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HFE-7100平行微通道流动沸腾实验

物理学报 2024年第5期73卷 178-189页

作者：解奕晨庄晓如岳思君李翔余鹏鲁春南方科技大学力学与航空航天工程系深圳518055 深圳职业技术大学机电工程学院深圳518055

微通道流动沸腾冷却技术兼具相变潜热和微尺度效应的诸多优点,是解决微电子器件热致失效问题的重要方法之一.HFE-7100是一种安全环保的电子氟化液,特别适用于微电子器件的冷却.本文在水力直径为0.5 mm的矩形平行微通道内,对HFE-7100的... 详细信息

微通道流动沸腾冷却技术兼具相变潜热和微尺度效应的诸多优点,是解决微电子器件热致失效问题的重要方法之一.HFE-7100是一种安全环保的电子氟化液,特别适用于微电子器件的冷却.本文在水力直径为0.5 mm的矩形平行微通道内,对HFE-7100的流动沸腾传热和两相流动特性进行了实验研究,测量范围为常压下质量流率88.9-277.8 kg·m^(-2)·s^(-1)、入口过冷度20.5-35.5℃和有效热流密度12-279 kW·m^(-2).本文分析了质量流率、入口过冷度、有效热流密度和干度对传热系数和压降的影响,发现在较低的入口过冷度下HFE-7100出现了沸腾迟滞现象,且增大入口过冷度和质量流率会延缓沸腾起始点的发生,且会提高传热系数和临界热流密度.两相压降受有效热流密度影响较大,且在定干度下不同质量流率的两相压降在塞状流和环状流阶段有明显差异.同时,通过观测两相流型,对流动沸腾传热现象进行了分析.本文还将两相压降实验数据与文献关联式预测值进行了对比,与Lockhart提出的关联式预测值偏差为19.6%.本文研究结果可为微电子器件散热设备的优化设计提供理论指导:以HFE-7100作为传热工质并将微通道流动沸腾冷却技术应用于微电子器件散热设备,可以提高设备的稳定性和可靠性;在不同热流密度的设备中通过控制入口过冷度和质量流率可有效地提升其散热性能;采用Lockhart提出的两相压降关联式可预测散热设备所需的泵功.

关键词：流动沸腾微通道 HFE-7100 传热电子器件

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深度神经网络的测试输入选择与度量标准研究综述

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计算机工程与应用 2024年第6期60卷 27-42页

作者：严荭杨丰玉钟依慧熊宇陈雨安南昌航空大学数据科学与技术系南昌330063

随着深度神经网络在各个领域受到广泛应用,对其进行测试评估并确保其安全性显得尤为重要。测试输入选择方法可以帮助在测试数据集规模较大且标注成本较高的情况下,对测试样本进行选择与排序,以提高测试效率和测试覆盖率。为了深入了解... 详细信息

随着深度神经网络在各个领域受到广泛应用,对其进行测试评估并确保其安全性显得尤为重要。测试输入选择方法可以帮助在测试数据集规模较大且标注成本较高的情况下,对测试样本进行选择与排序,以提高测试效率和测试覆盖率。为了深入了解深度神经网络测试输入选择领域的研究进展,对近5年来91篇相关领域的学术论文进行了系统梳理。介绍了深度神经网络测试的基本概念和流程,包括深度学习系统的构建、测试输入的选择和测试结果的评估;概括分析了各种度量标准和测试输入选择方法的适用场景与不足之处,以及彼此之间的相互联系。最后,指出了当前深度神经网络测试输入选择与评估工作面临的挑战和机遇。

关键词：深度神经网络测试测试输入度量标准测试输入选择测试输入优先级

基于增材制造技术的自修复结构设计及修复性能研究

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中国机械工程 2024年第1期35卷 144-151页

作者：张镇郭策胡财吉郑威南京航空航天大学机电学院南京210016

以轻质夹芯板类结构件为主要研究对象,根据结构的断裂破坏形式,开展了结构自修复设计和实现方法的研究。通过增材制造技术完成结构样件的制备,并进一步通过实验测试对比分析了修复后结构力学性能的恢复效果。研究结果表明所设计的夹芯... 详细信息

以轻质夹芯板类结构件为主要研究对象,根据结构的断裂破坏形式,开展了结构自修复设计和实现方法的研究。通过增材制造技术完成结构样件的制备,并进一步通过实验测试对比分析了修复后结构力学性能的恢复效果。研究结果表明所设计的夹芯板自修复结构对裂纹具有较好的修复能力,修复后结构的抗压力学性能恢复到原结构的85.6%。

关键词：鞘翅轻质结构自修复增材制造裂纹

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基于虚拟样本生成的铺丝表面缺陷检测

航空学报 2024年第1期45卷 260-274页

作者：甘纪强王小平南京航空航天大学机电学院南京210016

自动铺丝构件在实际生产过程中会受到环境和工艺等因素的影响,从而导致缺陷的产生并对铺丝构件以及装配整体带来严重危害。由于自动铺丝成型技术的保密性以及制造工艺昂贵和耗时等因素,有关缺陷图像的样本数据集难以获取,造成了小样本... 详细信息

自动铺丝构件在实际生产过程中会受到环境和工艺等因素的影响,从而导致缺陷的产生并对铺丝构件以及装配整体带来严重危害。由于自动铺丝成型技术的保密性以及制造工艺昂贵和耗时等因素,有关缺陷图像的样本数据集难以获取,造成了小样本学习的问题。提出通过虚拟样本生成的方法来扩容数据集并将其作为目标检测网络的输入训练样本。针对铺丝缺陷特点,在YOLOv5s中添加坐标注意力机制来优化设计,得到最终的目标检测网络模型并命名为Place-YOLO,其精度值为0.941,平均精度均值mAP为0.833,与原始YOLOv5s相比提升了1.8%。

关键词：自动铺丝生成对抗网络虚拟样本生成目标检测注意力机制

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皮肤肿瘤早期筛查的快速无创电阻抗检测方法

生物化学与生物物理进展 2024年第5期51卷 1161-1173页

作者：彭俊文胡松佩洪志扬王莉莉刘凯姚佳烽南京航空航天大学机电学院南京210016

目的随着环境问题和臭氧层空洞化的加剧,皮肤肿瘤的患病率也大幅增加,但是皮肤肿瘤前期隐蔽性高、症状不明显,导致大部分病例都是在中晚期发现的。因此,本文基于生物阻抗谱(bioimpedance spectroscopy,BIS)技术,提出一种皮肤肿瘤早期筛... 详细信息

目的随着环境问题和臭氧层空洞化的加剧,皮肤肿瘤的患病率也大幅增加,但是皮肤肿瘤前期隐蔽性高、症状不明显,导致大部分病例都是在中晚期发现的。因此,本文基于生物阻抗谱(bioimpedance spectroscopy,BIS)技术,提出一种皮肤肿瘤早期筛查的快速无创电阻抗检测方法。方法首先,建立四层皮肤模型,采用数值分析方法研究角质层对BIS测量的阻碍作用。其次,使用去除角质层的皮肤模型研究混有不同半径和浸润深度的皮肤肿瘤组织电学特性。最后,使用凝胶处理后的猪皮组织实验验证肿瘤浸润深度(h)的影响。结果角质层仿真结果表明,去除角质层的皮肤对激励信号的响应更明显。皮肤肿瘤模型仿真表明,当肿瘤半径(R_(tumor))及h>1.5 mm时能够区分肿瘤组织与正常组织。同时根据实验结果中正常组织与肿瘤组织虚部弛豫阻抗(Z_(imag-relax))定义了组织病变度(ε_(worse),为肿瘤组织虚部阻抗相对于正常组织虚部阻抗变化的百分比),并绘制了肿瘤组织浸润深度(Depth)与Z_(imag-relax)的拟合曲线。当ε_(worse)=0.4920时,BIS即可识别微浸润肿瘤组织,且拟合曲线修正决定系数为0.9468,拟合效果良好。结论基于BIS技术的方法具有实时、便捷、无创的优点,有望应用于皮肤肿瘤的检测。

关键词：皮肤癌检测无创/实时肿瘤早筛应用生物阻抗谱

基于激光原位预热的连续纤维增材制造层间强化机理研究

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机械工程学报 2024年第1期60卷 44-53页

作者：陈意伟单忠德范聪泽宋亚星宋文哲南京航空航天大学机电学院南京210016 国家先进印染技术创新中心泰安271000 南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

连续纤维复合材料增材制造具有成形自由度高、材料利用率高、模具依赖度低等优点,能够实现复合材料的快速低成本一体化制造,满足航空航天等领域复材构件短周期高性能的成形需求。但基于层层堆积成形原理的连续纤维复合材料制件层间性能... 详细信息

连续纤维复合材料增材制造具有成形自由度高、材料利用率高、模具依赖度低等优点,能够实现复合材料的快速低成本一体化制造,满足航空航天等领域复材构件短周期高性能的成形需求。但基于层层堆积成形原理的连续纤维复合材料制件层间性能较差,在长期使役过程中极易出现分层失效,严重限制其广泛应用。本研究提出了基于激光原位预热的连续纤维增材制造成形方法,通过建立基于“生死单元”技术的有限元仿真模型,揭示了激光预热对增材制造成形温度分布及其演变规律,并通过实验验证了其对改善成形制件层间性能的有效性,最终获得了激光预热的层间强化机理。结果表明,激光预热能够快速加热样件表面温度,促进层间树脂的熔合粘接,并进一步促进成形丝材的重熔浸渍,相较于未经预热样件,激光预热后层间剪切强度最大提升115%。

关键词：连续纤维增材制造激光预热层间强化生死单元

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间歇运行下地埋管周围土壤热湿特性实验研究

太阳能学报 2024年第6期45卷 44-50页

作者：徐昭何伟王义天贾臻邾茂盛庾汉成合肥工业大学建筑环境与技术工程系合肥230009 青海建筑职业技术学院市政机电系西宁810012

搭建地源热泵地埋管周围土壤热湿传递的试验台,对初始含水率、防水层、保温层以及相变回填材料等因素对土壤热量和水分传递的影响进行探究。沙箱实验结果表明:竖直埋管的热量会引起周围土壤的温度传递和水分迁移,土壤初始含水率的提高... 详细信息

搭建地源热泵地埋管周围土壤热湿传递的试验台,对初始含水率、防水层、保温层以及相变回填材料等因素对土壤热量和水分传递的影响进行探究。沙箱实验结果表明:竖直埋管的热量会引起周围土壤的温度传递和水分迁移,土壤初始含水率的提高有利于温度恢复和地埋管换热,系统运行期间的温度峰值随初始含水率的增加而降低,防水层、保温层和相变回填材料也会对温度峰值和温度恢复产生影响。温度梯度和水力梯度是引起水分迁移的主要因素,在15%初始含水率时,温度梯度占据主导,驱动水分沿径向向远处扩散;在25%初始含水率时,水力梯度占据主导,水分沿深度向下渗透。

关键词：地源热泵土壤温度土壤湿度相变材料

微晶玻璃固结磨料研磨加工亚表面损伤预测研究

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表面技术 2024年第2期53卷 158-167页

作者：王科荣宗傲牛凤丽张羽斐朱永伟南京航空航天大学机电学院南京210016 南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室南京210016 金华职业技术学院机电工程学院浙江金华321000

目的快速、准确预测微晶玻璃在研磨加工过程中的亚表面损伤状况,制定合理的加工工艺。方法通过建立微晶玻璃的离散元模型,仿真分析了研磨压力等研磨工艺参数对工件亚表面损伤的影响规律,并采用角度抛光法对研磨后微晶玻璃的亚表面损... 详细信息

目的快速、准确预测微晶玻璃在研磨加工过程中的亚表面损伤状况,制定合理的加工工艺。方法通过建立微晶玻璃的离散元模型,仿真分析了研磨压力等研磨工艺参数对工件亚表面损伤的影响规律,并采用角度抛光法对研磨后微晶玻璃的亚表面损伤状况进行了实验验证。结果采用W14金刚石固结磨料垫研磨微晶玻璃,当研磨压力为10 kPa时,工件亚表面裂纹层深度为1.75μm,当研磨压力降低至3.5 kPa时,工件亚表面裂纹层深度为1.38μm;随着研磨压力的降低,亚表面微裂纹数量减少。研磨残余应力层分布深度大于微裂纹层的,且在微裂纹的尖端存在较大的残余拉应力。结论角度抛光法得到的亚表面裂纹层深度与仿真结果一致,偏差范围为-10.87%~11.29%,残余应力仿真结果与试验结果的偏差为7.89%。离散元仿真能够比较准确地预测固结磨料研磨微晶玻璃的亚表面损伤状况,为其研磨抛光工艺参数的制定提供了理论参考依据。

关键词：微晶玻璃固结磨料研磨亚表面损伤残余应力离散元仿真

基于原子模拟的金属Fe晶界能与晶界取向相关性分析

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金属学报 2024年第9期60卷 1289-1298页

作者：黄曾鑫蒋逸航赖春明吴庆捷刘大海杨亮南昌航空大学工程训练中心南昌330063 南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063 湖南化工职业技术学院机电工程学院株洲412000

晶界能(γ)会显著影响金属材料的诸多物理和力学性能,然而bcc金属内γ与晶界取向间相关性特征的认识仍非常有限。为揭示这些潜在特征,本研究采用截断球状双晶分子动力学模型,计算了bcc金属Fe内涵盖0°~180°取向差角(θ)、40个取向差轴... 详细信息

晶界能(γ)会显著影响金属材料的诸多物理和力学性能,然而bcc金属内γ与晶界取向间相关性特征的认识仍非常有限。为揭示这些潜在特征,本研究采用截断球状双晶分子动力学模型,计算了bcc金属Fe内涵盖0°~180°取向差角(θ)、40个取向差轴(O)共1568组倾斜晶界的能量,统计性分析了γ与晶界取向参数的相关性并揭示了相关机理。结果表明,对于具有不同O的晶界,γ随θ的变化趋势在大角度范围内会存在显著差异;从统计性角度来看,γ在θ和偏转角较小时整体上随这2类角度的增大而提高,随后整体保持平稳。非重位点阵晶界的能量并不高于重位点阵(coincidence site lattice,CSL)晶界,在较小θ范围内随θ的变化趋势与CSL晶界相同。当O从取向投影三角形的内部向边部再向顶点变化时,倾斜晶界结构的对称性整体上逐渐升高从而对应能量逐渐降低,顶点附近的能量整体最低。具有低Miller指数或高密排晶界面的晶界并不一定具有较低能量,γ整体上随晶界面对应表面能的增大而升高直至整体保持平稳。γ与重位因子(Σ)整体上无可见相关性,但固定O下γ(θ)曲线上的能量低谷一般都位于具有极小Σ的晶界。此外,还发现bcc金属中γ与晶界取向之间潜在的相关性及规律与fcc金属部分相似或相同。

关键词：晶界晶界能晶体取向 bcc 原子模拟