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电致伸缩效应下水中电子输运特性

物理学报 2024年第11期73卷 201-209页

作者：李元李春鹏李林波袁磊王亚桢石亚轩张冠军西安交通大学电气工程学院西安710049

水中快脉冲(脉宽数ns甚至ps级)放电过程中,快脉冲在电极附近引起电致伸缩效应导致电极附近形成空化区.电子在空化区内积累能量并高速进入水体,电子在水中的输运特性是水中脉冲放电起始与发展的关键因素.本文构建了考虑弹性与非弹性碰撞... 详细信息

水中快脉冲(脉宽数ns甚至ps级)放电过程中,快脉冲在电极附近引起电致伸缩效应导致电极附近形成空化区.电子在空化区内积累能量并高速进入水体,电子在水中的输运特性是水中脉冲放电起始与发展的关键因素.本文构建了考虑弹性与非弹性碰撞截面的水中电子输运物理模型,采用蒙特卡罗方法研究不同能量电子的透射与散射径迹结构特征,研究了弹性碰撞、电离与激发碰撞频次随电子初始能量的变化以及水中电子能量损失特征.结果表明,较低能量的电子(约20 eV)受水分子散射影响能量损失较大,透射能力较弱,随着电子初始能量的增高,电子受水分子散射作用的影响逐渐减小,具有更强的液体穿透能力;弹性碰撞次数远大于激发与电离碰撞,导致电子散射距离与透射深度相当,电离碰撞和激发碰撞次数随电子能量升高显著增加;电子入射能量越高,其能损越大,随运动距离增加,能损急剧下降,与电子的平均电离能量损失W变化趋势一致.本研究可为探究快脉冲放电机理提供重要数据基础.

关键词：电致伸缩水中电子输运透射与散射碰撞模式

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部分功率直流变换器研究综述

电工技术学报 2024年第10期39卷 3021-3037页

作者：陶星澳王丰卓放西安交通大学未来技术学院西安710049 西安交通大学电气工程学院西安710049

随着直流负载功率等级的提高,直流变换器面临着效率、功率密度、成本、散热等一系列问题。部分功率处理技术能够解决上述问题,让DC-DC只流过系统总功率的一小部分,而剩余的主要功率则通过前馈路径直接在源荷间传输。该文全面阐述部分功... 详细信息

随着直流负载功率等级的提高,直流变换器面临着效率、功率密度、成本、散热等一系列问题。部分功率处理技术能够解决上述问题,让DC-DC只流过系统总功率的一小部分,而剩余的主要功率则通过前馈路径直接在源荷间传输。该文全面阐述部分功率处理技术的原理及分类,重点分析串联部分功率变换器的多种结构特性及优缺点,多维度总结归纳部分功率技术的能效分析方法,详细调研现有研究的实验样机情况,指出了部分功率直流变换器的未来研究方向和应用场景。

关键词：部分功率处理 DC-DC 非有功功率多象限工作

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基于深度森林与异质集成的标记分布学习方法

软件学报 2024年第7期35卷 3410-3427页

作者：王艺霏祝继华刘新媛周熠炀西安交通大学软件学院陕西西安710049

作为一种解决标签模糊性问题的新学习范式,标记分布学习(LDL)近年来受到了广泛的关注.为了进一步提升标记分布学习的预测性能,提出一种联合深度森林与异质集成的标记分布学习方法(LDLDF).所提方法采用深度森林的级联结构模拟具有多层处... 详细信息

作为一种解决标签模糊性问题的新学习范式,标记分布学习(LDL)近年来受到了广泛的关注.为了进一步提升标记分布学习的预测性能,提出一种联合深度森林与异质集成的标记分布学习方法(LDLDF).所提方法采用深度森林的级联结构模拟具有多层处理结构的深度学习模型,在级联层中组合多个异质分类器增加集成的多样性.相较于其他现有LDL方法,LDLDF能够逐层处理信息,学习更好的特征表示,挖掘数据中丰富的语义信息,具有强大的表示学习能力和泛化能力.此外,考虑到深层模型可能出现的模型退化问题,LDLDF采用一种层特征重用机制(layer feature reuse)降低模型的训练误差,有效利用深层模型每一层的预测能力.大量的实验结果表明,所提方法优于近期的同类方法.

关键词：标记分布学习深度森林深度集成模型异质集成学习特征重用

膨润土基水凝胶黏合剂的可控构筑及其对砂岩质文物的长效保护应用研究

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高分子学报 2024年第4期55卷 462-472页

作者：史承钰周莹赵纯浴杨梢和玲潘爱钊西安交通大学化学学院西安710000

将改性膨润土引入到丙烯酰胺基水凝胶体系中,通过控制组分比例、温度和反应时间等因素,成功构筑了粘接修复型膨润土基水凝胶(AR-gel)材料,并实现了对破损和断裂的砂岩文物的高效修复.AR-gel中膨润土的存在提高了其与砂岩文物之间的兼容... 详细信息

将改性膨润土引入到丙烯酰胺基水凝胶体系中,通过控制组分比例、温度和反应时间等因素,成功构筑了粘接修复型膨润土基水凝胶(AR-gel)材料,并实现了对破损和断裂的砂岩文物的高效修复.AR-gel中膨润土的存在提高了其与砂岩文物之间的兼容性,展现出了极好的粘接性,且粘接修复完整的文物接缝处无明显粘接痕迹,无泛白变色现象,不影响被粘接文物的整体美观;同时,粘接过程中的溢胶,可用水轻易去除.修复过后的砂岩形貌与性能与砂岩对照样品基本一致,表明了AR-gel高粘接性能的同时,不会对砂岩基体造成二次破坏.通过严苛的冻融老化循环和盐结晶湿热循环老化试验验证了该AR-gel材料对砂岩的耐久性粘接保护,并分析了保护机理:砂岩与AR-gel间通过强氢键、Si-O-Si键、Si-O-M键、质子化和离子键、机械咬合等作用牢固结合在一起.此外,AR-gel对玻璃、金属、砂岩、陶瓷和陶器等各种材质的文物均具有极好的粘接性能.本研究工作为开发耐久性文物粘接修复保护材料提供了新方法和新思路.

关键词：膨润土水凝胶文物粘接修复长效保护粘接普适性

考虑表面粗糙度影响的低温涡轮泵特性与动静间隙流动分析

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西安交通大学学报 2024年第6期58卷 77-89页

作者：卜学兵付平孙中国席光西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 西安交通大学未来技术学院西安710049

为分析低温涡轮泵过流部件表面粗糙度对其性能特性的影响,阐明表面粗糙度对涡轮泵动静间隙流场的影响机制,选择增材制造闭式叶轮涡轮氧泵为研究对象,在考虑低温介质热力学效应影响的前提下,采用液氮作为增压输送介质,对涡轮泵低温性能... 详细信息

为分析低温涡轮泵过流部件表面粗糙度对其性能特性的影响,阐明表面粗糙度对涡轮泵动静间隙流场的影响机制,选择增材制造闭式叶轮涡轮氧泵为研究对象,在考虑低温介质热力学效应影响的前提下,采用液氮作为增压输送介质,对涡轮泵低温性能开展实验测试和数值计算。研究结果表明:在13 500~26 000 r/min转速范围内,相较于光滑壁面,考虑过流部件表面粗糙度后,采用液氮作为模拟介质得到的涡轮氧泵数值计算结果与实验测试数据吻合较好;随着离心叶轮及蜗壳等主流表面粗糙度从光滑壁面增加至36μm,涡轮氧泵扬程及效率分别下降了9.1%、10.6%;随着动静间隙过流部件表面粗糙度从0增加至20μm,涡轮泵叶轮轴向力合力系数显著降低了25.8%。研究结果对后续深入揭示表面粗糙度对低温涡轮泵动静间隙流场特性影响规律以及过流部件表面质量分区控制具有重要借鉴意义及参考价值。

关键词：涡轮泵表面粗糙度动静间隙热力学效应轴向力

近地轨道质子和α粒子入射InP产生的位移损伤模拟

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物理学报 2024年第5期73卷 85-91页

作者：白雨蓉李培何欢刘方李薇贺朝会西安交通大学核科学与技术学院西安710049

磷化铟(InP)材料具有禁带宽度大、电子迁移率高、耐高温、抗辐照等优点,是制备航天器电子器件的优良材料.近地轨道内的质子和α粒子对近地卫星威胁巨大,其在InP电子器件中产生的位移损失效应是导致InP电子器件电学性能下降的主要因素.... 详细信息

磷化铟(InP)材料具有禁带宽度大、电子迁移率高、耐高温、抗辐照等优点,是制备航天器电子器件的优良材料.近地轨道内的质子和α粒子对近地卫星威胁巨大,其在InP电子器件中产生的位移损失效应是导致InP电子器件电学性能下降的主要因素.本文使用蒙特卡罗软件Geant4研究近地轨道的质子与α粒子分别经过150μm二氧化硅和2.54 mm铝层屏蔽后,在500/1000/5000μm InP材料中产生的非电离能量损失(non-ionizing energy loss,NIEL)、平均非电离损伤能随深度分布以及年总非电离损伤能.研究发现:低能质子射程短且较易发生非电离反应,入射粒子能谱中低能粒子占比越大,材料厚度越小,NIEL值越大;计算质子和α粒子年总非电离损伤能,质子的年总非电离损伤能占比达98%,表明质子是近地轨道内产生位移损伤的主要因素;α粒子年总非电离损伤能占比小,但其在InP中的NIEL约为质子的2-10倍,应关注α粒子在InP中产生的单粒子位移损伤效应.本文计算为InP材料在空间辐射环境的应用提供了参考依据.

关键词：磷化铟位移损伤 Geant4 非电离能量损失近地轨道

冷大气压等离子体诱导的交变电场对白细胞介素-6结构及功能的影响

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物理学报 2024年第18期73卷 289-298页

作者：邢人芳陈明李芮羽李淑倩张瑞胡笑钏长安大学能源与电气工程学院西安710064 西安交通大学附属红会医院西安710068 西安交通大学医学部西安710049

冷大气压等离子体(cold atmospheric plasma,CAP)由于其具有“选择性”杀伤癌细胞的效果,而被认为是一种极具潜力的癌症治疗手段.CAP可以通过降低关键炎症因子白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)的表达,抑制肿瘤炎症反应并激活免疫系统.... 详细信息

冷大气压等离子体(cold atmospheric plasma,CAP)由于其具有“选择性”杀伤癌细胞的效果,而被认为是一种极具潜力的癌症治疗手段.CAP可以通过降低关键炎症因子白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)的表达,抑制肿瘤炎症反应并激活免疫系统.然而CAP携带的强交变电场对IL-6构象及功能的影响仍缺乏了解.本文采用分子动力学方法,模拟了不同频率及强度的交变电场对IL-6构象及其与受体对接过程的影响.结果表明,当电场频率小于30 MHz且电场强度大于0.5 V/nm时,IL-6的平均偶极矩增大,长螺旋间维持稳定的盐桥断裂,α螺旋数量减少,从而影响了IL-6与其受体的结合,对其发挥正常生物效应机制产生潜在影响.本文从微观层面上解释了CAP诱导的电场通过IL-6影响相关生物学效应的内部相互作用机制,并为实际应用CAP治疗肿瘤炎症的参数选取、探索有效的癌症治疗策略提供重要的理论依据.

关键词：冷大气压等离子体交变电场白细胞介素6 分子动力学模拟

哥伦比亚大学毛剑教授莅临西安交通大学口腔医学院进行学术交流访问

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中国口腔医学信息 2015年第6期24卷 117-117页

2015年8月20日，美国哥伦比亚大学的毛剑教授应邀前来西安交通大学口腔医学院进行学术访问和交流。毛剑教授现任美国哥伦比亚大学牙学院副院长，颅面干细胞研究中心主任，兼任美国国立卫生研究院生物工程审查小组主席，美国国家科学基... 详细信息

2015年8月20日，美国哥伦比亚大学的毛剑教授应邀前来西安交通大学口腔医学院进行学术访问和交流。毛剑教授现任美国哥伦比亚大学牙学院副院长，颅面干细胞研究中心主任，兼任美国国立卫生研究院生物工程审查小组主席，美国国家科学基金会干细胞审查小组主席，国际组织工程和再生医学国际协会董事。20日上午，毛剑教授在口腔医院9楼会议室与正畸科研究生进行座谈，针对研究生的实验设计和进展进行了理论指导。随后，毛剑教授参观了西安交通大学口腔医院实验中心。

关键词：西安交通大学哥伦比亚大学口腔医学院学术交流美国国立卫生研究院干细胞研究中心生物工程再生医学

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采用两步式数字校准的低温漂松弛振荡器

西安交通大学学报 2024年第8期58卷 166-174页

作者：裴磊韩佳利张程跃齐欢欢张杰许江涛王晓飞张鸿西安交通大学微电子学院西安710049

针对传统片上振荡器设计面临的时钟频率难以实现高精度校准的问题,提出基于二分搜索法的数字校准方法,实现了振荡频率校准并提高了校准的线性度。校准算法采用了粗校准加细校准的两步式校准过程,大大增加了频率校准范围。针对振荡频率... 详细信息

针对传统片上振荡器设计面临的时钟频率难以实现高精度校准的问题,提出基于二分搜索法的数字校准方法,实现了振荡频率校准并提高了校准的线性度。校准算法采用了粗校准加细校准的两步式校准过程,大大增加了频率校准范围。针对振荡频率的温度漂移问题,提出了新的温度补偿方案,在传统一阶温度补偿的基础上,增加了亚阈值电流自补偿的高阶补偿机制,大大降低了温度变化对输出频率的影响。在校准电路的设计中,合理设置开关电阻阵列的温度系数以保证输出频率的校准不影响输出频率的温度稳定性。对振荡器版图提取了寄生参数,并进行了仿真,仿真结果表明:经过所提频率校准和温度补偿方案,典型情况下振荡频率误差小于0.04%;在-40~125℃温度范围内频率误差小于±0.12%;2.5~5.5 V电源电压范围内频率随电源电压变化误差小于±0.13%;电路工作电流为47.6μA,完成一次校准时长不超过2.7 ms。该振荡器可用于物联网、处理器等应用,可以取代片外晶体振荡器,能够降低系统成本和体积。

关键词：松弛振荡器高精度两步式数字校准高阶温度补偿