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固体微结构物理国家重点实验室

中国基础科学 2006年第3期8卷 42-43页

作者：固体微结构物理国家重点实验室固体微结构物理国家重点实验室

南京大学固体微结构物理国家重点实验室始建于1984年,1985年被批准对外开放,1987年正式通过国家验收,是国内首批建设、开放的国家重点实验室之一.著名的物理学家冯端院士、闵乃本院士以及邢定钰教授等曾先后担任实验室主任.现任实验室... 详细信息

南京大学固体微结构物理国家重点实验室始建于1984年,1985年被批准对外开放,1987年正式通过国家验收,是国内首批建设、开放的国家重点实验室之一.著名的物理学家冯端院士、闵乃本院士以及邢定钰教授等曾先后担任实验室主任.现任实验室主任是王牧教授,学术委员会主任为闵乃本院士.

关键词：国家重点实验室物理学家微结构国家自然科学基金委员会固体实验室主任南京大学学术委员会计划委员会对外开放

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涡扇发动机及其执行机构性能衰退影响分析

推进技术 2025年

作者：王亚伟邹泽龙张康鑫黄金泉鲁峰南京航空航天大学航空航天结构力学与控制国家重点实验室

涡扇发动机长期运行中不可避免地会发生性能退化，针对某型涡扇发动机寿命期内运行数据，提出一种基于发动机及执行机构联合仿真平台的性能衰退影响分析方法。联合仿真平台利用AMESim建立航空燃油泵执行机构模型，在Simulink中建立发动... 详细信息

涡扇发动机长期运行中不可避免地会发生性能退化，针对某型涡扇发动机寿命期内运行数据，提出一种基于发动机及执行机构联合仿真平台的性能衰退影响分析方法。联合仿真平台利用AMESim建立航空燃油泵执行机构模型，在Simulink中建立发动机模型并设计无模型滑模自适应控制器，与执行机构模型完成集成。本文在联合仿真平台上对涡扇发动机部件健康参数进行估计，考虑到发动机运行时由于内部环境恶劣只能布置有限数量的传感器，因此选取有限的测量参数，对待估的健康参数组合进行优化，并确定在状态可估条件下的最少传感器组合方案。结合寿命周期内性能退化数据，进行面向发动机退化与执行机构退化的自适应控制仿真。仿真结果表明：优化后的状态估计方案能够准确评估发动机性能退化。所设计的控制算法随着发动机发生退化，超调量增大了27.27%，同时考虑执行机构性退化时，无模型滑模自适应控制算法的调节时间相较于无退化时增加了2.65 s，超调量增大了33.3%。

关键词：涡扇发动机健康参数估计性能退化执行机构无模型自适应 AMESim/Simulink

蒙特卡洛方法在生物组织光传播模拟中的应用及优化

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中国激光 2025年

作者：张浩刘轶锋吴文娟李东陈斌西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室

蒙特卡洛法（Monte Carlo method, MC）在生物组织光传播模拟中被广泛应用，传统的基于结构化网格的蒙特卡洛方法（Voxel-based Monte Carlo method, VMC）计算速度快，但在处理复杂曲面界面时存在较大误差。而基于非结构化四面体网格... 详细信息

蒙特卡洛法（Monte Carlo method, MC）在生物组织光传播模拟中被广泛应用，传统的基于结构化网格的蒙特卡洛方法（Voxel-based Monte Carlo method, VMC）计算速度快，但在处理复杂曲面界面时存在较大误差。而基于非结构化四面体网格的蒙特卡洛方法（Tetrahedron-based Monte Carlo method, TMC）则对复杂曲面适应性较好，但计算成本较高。本文分析了VMC与TMC两种蒙特卡洛方法在不同条件下的适用性及误差情况。计算结果显示当曲面界面两边折射率差异不大时，VMC计算结果与TMC接近；但当曲面界面两边折射率差异较大时，VMC计算结果会产生较大的计算误差。为解决这一问题，本文提出了一种基于坐标变换的修正方法，对VMC计算进行修正，对结果显示：经过坐标变换修正后，VMC的误差显著降低，尤其在光子穿越复杂界面时，其计算结果与传统四面体网格蒙特卡洛方法（TMC）趋于一致，最大误差可由51.3%降低至3.9%。此外，本文还通过糖尿病视网膜病变激光治疗的实际案例验证了该方法在处理复杂光学场景中的有效性。实验结果表明，修正后的VMC不仅显著减少了伪影，还在计算效率和精度之间取得了良好平衡，为激光治疗和光学诊断提供了可靠的模拟方法。

关键词：蒙特卡洛方法光传播生物组织光学失配弯曲界面反射和折射

基于机器学习的黑云母成分判别花岗岩成因类型方法研究

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现代地质 2025年

作者：孙玉洁李晓彦张超大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系

黑云母的矿物成分能够反映岩浆的物理化学条件和演化历程。本文对来自I型、S型和A型花岗岩的1455个黑云母的主量元素数据进行了统计分析，结果表明：I型花岗岩的黑云母SiO2、TiO2、MgO和MnO的含量较高，S型花岗岩的黑云母则较为富含Al2O... 详细信息

黑云母的矿物成分能够反映岩浆的物理化学条件和演化历程。本文对来自I型、S型和A型花岗岩的1455个黑云母的主量元素数据进行了统计分析，结果表明：I型花岗岩的黑云母SiO2、TiO2、MgO和MnO的含量较高，S型花岗岩的黑云母则较为富含Al2O3和Na2O，A型花岗岩的黑云母FeOT的含量较高。通过黑云母成分估算表明，I型花岗岩形成于相对高温、低压和高氧逸度环境，而S型花岗岩通常形成于相对高压环境，氧逸度和温度均低于I型花岗岩。I型、S型和A型花岗岩中黑云母的F和Cl含量和富集程度也有明显的区别，其中A型花岗岩中的黑云母F和Cl的含量相对最高。黑云母成分具有判别花岗岩成因类型的巨大潜力，但已有的基于黑云母成分的分类模型仍存在较大不确定性。为了进一步提高黑云母成分对于花岗岩类型的识别可靠程度，本研究对比了基于黑云母离子占位数据应用了PCA、t-SNE、UMAP降维机器学习算法和基于决策树的随机森林（RF）、极端随机树（ERT）、梯度提升决策树（GBDT）、极端梯度提升（XGBoost）、轻量梯度提升（LightGBM）和CatBoost机器学习模型算法，对I型、S型和A型花岗岩成因类型进行了判别。结果显示，PCA、t-SNE、UMAP降维算法的判别准确率较低，而基于决策树的机器学习模型能够以94.5%以上的准确率对花岗岩类型进行判别。其中，***、***3+、***、***和***等5个阳离子占位是影响机器学习模型分类结果的关键预测因子。

关键词：黑云母机器学习 I型花岗岩 S型花岗岩 A型花岗岩

光学浮区法生长Bi掺杂β-Ga2O3单晶及其光谱性质研究

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人工晶体学报 2025年

作者：杨晓龙唐慧丽张超逸孙鹏黄林陈龙徐军刘波同济大学物理科学与工程学院先进微结构材料教育部重点实验室

超宽禁带半导体β-Ga2O3因其出色的光电特性而成为研究的焦点。元素掺杂对β-Ga2O3光谱性质的影响是材料科学领域的一个重要研究方向，具有显著的研究价值和应用前景。本研究通过光学浮区法（OFZ法），在CO2环境中成功生长出β-Ga2O3:6%... 详细信息

超宽禁带半导体β-Ga2O3因其出色的光电特性而成为研究的焦点。元素掺杂对β-Ga2O3光谱性质的影响是材料科学领域的一个重要研究方向，具有显著的研究价值和应用前景。本研究通过光学浮区法（OFZ法），在CO2环境中成功生长出β-Ga2O3:6% Bi单晶，并着重研究Bi掺杂β-Ga2O3单晶的光谱特性。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、扫描电子显微镜（SEM）结合能量色散X射线光谱（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）以及透过光谱和荧光光谱等先进的表征技术，对样品的晶体结构、元素组成及光谱特性进行了较全面的测试与分析。实验结果揭示，由于离子半径差异大Bi离子较难掺入β-Ga2O3晶格，掺入的Bi离子主要替代了GaO6八面体中的Ga3+离子位置。与非故意掺杂β-Ga2O3相比，Bi掺杂β-Ga2O3单晶在红外区域的透射率降低，载流子浓度增加；荧光发射光谱强度降低，荧光衰减时间缩短。这些发现不仅深化了对Bi掺杂β-Ga2O3单晶光谱特性的理解，而且为该材料在闪烁材料和辐射探测等领域的应用提供了技术启示。

关键词： Bi掺杂β-Ga O 光学浮区法晶体生长拉曼光谱光谱特性发射光谱强度荧光衰减时间

复合材料与紧固件间接触电性能对装配结构雷击损伤特性的影响

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复合材料学报 2025年

作者：姜臻辉孙晋茹郭永强李树姚学玲西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室

雷击防护对于飞行安全至关重要，机翼作为受到雷击频率较高的部位，目前缺少雷电流在其内部传导过程中对材料损伤的相关研究。本文针对接触界面电性能对雷击损伤的影响这一关键问题，通过实验及仿真方法研究了紧固件缠绕绝缘薄膜、缠绕... 详细信息

雷击防护对于飞行安全至关重要，机翼作为受到雷击频率较高的部位，目前缺少雷电流在其内部传导过程中对材料损伤的相关研究。本文针对接触界面电性能对雷击损伤的影响这一关键问题，通过实验及仿真方法研究了紧固件缠绕绝缘薄膜、缠绕导电薄膜以及不作处理的三种带紧固件的碳纤维复合材料装配体在雷电流脉冲传导注入下的损伤特性。利用Abaqus有限元仿真软件建立了热-电耦合模型，得到雷电流脉冲侧面注入条件下的温度、电场、电流分布。仿真与实验结果表明：紧固件与孔壁间存在微小气隙，在雷电流通过时容易击穿，产生高温和火花，对装配体造成损伤；两种间隙处理方式均减小了雷电流传导过程中装配体的损伤，但薄膜会出现不同程度的劣化；若紧固件缠绕导电薄膜，分层减小，电流沿铺层方向流过紧固件，在纤维与紧固件相交处集中形成高温区，而缠绕绝缘薄膜加剧了分层，电流绕过紧固件，在纤维与其边缘相切处聚集，形成高温区。该实验与仿真研究能够为带紧固件的复合材料雷击防护带来新的思路。

关键词：碳纤维增强复合材料紧固件雷击损伤有限元仿真接触电阻电性能电接触损伤特性

基于信息物理融合的智能配电网台区报文攻击检测方法

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华北电力大学学报(自然科学版) 2025年

作者：苏海锋孙明皓刘云鹏龚钢军周喻霖陈少卿新能源国家重点实验室(华北电力大学)

随着信息技术在配电网运行监控中的广泛应用，配电网正逐步发展为信息-物理高度耦合的新型电力信息物理系统(CPS)，虚假报文攻击通过信息侧影响物理侧，严重威胁电力CPS的安全。基于此，提出了一种信息物理融合的配电网台区遥控报文检... 详细信息

随着信息技术在配电网运行监控中的广泛应用，配电网正逐步发展为信息-物理高度耦合的新型电力信息物理系统(CPS)，虚假报文攻击通过信息侧影响物理侧，严重威胁电力CPS的安全。基于此，提出了一种信息物理融合的配电网台区遥控报文检测方法。首先，在信息侧和物理侧分别构建遥控数据特征模型和业务逻辑模型，在信息侧对控制权限、信息特征、通信行为进行校验，在物理侧依据行为特征对储能、光伏、负荷等的虚假攻击信息进行识别，从而计算得到信息侧联络层和物理侧应用层的遥控报文风险值。然后，设计了基于双侧特征的电力异常报文检测方法，能够结合时间、功率等风险因素进行综合评价。最后，在半实物仿真平台下对所提模型和算法进行了实验验证，结果表明，与单侧检测方法相比，所提方法具有更全面、准确率高和误报率低的优势。

关键词：电力信息物理系统遥控报文检测网络攻击电力网络安全智能配电网台区

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焦耳热催化

中国科学:化学 2025年

作者：崔国庆姜桂元徐春明段雪中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室

随着可再生能源发电技术的迅速发展,利用绿电供能生产高值化学品和燃料成为大规模储能和推进清洁低碳发展的重要途径,有望为促进国家能源结构转型和实现“双碳”目标提供全新解决方案.利用电流流经催化剂产生的焦耳热对化学反应直接供热... 详细信息

随着可再生能源发电技术的迅速发展,利用绿电供能生产高值化学品和燃料成为大规模储能和推进清洁低碳发展的重要途径,有望为促进国家能源结构转型和实现“双碳”目标提供全新解决方案.利用电流流经催化剂产生的焦耳热对化学反应直接供热,具有强化传热和提高性能等诸多优势,其在重整、脱氢、降解等能源和环境催化领域开始有报道,是化工、物理和材料等领域交叉融合的新方向,正在成为国际科学研究前沿,但对焦耳热作用机制、相匹配催化剂设计及化学品可控合成等理解仍存在不足.为进一步深化认识并推进相关领域的深入研究,本文尝试提出“焦耳热催化”概念,阐释其基本原理、科学内涵及作用机制.在此基础上,探讨焦耳热催化的应用场景及未来发展的机遇与挑战.

关键词：焦耳热催化传热反应机理

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油页岩与烟煤混合流化热解实验研究

化工学报 2025年

作者：徐东菱马跃龚露马桂丽王金可郭丰志王浩伦李思佳李术元岳长涛中国石油大学重质油国家重点实验室中国石油大学油气光学探测技术实验室

采用自主设计的热重分析天平研究油页岩和烟煤混合快速热解过程，并结合SEM-EDS分析其半焦的形貌特点和元素组成。同时通过自制的固定流化床反应器探究油页岩和烟煤混合热解的产物分布规律。热重结果表明：混合快速热解过程中，油页岩占... 详细信息

采用自主设计的热重分析天平研究油页岩和烟煤混合快速热解过程，并结合SEM-EDS分析其半焦的形貌特点和元素组成。同时通过自制的固定流化床反应器探究油页岩和烟煤混合热解的产物分布规律。热重结果表明：混合快速热解过程中，油页岩占比20%时，协同效应最明显，有机物热解过程中的最大热解速率增幅高达49.18%；半焦形貌同时呈现团块状孔隙结构和层状纹理结构，微区表面钠、铝、钙元素含量出现不同程度的变化。固定床热解过程进一步揭示了油页岩与烟煤的混合热解协同机理，油页岩中的无机矿物质促进烟煤中的羧基脱出，显著降低混合热解油中的酚、醇、芳香烃含量，增加长链脂肪烃收率，提高油相收率并改善油品质量。同时油页岩中的活性H自由基提高了混合热解气相产物中的CH4的轻烃收率，增大了热解气回收利用价值。

关键词：油页岩烟煤混合热解热重分析固定流化床