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金红石TiO_(2)纳米线忆阻器的制备及阻变存储机制

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材料导报 2024年第13期38卷 43-49页

作者：余志强徐佳敏韩旭陈诚曲信儒唐锦孙子君徐智谋广西科技大学电子工程学院广西柳州545006 华中科技大学光学与电子信息学院武汉光电国家研究中心武汉430074

本工作采用简单高效的一步水热法工艺制备了具有一维有序结构的金红石TiO_(2)纳米线阵列,设计了Au/TiO_(2)/FTO器件结构的金红石TiO_(2)纳米线忆阻器,系统研究了器件的阻变存储特性和存储机制,构建了器件基于氧空位迁移的非线性阻变存... 详细信息

本工作采用简单高效的一步水热法工艺制备了具有一维有序结构的金红石TiO_(2)纳米线阵列,设计了Au/TiO_(2)/FTO器件结构的金红石TiO_(2)纳米线忆阻器,系统研究了器件的阻变存储特性和存储机制,构建了器件基于氧空位迁移的非线性阻变存储机制模型。结果表明,Au/TiO_(2)/FTO结构金红石TiO_(2)纳米线忆阻器具有非易失性的双极性阻变存储特性,器件的阻变开关比可以稳定地保持在10^(2)以上。此外,器件在低阻态时满足线性的欧姆导电特性,在高阻态时服从陷阱控制的空间电荷限制电流传导机制,而器件的阻变存储行为则遵循基于氧空位迁移的非线性离子迁移阻变存储机制,研究结果表明金红石TiO_(2)纳米线忆阻器在下一代非易失性存储器方面具有重要的应用潜力。

关键词： TiO_(2)纳米线忆阻器非易失性氧空位

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月面着陆器结构及可持续利用研究综述与展望

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第8期52卷 91-100页

作者：何逸李雄彬高玉月鲁亚楠华中科技大学国家数字建造技术创新中心湖北武汉430074 华中科技大学建筑与城市规划学院湖北武汉430074 华中科技大学土木与水利工程学院湖北武汉430074

概述了月面着陆器主要功能和系统组成及其可持续利用的国内外研究现状,指出了月面着陆器结构在未来探月任务中存在巨大的可持续利用潜力,之后重点介绍了月面着陆器主要组成部分——着陆器下降级,分析和归纳了下降级的结构形式及特点,并... 详细信息

概述了月面着陆器主要功能和系统组成及其可持续利用的国内外研究现状,指出了月面着陆器结构在未来探月任务中存在巨大的可持续利用潜力,之后重点介绍了月面着陆器主要组成部分——着陆器下降级,分析和归纳了下降级的结构形式及特点,并分述了下降级的设计要求、基体结构及其着陆缓冲机构.随后归纳了月面着陆器结构的可持续利用方案,包括着陆器结构的可移动性、可组合性、可扩展性和可回收性等,并分别介绍了不同方案的思路、利用方式及特点,最后总结展望了月面着陆器的发展方向,为未来月面着陆器的结构和性能设计提供借鉴和参考.

关键词：月面着陆器系统着陆器下降级结构着陆器设计可持续利用月面设施

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面向原位建造的月壤采集技术研究进展及展望

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第8期52卷 65-75,90页

作者：周诚李浩然韩文彬朱泽洋华中科技大学国家数字建造技术创新中心湖北武汉430074 华中科技大学土木与水利工程学院湖北武汉430074

面向原位建造任务,综述了前苏联Luna计划、美国Apollo计划及中国嫦娥五号月壤采集过程,从月球极端环境角度分析了原位建造任务的采集需求及采集难点,概述了钻取式、铲挖式、气动式、静电式4种采集方式及原理,探讨了不同采集方式在原位... 详细信息

面向原位建造任务,综述了前苏联Luna计划、美国Apollo计划及中国嫦娥五号月壤采集过程,从月球极端环境角度分析了原位建造任务的采集需求及采集难点,概述了钻取式、铲挖式、气动式、静电式4种采集方式及原理,探讨了不同采集方式在原位建造任务中的应用前景,介绍了月壤采集领域内创新性采集方式及装备,对采集过程的仿真分析、采集器设计与制造和地面实验验证技术进行总结概括,展望了面向月面原位建造的月壤采集技术发展趋势,可为月壤采集技术在月面原位建造领域中的发展及应用提供参考和借鉴,并为未来月球探索和建设提供理论和技术支持.

关键词：原位建造月壤采集原位资源利用月壤采集器采集方式

高比例新能源电网-分布式数据中心集群协同优化运行研究

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中国科学：技术科学 2024年第1期54卷 119-135页

作者：李远征龙信鑫周纯杰杨凯赵勇曾志刚华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

随着新能源并网比例的逐步提升,电网对不确定性新能源的消纳态势日趋严峻,导致弃风弃光频现.数据中心作为新兴的重要电力负荷,其运行能耗高,规模增长迅速,算力及数据资源可灵活调配,具备可挖掘的柔性调节潜力.据此,本文利用分布式数据... 详细信息

随着新能源并网比例的逐步提升,电网对不确定性新能源的消纳态势日趋严峻,导致弃风弃光频现.数据中心作为新兴的重要电力负荷,其运行能耗高,规模增长迅速,算力及数据资源可灵活调配,具备可挖掘的柔性调节潜力.据此,本文利用分布式数据中心集群增强电力系统柔性调节能力,助力新能源消纳.首先,根据数据中心服务器运行工作状态和制冷设备温控要求,建立单个数据中心的精细化电力负荷模型.然后,考虑数据任务处理的时空可调节性,建立分布式数据中心互联互通的协调模型.在此基础上,提出考虑不确定性的电网-分布式数据中心集群的协同运行框架,研究集群调节能力的统一表征,建立两者顺序决策的双层优化模型,提出双层非线性区间优化方法进行求解.最后,通过算例分析验证了协同运行框架的有效性,得到了不同偏好条件下帕累托解集和分布式数据中心集群响应的变化规律.

关键词：数据中心柔性调节新能源不确定性协同运行区间优化

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超表面全息术：动态显示、加密、成像及其他

中国激光 2024年第17期 45-71页

作者：吴泽晖滕智琳许可范旭浩王星儿熊伟高辉华中科技大学武汉光电国家研究中心华中科技大学光学与电子信息学院湖北光谷实验室

全息术能够完整记录和再现光的波前，在众多领域中有着广泛的应用。但传统全息器件存在小视场、低分辨率和多级次串扰等缺点，限制了全息术的发展。超表面作为一种由人工亚波长结构组成的新型光学器件，具有操纵光场振幅、相位和偏振等... 详细信息

全息术能够完整记录和再现光的波前，在众多领域中有着广泛的应用。但传统全息器件存在小视场、低分辨率和多级次串扰等缺点，限制了全息术的发展。超表面作为一种由人工亚波长结构组成的新型光学器件，具有操纵光场振幅、相位和偏振等多维物理参量的能力，在光场调控的功能与性能方面能够超越传统全息器件。介绍了超表面全息术的概念，总结了超表面全息术在显示、加密和成像等方面的应用，最后对超表面全息术未来的应用前景进行了展望。

关键词：超表面计算全息显示成像加密

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基于双目立体视觉数据的波浪场重构研究

海洋工程 2024年

作者：李蒙刘曾华中科技大学船舶与海洋工程学院船舶数据技术与支撑软件湖北省工程研究中心

为及时准确地获取波面信息，建立了基于双目立体视觉的波面重构流程，从二维波面图像中快速获取三维波面分布。使用双目相机拍摄的波面图像对作为原始数据完成相机参数标定，基于加速鲁棒性特征算法、金字塔搜索法和极线约束完成波面特... 详细信息

为及时准确地获取波面信息，建立了基于双目立体视觉的波面重构流程，从二维波面图像中快速获取三维波面分布。使用双目相机拍摄的波面图像对作为原始数据完成相机参数标定，基于加速鲁棒性特征算法、金字塔搜索法和极线约束完成波面特征点的提取和立体匹配。最后通过立体矫正、视差图分析及图片后处理优化流程实现波浪场的三维点云重构，并选取重构区域作线性插值划分均匀网格，将三维点云投影至二维波面原始图像完成可视化。研究结果表明，在光照条件良好、风浪等级相对较大的情况下，双目立体视觉模型能够准确提取波面特征点，重建的三维点云能够再现波面，具有使用便捷且成本较低的特点，为后续做波浪等级分析及波高预报的相关研究奠定了基础。

关键词：双目立体视觉波浪场重构三维点云加速鲁棒性特征算法金字塔搜索法

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锂离子电池健康状态估计方法研究现状与展望

电力系统自动化 2024年

作者：李卓昊石琼林王康丽蒋凯华中科技大学电气与电子工程学院强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学) 电力安全与高效利用教育部工程研究中心

锂离子电池作为一种重要的储能电池，近年来发展逐渐成熟并被广泛应用于各种工业领域，有效缓解了能源转型和环境污染的压力。为保障锂离子电池能够安全、高效地长期服役，降低运行成本，实时准确地估计电池的健康状态变得尤为重要。文... 详细信息

锂离子电池作为一种重要的储能电池，近年来发展逐渐成熟并被广泛应用于各种工业领域，有效缓解了能源转型和环境污染的压力。为保障锂离子电池能够安全、高效地长期服役，降低运行成本，实时准确地估计电池的健康状态变得尤为重要。文中对锂离子电池健康状态估计方法的发展现状进行了综述。首先，介绍了锂离子电池的老化机制和健康状态的相关概念。其次，介绍了包括基于测试、基于模型、基于数据驱动、基于不同方法融合在内的传统健康状态估计方法，以及基于先进感知技术的新型健康状态估计方法，展示了不同方法的改进过程，并对储能系统中锂离子电池模组的健康状态估计方法进行了简要概述。作为一种新兴方法，基于先进感知的方法对电池内部信息进行感知,具有广阔的应用前景。然后，分析比较了这些方法的优缺点和改进角度，为面对不同问题情境时如何选择合适的方法提供参考。最后，为推动锂离子电池的健康状态估计方法的实际应用，提出了该领域面临的挑战，并展望了该领域未来的研究方向。

关键词：锂离子电池健康状态估计电池老化数据驱动先进感知

激光浸液诱导冲击调控电火花线切割热变形行为

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机械工程学报 2024年第9期60卷 273-285页

作者：邱文哲张臻王鹏刘邓华魏世川张国军华中科技大学航空航天学院武汉430074 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

电火花线切割(WEDM)加工金属薄壁过程中产生的热变形现象几乎无法避免,制约了WEDM在薄壁类零件精密加工中的应用。本研究提出一种利用激光浸液诱导冲击调控WEDM加工金属薄壁热弯曲变形的新工艺,以获得低/无变形薄壁件。对不同线切割参... 详细信息

电火花线切割(WEDM)加工金属薄壁过程中产生的热变形现象几乎无法避免,制约了WEDM在薄壁类零件精密加工中的应用。本研究提出一种利用激光浸液诱导冲击调控WEDM加工金属薄壁热弯曲变形的新工艺,以获得低/无变形薄壁件。对不同线切割参数加工的In718与TC4金属薄壁热变形量进行标定,获得热弯曲量与工艺参数间的规律。薄壁热弯受脉冲时间影响最为明显,脉冲间隙的影响则并不显著。基于激光冲击仿真与实验结果选取合适的激光参数对薄壁区域进行冲击加工,能够有效恢复薄壁热变形。针对不同厚度的In718与TC4薄壁,均能使用激光浸液诱导冲击对热弯曲变形量进行调控,当激光能量为80 mJ,光斑间距(x-y)为0.5~0.5 mm,冲击次数为1时,调控效果最好。调控后的所有薄壁翘曲度最低仅1.4μm,热变形最高可减少98.35%。对加工后的薄壁表面完整性进行检测,结果表明新工艺在调控薄壁变形的同时,薄壁表面硬度提高了20%以上,降低表面粗糙度与重铸层厚度,此外还能一定程度改善薄壁表面裂纹。

关键词：激光诱导冲击电火花线切割变形恢复金属薄壁

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水雾和水幕复合喷头红外降温特性研究

机械工程学报 2024年第8期60卷 320-328页

作者：刘银水王振朱森林孙玲魏强周新平崔岩吴德发华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 中国舰船研究设计中心武汉430064

提出采用水雾和水幕复合喷淋技术方案,解决传统水幕喷淋红外隐身中,水幕达到一定厚度难以再通过增加水量提高降温隐身效果的问题。利用水雾颗粒吸收、散射红外波,同时利用水幕降温衰减目标物体红外辐射强度,通过两者的双重作用进一步降... 详细信息

提出采用水雾和水幕复合喷淋技术方案,解决传统水幕喷淋红外隐身中,水幕达到一定厚度难以再通过增加水量提高降温隐身效果的问题。利用水雾颗粒吸收、散射红外波,同时利用水幕降温衰减目标物体红外辐射强度,通过两者的双重作用进一步降低目标的红外特性从而提高隐身性能。通过调节喷头输入压力、流量以及功率参数对两种喷头进行试验分析,探究不同动力参数下复合喷头的红外降温特性以及水雾的增益效应。试验结果表明,随着压力增大,复合喷淋红外降温时长相比单一水幕喷头缩短了41.6%、39.7%、56.9%;在相同流量下,复合喷头比水幕喷头红外降温时长缩短了47.1%;在同等功率下,复合喷头比水幕喷头红外降温时长缩短了30.5%。研究成果为采用水介质的红外降温系统设计提供了新的方向。

关键词：复合喷头水幕水雾红外降温增益