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800 Gbit/s OSFP 2xDR4光收发模块的研究与设计

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激光与光电子学进展 2024年

作者：高立昭吴春付李林春李会方高旻聖东莞立讯技术有限公司光电产品处西北工业大学国家卓越工程师学院

随着AI大模型的快速崛起，现代数据中心需要更高速、更高带宽的信息传输技术以应对日益增长的数据量。光纤通信因其独特的大容量和低损耗特性，成为了现代数据中心追求的理想传输方式。光收发模块作为光纤通信系统的核心组件，负责光电... 详细信息

随着AI大模型的快速崛起，现代数据中心需要更高速、更高带宽的信息传输技术以应对日益增长的数据量。光纤通信因其独特的大容量和低损耗特性，成为了现代数据中心追求的理想传输方式。光收发模块作为光纤通信系统的核心组件，负责光电信号的转换，其性能直接关系到整个通信系统的稳定性和效率。因此，本文旨在深入探究800 Gbit/s光收发模块的基本原理，并通过开发与测试验证其在实际应用中的性能。本文首先介绍了800 Gbit/s光收发模块的基本构成，包括发射单元、接收单元、管理单元和数字处理芯片这四个关键部分。随后，详细阐述了该模块采用的先进技术和设计理念，以确保在高速传输条件下仍能保持稳定的性能。接着，通过对800 Gbit/s OSFP 2xDR4光收发模块的开发与测试，评估了其主要性能指标是否达到预期要求。经过严格的开发与测试流程，我们发现800 Gbit/s光收发模块的各项主要指标均达到了预期的要求。800 Gbit/s光收发模块性能优异，很适合当前环境。

关键词：数据中心光通信 800 Gbit/s光收发器模块发射端接收端

基于有限元模型的空降兵伞降着陆损伤因素分析

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兵工学报 2024年

作者：任海龙曹双辉彭瀚豆清波索涛西北工业大学航空学院西北工业大学国家卓越工程师学院强度与结构完整性全国重点实验室

空降兵伞降着陆损伤一直是航空医学和特种医学关注的重点，研究其着陆损伤的生物力学机制对空降兵损伤防护和预防至关重要。针对空降兵着陆冲击下肢损伤，利用全球人体生物力学模型 (Global Human Body Models Consortium， GHBMC)对影... 详细信息

空降兵伞降着陆损伤一直是航空医学和特种医学关注的重点，研究其着陆损伤的生物力学机制对空降兵损伤防护和预防至关重要。针对空降兵着陆冲击下肢损伤，利用全球人体生物力学模型 (Global Human Body Models Consortium， GHBMC)对影响空降兵着陆冲击下肢损伤的因素进行数值模拟研究。研究结果表明：在正常着陆冲击过程中，股骨、胫骨等下肢长骨受损伤概率较小，但跟骨、距骨以及半月板容易因长骨对其挤压造成损伤，易损伤区域包括跟骨结节内侧突、距骨滑车面以及外侧半月板前角；不同着陆场景损伤机制的差异，下降速度能显著影响地面冲击力从而大幅度增加下肢长骨患应力性骨折的概率；水平风速能影响其重心位置而增加踝关节损伤概率；地面条件通过影响冲击接触时长而增加踝关节尤其是跟骨损伤概率。

关键词：空降兵伞降着陆损伤生物力学下肢损伤

基于OCDM的通信感知一体化信号PAPR抑制方法

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信号处理 2024年第7期40卷 1218-1226页

作者：夏笑天宁强姚如贵樊晔左晓亚西北工业大学国家卓越工程师学院陕西西安710072 北京遥感设备研究所北京100190 西北工业大学电子信息学院陕西西安710072

5G技术的不断发展和普及,使得无线设备对频谱资源的需求越来越大,频谱资源紧张的问题日益突出。为了提高频谱利用率,有效解决频谱资源紧张的问题,通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)技术应运而生。在ISAC系统中... 详细信息

5G技术的不断发展和普及,使得无线设备对频谱资源的需求越来越大,频谱资源紧张的问题日益突出。为了提高频谱利用率,有效解决频谱资源紧张的问题,通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)技术应运而生。在ISAC系统中,通信模块和感知模块共用同一波形和硬件平台,从而提高了频谱和设备利用率。其中,基于正交线性调频分频复用(Orthogonal Chirp-Division Multiplexing,OCDM)的ISAC系统对多普勒频移的抗干扰性能更好,性能优于传统系统。但是OCDM信号的平均峰值功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)较高,这是由于其需要利用离散菲涅尔逆变换(Inverse Discrete Fresnel Transform,IDFn T)进行从chirp域到时域的转换造成的,过高的PAPR容易造成非线性失真,从而对ISAC系统的表现造成影响。针对上述问题,提出了一种基于chirp保留方法的OCDM通感一体化信号PAPR抑制方法,通过将OCDM信号的全部chirp分为两部分,一部分用来传输降低总体PAPR的信号,另一部分则正常传输通信数据,分别称为优化子载波和通信子载波。将一体化信号的PAPR与其非周期自相关函数建立联系,并利用Gerchberge-Saxton算法对优化子载波上的所得信号进行优化,以降低信号整体的PAPR,同时所有子载波均用于雷达信号处理以保证感知性能。仿真结果表明,分别利用10%、25%的子载波用于优化信号PAPR,且互补累积分布函数值为10-2时,可以使一体化信号的PAPR分别降低2 dB、3 dB左右。

关键词：通信感知一体化正交线性调频分频复用峰值平均功率比

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超声滚压金属材料的疲劳性能研究进展

应用力学学报 2024年第2期41卷 260-287页

作者：陈辉涛豆敏李磊曾延刘露黄威孙守义西北工业大学力学与土木建筑学院清洁高效透平动力装置全国重点实验室西安710072 西北工业大学国家卓越工程师学院西安710072

超声滚压(ultrasonic surface rolling,USR)技术结合高能冲击和静载滚压的特点,处理后工件具有表面光洁度高、变形层深、残余压应力大和晶粒细化明显等优势;可通过适当的工艺参数设计,极大提高金属材料的疲劳强度,因而在制造业得到了广... 详细信息

超声滚压(ultrasonic surface rolling,USR)技术结合高能冲击和静载滚压的特点,处理后工件具有表面光洁度高、变形层深、残余压应力大和晶粒细化明显等优势;可通过适当的工艺参数设计,极大提高金属材料的疲劳强度,因而在制造业得到了广泛应用。自该技术应用至今,国内外学者做了大量有关USR工艺及性能方面的研究,并在多种重要金属材料及关键零部件中应用。截至目前,关于USR工艺参数对材料表面完整性和疲劳性能的研究,比较零散,缺乏系统总结。研究首先简要介绍了USR的工作原理和可控性;然后总结了不同USR工艺参数诱导的残余应力和微观组织,以及残余应力在疲劳加载过程中的释放规律;分析了不同工艺USR诱导的表面完整性对疲劳性能的影响及其潜在机理;阐述了与USR相关的复合强化方法的最新进展,并展望了USR金属材料的应用前景。

关键词：超声滚压疲劳性能金属材料残余应力微观组织

复合材料加筋壁板轴压屈曲载荷工程估算新方法

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复合材料学报 2024年

作者：张驰郑锡涛张东健刘建平西北工业大学航空学院西北工业大学国家卓越工程师学院西北工业大学飞行器复合材料结构研究所陕西飞机工业有限责任公司

加筋壁板是飞机机翼、尾翼和机身结构上普遍采用的典型结构形式，当机翼、尾翼结构受气动载荷作用时，机翼上翼面加筋壁板处于受压状态，受压壁板易发生屈曲甚至破坏。本文基于前期复合材料加筋壁板轴压稳定性工程算法研究，并借鉴已在... 详细信息

加筋壁板是飞机机翼、尾翼和机身结构上普遍采用的典型结构形式，当机翼、尾翼结构受气动载荷作用时，机翼上翼面加筋壁板处于受压状态，受压壁板易发生屈曲甚至破坏。本文基于前期复合材料加筋壁板轴压稳定性工程算法研究，并借鉴已在工程上成熟应用的金属加筋壁板轴压稳定性工程方法，提出了一种能够合理预测复合材料加筋壁板轴压屈曲载荷的工程算法。通过选取2类加强筋形式，其中3种Y型及2种J型，共5种复合材料加筋壁板为算例，对5种复合材料加筋壁板的轴压屈曲载荷进行了计算，并开展了有限元数值模拟与试验验证。此工程算法的计算结果与试验值对比，相对误差均在10%以内。与有限元计算结果对比，除一种Y型长桁加筋壁板计算结果在10%，其余构型相对误差均在5%，满足工程要求，证明此种方法的有效性，此种工程算法已经在型号飞机研制中得以应用。此外，发现对加筋壁板长桁缘条的削弱会降低复合材料加筋壁板的屈曲载荷，而Y型加筋壁板削弱中间两长桁，可以使长桁与蒙皮刚度更加匹配，提升Y型长桁加筋壁板的破坏应变水平。

关键词：复合材料加筋壁板轴向压缩稳定性工程计算方法

微量生物炭表面酸性官能团质量摩尔浓度定量分析方法

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哈尔滨工业大学学报 2024年

作者：李崯雪崔邴晗尚宏儒曹永娜程泽斌于艳玲哈尔滨工业大学卓越工程师学院哈工大郑州研究院哈尔滨工业大学化工与化学学院

表面官能团是生物炭的重要组成部分，其种类与数量对生物炭的性质、性能和应用有很大影响。现有碳材料表面官能团定量分析主要方法为Boehm滴定法，该方法耗炭量大、操作步骤多、耗时长。为此，通过构建质子消耗模型、编写python编程程... 详细信息

表面官能团是生物炭的重要组成部分，其种类与数量对生物炭的性质、性能和应用有很大影响。现有碳材料表面官能团定量分析主要方法为Boehm滴定法，该方法耗炭量大、操作步骤多、耗时长。为此，通过构建质子消耗模型、编写python编程程序、进行酸碱滴定实验、调试模型参数，建立一种微量生物炭表面官能团质量摩尔浓度定量分析方法，能够快速测量微量生物炭的表面官能团浓度与对应的酸解离常数pKa。通过调整参数、训练模型，分析此方法适用的生物炭质量范围，发现测试样品质量为50 mg时模型的均方误差EMS<0.002，迭代次数设置为20 000时模型的EMS<0.001，说明测量结果准确度较高。该方法测定的生物炭表面官能团总量与Boehm滴定法的相对误差在2%以内，且生物炭用量缩减95%、测量时间缩短10h以上、实验操作步骤大幅简化，满足生物炭表面官能团定量分析微量、快速的技术需求。

关键词：生物炭表面官能团酸碱滴定定量分析方法

基于宽带声光调制的高保真相位敏感光时域反射计系统

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光学学报 2024年第1期44卷 316-324页

作者：雷艳阳姜桃飞马云宾夏猛汤晓惠隋景林杨芳杜学新董永康哈尔滨工业大学卓越工程师学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学郑州研究院河南郑州450018 国家管网集团科学技术研究院河北廊坊065000 哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001

相位敏感光时域反射计(Ф-OTDR)系统通常用于振动监测中,具有响应速度快和检测灵敏度高的优势,但受相干衰落效应的影响,导致振幅较低位置提取的振动信号相位信息失真。为此,本文提出一种基于宽带声光调制的高保真Ф-OTDR传感方案,实现... 详细信息

相位敏感光时域反射计(Ф-OTDR)系统通常用于振动监测中,具有响应速度快和检测灵敏度高的优势,但受相干衰落效应的影响,导致振幅较低位置提取的振动信号相位信息失真。为此,本文提出一种基于宽带声光调制的高保真Ф-OTDR传感方案,实现对振动信号相位信息的高保真提取。该方案具有调制结构简单紧凑、相位延迟控制精确、频率分量灵活可控、不牺牲响应带宽和空间分辨率等优点。在验证实验中,灵活调制脉宽为100 ns,且同时将包含三个非等间距频率的多频探测光脉冲注入2 km的传感光纤,并以幅值评估的方式对多频拍频信号进行复用。结果表明,该方案中相干衰落的概率从17.541%降低到0.045%,并实现了对模拟振动信号相位信息的高保真重构。

关键词：相位敏感光时域反射计相干衰落效应相位信息多频脉冲调制

基于PRSEUS结构的翼身融合民机中央机体球亏面框优化设计方法

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航空学报 2024年第12期45卷 115-133页

作者：张永杰周静飘石磊李栋张彬乾西北工业大学民航学院西安710072 西北工业大学航空学院西安710072

翼身融合(BWB)是一种非常规亚声速运输机布局形式。针对该布局下民机后压力框的设计问题,基于美国国家航空航天局(NASA)提出的拉挤杆缝合一体化(PRSEUS)结构,开展了中央机体球亏面框优化设计工作。分别建立了某型BWB民机铝合金平面框、P... 详细信息

翼身融合(BWB)是一种非常规亚声速运输机布局形式。针对该布局下民机后压力框的设计问题,基于美国国家航空航天局(NASA)提出的拉挤杆缝合一体化(PRSEUS)结构,开展了中央机体球亏面框优化设计工作。分别建立了某型BWB民机铝合金平面框、PRSEUS球亏面框有限元模型,数值模拟结果显示,PRSEUS球亏面框具有更好的承载性能、更低的结构重量。在此基础上,进一步对PRSEUS球亏面框开展敏度分析,对其静强度、稳定性的影响参数进行了梳理,对影响规律进行了归纳。通过分析关键参数在协同优化过程中的影响,筛选得到了一种基于代理模型的协同优化策略,该协同优化策略适用性强、优化效率高。利用该协同优化方法,对PRSEUS球亏面框的尺寸参数进行了优化。通过对优化结果的最优性分析,获得了兼顾静强度、稳定性的优化方案,优化后的PRSEUS球亏面框重量减轻了10.6%。设计的PRSEUS球亏面框承载效率高、稳定性能好,可为相关领域设计与研究人员提供参考。

关键词：翼身融合民机后压力框 PRSEUS结构代理模型协同优化

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分布式动力翼-诱导翼面推进-气动耦合模型

航空学报 2024年第10期45卷 145-159页

作者：赵清风周洲李明浩徐德西北工业大学航空学院西安710072 西北工业大学计算机学院西安710072

针对分布式动力垂直起降飞行器,提出了综合理论模型和工程经验假设的分布式动力翼-诱导翼面布局的推进-气动耦合模型,实现了对垂起-过渡-巡航全飞行包线内分布式动力翼-诱导翼面气动性能的实时快速计算。结合涵道流场模型和涵道推力增... 详细信息

针对分布式动力垂直起降飞行器,提出了综合理论模型和工程经验假设的分布式动力翼-诱导翼面布局的推进-气动耦合模型,实现了对垂起-过渡-巡航全飞行包线内分布式动力翼-诱导翼面气动性能的实时快速计算。结合涵道流场模型和涵道推力增强系数发展了涵道喷流速度的快速计算方法,针对有/无动力输入状态完成了基于动量理论的推进-气动耦合模型推导,进行了推进-气动耦合模型特性分析,并开展了典型飞行工况下的CFD仿真校验与分析。结果表明,所建立的分布式动力翼-诱导翼面的推进-气动耦合模型具有较高精度,计算速度很快,能够满足动力学系统分析和飞行控制系统设计时的实时计算需求。

关键词：分布式电推进飞行器推进-气动耦合分布式动力翼诱导翼面动力学建模