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二态量子系统准确布居动力学的一类新型相空间表示及其与三角窗函数的关系

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 230-254,I0102页

作者：程祥松贺鑫刘剑北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家研究中心理论与计算化学研究所北京100871

二态系统是最简单的且无经典对应的量子系统,对二态系统的同构表示的认识和研究能启发研究人员对其动力学与统计行为的更深刻理解.本文使用在[***.145,204105(2016);***.151,024105(2019);***.12,2496(2021)]等文章中发展的约束相空间... 详细信息

二态系统是最简单的且无经典对应的量子系统,对二态系统的同构表示的认识和研究能启发研究人员对其动力学与统计行为的更深刻理解.本文使用在[***.145,204105(2016);***.151,024105(2019);***.12,2496(2021)]等文章中发展的约束相空间严格理论、非协变相空间函数、含时权重函数与含时归一化因子来构建一类新型量子相空间表示.这类同构表示可以导出二态量子系统布居动力学的准确结果.约束相空间上的轨迹运动方程同构于含时薛定谔方程.每条相空间轨迹对于布居动力学所对应积分表达式的贡献严格半正定。进一步证明了在[***.145,144108(2016)]这篇文章中根据经验提出的三角窗函数方法在本质上可以对应于本文的这类新型相空间表示的一个特殊情况,因此同样是二态量子系统准确布居动力学的同构表示.

关键词：相空间表示约束相空间有限态量子系统二态系统布居动力学

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TC11钛合金动态热塑互动行为研究

爆炸与冲击 2024年第5期44卷 88-98页

作者：陈军红尹标徐伟芳张方举谢若泽中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999

利用分离式霍普金森压杆对TC11钛合金平板帽形试样进行动态加载,基于高频红外点阵测温技术捕捉了剪切区温升随加载时间变化的历程,结合热传导理论分析和动态剪切数值模拟,分析了动态剪切过程中剪切区温升随时间和空间的分布规律。研究... 详细信息

利用分离式霍普金森压杆对TC11钛合金平板帽形试样进行动态加载,基于高频红外点阵测温技术捕捉了剪切区温升随加载时间变化的历程,结合热传导理论分析和动态剪切数值模拟,分析了动态剪切过程中剪切区温升随时间和空间的分布规律。研究结果表明,在动态剪切加载下,TC11钛合金表现出脆性的变形行为,剪切区最高温升为430℃,且在实验所覆盖的加载速率范围内,加载速率对动态剪切温升影响不明显;显著的温升主要集中在剪切区中心附近100μm量级区域内,温升区具有高度局部化的特征,且剪切区维持较高温度所持续的时间在10μs量级。理论研究和数值模拟发现,动态加载下剪切区内最高温度可达751℃,剪切区温度时空分布规律与实验结果保持一致。实验和数值模拟结果均显示,剪切区最高温升发生在材料断裂时刻,表明剪切区显著温升应来源于剪切变形造成的应变高度集中发展。

关键词：动态剪切钛合金温升热传导分离式霍普金森压杆

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多层复合材料筒状结构在温度载荷作用下的层间应力建模与试验验证

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4398-4407页

作者：李想赵先航钟华谢宇茹佳胜刘鑫李旭东李悦芳中国工程物理研究院电子工程研究所绵阳621999

多层复合材料筒状结构的残余应力可造成内部分层、结构失稳等,有必要结合理论和实验等研究其内部应力形成机制。基于各向异性线弹性本构和平面应力假设,建立了温度载荷作用下多层复合材料筒状结构内部应力的预测模型,并通过有限元仿真... 详细信息

多层复合材料筒状结构的残余应力可造成内部分层、结构失稳等,有必要结合理论和实验等研究其内部应力形成机制。基于各向异性线弹性本构和平面应力假设,建立了温度载荷作用下多层复合材料筒状结构内部应力的预测模型,并通过有限元仿真和热膨胀变形测试对模型有效性进行了校核和验证。结果表明:筒状结构环向的热膨胀变形从内层到外层逐渐增大,其中内层附近环向热膨胀系数低于面内热膨胀系数、外层附近环向热膨胀系数则高于面内热膨胀系数。在此基础上,结合模型理论分析揭示了层间应力对多层复合材料筒状结构的热膨胀变形行为的影响机制。在筒状结构形式下,温度加载引起的层间应力由一个涉及热膨胀系数和弹性参数的热力耦合项决定;由于多层复合材料面内与面外热膨胀系数存在差异,该应力耦合项不为0,从而在温度加载下形成了层间应力并影响了环向膨胀变形行为。基于上述认识,提出了调控多层复合材料筒状结构层间应力的有效措施。本文对揭示多层复合材料筒状结构的层间开裂物理机制、优化其热力匹配设计等具有重要意义。

关键词：复合材料筒状结构层间应力解析模型各向异性热应力热膨胀变形

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大口径火炮弹协调器机构可靠性优化设计研究

中国机械工程 2024年第5期35卷 877-885页

作者：闫利军李广岐刘勤高景洲宋华斌骆小平西北机电工程研究所咸阳712099 中国兵器科学研究院北京100089

为提高弹协调器的交弹效率,同时保障协调交弹动作具有高可靠度,开展某弹协调器机构的可靠性优化设计。考虑主要几何尺寸、制造误差、重要构件弹性变形等影响因素,建立某弹协调器的参数化刚柔耦合动力学模型,通过参数化动力学分析,复现... 详细信息

为提高弹协调器的交弹效率,同时保障协调交弹动作具有高可靠度,开展某弹协调器机构的可靠性优化设计。考虑主要几何尺寸、制造误差、重要构件弹性变形等影响因素,建立某弹协调器的参数化刚柔耦合动力学模型,通过参数化动力学分析,复现协调器的协调交弹动作失效,并建立相对应的功能函数及协调器可靠性优化设计模型。针对协调器可靠性优化模型,为提高优化设计的效率和精度,构建新的Kriging模型自适应更新策略,并与序列二次规划(SQP)方法、功能函数度量法(PMA)/可靠度指标法(RIA)结合,提出协调器机构可靠性优化设计方法。研究结果表明,在协调交弹可靠度满足要求的情况下大幅提高了某协调器的协调效率,也验证了所提方法的有效性和工程价值。

关键词：弹协调器可靠性优化设计 Kriging模型序列二次规划

液氧/液甲烷零蒸发共底贮存系统冷屏热均匀性能分析

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工程热物理学报 2024年第8期45卷 2215-2222页

作者：张武杰许安易蒋文兵孙培杰李鹏苗蕊娇黄永华上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200240 上海宇航系统工程研究所上海201108

共底贮箱是低温推进剂贮箱的理想形式之一,其两侧低温推进剂的无损贮存是亟待解决的关键技术。本文结合已搭建的液氧/液甲烷零蒸发共底贮存实验装置,建立了零蒸发共底贮存系统冷屏仿真模型。针对非稳态流动传热过程中温度的位变与时变特... 详细信息

共底贮箱是低温推进剂贮箱的理想形式之一,其两侧低温推进剂的无损贮存是亟待解决的关键技术。本文结合已搭建的液氧/液甲烷零蒸发共底贮存实验装置,建立了零蒸发共底贮存系统冷屏仿真模型。针对非稳态流动传热过程中温度的位变与时变特性,提出了温度离散系数,其相比不均匀系数更适用于评价非稳态流动传热过程中冷屏的热均匀特性。结果表明,采用蛇形盘管的冷屏在非稳态过程中具有良好的热均匀性,冷屏最大温度离散系数为3.85%。

关键词：低温推进剂共底贮箱热均匀性温度离散系数

聚合物分散液晶器件概述、发展趋势及应用研究进展

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材料导报 2024年第21期38卷 265-272页

作者：吴菁李佳黄金华宋伟杰谭瑞琴宁波大学信息科学与工程学院中国科学院宁波材料技术与工程研究所

本文概述了聚合物分散液晶器件的基本结构、原理和制备方法，重点介绍了目前聚合物分散液晶器件（包括基于二色性染料的彩色器件以及基于柔性透明电极的柔性器件）的发展现状和趋势，总结了聚合物分散液晶在智能窗、防窥和传感器等方面... 详细信息

本文概述了聚合物分散液晶器件的基本结构、原理和制备方法，重点介绍了目前聚合物分散液晶器件（包括基于二色性染料的彩色器件以及基于柔性透明电极的柔性器件）的发展现状和趋势，总结了聚合物分散液晶在智能窗、防窥和传感器等方面的应用，最后对聚合物分散液晶器件色彩和柔性化方面的问题进行陈述，并对其研究方向进行了展望。

关键词：聚合物分散液晶染料颜色调控柔性透明电极

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GEO卫星相机外遮光罩的设计方法

中国空间科学技术（中英文） 2024年第2期44卷 136-144页

作者：刘飞赵艳彬宋效正陆国平唐琪佳张红英上海卫星工程研究所上海201109

针对太阳规避模式下相机最小太阳规避角及相机视场大导致遮光罩尺寸超出火箭整流罩可用包络的问题,研究了基于非成像时长和偏航姿态调整方案的相机遮光罩最小太阳规避角算法,提出了三块挡光板构型和圆形外遮光罩构型的方程建模及上沿优... 详细信息

针对太阳规避模式下相机最小太阳规避角及相机视场大导致遮光罩尺寸超出火箭整流罩可用包络的问题,研究了基于非成像时长和偏航姿态调整方案的相机遮光罩最小太阳规避角算法,提出了三块挡光板构型和圆形外遮光罩构型的方程建模及上沿优化方法,并针对典型工况仿真设计出了具有同等太阳规避效果的多种斜切外遮光罩构型。经Pro/E软件建模及阴影分析表明,在各工况下,外遮光罩与内遮光罩对内遮光罩底部的遮挡比例达到100%,也即太阳无法直射内遮光罩底部,验证了外遮光罩方程建模及上沿优化方法的正确性,并实现了以传统圆筒外遮光罩1/3的面积规避太阳直射相机内部的效果。

关键词：太阳规避非成像时长偏航姿态斜切外遮光罩阴影分析

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空间点目标神经形态学探测方法

中国空间科学技术（中英文） 2024年第3期44卷 98-110页

作者：王瑞琳王立贺盈波李林北京控制工程研究所北京100190

随着在轨航天器面临越来越多的威胁,如何识别并评估这些威胁对航天器正常运行的影响已成为一个迫切需要解决的问题。目前,空间目标的探测和跟踪主要依赖于传统的基于帧的视觉传感器,但这类传感器在实时性和数据量等方面存在不足。与此同... 详细信息

随着在轨航天器面临越来越多的威胁,如何识别并评估这些威胁对航天器正常运行的影响已成为一个迫切需要解决的问题。目前,空间目标的探测和跟踪主要依赖于传统的基于帧的视觉传感器,但这类传感器在实时性和数据量等方面存在不足。与此同时,基于神经形态学的视觉传感器已在运动目标检测和跟踪领域获得广泛应用。由于其获取的事件流数据仅包含视场中变化部分的信息,且具有微秒级的时间分辨率,这使得目标检测和跟踪的速度能够达到微秒级,同时大幅降低了需要处理的数据量。正因为神经形态学视觉传感器的这些优势,它在空间应用领域已成为当前的研究焦点。基于此,提出了一种基于三层脉冲神经网络的空间点目标检测方法——空间点目标神经形态学探测方法,仅使用事件流数据实现对空间点目标的探测和跟踪。主要包括局部运动感知层/全局运动感知层以及输出层,采用分数阶漏积分点火神经元作为基础处理单元,并利用其自适应性抑制事件流数据中的热噪声。通过实际采集的空间点目标事件流数据和公开数据集中的事件流数据进行了验证。在实际采集的空间点目标事件流数据上,去噪滤波部分的事件去噪精度和事件信噪比分别能够达到0.414和-3.036,跟踪部分的总跟踪时长、总跟踪错误次数以及平均跟踪偏差分别达到了9.395 s、100以及0.3797。试验结果表明,空间点目标神经形态学探测方法能够从复杂的事件流数据中检测出快速运动的单个或者多个空间目标,并且能够对检测出的空间点目标进行持续的跟踪。

关键词：空间点目标神经形态学事件流数据目标探测脉冲神经网络

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纳微尺度热力学与前沿应用

中国科学：化学 2024年第1期54卷 112-120页

作者：王艳磊刘亚伟董坤何宏艳李垚张锁江中国科学院过程工程研究所北京100190

在实际化工过程中,纳微尺度界面体系普遍存在,且与反应和传递等过程高度耦合.这种耦合增加了直接应用宏观热力学模型和规律的难度,进而在工程预测、放大及调控方面带来挑战,制约了绿色化工技术创新和规模应用的发展.本文针对纳微尺度热... 详细信息

在实际化工过程中,纳微尺度界面体系普遍存在,且与反应和传递等过程高度耦合.这种耦合增加了直接应用宏观热力学模型和规律的难度,进而在工程预测、放大及调控方面带来挑战,制约了绿色化工技术创新和规模应用的发展.本文针对纳微尺度热力学的起源、内涵及其在前沿领域的应用进行了深入探讨.首先,以绿色介质离子液体为例,展示了纳微尺度下的独特界面结构和功能,讨论了离子液体结构–功能间的纳微尺度热力学关联机制;然后,概述了适用于纳微尺度热力学领域的研究方法,提出了集合高精度原位动态实验、精准高效计算模拟和高通量自动化人工智能相结合的研究范式;随后,总结了纳微尺度热力学理论在反应、分离和电化学领域的前沿应用,并对其挑战和未来机遇进行了深入讨论和展望.总之,纳微尺度热力学的新理论和新方法,不仅可以为化工学科的科学研究开辟新的视野和路径,还将推动化工过程实现从“分子设计→结构功能调控→工程放大规律”的跨越,催生出适应于新体系、新应用和新需求的化工热力学新学科.

关键词：热力学离子液体纳微界面绿色化工