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双拉盖尔-高斯腔光力系统中的腔内压缩冷却研究

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光学学报 2024年第3期44卷 271-279页

作者：廖庆洪邱海燕程绍平朱泓宇曾永强南昌大学信息工程学院电子信息工程系江西南昌330031

机械振子的冷却是腔光力学研究的重要方向之一。计算光力噪声谱和稳态的最终声子数,对基于耦合光学参量放大器(OPA)的双拉盖尔-高斯腔光力系统中的腔内压缩冷却问题进行研究。在弱耦合条件下,利用微扰近似理论方法得出系统的光力噪声谱... 详细信息

机械振子的冷却是腔光力学研究的重要方向之一。计算光力噪声谱和稳态的最终声子数,对基于耦合光学参量放大器(OPA)的双拉盖尔-高斯腔光力系统中的腔内压缩冷却问题进行研究。在弱耦合条件下,利用微扰近似理论方法得出系统的光力噪声谱,基于费米黄金法则的理论计算出稳态下的最终声子数的解析表达式。利用入射泵浦光驱动腔场内耦合的OPA,使腔场内形成强烈的非线性压缩效应,量子反作用加热过程得到有效抑制,系统净冷却率得到显著提高。此外,讨论了其他系统参数对机械振子冷却的影响。最后研究了系统的稳态声子数,声子数可以在较大参数范围内小于1。该方案能有效地降低机械振子的冷却极限。

关键词：量子光学双拉盖尔-高斯腔基态冷却腔内压缩光力噪声谱

FeGa膜/AT切石英晶片双面复合蝶形谐振磁场传感器

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仪器仪表学报 2024年第3期45卷 17-25页

作者：杨晓朋文玉梅陈冬雨李平上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

蝶形磁致伸缩膜由于磁汇聚,其中心区域的磁致伸缩应变增强,但是和矩形AT切石英晶片复合时,磁膜耦合至矩形晶片电极区的应变会向周围无磁膜区域扩散,降低应变对晶片厚度剪切振动的作用,降低磁场传感器灵敏度。提出AT切石英晶片和FeGa膜... 详细信息

蝶形磁致伸缩膜由于磁汇聚,其中心区域的磁致伸缩应变增强,但是和矩形AT切石英晶片复合时,磁膜耦合至矩形晶片电极区的应变会向周围无磁膜区域扩散,降低应变对晶片厚度剪切振动的作用,降低磁场传感器灵敏度。提出AT切石英晶片和FeGa膜形状一样的蝶形谐振磁场传感器,蝶形晶片可以将蝶形磁膜增强的晶片应变汇聚至晶片电极区,以提高传感器灵敏度。仿真结果预测,在23.8~118.9 Oe的磁场范围内,蝶形结构的灵敏度为蝶形磁膜/矩形晶片结构的3.73倍。通过微机械加工,制作了蝶形器件,对实际器件测试的结果表明,在76.4~117 Oe的线性区间内,蝶形传感器的灵敏度可达-29.08 Hz/Oe。

关键词：谐振磁场传感器 AT切石英 FeGa膜蝶形结构

基于第一性原理的静水压对立方相CsPbBr3材料光电性质的影响

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激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 373-381页

作者：何薇武向农张毅闻上海师范大学信息与机电工程学院上海200234 上海师范大学数理学院上海200080

考虑到同一模型下立方相CsPbBr3材料的光电性质覆盖不全的问题,基于第一性原理深入研究了静水压对材料结构和光电性质的影响。研究结果表明:随着静水压从0增加到7 GPa,CsPbBr3的带隙从1.80 eV减小至0.74 eV,Cs—Br和Pb—Br的键长分别减... 详细信息

考虑到同一模型下立方相CsPbBr3材料的光电性质覆盖不全的问题,基于第一性原理深入研究了静水压对材料结构和光电性质的影响。研究结果表明:随着静水压从0增加到7 GPa,CsPbBr3的带隙从1.80 eV减小至0.74 eV,Cs—Br和Pb—Br的键长分别减小0.31?和0.22?,原子之间的耦合作用增强;当静水压为7GPa时,CsPbBr3的静态介电常数、静态折射率和静态反射系数分别增大8.7%、5.0%、12.0%,电子的跃迁程度和迁移速率增加;当CsPbBr3落在低能区时,静水压可以同时使介电函数虚部、消光系数、吸收系数、导电率和损失函数等参数的边缘能量从0.94eV减小到0.69eV,导电率增加17.7%,消光系数平均增加11.5%;当CsPbBr3落在高能区时,静水压可使损失函数平均增加20.6%;另外,在紫外可见光和近红外区域内静水压使得CsPbBr3的吸收系数分别提高为原始的1.1和4.7倍,对光的吸收能力增强。这些特性能够拓展材料的应用范围。

关键词：光电性质 CsPbBr3 第一性原理静水压

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结合区域生长与容差机制的暗通道去雾算法

光电子．激光 2024年第3期35卷 293-302页

作者：杨朔张相芬姜臻袁非牛上海师范大学信息与机电工程学院上海201418

针对传统的暗通道先验算法在处理带有大面积天空区域的有雾图像时出现明显的块效应、色彩失真和亮度偏低等问题,提出了一种结合区域生长与容差机制的去雾算法。首先通过灰度图腐蚀求出暗通道;接着利用种子区域生长法分割出天空区域,并... 详细信息

针对传统的暗通道先验算法在处理带有大面积天空区域的有雾图像时出现明显的块效应、色彩失真和亮度偏低等问题,提出了一种结合区域生长与容差机制的去雾算法。首先通过灰度图腐蚀求出暗通道;接着利用种子区域生长法分割出天空区域,并把天空区域的平均灰度值作为大气光值估计;然后结合大气散射模型得到粗略的透视率,并采用改良的容差机制和引导滤波对透视率进行修正和细化;最后,引入Retinex法对图像进行后处理,进一步调整色彩和亮度。实验结果表明,本文提出的去雾算法对带有天空区域的图像去雾效果明显,天空区域的色彩有了显著改善,图像整体清晰明亮。

关键词：透视率修正图像去雾暗通道先验天空分割区域生长 Retinex算法

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齿轮箱圆锥轴承故障信号的时域分析方法研究

机械设计与制造 2024年第5期399卷 60-63页

作者：李志凤西华师范大学电子信息工程学院四川南充637002

高速列车维护维修过程中最重要的环节之一是对转向架上齿轮箱及其圆锥轴承进行安全性能检测,如何根据不同服役里程来确定轴承的维修等级以及通过监测轴承运行状态参数达到排查故障的目的,具有重要研究价值。这里以动车组齿轮箱中R215型... 详细信息

高速列车维护维修过程中最重要的环节之一是对转向架上齿轮箱及其圆锥轴承进行安全性能检测,如何根据不同服役里程来确定轴承的维修等级以及通过监测轴承运行状态参数达到排查故障的目的,具有重要研究价值。这里以动车组齿轮箱中R215型圆锥轴承为研究对象,在生产现场对不同服役状态的圆锥轴承进行了标准的跑合试验,并通过有量纲和无量纲多组时域参数进行分析,结果表明服役超过120万公里齿轮箱轴承的各项参数指标均大于未服役的新轴承的各项参数指标。由此可见,利用时域分析方法可以初步判定齿轮箱轴承的故障状态,为进一步定量诊断轴承的磨损程度与故障类型提供参考。

关键词：齿轮箱轴承振动信号时频分析

基于改进乌鸦搜索算法的无人艇新型路径规划策略

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重庆大学学报 2024年第5期47卷 87-97页

作者：林蔚青林秀芳陈国童黄惠宁德师范学院信息与机电工程学院福建宁德352000 闽江学院物理与电子信息工程学院福州350108 福州大学机械工程及自动化学院福州350108

鉴于无人艇的实际航行需求,所规划的路径应满足顺滑性和经济性要求,为此提出一种基于改进乌鸦搜索算法和新型路径拟合方法的路径规划策略。文中提出一种新型路径拟合方法,用于优化转向点的数量并对转向点进行圆弧过渡处理,从而缩短路径... 详细信息

鉴于无人艇的实际航行需求,所规划的路径应满足顺滑性和经济性要求,为此提出一种基于改进乌鸦搜索算法和新型路径拟合方法的路径规划策略。文中提出一种新型路径拟合方法,用于优化转向点的数量并对转向点进行圆弧过渡处理,从而缩短路径长度,并保证无人艇在航速稳定的情况下实现转向,在此基础上提出一种改进的乌鸦搜索算法,用于优化路径转向点的位置。算法的改进主要体现在3个方面:采用反向学习策略以提高初始种群质量及多样性;提出一种动态变化的意识概率以提高算法局部和全局的搜索能力;采用莱维飞行策略以改善搜索的方向性和有效性。仿真结果表明,所提出的新型路径拟合方法优于B样条曲线拟合方法和直线段拟合方法。迭代计算和方差分析结果表明:在优化新型拟合路径方面,所提出的改进乌鸦搜索算法相较于标准乌鸦搜索算法、差分进化算法和遗传算法具有更高的收敛精度和鲁棒性,能更高效地处理无人艇路径规划的实际问题。

关键词：无人艇路径规划乌鸦搜索算法反向学习意识概率

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Ni/SiC纳米复合材料的力学性能和变形行为的分子动力学模拟

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复合材料学报 2024年

作者：马小强杨坤杰陈会涛钟国鑫刘建利蒋子仪宁夏师范学院物理与电子信息工程学院烟台大学装备与核工程学院平顶山学院电气与机械工程学院

Ni/SiC陶瓷金属基纳米复合材料具有出色的力学性能和抗辐照性能，使其成为熔盐反应堆结构材料的优选之一。本研究采用分子动力学模拟方法，研究了单轴拉伸速率和SiC体积分数对Ni/SiC纳米复合材料的拉伸力学性能的影响，并通过观察Ni/Si... 详细信息

Ni/SiC陶瓷金属基纳米复合材料具有出色的力学性能和抗辐照性能，使其成为熔盐反应堆结构材料的优选之一。本研究采用分子动力学模拟方法，研究了单轴拉伸速率和SiC体积分数对Ni/SiC纳米复合材料的拉伸力学性能的影响，并通过观察Ni/SiC纳米复合材料在单轴拉伸过程中的结构演变，揭示了该复合材料的变形机理。研究结果显示，Ni/SiC复合材料的杨氏模量与拉伸速率之间呈现半对数关系，该材料的屈服强度与拉伸速率相关，当拉伸速率小于1×109/s时，屈服强度基本保持不变，当拉伸速率超过此阈值时，屈服强度随拉伸速率增加而增大。此外，SiC体积分数对Ni/SiC复合纳米材料的拉伸力学性能也有重要影响，SiC体积分数的临界值（临界体积分数）计算结果为0.299±0.04。当SiC体积分数低于临界值时，Ni/SiC纳米复合材料的单轴拉伸性能主要由基体Ni的性质决定，且不存在应变硬化现象，其拉伸性能机理归因于Ni-Ni界面大量位错的释放而表现出优异的塑性性能。相反，当SiC体积分数超过临界值时，Ni/SiC纳米复合材料的力学行为主要受SiC影响。随着SiC体积分数的增加，应变硬化和脆性变得更加显著。最初的裂纹形成于Ni-Ni界面，并随着应变增加而扩展。Ni-Ni界面的滑移和SiC晶粒的旋转被确定为体系塑性变形的主要原因。这些发现有助于更好地理解Ni/SiC复合材料的力学性能及其潜在应用，对于熔盐反应堆结构材料的选用具有指导意义。

关键词： Ni/SiC纳米复合材料变形行为分子动力学变形机理

新型测量矩阵加速压缩感知分析目标电磁散射问题

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计算物理 2024年

作者：董岱王仲根孙玉发聂文艳郭飞王攀安徽大学电子信息工程学院安徽理工大学电气与信息工程学院淮南师范学院机械与电气工程学院

测量矩阵构造是压缩感知-矩量法技术中的关键步骤，应用随机抽取或均匀抽取构造测量矩阵会缺失阻抗矩阵中的关键信息，且得到的测量矩阵维数大、求解效率低。为有效抽取阻抗矩阵中关键信息构造测量矩阵，提出一种基于自适应交叉近似(ACA... 详细信息

测量矩阵构造是压缩感知-矩量法技术中的关键步骤，应用随机抽取或均匀抽取构造测量矩阵会缺失阻抗矩阵中的关键信息，且得到的测量矩阵维数大、求解效率低。为有效抽取阻抗矩阵中关键信息构造测量矩阵，提出一种基于自适应交叉近似(ACA)算法的新型测量矩阵构造方法。首先，将目标进行子域划分，每个子域找出与之耦合性最弱的子域并进行标记;然后，对标记子域间的互阻抗矩阵应用ACA算法进行压缩，利用该过程中产生的行索引抽取原阻抗矩阵对应的行，得到测量矩阵。与传统方法相比，新方法构造的测量矩阵维数更低，计算效率得到显著提高。数值结果证明了该方法的有效性。

关键词：压缩感知测量矩阵矩量法自适应交叉近似算法

基于改进MobileViT的鱼群摄食行为分类模型

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农业机械学报 2024年

作者：徐立鸿黄志尊龙伟蒋林华童欣湖州师范学院信息工程学院同济大学电子与信息工程学院

鱼群摄食的精准投喂技术是实现智慧化水产养殖的一项关键技术。近年来，基于计算机视觉技术构建精准投喂模型，从而实现投喂的精准化，已成为研究热点。但目前大多数研究都是基于水质较清晰的室内养殖池，不太适用于开放式养殖环境。针... 详细信息

鱼群摄食的精准投喂技术是实现智慧化水产养殖的一项关键技术。近年来，基于计算机视觉技术构建精准投喂模型，从而实现投喂的精准化，已成为研究热点。但目前大多数研究都是基于水质较清晰的室内养殖池，不太适用于开放式养殖环境。针对实际情况，本研究通过水上视角采集构建了一套详尽的开放式池塘数据集，并对数据集进行数据增强增加其多样性，然后在轻量化神经网络MobileViT基础上，将CBAM注意力模块与MV2模块结合设计了CBAM-MV2模块，并嵌入BiLSTM循环神经网络用于识别分类，提出改进后的MobileViT-CBAM-BiLSTM模型，提高了模型预测能力、鲁棒性和泛化性能，实现了鱼群摄食行为的三分类。实验结果显示，改进后的MobileViT在采集的视频帧数据集上明显优于改进之前的MobileViT，准确率达到98.61%，Macro-f1达到98.79%，相对于原始MobileViT准确率提高6.33个百分点，Macro-f1提高6.75个百分点。

关键词：精准投喂 MobileViT BiLSTM CBAM 鱼群摄食强度分类模型