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高性能自研处理器物理设计频率提升方法

计算机研究与发展 2024年第6期61卷 1429-1435页

作者：何小威乐大珩郭维隋兵才邓全国防科技大学计算机学院长沙410073 先进微处理器芯片与系统重点实验室(国防科技大学) 长沙410073

提升处理器核的频率是提升处理器性能的重要手段.传统的物理设计流程难以实现高主频的处理器核.基于业界主流的布局布线工具,通过嵌入手工定制部件的网表、逻辑和物理设计协同优化、优化定制布线规则、优化物理设计方法学等组合策略.在... 详细信息

提升处理器核的频率是提升处理器性能的重要手段.传统的物理设计流程难以实现高主频的处理器核.基于业界主流的布局布线工具,通过嵌入手工定制部件的网表、逻辑和物理设计协同优化、优化定制布线规则、优化物理设计方法学等组合策略.在相同工艺、面积、功耗对等条件下,达到流片签核要求时,自研处理器核物理设计频率比原始设计可提升约30%.

关键词：布局布线协同优化物理设计签核频率

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内流可视超声速喷管边界层实验研究

物理学报 2024年第16期73卷 143-151页

作者：曾瑞童易仕和陆小革赵玉新张博冈敦殿国防科技大学空天科学学院长沙410073

为观察喷管收缩扩张型面上边界层发展演化现象,研究超声速喷管内流场,本文采用传统特征线方法设计喷管型面,设计并制造了内流可视的超声速风洞.通过数值计算和实验测量的方式验证了风洞喷管出口流场均匀稳定,马赫数均方根偏差均优于国... 详细信息

为观察喷管收缩扩张型面上边界层发展演化现象,研究超声速喷管内流场,本文采用传统特征线方法设计喷管型面,设计并制造了内流可视的超声速风洞.通过数值计算和实验测量的方式验证了风洞喷管出口流场均匀稳定,马赫数均方根偏差均优于国军标合格标准;利用纳米粒子示踪平面激光散射技术,开展内流可视超声速喷管的流动显示试验,获取了喷管内全流场精细结构图像;通过图像处理技术提取边界层与主流交界面,采用分形维数的方法分析边界层状态,定位边界层转捩位置.结果表明:喷管型面的开始转捩位置比喷管上平直壁面更加靠近下游;分形维数可以定性地判断边界层的流动状态,对于层流边界层和转捩初期的发卡涡需要结合边界层厚度进行区分.

关键词：喷管边界层纳米粒子示踪平面激光散射转捩

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多矢量姿态测量算法研究综述

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1427-1437页

作者：吴美平刘一麟郭妍于瑞航国防科技大学智能科学学院长沙410072

将矢量测量转化为姿态测量,该问题在姿态估计中被称为Wahba问题。介绍了最小化Wahba问题的损失函数的不同算法,包括最优四元数估计器(ESOQ)、四元数估计器(QUEST)、快速最优姿态矩阵(FOAM)、矩阵的奇异值分解(SVD)等广泛使用的算法,以... 详细信息

将矢量测量转化为姿态测量,该问题在姿态估计中被称为Wahba问题。介绍了最小化Wahba问题的损失函数的不同算法,包括最优四元数估计器(ESOQ)、四元数估计器(QUEST)、快速最优姿态矩阵(FOAM)、矩阵的奇异值分解(SVD)等广泛使用的算法,以及基于快速线性四元数姿态估计器(FLAE)、黎曼流形等近年来提出的算法。给出了简单的计算原理与推导过程,并通过计算机仿真对照,归纳各类算法在计算旋转矩阵时的计算精度、鲁棒性。针对姿态测量算法应对当前应用场景的性能需求,简要介绍其在惯性测量单元(IMU)动态对准、协同集群视觉定姿、图像拼接等方面的适用可能和工作原理,并在此基础上简述了姿态测量算法当前的缺陷与未来的发展趋势。

关键词： Wahba问题视觉定姿图像拼接人体动作测量协同导航

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基于粒子群优化的德州扑克在线对手利用

控制与决策 2024年第5期39卷 1687-1696页

作者：胡振震陈少飞袁唯淋李鹏陈璟国防科技大学智能科学学院长沙410073

德州扑克中,相比于采用均衡策略求解的方法,对手利用是针对存在弱点的对手以获取更大收益的更有效方法.然而在面对一个全新对手时,在线条件下如何高效利用对手仍然是一大难题.现有方法常采用离线训练在线适应的方式来避开这一问题,即利... 详细信息

德州扑克中,相比于采用均衡策略求解的方法,对手利用是针对存在弱点的对手以获取更大收益的更有效方法.然而在面对一个全新对手时,在线条件下如何高效利用对手仍然是一大难题.现有方法常采用离线训练在线适应的方式来避开这一问题,即利用学习、演化等方法,通过海量离线训练来获得具有对手适应性的模型,使其能在比赛中适应不同的对手,而不是在比赛中针对一个新对手在线主动地优化自身策略.对此,以在线主动策略优化实现有效对手利用为目的,基于时间维的粒子定义提出一种基于粒子群优化的策略优化方法,将在线策略优化的思路引入德州扑克这种具有强随机性的博弈问题中,开展对手利用并实现在线比赛收益最大化.针对适应度计算受随机运气影响以及部分对手针对性策略难以优化的问题,提出一种基于局部最优解替代、全局最优解替代的改进粒子群优化算法(BR-PSO).实验结果表明,对于标准PSO方法难以针对的对手,所提出的方法能有效获得对手的针对性策略以实现最大化对手利用,而且优化策略的收益能够媲美基于手牌预测AI的收益.

关键词：粒子群优化策略优化最优解替代对手利用在线比赛德州扑克

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基于相变材料的非易失光子多值器件研究

光子学报 2024年第1期53卷 222-229页

作者：宋兵王金融张亨宇孙振源李清江国防科技大学电子科学学院长沙410073

结合相变材料与马赫-曾德尔干涉仪调制器结构,设计了一种包含ITO微加热器的非易失性光子多值器件,通过对相变材料的结构参数进行仿真,优化了器件的调制窗口。同时对ITO微加热器的结构进行仿真设计,使微加热器的效率更高,更容易实现器件... 详细信息

结合相变材料与马赫-曾德尔干涉仪调制器结构,设计了一种包含ITO微加热器的非易失性光子多值器件,通过对相变材料的结构参数进行仿真,优化了器件的调制窗口。同时对ITO微加热器的结构进行仿真设计,使微加热器的效率更高,更容易实现器件的多值调制。测试表明,该器件在施加电脉冲的过程中实现了超过32个状态(5 bit)的多值调制。这种电调制的非易失性光子多值器件为大规模的非易失性可配置光子硬件神经网络提供了基础的单元。

关键词：非易失性光子器件马赫-曾德尔干涉仪相变材料硒化锑氧化铟锡多值

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基于合成双射流的翼型阵风载荷减缓

航空学报 2024年第16期45卷 63-74页

作者：王浩罗振兵邓雄周岩张鉴源赵志杰国防科技大学空天科学学院长沙410073

为研究基于合成双射流的阵风减缓策略,针对NACA0012翼型在其上表面阵列式布置合成双射流激励器,通过反向射流方式主动诱导流动分离,并详细研究分离涡的演化及动态涡脱落过程,为开展基于零质量射流的载荷控制提供了新的理念。结果表明,... 详细信息

为研究基于合成双射流的阵风减缓策略,针对NACA0012翼型在其上表面阵列式布置合成双射流激励器,通过反向射流方式主动诱导流动分离,并详细研究分离涡的演化及动态涡脱落过程,为开展基于零质量射流的载荷控制提供了新的理念。结果表明,随着动量系数Cμ的增大,合成双射流对于阵风载荷控制能力逐渐提高且没有造成升力系数CL较大的脉动,当Cμ=0.033时,后缘分离区发展到翼型中部位置,CL,max响应幅值降低了47.9%。由于后缘处分离区较大,关闭射流激励器后分离涡在上翼面的卸载过程会对CL造成较大影响,在气流冲击分离涡的过程中,上下翼面压差迅速增大进而造成CL迅速减小;针对这一过程研究Cμ阶梯递减控制,设置Cμ区间式变化,相较于持续施加恒定Cμ的情况,这一控制方法在达到相同减缓幅值的情况下能耗更低,且翼型处于高载荷冲击的时间也更短。

关键词：阵风减缓合成双射流分离涡反向射流涡脱落

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静水压下水声吸声材料研究进展

科学通报 2024年第17期69卷 2368-2379页

作者：韦叶金赵宏刚王洋钟杰孙垚郑周甫杨海滨温激鸿国防科技大学智能科学学院长沙410003

随着声呐技术的快速发展,潜艇等水下装备的声隐身要求变得越来越高.水声吸声材料是实现水下装备声隐身的重要手段之一,多年来持续受到广泛研究.相比空气声,水下声波传播更快、波长更长,低频有效吸声更加困难.此外,水下装备的下潜深度逐... 详细信息

随着声呐技术的快速发展,潜艇等水下装备的声隐身要求变得越来越高.水声吸声材料是实现水下装备声隐身的重要手段之一,多年来持续受到广泛研究.相比空气声,水下声波传播更快、波长更长,低频有效吸声更加困难.此外,水下装备的下潜深度逐步增大,水声材料需要承受很大的静水压力.已有研究表明,静水压力对吸声材料的声学性能影响显著,实现高静水压下低频宽带吸声的材料设计是该领域的技术难题,需进一步深化吸声机理分析和优化设计工作.本文首先介绍了当前水声吸声材料在静水压下的分析方法,总结了材料的主流吸声机理以及静水压力对吸声的影响,并从材料设计方面综述了抗静水压吸声材料的研究现状,最后展望了静水压力下吸声材料的研究趋势和挑战,以期推动静水压下水声吸声材料的发展.

关键词：水声吸声材料抗静水压吸声机理分析方法材料设计

全光纤结构拉曼振荡器实现近1.8 kW激光输出

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红外与激光工程 2024年第5期53卷 268-270页

作者：范晨晨付敏郝修路黄善旻李阳陈子伦冷进勇姚天甫周朴国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室湖南长沙410073

拉曼光纤激光器在实现高功率特殊波长激光方面具有独特优势,受到了广泛关注和研究。近年来,随着渐变折射率多模光纤在拉曼激光器中的运用,不仅提高了可注入的泵浦功率,还通过光束净化特性实现了激光亮度增强。

关键词：光纤激光拉曼振荡器受激拉曼散射渐变折射率光纤

化学气相沉积HfO_(2)涂层的制备及性能

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材料工程 2024年第5期52卷 67-75页

作者：何锐朋朱利安王震叶益聪李顺唐宇白书欣国防科技大学空天科学学院长沙410073

采用化学气相沉积(CVD)法在难熔金属Mo表面制备厚约8μm的HfO_(2)涂层。通过HSC Chemistry软件从热力学角度探究CVD HfO_(2)的反应过程,分析HfO_(2)涂层的微观形貌、择优生长情况和纳米力学性能,测试涂层与基体的结合力及抗热震性。结... 详细信息

采用化学气相沉积(CVD)法在难熔金属Mo表面制备厚约8μm的HfO_(2)涂层。通过HSC Chemistry软件从热力学角度探究CVD HfO_(2)的反应过程,分析HfO_(2)涂层的微观形貌、择优生长情况和纳米力学性能,测试涂层与基体的结合力及抗热震性。结果表明:HfO_(2)涂层与基体结合良好,在经历25~2000℃,100次循环热震后涂层表面未出现宏观剥落;划痕法测定的涂层附着力约23 N;在2.5~5μm波段,涂层表面平均发射率为0.48,将Mo在该波段的平均发射率提高了近5倍。

关键词：化学气相沉积氧化铪涂层热力学计算发射率抗热震性