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海洋湍流下双拉盖尔-高斯涡旋光束的闪烁指数与误码率研究

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光子学报 2024年第2期53卷 211-223页

作者：刁鲁欣王明军黄朝军吴小虎汪伟西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048 西安市无线光通信和网络研究重点实验室西安710048 陕西理工大学物理与电信工程学院汉中723001 山东高等技术研究院济南250100 中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119

采用功率谱反演法模拟了同轴叠加产生的双拉盖尔-高斯涡旋光束(Double Laguerre-Gaussian Vortex Beam,DLGVB)在海洋湍流中传输时的光强和相位分布,仿真分析了DLGVB光束在不同海洋湍流参数下的闪烁指数以及在基于开关键控调制的水下光... 详细信息

采用功率谱反演法模拟了同轴叠加产生的双拉盖尔-高斯涡旋光束(Double Laguerre-Gaussian Vortex Beam,DLGVB)在海洋湍流中传输时的光强和相位分布,仿真分析了DLGVB光束在不同海洋湍流参数下的闪烁指数以及在基于开关键控调制的水下光通信系统中的通信误码率。结果表明,随着湍流动能耗散率的减小,盐度温度波动平衡参数、温度方差耗散率及传输距离的增加,闪烁指数逐渐增加;随着湍流动能耗散率以及拓扑电荷差值的增加,误码率减小。在海洋湍流环境下,使用DLGVB光束进行传输可以抑制海洋湍流带来的干扰,选择最佳的拓扑电荷差值,可以有效提高传输通信质量及通信系统容量。本文研究结果对涡旋光束及其叠加态在海洋湍流下传输特性研究及水下光通信系统持续扩容的发展需求方面具有重要的参考价值。

关键词：海洋湍流双拉盖尔-高斯涡旋光束拓扑电荷差值闪烁指数误码率

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中红外光谱双重校验异常样本检测方法研究

光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1546-1552页

作者：张朱珊莹张若静顾瀚文谢勤岚张献文撒继铭刘繄中南民族大学生物医学工程学院湖北武汉430074 认知科学国家民委重点实验室湖北武汉430074 医学信息分析及肿瘤诊疗湖北省重点实验室湖北武汉430074 临沂格莱普园林机械有限公司山东临沂276700 武汉理工大学信息工程学院湖北武汉430070 武汉理工大学机电工程学院湖北武汉430070

中红外吸收光谱法目前最有前途的无创血糖检测技术之一。中红外吸收光谱的血糖浓度检测结果准确性与光谱信号的可靠性密切相关。采集中红外光谱信号的过程易受环境或人为等因素的影响而产生包含大量干扰信息的异常光谱。异常样本存在会... 详细信息

中红外吸收光谱法目前最有前途的无创血糖检测技术之一。中红外吸收光谱的血糖浓度检测结果准确性与光谱信号的可靠性密切相关。采集中红外光谱信号的过程易受环境或人为等因素的影响而产生包含大量干扰信息的异常光谱。异常样本存在会降低预测模型的有效性和可靠性,故异常样本的检测和剔除至关重要。本研究提出双重校验异常样本检测法能够将异常样本准确筛选出来并剔除。本算法分为两个阶段,首先利用蒙特卡洛交叉验证异常样本检测,初步筛选异常样本,提高光谱样本集的稳定性;其次以马氏距离平方近似服从卡方分布为理论基础,自适应确定最优阈值,对剩余数据集进行异常样本再识别。以64份包含葡萄糖、白蛋白、尿素、乳酸、果糖、胆固醇在内的葡萄糖混合仿体溶液样本为研究对象。双重校验法首先利用预测误差平方和对异常样本敏感的特性对光谱数据集中的异常样本进行初步判定,共检测出3个异常样本,从光谱数据集中剔除检测出的异常样本后建立PLS校正模型,该模型的相关系数为0.91,RMSECV为60.17 mg·dL^(-1)。其次,双重校验法以马氏距离平方近似服从卡方分布为理论基础,实现异常样本自适应识别。共检测出了12个异常样本,剔除全部异常样本后构建的PLS模型性能得到了提升,相关系数达到0.99,RMSECV达到57.77 mg·dL^(-1)。通过与无异常样本剔除、PCA-MD法、蒙特卡洛法相比较双重校验法结果最优,证明了本算法在异常样本检测上的优越性。与未剔除异常样本时的PLS模型相比,相关系数从0.86上升到了0.99,RMSECV从67.51 mg·dL^(-1)降低至57.77 mg·dL^(-1),分别提升了15.12%、14.42%。本研究针对异常样本检测方法中易受阈值影响而出现正常样本误检或异常样本漏检的问题给出了很好的解决策略,该方法能够准确检测并剔除异常样本,进而提高预测模型的精度和预测性能。为中红外光谱数据集异常样本的准确剔除提供了一种思路。

关键词：红外光谱异常样本双重校验自适应阈值

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V含量对高氮马氏体不锈钢组织及性能的影响

金属热处理 2024年第3期49卷 215-221页

作者：张浩迟宏宵王成蹊马党参林鹏昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081 昆明理工大学交通工程学院云南昆明650093 河北机电职业技术学院河北邢台054000 山东南山铝业股份有限公司山东龙口265700

采用光学显微镜、SEM、硬度试验、冲击试验、盐雾腐蚀试验对两种不同V含量(0.32%和0.80%)的高氮马氏体不锈钢(根据V含量分别命名为0.3V钢和0.8V钢)的组织和力学性能进行研究。结果表明,两种不同V含量试验钢的退火组织中均出现碳化物条带... 详细信息

采用光学显微镜、SEM、硬度试验、冲击试验、盐雾腐蚀试验对两种不同V含量(0.32%和0.80%)的高氮马氏体不锈钢(根据V含量分别命名为0.3V钢和0.8V钢)的组织和力学性能进行研究。结果表明,两种不同V含量试验钢的退火组织中均出现碳化物条带,0.8V钢中碳化物条带更加明显,其退火硬度为257.0 HBS,相较于0.3V钢提高7%;V含量的提高能降低淬火后奥氏体晶粒的尺寸和残留奥氏体含量;经相同热处理(1050℃淬火30 min+(-73℃)冷处理2 h+250℃回火2 h)后,0.3V钢硬度为58.4 HRC,冲击吸收能量为9.4 J,0.8V钢的硬度为54.4 HRC,冲击吸收能量为12.7 J,V含量的增加,降低了马氏体不锈钢的硬度,提高了其韧性;经120 h的盐雾腐蚀后,0.3V钢表面无明显腐蚀坑,腐蚀速率为0.0235 g·m^(-2)·h^(-1),0.8V钢表面有明显的腐蚀坑,腐蚀速率为0.0258 g·m^(-2)·h^(-1),0.3V钢的耐腐蚀性能略优于0.8V钢,即随着V含量增加,耐蚀性略有下降。

关键词：高氮马氏体不锈钢 V含量组织力学性能耐蚀性

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永磁同步电动机电磁振动特性及抑制措施

科学技术与工程 2024年第17期24卷 7148-7158页

作者：李永枭成豪杰唐旭马兆兴王瑞华青岛理工大学信息与控制工程学院青岛266520

电磁振动水平是永磁同步电动机的重要评价指标之一,为了有效抑制永磁同步电动机的电磁振动,首先建立了转子永磁体磁动势、定子绕组电流磁动势与定子齿槽相互作用产生的径向电磁力的解析分析模型。然后建立了电机的变参数矢量控制系统的... 详细信息

电磁振动水平是永磁同步电动机的重要评价指标之一,为了有效抑制永磁同步电动机的电磁振动,首先建立了转子永磁体磁动势、定子绕组电流磁动势与定子齿槽相互作用产生的径向电磁力的解析分析模型。然后建立了电机的变参数矢量控制系统的场路耦合联合分析模型,以一台11 kW内置式永磁同步电动机为样机,利用机械阻抗法得到了电机主要低阶电磁力产生的电磁振动噪声频谱,确定了对电机电磁振动起主要作用的低阶电磁力的频率。最后利用遗传-蚁群算法,研究了通过优化电机的定子齿槽参数有效削弱具有上述频率的低阶电磁力,从而有效抑制电机的电磁振动。结果显示,利用所提方法确定的定子齿槽参数能有效抑制电机的电磁振动,并且对电机的运行性能产生的影响较小。

关键词：永磁同步电动机电磁振动解析分析遗传-蚁群算法抑制措施

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威海海洋研学旅游发展研究

商业经济 2024年第2期 43-45,49页

作者：褚懿纬王晓玲王雨涵许诺韩建志哈尔滨理工大学荣成校区山东荣成264300

海洋研学旅游具有提供实践学习机会、推动科学素养、培养环境意识和可持续发展观念、促进海洋科研进步及促进经济发展等重要意义。它为人们提供了更深入、更真实的海洋体验和学习机会,有助于推动海洋保护和可持续利用的实践。目前,威海... 详细信息

海洋研学旅游具有提供实践学习机会、推动科学素养、培养环境意识和可持续发展观念、促进海洋科研进步及促进经济发展等重要意义。它为人们提供了更深入、更真实的海洋体验和学习机会,有助于推动海洋保护和可持续利用的实践。目前,威海地区海洋研学旅游存在协同体系不完善,研学旅游教育质量低,海洋研学旅游产品创新性不足,海洋研学旅游产品缺乏专业性等问题。针对上述问题提出了完善研学旅游的协同体系、提高研学旅游教育质量、丰富海洋研学旅游产品结构、提高海洋研学旅游产品的专业性等对策建议。

关键词：海洋研学旅游威海市海洋研学旅游产品

氮化硼的介电特性及其在微波加热中的热透波性能

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 118-128页

作者：张利尚小标白永珍李广超肖利平济宁学院机电工程学院山东曲阜273155 昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 非常规冶金教育部重点实验室云南昆明650093 微波能工程应用及装备技术国家地方联合工程实验室云南昆明650093

耐火结构的热透波性能对微波加热的模式和效率均具有重要影响,所以明确耐火结构在微波加热过程中的动态热透波性能变化至关重要。本文以氮化硼陶瓷为研究对象,通过实验测试了其在915 MHz、2 450 MHz两种频率下的宽温域(25~1 000℃)介电... 详细信息

耐火结构的热透波性能对微波加热的模式和效率均具有重要影响,所以明确耐火结构在微波加热过程中的动态热透波性能变化至关重要。本文以氮化硼陶瓷为研究对象,通过实验测试了其在915 MHz、2 450 MHz两种频率下的宽温域(25~1 000℃)介电特性,采用传输线理论计算了氮化硼陶瓷的功率透过系数,并对其介电常数、介电损耗因子等参数的温度特性进行了分析。研究表明:25~1 000℃,两种频率下的介电常数变化幅度较小,介电常数仅变化了1.8%左右;两种频率下的介电损耗因子随温度呈波动性变化,900℃之后都呈指数增长的趋势。微波在氮化硼陶瓷中的波长和穿透深度均随温度的增加呈现下降趋势;当频率增大时,穿透深度随频率的增大而减小。氮化硼陶瓷的透波性能在两种极化模式下存在明显差异,水平极化(TM)明显高于垂直极化(TE)。当频率为915 MHz时,可以考虑材料厚度值为0.08 m左右作为优化材料厚度,同时以入射角度在θ_(i)≤67°范围内入射具有良好的透波性能(PTC≥0.7)。当频率为2 450 MHz时,可以考虑材料厚度值为0.06 m作为优化材料厚度,在TE极化模式中应优先考虑微波入射角度在θ_(i)≤58°范围内入射,在TM极化模式中建议入射角度θ_(i)≤77°入射具有较好的透波效果(PTC≥0.9)。本研究对微波加热设备内炉衬材料的选择、工艺参数的设定以及有效提高微波能的利用率具有重要的现实指导意义。

关键词：微波加热氮化硼透波性能介电常数耐火结构

DD6镍基单晶高温合金激光重熔区杂晶的形成机制研究

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中国激光 2024年第10期51卷 277-289页

作者：王慧君郭鹏飞耿建峰许建军林鑫于君兰红波杨光黄卫东青岛理工大学山东增材制造工程技术研究中心山东青岛266520 西北工业大学分析测试中心陕西西安710072 西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 沈阳航空航天大学机电工程学院辽宁沈阳110136

研究了DD6镍基单晶高温合金在不同功率下重熔区内部杂晶的形成机制。碳化物的形成导致固液界面塌陷,进而诱导杂晶的形成;熔池顶部杂晶的产生主要与温度梯度、固液界面的迁移速率有关。激光功率升高导致温度梯度降低,进而诱导柱状晶向等... 详细信息

研究了DD6镍基单晶高温合金在不同功率下重熔区内部杂晶的形成机制。碳化物的形成导致固液界面塌陷,进而诱导杂晶的形成;熔池顶部杂晶的产生主要与温度梯度、固液界面的迁移速率有关。激光功率升高导致温度梯度降低,进而诱导柱状晶向等轴晶转变(CET);转向枝晶交汇处杂晶的产生是由枝晶交汇处的温度梯度比其他地方小以及温度梯度方向改变引起的。热应力数值模拟结果表明:低激光功率下的热输入可以有效提高温度梯度并有效降低残余应力水平,有利于抑制单晶修复过程中杂晶的形成。该研究可为单晶修复过程中杂晶的抑制提供理论和实验支撑。

关键词：镍基单晶高温合金杂晶单晶修复激光重熔

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高压含水气井两相流态节流判断与控制方法

煤田地质与勘探 2024年第3期52卷 48-55页

作者：刘新福刘春花李清平姚海元郝忠献刘永飞青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580 中海油研究总院有限责任公司北京100028 中国石油勘探开发研究院北京100083

井筒气水两相管流节流前后动态特性分析与控制,对保障致密气等高压含水气井高效稳定安全开采和水合物防治具有重要意义。考虑等熵绝热、等压热容、等容热容、不同井深节流能量等因素,推导气水两相流体流经喷嘴的能量、动能和温度动态变... 详细信息

井筒气水两相管流节流前后动态特性分析与控制,对保障致密气等高压含水气井高效稳定安全开采和水合物防治具有重要意义。考虑等熵绝热、等压热容、等容热容、不同井深节流能量等因素,推导气水两相流体流经喷嘴的能量、动能和温度动态变化等热力学微分方程组,建立高压含水气井两相节流能量、节流系统热量、节流物质平衡和流体质量流量变化等井下节流场数学模型,提出一种气水两相井筒节流前后动态特性分析与控制方法,为优化井下节流器及其节流喷嘴的结构参数和保障气井流动安全提供理论依据。最后依据数值模拟手段及其判断结果,以鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块为例进行验证,以揭示高压含水气井喷嘴尺寸和深度、含水率、节流前压力和温度对节流前后动态特性的影响规律。结果表明:高压含水气井气水两相流体质量流量先是随节流压力比减小而呈指数级增大,并在压力比降至0.55阈值附近时达到最大值,增大喷嘴下入深度和含水率、同时降低节流前压力和温度,可提高节流后温度,有利于抑制水合物生成;且节流过程临界质量流量受喷嘴内径的影响最大,含水率和节流前压力次之,而节流前温度和喷嘴深度的影响最小,且增加含水率会提高临界质量流量,但产气量也随之下降;大宁–吉县区块现场工程实例分析表明,井下节流喷嘴内径由3.0 mm扩至5.0 mm和节流前压力由14 MPa增至18 MPa时,气水两相流体的临界质量流量提升幅度分别为179.3%和27.8%,而利用地层温度等将节流前温度由313 K升至333 K时,节流过程临界质量流量反而小幅下降且下降幅度仅为5.15%,为此,增大喷嘴内径及其下入深度和节流前压力同时降低节流前温度,有利于提高气水两相流体节流过程中临界质量流量,并提升高压含水气井的产气量。

关键词：高压含水气井气水两相流井下节流临界质量流量水合物抑制

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掏土孔应力扰动法下的塑性区范围研究

华北水利水电大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 101-108页

作者：王晓磊徐洪潮张鹏席亚军河北工程大学土木工程学院河北邯郸056038 青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 河北建研科技有限公司河北石家庄050021

针对普通浅层掏土法下倾斜建筑回倾速度慢、沉降不均匀的问题,提出掏土孔应力扰动法。在岩石力学的弹性圈和塑性圈应力解中引入修正系数,得到掏土孔应力扰动法下的塑性区半径计算公式。在进行现场掏土孔周应力扰动试验时,采用地锚反压... 详细信息

针对普通浅层掏土法下倾斜建筑回倾速度慢、沉降不均匀的问题,提出掏土孔应力扰动法。在岩石力学的弹性圈和塑性圈应力解中引入修正系数,得到掏土孔应力扰动法下的塑性区半径计算公式。在进行现场掏土孔周应力扰动试验时,采用地锚反压的形式模拟上部建筑荷载,利用长钉在掏土孔周围进行深度为50 mm的螺旋扰动,通过测量应力扰动前后的孔周土体应力并结合有限元模拟结果,得到实际塑性区范围,验证了塑性区半径公式的正确性。结果表明:当掏土孔半径为100 mm,应力扰动范围为孔径的1/2时,塑性区范围扩大30%~40%,掏土孔应力扰动法对于扩大塑性区范围、加快建筑纠倾速度具有工程应用价值。

关键词：浅层水平掏土纠倾掏土孔应力扰动法孔周应力塑性区半径