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“两弹元勋”邓稼先:践行科学家精神的典范

科技导报 2024年第10期42卷 6-17页

作者：李建强许进中国工程物理研究院党校绵阳621900 丝路国际智库交流中心北京100037

邓稼先是中国核武器研制的主要组织者、领导者,也是负责原子弹、氢弹理论设计而隐姓埋名28年的主要领军人之一。从爱国、创新、求实、奉献、协同、育人6个方面概括邓稼先科学家精神的内涵,揭示了其精神的重要时代价值。邓稼先以深厚民... 详细信息

邓稼先是中国核武器研制的主要组织者、领导者,也是负责原子弹、氢弹理论设计而隐姓埋名28年的主要领军人之一。从爱国、创新、求实、奉献、协同、育人6个方面概括邓稼先科学家精神的内涵,揭示了其精神的重要时代价值。邓稼先以深厚民族情感、对科学事业的执着追求、卓越战略眼光和创新精神,投身于中国的核武器事业,是新时代科技工作者学习的典范。

关键词： “两弹元勋” 邓稼先科学家精神

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超构表面:设计原理与应用挑战(特邀)

中国激光 2024年第1期51卷 259-279页

作者：马耀光高宇斌浙江大学极端光学技术与仪器全国重点实验室光电科学与工程学院先进光子学研究中心嘉兴研究院智能光子研究中心浙江大学杭州国际科创中心浙江杭州310027

作为一种二维形式的超构材料,超构表面允许以前所未有的自由度对光的振幅、相位、偏振等维度进行灵活高效的调控,有望突破传统光学的限制,实现低成本、高性能、超轻超薄、功能新颖的新型光学元件,近年来引起了学术界和产业界越来越浓厚... 详细信息

作为一种二维形式的超构材料,超构表面允许以前所未有的自由度对光的振幅、相位、偏振等维度进行灵活高效的调控,有望突破传统光学的限制,实现低成本、高性能、超轻超薄、功能新颖的新型光学元件,近年来引起了学术界和产业界越来越浓厚的研究兴趣。从物理机理、相位调控到正向设计方法,系统回顾了超构表面的设计原理。介绍了这些机理如何用于实现丰富的应用,包括功能复用、宽带宽、大视场、多层级联、非局域超构表面等,涵盖了最主要和最新的发展方向。最后,讨论了超构表面在走向实用化的道路上所面临的器件设计和加工制造上的挑战,并对领域未来的发展进行展望。

关键词：材料超构表面超构透镜成像光学全息复用消色差成像

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基于耦合分析的热流系统协同设计

控制理论与应用 2024年第1期41卷 118-126页

作者：温宇钒何婷李东海暨南大学能源电力研究中心国际能源学院广东珠海519070 清华大学能源与动力工程系北京100084

作为综合能源系统的一部分,热流系统通常在稳态假设下设计其物理系统,在此基础上设计控制器.这种方法忽略了系统与控制器设计间的耦合关系,导致系统暂态性能不佳.为此,本文提出一种协同设计方法,以系统总质量、熵产率以及控制效果为设... 详细信息

作为综合能源系统的一部分,热流系统通常在稳态假设下设计其物理系统,在此基础上设计控制器.这种方法忽略了系统与控制器设计间的耦合关系,导致系统暂态性能不佳.为此,本文提出一种协同设计方法,以系统总质量、熵产率以及控制效果为设计度量,基于热流系统数学模型及其熵产率模型,结合嵌套设计方法和同步设计方法完成系统设计.考虑到设计过程中设计参数多、变量范围大的问题,引入时间序列模式距离,构造相关度度量函数来分析物理系统与控制器之间的耦合关系,从而减少非耦合参数.同时,利用数据分析方法进一步缩小了待设计参数范围.为验证方法的有效性,以一个理想热流系统为设计实例,仿真结果表明,通过相关度度量函数及其数据分析,可以将设计参数个数减少66%,选取范围缩小26%.相比于传统顺序设计方法,经过协同设计方法设计的系统控制误差可减少29%,且设计控制器抗扰能力也优于频域方法和SIMC方法.

关键词：热流系统设计优化整体设计耦合分析

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环状炮孔径向爆破能量增强效应试验研究

采矿与安全工程学报 2024年第1期41卷 107-113页

作者：冯盼学汪旭光陈何余斌矿冶科技集团有限公司北京102628 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京矿冶研究总院北京102628 国家金属矿绿色开采国际联合研究中心北京102628

近距离共生矿产开拓延伸采动对周边工程及矿岩具有较强的影响,解决井巷开拓低损减震高效爆破开挖技术难题,可以缩短协调开采动压对井巷工程的影响时间。环状炮孔爆破是一种新型高效的低碳爆破方法,但目前针对环状炮孔径向爆破应力场、... 详细信息

近距离共生矿产开拓延伸采动对周边工程及矿岩具有较强的影响,解决井巷开拓低损减震高效爆破开挖技术难题,可以缩短协调开采动压对井巷工程的影响时间。环状炮孔爆破是一种新型高效的低碳爆破方法,但目前针对环状炮孔径向爆破应力场、能量场等方面的定量研究较少。围绕爆破试验对环状炮孔径向爆破能量的增强效应,采用超动态应变测试系统对混凝土试验模型单层药包爆炸应力场进行测试、分析,相较等效单孔,环状炮孔在爆破中远区应力更大、能量更强、时间更久。研究成果定量揭示了环状炮孔单层药包径向爆破能量的增强效应,验证了环状炮孔高效率、低能耗的技术特征及环保优势,为环状炮孔装药爆破参数的优化设计提供了理论基础和技术支撑。

关键词：低碳爆破环状炮孔应力测试爆破能量增强效应

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基于组织模型的纬编面料透气性数字化预测

纺织学报 2024年第6期45卷 68-74页

作者：赵雅杰丛洪莲丁玉琴董智佳江南大学针织技术教育部工程研究中心江苏无锡214122

为在投入实际生产前正确评估双面纬编面料的透气性能,构建了双面织物组织模型,并进行织物孔隙率的数字化表达。首先,对双面纬编织物结构中包含的成圈、集圈和浮线这3种基本线圈形态进行孔隙率的单元组织模型构建;然后系统归纳出双层结构... 详细信息

为在投入实际生产前正确评估双面纬编面料的透气性能,构建了双面织物组织模型,并进行织物孔隙率的数字化表达。首先,对双面纬编织物结构中包含的成圈、集圈和浮线这3种基本线圈形态进行孔隙率的单元组织模型构建;然后系统归纳出双层结构中9种正面结构单元和21种反面结构单元,并构建双层结构孔隙率矩阵,得到织物理论孔隙率的计算方法;最后,在3款不同组织的面料基础上通过线性拟合得出理论孔隙率与透气率的关系,并选用2款面料验证预测系统的准确性。结果表明:理论计算的透气率为627.0、688.6 mm/s,实际测量的透气率为600.3、676.3 mm/s,其误差率在±6%以内,说明构建的纬编组织模型和透气性预测方法具有合理性和适用性。

关键词：纬编面料组织模型垂直映射面积孔隙率透气性数字化预测

基于数据融合与知识推理的机器人装配单元数字孪生建模方法研究

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机械工程学报 2024年第5期60卷 36-50页

作者：刘达新王科刘振宇许嘉通谭建荣浙江大学计算机辅助设计与图形学国家重点实验室杭州310027 设计工程及数字孪生浙江省工程研究中心杭州310027

目前机器人作业任务规划通常依赖于人为手动示教与离线编程,这往往需要操作人员花费大量的时间精力对机器人的操作流程进行定义与程序编写。为了进一步提高机器人装配作业任务规划的自主性和高效性,提出一种基于数据融合与知识推理的机... 详细信息

目前机器人作业任务规划通常依赖于人为手动示教与离线编程,这往往需要操作人员花费大量的时间精力对机器人的操作流程进行定义与程序编写。为了进一步提高机器人装配作业任务规划的自主性和高效性,提出一种基于数据融合与知识推理的机器人装配单元数字孪生建模方法,研究机器人装配单元从物理空间到虚拟空间的高保真映射,为后续机器人在数字孪生环境下的自主动态装配作业奠定基础。将机器人装配单元数字孪生模型分为机器人与工艺工装、产品以及机器人装配过程三个部分,并分别提出了基于虚实映射的机器人与工艺工装数字孪生建模方法、融合多源异构数据的产品数字孪生建模方法以及基于知识推理的机器人装配作业过程数字孪生建模方法,在此基础上实现机器人装配作业任务的快速规划和仿真验证。最后将所提方法应用在某款步进电机的机器人装配作业任务规划中,验证了提出的方法在实际应用场景下的有效性。

关键词：数字孪生工业机器人装配建模任务规划

大气压垂直流动液体地电极制备等离子体活化溶液的理化特性

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高电压技术 2024年第1期50卷 441-449页

作者：齐志华谭一航孟广伊吉晓瑞史书慧沈阳工程学院基础教学部沈阳110136 沈阳工程学院国际交流学院沈阳110136

大气压气液放电制备的等离子体活化溶液(plasma activated liquid,PAL)是一种富含多活性物种的溶液。该研究以流动水柱替换传统线筒式电极结构内的中心金属电极,设计出利用垂直流动水柱产生放电的电极结构,以实现高效制备PAL的目的。通... 详细信息

大气压气液放电制备的等离子体活化溶液(plasma activated liquid,PAL)是一种富含多活性物种的溶液。该研究以流动水柱替换传统线筒式电极结构内的中心金属电极,设计出利用垂直流动水柱产生放电的电极结构,以实现高效制备PAL的目的。通过改变溶液(水柱)的初始电导率和施加电压,研究了利用该电极所制备PAL的理化特性及灭菌效果,计算了在不同放电参数下产生活性物种的能量效率,并讨论了该电极与液面下鼓泡法电极放电产生活性物种能量效率的差异。结果表明,随着施加电压和溶液初始电导率的增加,PAL的p H值逐渐下降,而平均电导率呈逐渐升高趋势,NO_(3)^(-)、H2O_(2)、O_(3)的浓度逐渐增大。当溶液初始电导率在2~200 mS/cm的范围内,NO_(2)^(-)的浓度随施加电压的升高呈现出先增加后降低的趋势。但当溶液初始电导率研究将为气液放电技术在不同环境中应用选取适宜电极提供新的思路。

关键词：等离子体活化溶液电导率活性物种能量效率灭菌

ZrO2（AlN）/h-BN复合陶瓷性能研究及超重力凝固坩埚研制

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材料导报 2024年第21期38卷 111-116页

作者：赵建江陈云敏韦华浙江大学超重力研究中心浙江大学建筑工程学院

凝固是制备材料很基本的成型技术之一，但超重力凝固时，高转速产生的离心力克服合金熔体在坩埚孔隙处产生的表面张力，极易在超重力凝固过程中发生熔体渗漏或坩埚破碎，导致实验失败。本工作采用热压烧结工艺制备ZrO2/h-BN和AlN/h-BN... 详细信息

凝固是制备材料很基本的成型技术之一，但超重力凝固时，高转速产生的离心力克服合金熔体在坩埚孔隙处产生的表面张力，极易在超重力凝固过程中发生熔体渗漏或坩埚破碎，导致实验失败。本工作采用热压烧结工艺制备ZrO2/h-BN和AlN/h-BN复合陶瓷，测试其物理和力学性能，择优选材加工成坩埚。结果表明，AlN/h-BN的热导率优于ZrO2/h-BN，其高温压缩强度明显高于ZrO2/h-BN。基于超重力凝固时坩埚损伤的力学分析，选用低密度、高热导率、高压缩强度的AlN/h-BN制备坩埚，通过50炉超重力凝固实验，验证其性能满足超重力凝固的需要。

关键词： ZrO2/h-BN复合陶瓷 AlN/h-BN复合陶瓷物理性能压缩强度坩埚研制

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松木生物质颗粒预热燃烧特性试验

洁净煤技术 2024年第7期30卷 127-134页

作者：章锦阳欧阳子区丁鸿亮苏坤江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013 中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

使用于松木生物质颗粒作为燃料,结合先进的自预热燃烧技术,实现燃料在炉膛内的流态化燃烧。通过千瓦级预热燃烧试验平台,对木本生物质颗粒在不同预热温度下的预热改性进行了全面深入的探索。使用BET、SEM扫描电镜与拉曼光谱带对比的方... 详细信息

使用于松木生物质颗粒作为燃料,结合先进的自预热燃烧技术,实现燃料在炉膛内的流态化燃烧。通过千瓦级预热燃烧试验平台,对木本生物质颗粒在不同预热温度下的预热改性进行了全面深入的探索。使用BET、SEM扫描电镜与拉曼光谱带对比的方法对高温生物质半焦的比表面积、总孔容积、氮气等温吸附脱附特性、颗粒表明形态等关键物性参数进行检测和分析。分析结果显示,随着预热温度的升高,氮气吸附量明显增加,说明改性后的生物质半焦具有更多的孔隙结构。结合碳微晶结构分析,松木生物质颗粒在高加热速率下解聚脱挥发导致大分子碳链断裂产生小分子挥发物从而改善反应活性。在燃烧特性方面,改性后的高温生物质半焦可在下行燃烧室内迅速实现稳定燃烧,且燃烧效率高达99%以上。在NO_(x)排放上,所有实验工况均将燃烧温度控制在1 100℃以下避免产生热力型NO_(x)。预热后松木生物质颗粒的NO_(x)排放浓度并未随预热温度的单调变化而增减。842℃时,NO_(x)排放质量浓度达到峰值,随后开始下降。在试验温度范围内,当预热温度设定为705℃时,NO_(x)排放质量浓度达到最低值,即97.79 mg/m^(3)。综上,为确保松木生物质预热燃烧后具有较低的NO_(x)排放和高燃烧效率,推荐的最佳预热温度为705℃。

关键词：生物质颗粒预热燃烧器燃料改性燃烧特性 NO_(x)排放