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基于梯度掺杂晶体的激光器模式匹配研究

中国激光 2024年第5期51卷 1-11页

作者：满朝阳崔璨王雨雷刘福寒李银栋白振旭吕志伟河北工业大学先进激光技术研究中心天津300401 河北省先进激光技术与装备重点实验室天津300401

针对梯度掺杂晶体和均匀掺杂晶体,采用数值模拟的方式分析了泵浦光束腰半径、光束质量因子(M^(2))与束腰位置对模式匹配效率的影响,并通过实验验证了不同束腰位置对激光器输出功率的影响。由计算结果得到,在不同的泵浦光参数下,与均匀... 详细信息

针对梯度掺杂晶体和均匀掺杂晶体,采用数值模拟的方式分析了泵浦光束腰半径、光束质量因子(M^(2))与束腰位置对模式匹配效率的影响,并通过实验验证了不同束腰位置对激光器输出功率的影响。由计算结果得到,在不同的泵浦光参数下,与均匀掺杂晶体相比,梯度掺杂晶体均具有更稳定的模式匹配;当泵浦光M^(2)为10和50,束腰半径为0.5 mm时,对于任意位置的束腰,梯度掺杂晶体的模式匹配效率都高于均匀掺杂晶体。在实验上对比分析了泵浦光不同束腰位置的输出功率,结果表明,梯度掺杂晶体的模式匹配效率受泵浦光束腰位置的影响较小。当晶体位于谐振腔中心时,在高于70 W的泵浦条件下,梯度掺杂晶体的输出功率高于均匀掺杂晶体,最高输出功率为44.8 W,与均匀掺杂晶体相比,提高了4.67%;当晶体紧贴输入镜时,梯度掺杂晶体的最高输出功率为34.0 W,与均匀掺杂晶体相比,提高了11.84%。因此,梯度掺杂晶体更适用于高功率泵浦。

关键词：激光器梯度掺杂晶体模式匹配激光器理论端面泵浦高功率激光

基于分层卷积自编码器的钝体湍流流场降阶分析

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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 874-882页

作者：夏超王梦佳朱剑月杨志刚同济大学汽车学院上海201804 同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804 同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804 北京民用飞机技术研究中心北京102211

本文采用了一种非线性的分层卷积自编码器,类比于本征正交分解的方法,可以对提取到的低维特征进行能量排序,同时又能在一定范围内达到更高的降阶性能。文中以雷诺数为20000的三维圆柱钝体湍流尾迹流动为例,分析分层卷积自编码器对该流... 详细信息

本文采用了一种非线性的分层卷积自编码器,类比于本征正交分解的方法,可以对提取到的低维特征进行能量排序,同时又能在一定范围内达到更高的降阶性能。文中以雷诺数为20000的三维圆柱钝体湍流尾迹流动为例,分析分层卷积自编码器对该流场的降阶能力,并与本征正交分解的结果作对比。同时,在此基础上延伸出组合模态的概念,并增加每一组低维潜在向量数,观察重构流场与原始流场的均方误差变化。结果表明,在分层层数及每层潜在空间向量数较少时,非线性的分层卷积自编码器相对于本征正交分解的方法对流场有更强的还原能力,但是其优势会随着层数和潜在向量数的增加而减弱。

关键词：分层自编码器卷积神经网络钝体湍流尾迹降阶模型

面向MEMS振镜激光雷达系统的近程接收机设计

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光电工程 2024年第3期51卷 116-127页

作者：万岁岁庞亚军薛瑞祥白振旭河北工业大学先进激光技术研究中心天津300401 河北省先进激光技术与装备重点实验室天津300401

针对1550 nm波段铟镓砷探测器小光敏面无法有效接收MEMS较大扫描视场回波的问题,设计了一种适用于近程宽视场的接收装置。接收端光学系统利用像方远心结构作为接收天线,通过仿真在1 mm的光敏面下实现了36°的接收视场,整体相对照度超过9... 详细信息

针对1550 nm波段铟镓砷探测器小光敏面无法有效接收MEMS较大扫描视场回波的问题,设计了一种适用于近程宽视场的接收装置。接收端光学系统利用像方远心结构作为接收天线,通过仿真在1 mm的光敏面下实现了36°的接收视场,整体相对照度超过95%,集光性能和通光性能较好。同时,接收电路采用T型网络放大结构,结合时刻鉴别电路,利用TDC7200实现高精度时间测量。实验结果表明,飞行时间测量精度在200 ns量程下小于120 ps,在8 m范围内测距精度优于2 ns,能够满足近程探测的需要。

关键词：微机电系统大视场光学设计近程探测

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微藻在农业可持续发展中的应用研究进展

农业工程学报 2024年第3期40卷 14-25页

作者：赵江侯琤沈峥张亚雷上海市乡村振兴研究中心上海200002 同济大学环境科学与工程学院上海200092 同济大学新农村发展研究院上海200092 同济大学国家设施农业工程技术研究中心上海200092 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

近年来,饲料、饵料产量不足和化肥、农药大量施用带来的环境污染问题给农业可持续发展带来了巨大挑战。微藻因其含有能够促进动植物生长、提高农产品品质的营养元素和生物活性物质,且能同化氮、磷等污染物,被广泛应用于农业种植业、畜... 详细信息

近年来,饲料、饵料产量不足和化肥、农药大量施用带来的环境污染问题给农业可持续发展带来了巨大挑战。微藻因其含有能够促进动植物生长、提高农产品品质的营养元素和生物活性物质,且能同化氮、磷等污染物,被广泛应用于农业种植业、畜禽业和水产养殖业。该文系统总结和分析了微藻在土壤改良、农作物保护、直接刺激农作物生长、畜禽和水产养殖废水处理、饲料和饵料等领域的应用现状、特征和环境与经济效益,以及面临的机遇和挑战。分析发现,通过优化微藻培养技术降低其规模化应用的采收成本和提高其对污染物的去除效率,系统增强其在农业应用中的经济价值和可持续性,为农业可持续发展提供科技支撑是未来微藻研究的重点关注方向。

关键词：微藻农业可持续发展微藻肥料微藻饲料饵料农业废水治理

基于LSTM-POD的汽车湍流尾迹的高时间分辨速度场重构

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汽车工程 2024年第7期 1302-1313页

作者：杨志刚李俣静夏超王梦佳余磊同济大学汽车学院同济大学上海地面交通工具风洞中心北京民用飞机技术研究中心

本文针对方背Ahmed汽车标模的湍流尾迹，建立基于长短时记忆法（long short-term memory,LSTM）和本征正交分解（proper orthogonal decomposition, POD）相结合的深度学习模型LSTM-POD。通过建立非时间分辨平面速度场POD模态系数和若... 详细信息

本文针对方背Ahmed汽车标模的湍流尾迹，建立基于长短时记忆法（long short-term memory,LSTM）和本征正交分解（proper orthogonal decomposition, POD）相结合的深度学习模型LSTM-POD。通过建立非时间分辨平面速度场POD模态系数和若干离散点的时间分辨速度信号的映射关系，实现了方背Ahmed汽车标模湍流尾迹流场的高时间分辨率重构，并对比了不同时间步长配置，即单时间步长（LSTM-Sin）和多时间步长（LSTM-Mul）对重构效果的影响。研究表明：LSTM-POD模型在时间序列重构中具有较强的学习和泛化能力。另外，LSTM-Mul考虑到了时间上的连续性和相关性，相较于LSTM-Sin，其重构出的低阶模态系数和速度场与POD的重构结果更吻合。本研究提出的深度学习模型可以缓解通过实验及高精度数值模拟获取高时间分辨率流场数据资源消耗大、计算效率低等问题。

关键词：汽车湍流尾迹深度学习流场重构本征正交分解长短时记忆法

基于知识图谱推理的热轧带钢产品质量缺陷追溯

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 1105-1114页

作者：张佳琪凌卫青同济大学电子与信息工程学院CIMS研究中心上海201804

热轧带钢生产面临多工况、机理复杂、工艺参数繁多等问题,造成专家很难及时有效给出生产中导致质量缺陷的原因。由此提出一种基于知识图谱推理的质量缺陷追溯方法。首先通过可解释方法SHAP实现对随机森林模型预测结果的解释,并通过知识... 详细信息

热轧带钢生产面临多工况、机理复杂、工艺参数繁多等问题,造成专家很难及时有效给出生产中导致质量缺陷的原因。由此提出一种基于知识图谱推理的质量缺陷追溯方法。首先通过可解释方法SHAP实现对随机森林模型预测结果的解释,并通过知识图谱将数据挖掘结果与工艺机理、专家经验等知识进行融合,进一步将图谱中表示工艺参数与质量参数依赖关系的子图映射到贝叶斯网络,推断不同工艺参数导致产品质量缺陷的后验概率。实际生产数据验证表明,针对不同生产工况,该方法能有效识别各个批次中导致质量缺陷的工艺参数,表现出良好识别率。

关键词：热轧带钢质量缺陷知识图谱可解释人工智能贝叶斯网络

多元特征驱动的超高层建筑变形状态智能学习与预测

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建筑结构学报 2024年第3期45卷 101-112页

作者：单伽锃张茜吕西林张其林同济大学土木工程学院上海200092 上海韧性城市与智能防灾工程技术研究中心上海200092

为实现基于监测数据的结构未来状态可预测,提出了一种多元特征驱动的超高层建筑变形状态智能学习与预测方法。通过信号自适应分解、响应多维特征分析与子信号相关性分析,实现结构响应数据重构与组合,并基于长短时记忆网络(LSTM)进行多... 详细信息

为实现基于监测数据的结构未来状态可预测,提出了一种多元特征驱动的超高层建筑变形状态智能学习与预测方法。通过信号自适应分解、响应多维特征分析与子信号相关性分析,实现结构响应数据重构与组合,并基于长短时记忆网络(LSTM)进行多通道学习与多步预测。利用上海中心大厦在台风“梅花”作用下的结构顶部水平位移响应实测数据,揭示位移响应数据具有超低频准静态变形与一阶模态控制振动响应的叠加特征以及时域非平稳特性。通过响应数据重构,形成三组具有不同时间尺度、振动幅值和平稳特性的子信号组合。通过3个独立LSTM模型,实现基于300个时间步数据预测未来1~60个时间步的位移响应。结果表明,在控制未来预测时间步长(60个时间步内)的条件下,所提出的数据驱动的学习预测模型能充分学习与预测已知的位移响应数据特征与物理状态,具备较高的预测精度,归一化误差可控制在10%以内,能实现对超高层建筑变形状态的准确实时预测。

关键词：超高层建筑结构健康监测变形状态 LSTM模型时序数据

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中国式文博元宇宙创新路径研究

福建论坛(人文社会科学版) 2024年第4期 18-29页

作者：解学芳张家淑 1.同济大学 2.同济大学文创元宇宙（上海）研究中心同济大学同济大学文创元宇宙（上海）研究中心

发展中国式文博元宇宙是推进国家文化数字化战略、实现文博产业数字化转型的重要抓手。在以数字化、智能化为核心驱动力的数字文明阶段，中国式文博元宇宙受到制度创新、消费创新、技术创新与产业创新四个维度的内外驱动，但尚未形成资... 详细信息

发展中国式文博元宇宙是推进国家文化数字化战略、实现文博产业数字化转型的重要抓手。在以数字化、智能化为核心驱动力的数字文明阶段，中国式文博元宇宙受到制度创新、消费创新、技术创新与产业创新四个维度的内外驱动，但尚未形成资源整合与发展合力；同时，中国式文博元宇宙的发展也面临着技术、法律、版权和属性层面的潜在发展风险。基于此，应立足创新驱动逻辑与共创共建共识理念，形成内容、技术、产业、制度等多要素协同的驱力系统，以文博历史文化为根本推进技术向善、以前沿新兴技术为支撑赋能场景创新、以文博IP创意为核心释放衍生动能、以文博监管为保障推进协同善治，助推中国式文博元宇宙创新发展，建设中华民族现代文明，赋能社会主义文化强国建设。

关键词：文博元宇宙本土化创新中国式创新路径

来源：博看期刊

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后端设置扰流板对圆柱流场与气动噪声影响

机械工程学报 2024年

作者：朱剑月袁咏祎陈羽徐俊起同济大学汽车学院同济大学磁浮交通工程技术研究中心同济大学铁道与城市轨道交通研究院

采用延迟分离涡模型进行数值模拟，基于涡声理论和声类比方法，计算分析雷诺数Re=6×104下后端设置不同长度扰流板(不大于圆柱直径)的圆柱杆件周围流场与气动噪声特性，并与具有相同特征长度的普通圆柱杆件工况进行对比。圆柱杆件远场... 详细信息

采用延迟分离涡模型进行数值模拟，基于涡声理论和声类比方法，计算分析雷诺数Re=6×104下后端设置不同长度扰流板(不大于圆柱直径)的圆柱杆件周围流场与气动噪声特性，并与具有相同特征长度的普通圆柱杆件工况进行对比。圆柱杆件远场气动噪声计算值与声学风洞测试结果的频谱曲线吻合良好，验证数值模拟的准确性。结果表明，圆柱后端加设扰流板后，流动分离形成的涡脱落发展被限制在扰流板两侧，使得类圆柱杆件尾迹内分离剪切层长度增加，涡运动耗散增强，近壁面涡旋波动强度和尾迹内规则涡脱落强度减弱，降低几何体周围近场四极子气动噪声源强度，同时减小类圆柱杆件气动力脉动和阻力平均值，降低涡脱落诱发气动噪声的谐频峰值，有效降低远场偶极子噪声的声压级幅值，取得较好的气动噪声降噪效果。

关键词：圆柱扰流板气动噪声流场特性噪声控制