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绝热表象下非绝热分子动力学方法

物理学报 2024年第14期73卷 16-23页

作者：孙震吕项李盛安忠浙江师范大学物理与电子信息工程学院金华321004 浙江光电子研究院金华321004 河北师范大学物理学院石家庄050024

基于SSH(Su-Schriffer-Heeger)哈密顿的非绝热分子动力学方法广泛应用于模拟有机共轭聚合物中光激发过程和极化子运动.目前,该方法中电子波函数的演化是在透热表象中进行的,本文对该方法进行扩展,让电子波函数的演化在绝热表象下进行,... 详细信息

基于SSH(Su-Schriffer-Heeger)哈密顿的非绝热分子动力学方法广泛应用于模拟有机共轭聚合物中光激发过程和极化子运动.目前,该方法中电子波函数的演化是在透热表象中进行的,本文对该方法进行扩展,让电子波函数的演化在绝热表象下进行,给出了详细的公式推导过程.分别利用新、旧方法模拟了一条共轭聚合物链中光激发动力学过程,两种方法得到的数值计算结果相符.新方法可以加深对非绝热分子动力学方法的理解,提供激发态弛豫过程中不同分子轨道之间非绝热耦合强度等重要信息.

关键词：非绝热分子动力学绝热表象共轭聚合物 Su-Schriffer-Heeger 模型

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微波化学动力学

工程科学与技术 2024年第2期56卷 100-107页

作者：廖胤鸿洪涛黄卡玛西南大学电子信息工程学院重庆400715 西华师范大学电子信息工程学院四川南充637001 四川大学电子信息学院四川成都610029

微波促进化学反应具有加热速度快、效率高、选择性加热等优势,对于节能减排具有重要的意义,但在工程应用过程中存在微波功率反射大、加热不均匀和热失控等问题,限制了微波能的进一步应用。为了解决以上问题,设计出高效的微波化学反应器... 详细信息

微波促进化学反应具有加热速度快、效率高、选择性加热等优势,对于节能减排具有重要的意义,但在工程应用过程中存在微波功率反射大、加热不均匀和热失控等问题,限制了微波能的进一步应用。为了解决以上问题,设计出高效的微波化学反应器,必须在宏观上深入研究微波促进化学反应的动力学过程,将电磁场方程、热传导方程和反应动力学方程等多个微分方程相互耦合。然而,现有研究一直缺乏以上方程之间的严格耦合关系。因此,本文介绍了化学反应的极化及微波在化学反应中的耗散,建立了微波促进化学反应过程的宏观动力学耦合模型。首先,梳理了微波化学的宏观动力学耦合模型,并对该模型存在的挑战进行了总结,即现有模型缺乏微波在化学反应中的极化过程及耗散过程。其次,针对微波在化学反应中极化过程的挑战,引入了新的介电特性表征,结果表明,反应体系的介电特性由反应物浓度和生成物浓度的概率分布函数对应的1阶勒让德多项式展开式的系数决定。然后,针对微波在化学反应中耗散过程的挑战,根据能量守恒,引入了新的耗散功率公式,结果表明,微波在反应体系中的耗散由微波在反应物中的耗散、在生成物中的耗散及生成物和反应物耦合产生的耗散等部分组成。最后,通过实例,阐述了微波促进化学反应的宏观动力学应用,以推动微波化学工程化的进一步发展。

关键词：微波化学动力学多物理场极化耗散

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混合多策略改进蜣螂算法的避障路径规划

电子测量技术 2024年第2期47卷 69-78页

作者：万怡华张雪梅宁夏师范学院物理与电子信息工程学院宁夏756000

为了实现移动机器人在复杂环境中路径规划的高效搜索能力,提出了一种混合多策略的改进蜣螂算法。首先,引入改进ISPM混沌策略用于初始化蜣螂的初始种群,使初始总体分布更均匀,并降低算法落入局部最优解的可能性。然后,将贪婪选择策略与... 详细信息

为了实现移动机器人在复杂环境中路径规划的高效搜索能力,提出了一种混合多策略的改进蜣螂算法。首先,引入改进ISPM混沌策略用于初始化蜣螂的初始种群,使初始总体分布更均匀,并降低算法落入局部最优解的可能性。然后,将贪婪选择策略与改进透镜成像反向学习策略相结合,改进蜣螂觅食行为的位置更新,平衡算法的局部开发和全局搜索能力,提高算法的收敛能力;最后,利用莱维飞行策略并加入改进动态权重更新方式,改进蜣螂偷窃行为的位置更新,改变最优全局解,防止算法陷入局部最优。为了验证改进算法的性能,采用基本测试函数和路径优化方面仿真,将改进后算法与其他四种群体智能算法进行了比较。实验结果表明,改进的蜣螂优化算法显著提高了收敛速度和优化精度,具有良好的鲁棒性。

关键词：蜣螂算法路径规划混沌映射莱维飞行

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基于第一性原理的镧掺杂氧化锌的性质研究

原子与分子物理学报 2025年第1期 169-176页

作者：王馨悦许钟华吴光成谢富焯杨坚祝辉亚陈春燕广西民族师范学院数理与电子信息工程学院

本文采用第一性原理计算方法开展La掺杂ZnO的缺陷研究，分析了La在ZnO中的不同占位缺陷：替换位和间隙位缺陷的形成能、能带和态密度；证明了La掺杂ZnO的生长过程中，La替换Zn原子形成替换位缺陷的可能性要比进入间隙位形成间隙位缺陷... 详细信息

本文采用第一性原理计算方法开展La掺杂ZnO的缺陷研究，分析了La在ZnO中的不同占位缺陷：替换位和间隙位缺陷的形成能、能带和态密度；证明了La掺杂ZnO的生长过程中，La替换Zn原子形成替换位缺陷的可能性要比进入间隙位形成间隙位缺陷大，而在形成替换位缺陷时，选择富氧的生长环境要比富锌的生长环境好，替换位缺陷有助于提高ZnO的导电能力，改善ZnO的性能.本文的研究结果能够为La掺杂ZnO的实验和应用提供一定的理论参考.

关键词：氧化锌稀土元素能带电子态密度第一性原理

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La对大块LaFe_(11.6)Si_(1.4)合金的相、组织的影响与优化合金的磁热性能研究

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稀有金属 2024年第1期48卷 25-34页

作者：陈湘吕文梅杨崧李炎钊陈云贵内江师范学院物理与电子信息工程学院四川内江641112 四川大学材料科学与工程学院四川成都610065

研究了添加正常化学计量情况下La质量的3%和9%作为熔损的千克级浇铸LaFe_(11.6)Si_(1.4)圆盘试样的相和组织结构。结果表明,在铸态时两个圆盘的主相均为Fe和LaFeSi相,且在添加9%的La浇铸圆盘各处试样中均能观察到La_(5)Si_(3)相;在两个... 详细信息

研究了添加正常化学计量情况下La质量的3%和9%作为熔损的千克级浇铸LaFe_(11.6)Si_(1.4)圆盘试样的相和组织结构。结果表明,在铸态时两个圆盘的主相均为Fe和LaFeSi相,且在添加9%的La浇铸圆盘各处试样中均能观察到La_(5)Si_(3)相;在两个圆盘的边缘能观察到1:13相的存在,但在1/2半径处、圆心处却不能观察到1∶13相。在1503 K热处理不同时间后,添加9%的La圆盘各处试样中Fe和LaFeSi相含量均低于添加3%的La圆盘对应试样。优化La添加量的合金圆盘(添加9%的La)热处理后,X射线衍射(XRD)图谱和扫描电子显微镜(SEM)图像证明Fe和LaFeSi相含量随热处理的时间延长而降低,观察不到在铸态试样中因冷却速率差异导致的组织偏析,且中心试样和边缘试样的相和组织结构基本相似。母合金中Fe,LaFeSi,La_(5)Si_(3)相可以在热处理过程中以某种扩散形成1:13相,但在经过10 h热处理后的优化合金中心试样中仍能观察到添加过量La而引起的La_(5)Si_(3)相。优化合金在经过5,8和10 h处理后中心试样的居里温度在191.5 K附近,在2 T磁场下对应的最大磁熵变和相对制冷能力分别为20.0,24.4,24.4 J·kg^(-1)·K^(-1)和158,183,188 J·kg^(-1),这些参数同对应的边缘试样基本相同。

关键词：千克级LaFe_(11.6)Si_(1.4)合金合金组织相关系磁热性能

基于改进乌鸦搜索算法的无人艇新型路径规划策略

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重庆大学学报 2024年第5期47卷 87-97页

作者：林蔚青林秀芳陈国童黄惠宁德师范学院信息与机电工程学院福建宁德352000 闽江学院物理与电子信息工程学院福州350108 福州大学机械工程及自动化学院福州350108

鉴于无人艇的实际航行需求,所规划的路径应满足顺滑性和经济性要求,为此提出一种基于改进乌鸦搜索算法和新型路径拟合方法的路径规划策略。文中提出一种新型路径拟合方法,用于优化转向点的数量并对转向点进行圆弧过渡处理,从而缩短路径... 详细信息

鉴于无人艇的实际航行需求,所规划的路径应满足顺滑性和经济性要求,为此提出一种基于改进乌鸦搜索算法和新型路径拟合方法的路径规划策略。文中提出一种新型路径拟合方法,用于优化转向点的数量并对转向点进行圆弧过渡处理,从而缩短路径长度,并保证无人艇在航速稳定的情况下实现转向,在此基础上提出一种改进的乌鸦搜索算法,用于优化路径转向点的位置。算法的改进主要体现在3个方面:采用反向学习策略以提高初始种群质量及多样性;提出一种动态变化的意识概率以提高算法局部和全局的搜索能力;采用莱维飞行策略以改善搜索的方向性和有效性。仿真结果表明,所提出的新型路径拟合方法优于B样条曲线拟合方法和直线段拟合方法。迭代计算和方差分析结果表明:在优化新型拟合路径方面,所提出的改进乌鸦搜索算法相较于标准乌鸦搜索算法、差分进化算法和遗传算法具有更高的收敛精度和鲁棒性,能更高效地处理无人艇路径规划的实际问题。

关键词：无人艇路径规划乌鸦搜索算法反向学习意识概率

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基于YOLOv5s的轻量化遥感舰船检测算法

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中国舰船研究 2024年

作者：王浩臣辛月兰郭江王庆庆青海师范大学物理与电子信息工程学院

[目的]针对遥感图像舰船目标检测任务中轻量化和快速推理的需求，提出了一种基于改进YOLOv5s的轻量化遥感舰船目标检测算法LR-YOLO。[方法]首先，主干网络采用ShuffleNet v2 Block堆叠方式，有效减少网络模型的参数量并提高计算速度；... 详细信息

[目的]针对遥感图像舰船目标检测任务中轻量化和快速推理的需求，提出了一种基于改进YOLOv5s的轻量化遥感舰船目标检测算法LR-YOLO。[方法]首先，主干网络采用ShuffleNet v2 Block堆叠方式，有效减少网络模型的参数量并提高计算速度；其次，设计区域选择模块Filter，选择感兴趣的区域，更充分地提取有效特征；最后，引入圆形光滑标签计算角度损失，对遥感舰船目标进行旋转检测，并采用可变形卷积，以此来适应几何形变，提升检测效果。[结果]在HRSC2016舰船数据集上的实验结果表明，该算法的检测精度达到了92.90%，提高了1.3%，并且模型参数量仅为基线模型的39.33%。[结论]该算法实现了轻量化和检测准确率的平衡，为轻量化遥感舰船目标检测提供了参考。

关键词： YOLOv5s 遥感图像舰船目标检测可变形卷积圆形平滑标签

Ln^(3+)/Cr^(3+)掺杂多晶相微晶玻璃的设计及多模自校准测温

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硅酸盐学报 2024年第8期52卷 2463-2473页

作者：胡芳芳马昱昊张发林郭海浙江师范大学物理与电子信息工程学院浙江金华321004

采用熔融淬冷法合成了Ln^(3+)/Cr^(3+)(Ln^(3+)=Er^(3+)/Tm^(3+)/Yb^(3+))掺杂的含β-YF_(3)和γ-Ga_(2)O_(3)纳米晶的多相微晶玻璃(40SiO_(2)-20Al_(2)O_(3)-15LiF-10Ga_(2)O_(3)-0.1TmF_(3)-0.1ErF_(3)-0.05Cr_(2)O_(3)-1YbF_(3)-0.5SnO)。利用Ln^(3+)在β-YF_(3)纳米晶和Cr^(3+)在γ-Ga_(2)O_(3)纳米晶中的富集,有效抑制了Ln^(3+)与Cr^(3+)之间的能量传递,从而实现多色、多模式的高效发光。分别利用Er^(3+)和Tm^(3+)的发光强度比I_(522)/I_(543)和I_(694)/I_(474)进行温度监测,得到的最大相对灵敏度分别为1.03%·K^(–1)(313 K)、1.45%·K^(–1)(473K)。此外,基于Cr^(3+)的^(2)E和^(4)T_(2)的发光强度比I_(615)/I_(720)和寿命进行温度探测,得到最大相对灵敏度分别为1.74%·K^(–1)(303 K)、0.51%·K^(–1)(496 K)。Ln^(3+)/Cr^(3+)共掺的多相微晶玻璃是一种极富竞争力的四模自校准测温材料。

关键词：微晶玻璃氟化钇氧化镓荧光温度探测

F+CHD_(3)→HF+CD_(3)反应C—H伸缩振动激发的量子动力学研究

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物理学报 2024年第9期73卷 271-278页

作者：周勇安徽师范大学物理与电子信息学院芜湖241000

对多原子化学反应进行精确的理论模拟研究,是当前量子动力学领域的重要挑战之一.本文运用七维的量子含时波包方法,对反应物振动基态和C—H伸缩振动第一激发态的F+CHD_(3)反应进行动力学研究.分析了不同振动态条件下的反应概率,发现当碰... 详细信息

对多原子化学反应进行精确的理论模拟研究,是当前量子动力学领域的重要挑战之一.本文运用七维的量子含时波包方法,对反应物振动基态和C—H伸缩振动第一激发态的F+CHD_(3)反应进行动力学研究.分析了不同振动态条件下的反应概率,发现当碰撞能低于0.06 eV时反应概率曲线均表现出许多剧烈的振荡峰,支持实验上所推测的动力学共振现象.当碰撞能介于0.06—0.3 eV之间时,振动激发态反应中HF产物通道的反应概率低于振动基态反应,与实验观测结果一致.模拟发现:相比于振动基态的情况,低能碰撞时C—H伸缩振动激发态反应的非含时波函数在过渡态区域更倾向于靠近D原子一侧,并将这一现象归结为振动激发态势能面在大碰撞角区域更显著的能量优势,解释了伸缩振动激发对HF产物通道的抑制作用.本研究为实验结果的解释提供了重要的理论支持,有助于更深入地理解多原子反应中振动模式激发对动力学过程的影响.

关键词：振动激发反应概率共振现象抑制效应

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