何结构,对比研究二维横纵切面裂隙分布差异性;探讨波速和三维裂隙体积的关系。结果表明:①随轴向应变的增加,平行、垂直加载方向及煤体平均波速均表现出先平稳后降低再平稳的基本规律,波速各向异性指数具有先平稳后增大再平稳的变化趋势;垂直加载方向波速最先下降,且降幅最大。②与纵向切面相比,破坏后煤体横向切面裂隙谱峰占比和裂隙分形维数均较大,裂隙密度较高,裂隙形态也较为复杂。③随裂隙体积的增大,破坏后煤体平均波速大致呈线性降低,单轴荷载作用下煤体内部裂隙扩展以平行加载方向为主,裂隙竖向线状扩展是造成各方向波速和横纵切面破坏特征差异性的主要原因。④与平行加载方向相比,采用垂直加载方向波速求得的损伤变量较大、评价煤体损伤破坏状态也更为可靠。现场采用声波评价煤体破坏状态时,将声波传播路径设置为垂直煤体受载(最大主应力)方向,有利于提高预测失稳事故的合理性。

关键词：松软煤体损伤破坏裂隙分布各向异性指数 CT扫描

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基于CT扫描的煤体裂隙演化与破坏状态表征

中国矿业大学学报 2024年第1期53卷 93-105页

作者：朱传奇谢广祥王磊安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001

为基于裂隙演化特征表征煤体破坏状态,针对原煤试样,采用CT扫描技术开展常规三轴压缩条件下煤体断面裂隙演化观测试验,重构内部三维裂隙可视化模型,分析裂隙分布形态与特征参数变化规律,基于裂隙面积定义断面(煤体)破坏状态表征指标Ti(... 详细信息

为基于裂隙演化特征表征煤体破坏状态,针对原煤试样,采用CT扫描技术开展常规三轴压缩条件下煤体断面裂隙演化观测试验,重构内部三维裂隙可视化模型,分析裂隙分布形态与特征参数变化规律,基于裂隙面积定义断面(煤体)破坏状态表征指标Ti(T),并检验指标的准确性和合理性.研究结果表明:随煤体轴向应变的增加,含初始裂隙断面裂隙面积和分形维数均先减小后增大,而无初始裂隙断面裂隙面积和分形维数均先不变后增大.煤体失稳破坏过程中,Ti呈现出先减小(或不变)后增大的变化趋势,且与传统损伤变量相比,变化幅度更大,更能准确量化煤体断面破坏程度.随煤体轴向应变的增加,T表现出先减小后增大的基本规律,与煤体三维裂隙体积变化具有高吻合性.

关键词： CT扫描原煤裂隙演化破坏状态表征指标

淮南煤田各类型地质体CCS源汇潜力评估及其匹配性

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煤炭学报 2024年第8期49卷 3580-3592页

作者：方辉煌桑树勋张平松刘世奇王章飞郭金冉陈锐安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 合肥国家综合科学中心能源研究所安徽合肥230000 中国矿业大学低碳能源研究院江苏省煤基CO_(2)捕集与地质存储重点实验室江苏徐州221116

开展淮南煤田各类型地质体CCUS源汇潜力评估及其匹配性研究,对于CO_(2)–ECBM技术工程化推广意义深远。以淮南煤田各类型地质体(深部不可采煤层、残留煤体、采空区)为研究对象,首先,探讨了各类型地质体CO_(2)地质封存潜力评估方法;其次... 详细信息

开展淮南煤田各类型地质体CCUS源汇潜力评估及其匹配性研究,对于CO_(2)–ECBM技术工程化推广意义深远。以淮南煤田各类型地质体(深部不可采煤层、残留煤体、采空区)为研究对象,首先,探讨了各类型地质体CO_(2)地质封存潜力评估方法;其次,分析了各类型地质体CO_(2)地质封存潜力;然后,基于成本最低目标函数及改进节约里程法,开展了CO_(2)地质封存源汇匹配研究,并优化了其管网设计;最后,基于3步走思路,提出了CCS源汇管网规划设计思路的系统建议。研究结果表明:燃煤电厂年平均CO_(2)排放量为0.588亿t,深部不可采煤层、残留煤体及采空区内CO_(2)地质封存总潜力分别为7.6200亿、0.0517亿、0.8246亿t,可分别封存CO_(2)12.97 a、0.088 a及1.40 a;10 a周期内,深部不可采煤层可封存CO_(2)5.876亿t,累计规划管道217.0960 km,需要资金373亿美元;1.45 a周期内,生产矿井及关闭矿井可封存CO_(2)0.852亿t,累计规划管道464.5161 km,需要资金73.6亿美元;基于改进节约里程法,CCS源汇匹配各地质封存汇点累计节约里程266.6127 km,累计节约成本11.21亿美元,分别占管道运输总里程、总成本的57.40%、79.95%;基于3步走思路,可分阶段、分区域实现淮南煤田各CO_(2)排放源及CO_(2)封存汇的全线贯通,可实现CO_(2)的全部运输及地质封存。

关键词：碳捕集、利用与封存(CCUS) 源汇匹配模型 CO_(2)地质封存节约里程法深部不可采煤层淮南煤田

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基于全局一致性网络的参数化人体网格重建

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 19-28页

作者：鲍文霞田如震王年陈和木杨先军安徽大学电子信息工程学院安徽合肥230601 安徽医科大学第一附属医院安徽合肥230022 中国科学院合肥物质科学研究院安徽合肥230031

人体网格重建(HMR)在人机交互和虚拟/增强现实等领域有广泛应用。为了进一步提高基于图像的人体网格重建中人体姿势和形状估计的精度,提出了基于混合逆运动学的全局一致性深度卷积神经网络,用于参数化人体网格重建(GloCoNet)。为了增强... 详细信息

人体网格重建(HMR)在人机交互和虚拟/增强现实等领域有广泛应用。为了进一步提高基于图像的人体网格重建中人体姿势和形状估计的精度,提出了基于混合逆运动学的全局一致性深度卷积神经网络,用于参数化人体网格重建(GloCoNet)。为了增强网络的全局一致性和全局上的长程依赖,该网络在特征提取网络基础上,设计了全局一致性增强器(GCB)模块,它能够增强模型对全局信息的感知能力和表达能力,并且使模型能够自适应地调整不同通道和空间位置的特征图权重。然后引入了多头注意力机制(MHSA)来捕获模型全局上的长程依赖,它可以帮助模型在处理长期依赖时更好地捕捉到关键的关系和模式,并建模全局上下文信息,从而更好的丰富特征子空间的多样性。同时,该网络采用混合逆运动学的方法弥合人体网格估计和3D人体关节点估计之间的差距,最终提升人体3D姿势和形状估计的准确度。实验结果表明,GloCoNet模型在公开的Human 3.6 M数据集上以平均每关节51.3 mm的位置误差(MPJPE)显著优于先前的主流方法。

关键词：人体网格重建全局一致性混合逆运动学人体参数

符号图下含扰动的多智能体系统预定时间二分一致性

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控制与决策 2024年第5期39卷 1517-1526页

作者：马小陆谭毅波梅宏安徽工业大学电气与信息工程学院安徽马鞍山243002 南京航空航天大学航天学院南京210000

研究符号图下具有扰动的多智能体系统二分一致性控制问题.考虑了线性系统、非线性不确定系统以及切换拓扑的情况,分别提出相应的预定时间控制器,各控制器可使系统在预定时间内实现二分一致性.通过Lyapunov稳定性理论、代数图论和矩阵分... 详细信息

研究符号图下具有扰动的多智能体系统二分一致性控制问题.考虑了线性系统、非线性不确定系统以及切换拓扑的情况,分别提出相应的预定时间控制器,各控制器可使系统在预定时间内实现二分一致性.通过Lyapunov稳定性理论、代数图论和矩阵分析等验证算法的准确性;仿真对比实验验证了所提算法的可行性和有效性;相较于有限时间控制算法,所提算法的收敛时间不依赖于初始状态,可以通过选择单一时间参数设定系统收敛时间上界;相较于固定时间控制算法,所提算法预设收敛时间与控制算法参数无关,设定简单,具有更低的保守性.

关键词：符号图多智能体系统二分一致性线性系统非线性不确定系统切换拓扑预定时间

加装螺旋导流板的双层铜管换热器传热性能分析

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西安交通大学学报 2024年第8期58卷 114-123页

作者：孙亚茹李德权季家东华子森安徽理工大学数学与大数据学院安徽淮南232001 安徽理工大学人工智能学院安徽淮南232001 安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001

为提高螺旋铜管(SCT)换热器的综合传热性能,通过在换热器内加装螺旋形导流板,采用双向流固耦合计算方法,分析了不同入口流速和导流板安装位置下对换热器内部双层SCT的振动和传热性能的影响。数值结果表明:双层SCT换热器外层SCT的振动强... 详细信息

为提高螺旋铜管(SCT)换热器的综合传热性能,通过在换热器内加装螺旋形导流板,采用双向流固耦合计算方法,分析了不同入口流速和导流板安装位置下对换热器内部双层SCT的振动和传热性能的影响。数值结果表明:双层SCT换热器外层SCT的振动强度明显高于内层;无振动时内层SCT的传热系数高于外层,有振动时外层SCT的传热系数高于内层;随着入口流速增加,内外层SCT的振幅均增大,传热系数提高;导流板的安装位置会直接影响SCT的振动和传热特性,且在SCT呈现最大振动强度和最佳传热性能时的安装位置并不相同;对比振动强化传热参数Q PEC和综合传热性能因子R JF发现,双层SCT换热器的Q PEC和R JF均高于单层,两螺旋导流板分别安装在换热器的左、下位置时,Q PEC最大,安装在换热器的左、上位置时,R JF最大且比安装在左、下位置时最高增大了7.99%。该研究可为高性能SCT换热器的设计提供理论和数据支撑。

关键词：螺旋铜管换热器螺旋导流板综合传热性能振动强化传热