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理论研究IIB族金属二氢化物分子的基态性质

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 1-7页

作者：张志鹏杨培龙涂喆研李仁忠西安工程大学理学院西安710048 西安工程大学环境与化学工程学院西安710048

基于小核能量一致性相对论赝势,采用密度泛函理论和耦合簇理论,分别在标量和二分量水平上计算研究了MH_(2)(M=Zn,Cd,Hg,Cn)分子的平衡键长和振动频率.计算结果显示,HgH_(2)和CnH_(2)的自旋轨道耦合效应较为明显.采用的8种泛函总体较好... 详细信息

基于小核能量一致性相对论赝势,采用密度泛函理论和耦合簇理论,分别在标量和二分量水平上计算研究了MH_(2)(M=Zn,Cd,Hg,Cn)分子的平衡键长和振动频率.计算结果显示,HgH_(2)和CnH_(2)的自旋轨道耦合效应较为明显.采用的8种泛函总体较好地评估了自旋轨道耦合效应.耦合簇理论计算的ZnH_(2)、CdH_(2)、HgH_(2)的键长和Σ_(u)振动频率与实验值偏差略大,这可能是由于其多参考态特性较明显.二分量PBE泛函计算的键长和Σ_(u)振动频率与实验值最接近.目前最重的CnH_(2)相关研究未见报道,研究给出了其键长和振动频率的理论值.

关键词：金属二氢化物密度泛函理论耦合簇理论标量相对论自旋轨道耦合

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自适应变分模态分解算法在高温高压水空化特性分析中的应用

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 56-67页

作者：许博胡鸿飞王海军西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对高温高压流动工况下,空化状态判断困难、传统分析方法难以有效提取压力脉动信号中的有效信息的问题,以孔板为对象,开展了高温高压水的空化实验,并提出了一种基于遗传算法的自适应变分模态分解(AVMD)算法。该算法通过结合中心频率法... 详细信息

针对高温高压流动工况下,空化状态判断困难、传统分析方法难以有效提取压力脉动信号中的有效信息的问题,以孔板为对象,开展了高温高压水的空化实验,并提出了一种基于遗传算法的自适应变分模态分解(AVMD)算法。该算法通过结合中心频率法、遗传算法、功率谱熵和相对能量等技术,自适应地确定变分模态分解算法中的超参数并有效去除信号中的噪声成分,提高了空化特征的提取精度。结果表明:AVMD算法能够精确捕捉到高温高压水流经孔板时空化现象的发生和发展,识别空化起始点、转捩点以及空化强度的变化;当高温高压水流经孔板后,压力脉动的无量纲频率在0.04~0.35、压力脉动的无量纲幅值在0.014~0.067时,空化现象开始出现;随着空化强度增加,管内压力脉动幅值和频率整体呈增大趋势;空化起始转捩点及空化严重转捩点与入口压力和工质入口过冷度密切相关。AVMD算法能够有效提高空化特性分析的精度,尤其是在复杂流动条件下的空化预测,为压水堆核电站冷却剂系统和高压蒸汽系统的稳定运行提供理论依据和参考。

关键词：高温高压水空化特性自适应变分模态分解孔板

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多力场耦合条件下T型圆管通道内流体热混合机理研究

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 78-92页

作者：李桉琦苏博林梅王秋旺西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对海洋动力平台和船舶动力装置中T型圆管通道内冷热流体间的热混合机理尚不清楚的问题,利用大涡模拟方法,对不同支管布置方式高温高压工况下(运行压力为10 MPa,进口流体温差为275 K,摇摆雷诺数为41 500)的多力场耦合T型圆管通道内流... 详细信息

针对海洋动力平台和船舶动力装置中T型圆管通道内冷热流体间的热混合机理尚不清楚的问题,利用大涡模拟方法,对不同支管布置方式高温高压工况下(运行压力为10 MPa,进口流体温差为275 K,摇摆雷诺数为41 500)的多力场耦合T型圆管通道内流体热混合机理进行数值研究。利用提出的混合系数定量评价了不同布置方式下T型圆管通道内流体混合效果,利用均方根温度定量评价了不同布置方式下T型圆管通道管壁处温度脉动情况。结果表明:剪切层和尾迹区内涡结构与温度场存在时间和空间上的协同机制,且涡脱落频率和温度脉动频率基本相同,脱落频率为19.3 Hz;附加惯性力引起T型圆管通道内涡结构和温度场在时间和空间上周期性变化,加速了流体混合过程,削弱了浮升力和重力引起的热分层现象,同时增大了流体域内温度波动,长度约为10.2 D(D为主管内径);与对应的静止工况相比,支管竖直向上、水平和竖直向下布置时,摇摆条件下混合系数分别增大了10.8%、18.3%和27.8%;摇摆条件竖直向下布置时,管壁处温度均方根峰值最大为0.16,约为静止工况的2倍。因此,支管竖直向上布置时,热混合效果最好,热分层现象最弱,在实际应用中应被优先考虑。

关键词： T型圆管通道浮升力摇摆条件热混合机理大涡模拟

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基于CNN图像分类的自动锁模光纤激光器的研究

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光学学报 2025年

作者：韩冬冬魏茜阳李嬴李田甜任凯利郑益朋朱礼鹏惠战强西安邮电大学电子工程学院

本文提出将卷积神经网络（CNN）图像分类应用于基于非线性偏振旋转技术的被动所模光纤激光器中，实现激光器锁模态的自动判定、建立和恢复。首先，基于激光器输出光谱图像数据，建立CNN图像分类判定模型。以图像分类的判定结果构建适应... 详细信息

本文提出将卷积神经网络（CNN）图像分类应用于基于非线性偏振旋转技术的被动所模光纤激光器中，实现激光器锁模态的自动判定、建立和恢复。首先，基于激光器输出光谱图像数据，建立CNN图像分类判定模型。以图像分类的判定结果构建适应度函数，然后通过自适应遗传算法优化腔内电动偏振控制器（EPC），最终达到激光器从任意状态调节到锁模态的目的。实验中，通过随机改变EPC状态进行了40次独立测试。激光器从任意状态实现稳定锁模态的平均代数为5.4代，在10代以内实现锁模的概率为90%。并通过对不同手动偏振控制器偏振状态下的光纤激光器进行测试，90%的测试可以在10代以内实现自动锁模，验证了该方法的有效性。本工作为自动锁模光纤激光器的实现提供了一种新的方法。

关键词：自动锁模光纤激光器 CNN图像分类模型自适应遗传算法

传感器运动效应下水声信号传播速度未知的TOA/TOA-AOA水下无源定位方法

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电子学报 2025年

作者：孙霆王威高婧洁陈鹏董阳阳董春曦长安大学信息工程学院西安电子科技大学电子工程学院

现有无源定位模型均假定运动传感器的位置在电磁波信号传播过程中不变或近似不变，该模型对于自由空间中电磁波信号定位场景较为合理.然而在声波、地震波等慢信号定位场景中，传感器与目标相对运动导致的定位移动距离与信号传播距离的... 详细信息

现有无源定位模型均假定运动传感器的位置在电磁波信号传播过程中不变或近似不变，该模型对于自由空间中电磁波信号定位场景较为合理.然而在声波、地震波等慢信号定位场景中，传感器与目标相对运动导致的定位移动距离与信号传播距离的比值不容忽略，继续采用现有无源定位模型可能会带来较大性能损失.针对该问题，本文以水声定位为例，开展存在传感器运动效应（Sensor Motion Effect,SME）和未知水声信号传播速度的无源定位方法研究.首先建立存在SME的水下无源定位观测模型，分析现有定位模型未考虑SME的性能损失原因，并导出新模型下的克拉美-罗下界（Cramer-Rao Lower Bound,CRLB）；随后提出联合估计合作目标位置与水声信号传播速度的闭式解；最后通过理论分析与仿真实验验证了所提方法的有效性和优越性.

关键词：无源定位传感器运动效应未知水声信号传播速度克拉美-罗下界闭式解

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涡轮叶片的热流固耦合数值方法研究及应用

西安交通大学学报 2025年

作者：汪翔宇高尚鸿丰镇平西安交通大学能源与动力工程学院

为了解决对于航空发动机高压涡轮叶片缺乏有力的热流固耦合分析工具的现状，构建了集流动、换热与振动于一体的多物理场耦合数值模拟基础框架与计算方法。依托双重运动方法和动网格技术，使用跨求解器的弱耦合方法实现了对动静交错环境... 详细信息

为了解决对于航空发动机高压涡轮叶片缺乏有力的热流固耦合分析工具的现状，构建了集流动、换热与振动于一体的多物理场耦合数值模拟基础框架与计算方法。依托双重运动方法和动网格技术，使用跨求解器的弱耦合方法实现了对动静交错环境下带陶瓷涂层动叶的热、流、固耦合数值分析。计算分析了简化约束条件的涡轮叶片在多物理场环境下的振动特性，获得了涡轮叶片重要的热流固特性及其变化规律。结果表明：叶片在热流固耦合环境下振动形态为一阶弯曲及扭转振动形态的混合，其最大位移为0.209 mm；动叶的变形会进一步显著影响作用在叶片上的气动力和热负荷，叶尖附近的静压变化达9.44%，热流密度变化达39.7%；陶瓷涂层对热流固耦合条件下振动特性的影响极小。

关键词：涡轮叶片热流固耦合热障陶瓷涂层振动耦合传热

融合快速边缘注意力的Transformer跟踪算法

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计算机工程与应用 2025年第1期61卷 221-231页

作者：薛紫涵葛海波王淑贤安玉杨雨迪西安邮电大学电子工程学院西安710121

针对长期目标跟踪中出现模型退化和跟踪漂移的问题,提出了一种融合快速边缘注意力的Transformer跟踪算法TransFEA(fast edge attention on Transformer)。使用ResNet-50作为Siamese网络的骨干网络,并在其每个残差块后端引入注意力网络... 详细信息

针对长期目标跟踪中出现模型退化和跟踪漂移的问题,提出了一种融合快速边缘注意力的Transformer跟踪算法TransFEA(fast edge attention on Transformer)。使用ResNet-50作为Siamese网络的骨干网络,并在其每个残差块后端引入注意力网络进行特征提取,增强目标的关键信息和全局信息;边缘注意力网络(edge attention network,EA)提取模板与搜索区域的特征向量,快速注意力网络(fast attention network,FA)计算注意响应值,确定两个区域的相似度,以此调整目标位置。设计多层感知器预测边界框,避免过多超参数,使跟踪器实现了准确性与轻量化的平衡。实验结果表明,TransFEA在LaSOT数据集上成功率和准确率分别为65.3%、69.1%,运行可以达到90 FPS,提高了长期跟踪的成功率和准确率。

关键词： Transformer网络边缘注意力网络快速注意力网络多层感知器

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二维Janus LuClI的铁谷特性研究

原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 159-168页

作者：朱靖欣郭三栋西安邮电大学电子工程学院西安710121

铁谷材料由于其固有的铁磁性质,可以产生自发谷极化,从而实现谷自由度的操纵.不同的谷极化状态为铁谷材料在信息传递领域的应用提供了可能性.在本文的工作中,采用了可靠的第一性原理计算方法,证明了Janus单层LuClI的动力学、力学和热力... 详细信息

铁谷材料由于其固有的铁磁性质,可以产生自发谷极化,从而实现谷自由度的操纵.不同的谷极化状态为铁谷材料在信息传递领域的应用提供了可能性.在本文的工作中,采用了可靠的第一性原理计算方法,证明了Janus单层LuClI的动力学、力学和热力学稳定性.发现Janus单层LuClI是一种有潜力的铁谷材料,它有着50.927 meV的谷劈裂.当Lu原子磁矩方向(平面外)发生颠倒时,可以实现谷极化翻转.还计算了Janus单层LuClI在布里渊区中的Berry曲率分布,主要集中在-K和K谷,可以实现反常谷霍尔效应.当电子关联强度比较小时,Janus单层LuClI的易磁化轴将指向面内,从而失去自发谷极化.尽管如此,利用应变调控可以使磁化方向从面内转向面外,从而产生谷极化.此外,Janus单层LuClI同时具有面内和面外压电响应,计算得到的面内压电应变系数d11大于大部分已有二维材料的计算值,而面外压电系数d31非常小.这为通过压电效应调控谷载流子提供了可能性.

关键词：铁谷材料压电第一性原理计算

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全双工中继和速率分割协同的安全传输方案

西安电子科技大学学报 2025年

作者：魏明生端思轶李世党高全学李春国江苏师范大学物理与电子工程学院东南大学信息科学与工程学院西安电子科技大学通信工程学院

针对传统网络框架存在的诸如覆盖范围受限、系统容量偏低等固有缺陷，考虑具有不可信用户中继与速率分割协作通信中的安全问题，构建了远端用户的平均保密率与公共信息可达速率的加权和的最大化问题。首次将速率分割多址技术与协作中继... 详细信息

针对传统网络框架存在的诸如覆盖范围受限、系统容量偏低等固有缺陷，考虑具有不可信用户中继与速率分割协作通信中的安全问题，构建了远端用户的平均保密率与公共信息可达速率的加权和的最大化问题。首次将速率分割多址技术与协作中继技术相结合，同时考虑了公共消息广播特性可能引发的公共信息泄露风险，由于该问题中存在变量的耦合和非线性约束，导致其非凸特性，无法直接求解。因此考虑基站和中继设备的功率预算的约束下，联合优化预编码矩阵、公共信息分割和设备到设备的发射功率，并采用连续凸逼近的方法，引入松弛变量，线性化处理非凸约束，将该非凸问题转换为易求解的凸问题，并进而设计了一种全双工协作速率分割的迭代优化算法，避免了时间资源的浪费。仿真结果证明了所提方案的优越性。相比已有半双工速率分割多址方案，具有更良好的收敛性，硬件配置实时性有相应改善；同时相比不协作速率分割多址方案，可以实现更高的安全传输速率，为远端用户提供切实的安全保障。

关键词：协作通信优化算法安全速率预编码速率分割多址