双偶氮苯-二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮衍生物分子的二阶非线性光学性质

使用密度泛函理论(DFT)M06-2X方法、采用6-311+g(d,p)基组,分别对26个双偶氮-二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮衍生物分子进行结构优化与频率计算;使用含时密度泛函理论(TD-DFT)TD-M06-2X方法计算了a1~d6分子的前线分子轨道与电子吸收光谱,采用有效场FF方法研究了二阶非线性光学性质(NLO).研究结果表明,26个噻蒽四酮类衍生物分子的能隙在1.33—2.02 eV范围,归属于有机半导体;最低能量吸收峰波长在601.8~609.5nm范围;在增大分子的二阶非线性光学系数β_(μ)(或β_(0))值方面,含相同偶氮苯基团或含不同偶氮苯基团分别引入到二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮分子两侧的2,10位优于2,9位,在2,10位分别端接含推、拉基团的偶氮苯优于含相同给电子基团的偶氮苯.在偶氮苯苯环对位分别端接强吸电子基(-NO_(2))与强供电子基(如-N(CH_(3))_(2)、-N(Ph)_(3)、-N-苯基咔唑等)可增强体系的二阶非线性光学性能,获得性能良好的非线性光学材料.

非线性二阶霍尔效应及其在太赫兹技术中的应用

非线性霍尔效应是继霍尔效应和反常霍尔效应之后,人们对霍尔效应理论的进一步认识.非线性二阶霍尔效应体现为I-V曲线的平方关系,不需要外磁场和材料的本征磁矩的存在,但是受到空间反演对称破缺的限制.因此,在时间反演对称系统中,在线性霍尔效应被禁止的情况下,非线性二阶霍尔效应可以起到主导作用.非线性霍尔效应的发现不仅在物理上对材料输运性能有了新的认识,而且为红外和太赫兹等信息技术提供了新的研究思路和理论依据.从电子能带结构和波函数贝利曲率的角度出发,对非线性霍尔效应的理论发展、材料认识和实验测量进行详细的论述.

基于非线性分析的无线通信识别系统优化研究

为了进一步提升插秧机的通信效率及整机作业效率,以无线通信识别模块为研究对象,基于非线性分析控制理论展开优化研究。结合插秧机的作业环境特征和各组件协调作业特点,从通信信号的非线性处理和保证抗干扰能力角度入手,建立通信识别系统的非线性控制器模型,并针对系统的输入输出和接口模块完成电路控制与程序优化布局。同时,进行插秧作业通信监测验证试验,结果表明:此非线性分析应用机理下,插秧机作业的智能性与精准性得到显著提高,通过非线性控制实现了细致有效的数据计算分析,通信传输效率相对提升了5.69%,插秧深度合格率可达96.78%,满足智能插秧设计要求。

噻吩酰亚胺衍生物二阶非线性光学性质的DFT研究

采用密度泛函理论(DFT)CAM-B3LYP方法,计算研究了12个设计的噻吩酰亚胺衍生物的电子光谱和二阶非线性光学性质.结果表明,此类化合物有较大的第一超极化率β_(tot)值和β_(vec)值,且β_(tot)值和β_(vec)值随引入氰基数目的增加而显著增大.给/吸电子基团引起的电荷转移变化对体系β_(tot)值和β_(vec)值的影响大于分子六元杂环中N杂原子位置变化对其影响.

各向同性介质的三阶非线性极化统一理论

探讨了入射至各向同性介质的不同频率的多光束;推导了三阶非线性极化矢量形式的表达式,并利用它解释了多个已知且独立的非线性光学现象,验证了该表达式的普适性和正确性.结果表明,三阶非线性极化矢量形式的表达式可为各向同性介质中的三阶非线性光学效应提供统一描述;将其拓展至六角晶系材料,能对各种复杂问题提供简单的处理方式.这对于系统地理解各向同性介质和六角晶系材料中的三阶非线性光学效应具有重要意义,有望促进非线性光学在频率转换、偏振态检测和量子信息等领域中的应用.

大跨度桥梁非线性颤振理论与试验研究

目前,在线性颤振设防标准下,大跨桥梁的设计与建设成本巨幅增加,严重阻碍了大跨度桥梁的进一步发展,亟需研究大跨度桥梁的非线性颤振特性并构建相关非线性颤振分析理论,为后颤振设防标准的构建提供理论依据。该研究发展了基于自由振动风洞试验识别幅变颤振导数的方法,建立了多/全模态耦合三维非线性颤振频域快速分析方法和能够考虑气动与结构双重非线性效应的三维时域分析方法,拓展了桥梁断面节段模型大振幅非线性颤振研究的风洞试验技术。基于发展的非线性颤振分析方法,以国内某四主缆双层桁架主梁断面悬索桥为背景,研究了该桥主梁断面的非线性颤振特性,量化了竖向自由度对该断面非线性颤振的影响,探究了多模态耦合效应对该桥非线性颤振的影响规律,发现了几何非线性效应诱发的超谐共振行为,并据此揭示了几何非线性效应对该桥非线性颤振的影响机制。该文方便读者对非线性颤振理论与分析方法有比较全面的了解,研究可为今后建立大跨桥梁的韧性抗风设计标准提供理论支撑和技术保障。

高阶精度非线性加权格式权函数研究综述

在简述用于捕捉间断的非线性格式发展历程的基础上,依托五阶精度WENO格式,介绍了非线性加权格式在候选模板集选取、光滑度指标计算方法及其与非线性权的函数关系等方面做出的努力。对于非等宽候选模板集的情况,给出了保证非线性加权格式精度的非线性权的量阶关系,强调了光滑度指标计算方法对格式精度和效率的重要性,提出了进一步开展多宽度模板集非线性加权格式研究的建议。

非线性时间一致性的相关滤波目标跟踪

针对现有目标跟踪算法主要采用线性约束机制LADCF(Learning Adaptive Discriminative Correlation Filters)跟踪模型容易漂移的问题,提出非线性时间一致性的相关滤波目标跟踪算法。首先,结合史蒂文斯定律,提出贴近人类视觉感知特性的非线性时间一致项,使模型相对平滑地跟踪目标,从而保证跟踪连续性,避免跟踪模型漂移;其次,采用交替方向乘子法(ADMM)求解最优函数值,保证算法的跟踪实时性;最后,利用史蒂文斯定律非线性更新滤波器,使滤波器更新因子可以根据目标的变化增强和抑制滤波器,以适应目标变化,防止滤波器退化。在4个标准数据集上与主流相关滤波和深度学习算法对比实验,相较于基线算法LADCF,所提算法的跟踪精确度和成功率在OTB100数据集上分别提升了2.4和3.8个百分点;在UAV123上分别提升了1.5和2.5个百分点。实验结果表明,所提算法能有效避免跟踪模型漂移,降低滤波器退化概率,跟踪精确度和成功率较高,面对遮挡、光照变化等复杂场景时具有较强的鲁棒性。

一类非线性系统的广义伴随线性方程分析研究

非线性输出频率响应函数是线性系统理论中频率响应函数在非线性系统中的一种推广,越来越多的学者已将其应用在结构损伤检测及故障诊断中.基于Volterra级数理论与由非线性微分方程描述的单输入单输出非线性系统的广义频率响应函数递归计算公式,利用多重积分性质和多维傅里叶变换,将广义频率响应函数映射到了一维频域中,推导出了一类非线性系统的广义伴随线性方程计算公式.研究表明,这类系统的第n阶非线性输出响应是以系统输入激励和前n-1阶非线性输出响应的组合函数作为广义激励作用到系统各阶广义伴随线性方程中的输出响应,最后通过求解一系列线性微分方程可得到这类非线性系统的任意阶非线性输出响应,其结果弥补了伴随线性方程无法求解这类非线性系统的不足.同时,针对广义伴随线性方程的数值计算问题,论文提出了一种耦合计算法,提高了计算非线性输出响应的精度,为非线性输出频率响应函数的计算提供了一种新思路.最后利用广义伴随线性方程与线性算子理论研究了两种典型非线性系统中非线性现象产生的原因,研究结果为非线性系统的分析与设计提供了一种有效途径.

非线性时空正则化的相关滤波目标跟踪算法

针对目标跟踪过程中跟踪模型容易漂移,以及对于多样性形态变化的目标不能进行鲁棒跟踪的问题,结合生物视觉感知规律提出了非线性时空正则化的相关滤波目标跟踪算法。在目标函数中提出贴近人类视觉感知幂定律的非线性滤波更新的时间正则项,相比于时空正则相关滤波器(spatial-temporal regularized correlation filters,STRCF)中固定的时间正则项,非线性滤波更新的时间正则项可以根据跟踪的时间变化进行自适应更新,同时采用交替乘子法降低算法复杂度。提取非线性的梯度方向直方图(histogram of oriented gradient,HOG)特征,使用符合生物映射的对数极坐标进行尺度适应。根据最大响应值与平均峰值相关能量的关系进行遮挡异常检测,降低模型漂移的机率,增强算法的抗遮挡能力。实验结果表明,该算法在OTB2015数据集上的精确率和成功率分别达到89.8%和83.3%,该算法相比于STRCF在精确率上提升了2.5%,在成功率上提升了3.2%,在OTB2013与OTB2015数据集上的11种属性的分类对比中,该算法在旋转、低分辨率、背景杂乱、光照变化等因素干扰下的目标跟踪中具有较高的精确率和较强的鲁棒性。

基于非线性超声的电缆硅橡胶界面压力检测方法

电缆附件与本体之间的界面压力对电缆长期稳定运行起决定性作用。针对压力传感器测量法会损坏界面绝缘特性的问题,提出一种基于非线性超声的电缆硅橡胶界面压力无损检测方法。首先对超声波在硅橡胶-交联聚乙烯界面的传播特性进行分析,得到非线性系数与界面压力的关系。然后基于脉冲反射法搭建非线性超声试验平台,以平板硅橡胶和交联聚乙烯为研究对象,对其界面压力进行非线性超声检测。理论与试验结果均表明,随界面压力增大,界面一次回波幅值减小,回波时间减小,非线性系数增加。该结果表明非线性超声可以有效评价电缆硅橡胶复合界面压力状态,为后续电缆附件曲面结构的界面压力检测提供有力支撑。

认识非线性

非线性是近年来学术界关注的一个热点,其实并不是一个“新概念”.非线性相对于线性,来自数学.数学方程中,未知数的次数为1的方程称为一次方程或线性方程,未知数的次数高于1的方程均为高次方程或非线性方程.线性方程在图象上表现为直线,非线性方程则表现为曲线.

薄板几何非线性弯曲分析的深度能量法

发展了一种增量形式的深度能量法求解薄板几何非线性弯曲问题。根据最小势能原理和Von-Karman非线性理论,构建以薄板势能为驱动的增量式深度神经网络模型。首先用网格离散薄板求解域,通过Python读取网格数据计算Hammer积分点,并以此作为训练集代入网络模型预测板的弯曲位移,再将荷载分成一系列的荷载增量,每个增量步中计算薄板势能作为神经网络的损失函数,以最小化势能为目标,结合Adam优化算法更新网络模型参数,待势能取驻值后再继续下一个荷载步的计算。本文求解了不同形状、不同边界条件下薄板的几何非线性弯曲问题,并将计算结果与文献解或有限元Abaqus解进行对比,研究表明,本文方法在求解薄板的几何非线性弯曲问题上具备有效性和准确性,且增量式的神经网络模型能够减小计算内存,有效提高计算效率和模型的稳定性。

一类具有非线性出生率和饱和恢复率的随机SEIR传染病模型的动力学行为

研究了一类具有非线性出生率和非线性接触率的随机SEIR传染病模型的绝灭性、持久性与平稳分布问题。同时利用计算机数值模拟验证了所得结论。本文所得结果改进了相关文献的结论。

可分离非线性最小二乘计算方法及其在LiDAR波形分解中的应用研究

非线性最小二乘作为最基本的非线性优化方法,广泛应用于测绘领域中非线性函数模型的参数估计。LiDAR全波形回波信号的高斯特征参数的求解通常并未考虑模型可以分解成多个高斯函数的结构特点,而将所有的待求参数看作非线性参数,用泰勒级数展开公式对非线性模型线性化,进而利用LM(Levenberg-Marquardt)算法进行求解,对待求参数初值要求较高。

非线性超声检测系统检测分辨力和灵敏度的确定方法

为了提高非线性超声技术的检测能力并优化试验设置,提出了一种非线性超声检测系统的检测分辨力及检测灵敏度的确定方法,并根据该方法搭建了试验系统。对同一材料不同厚度的试件进行相同条件下的非线性超声二次谐波法检测,之后将测得的相对非线性系数与试件厚度进行线性拟合。拟合直线的斜率截距之比可表征该检测系统的检测分辨力,拟合直线的斜率可表征检测灵敏度。结果表明,该方法可去除非线性超声检测中的系统非线性,使测量数据具有更高对比度,利于基于非线性超声技术的材料损伤程度判定、微观组织演化评定等工作的高效展开。

平板非线性波导中TM极化波的不同形态及其物理学参量空间

以往,在研究非线性光学现象时,人们往往采用以微扰近似为基础的理论处理,也就是首先考虑介质的非线性极化(即系统对入射光的非线性响应),然后把这种极化作为非线性波的波源来处理,而不再考虑该非线性波反过来对原始波所产生的影响。这实际上是把非线性效应作为线性效应的推广(或准线性效应)的一种处理方法。在系统的非线性效应较弱的情况下,这的确是一种相当不错的近似。然而,在高能电磁辐射(例如强激光)的作用下,许多介质都表现出强烈的非线性效应。

用于多模态非线性光学显微成像的增益管理放大全光纤飞秒激光技术

基于增益管理非线性放大的机制,求解非线性薛定谔方程和速率方程对脉冲在增益光纤中的传播过程进行仿真,研究了脉冲在增益光纤中的演化过程。结果表明,优化预啁啾量和种子光强度,可改变脉冲在增益光纤中的增益曲线。在动态增益曲线与非线性效应的共同作用下,输出光脉冲的频谱会迅速展宽数倍并带有线性啁啾,进而脉冲可被压缩至近傅里叶变换极限。为验证该超短脉冲产生方式的可行性,采用仿真结果中的最佳参数设置,成功设计并搭建了一台高能量、短脉宽、高质量的超快光纤光源。该光源可实现中心波长为1060 nm、重复频率为35 MHz、平均功率为267.4 mW以及脉冲宽度仅为39.5 fs的激光输出,与仿真结果高度一致。同现有的超短脉冲产生方式相比,本实验装置的结构更简单、造价更低、装置更紧凑、产生光束品质更佳。

重构谐波平衡法及其求解复杂非线性问题应用

谐波平衡法是求解非线性动力学系统周期解的最常用方法,但对非线性项进行高阶近似需要庞杂的公式推导,限制了该方法的超高精度解算.通过对频域非线性量的时域等价重构,提出了重构谐波平衡法(RHB法),解决了经典谐波平衡法超高阶次计算难题.然而,上述两种方法均要求动力学系统为多项式型非线性,且无法直接用来求解非线性系统的拟周期解.针对上述问题,文章提出一种将RHB法和复杂非线性系统等价重铸法相结合的计算方法,首先将一般非线性问题无损重铸为多项式型非线性系统,然后用RHB法进行高精度求解;针对拟周期响应求解问题,提出基于“补频”思想的RHB方法,通过基频的优化筛选,实现拟周期响应的快速精准捕捉.选取非线性单摆、相对论谐振子和非线性耦合非对称摆等典型系统进行仿真计算,仿真结果表明,所提出的RHB-重铸法在解非多项式型非线性系统的稳态响应时精度保持为10^(-12)量级,达计算机精度,远超现有方法水平.补频RHB法则实现了对拟周期问题的高效解算,拓宽了方法对真实物理响应的求解范围.

并网逆变器非线性特性建模及稳定性研究综述

并网逆变器作为连接新能源分布式发电和电网之间的关键接口,发挥着将电能高效、高质量馈入电网的重要作用。随着新能源渗透率的持续提高,并网点处电网存在诸如高电网阻抗、丰富的低频谐波、电压幅值/频率波动甚至故障等复杂状况。鉴于并网逆变器本质上是一个多输入、强耦合的非线性系统,沿用传统的线性建模与分析方法已难以解释工程中的复杂谐波振荡现象,并网逆变器的稳定性分析及其稳定运行受到巨大挑战。为此,该文首先具体阐述了线性与非线性和系统受扰大小之间的关系,指出大干扰稳定性分析更依赖于非线性建模及分析方法的应用。在此基础上,对已见诸报道的并网逆变器稳定性分析方法进行了归纳和对比。然后,详细阐述了稳定性分析方法在并网逆变器特定非线性环节中的应用。最后,总结并讨论了现有研究的不足,以期进一步促进“双高”背景下并网装置非线性建模和稳定性分析的研究。