一种基于小波变换的改进滤波算法及其在光谱去噪方面的应用

在冲击压缩状态下,材料的辐射特性是了解材料的微观损伤及其结构变化的重要物理参量,且数据测量精确与否直接关系到实际情况中材料的强度对动力学过程的影响,而在光谱数据处理过程中,噪声是一个重要的干扰因素,常见的有特征谱、背景噪声等干扰信息。鉴于单一的去噪方法很难获得较好的去噪效果,提出采用小波变换结合Savitzky-Golay滤波的改进去噪方法。在该方法中,利用小波变换与Savitzky-Golay滤波对含噪信号进行二次操作,并利用评价参数对降噪效果进行评估。实验结果表明,该方法能够有效剔除含噪光谱信号中的噪声信息,并同时提高了频谱信息的平滑度指标,充分表明该方法是一种有效的光谱去噪新方法。

层状ZnO纳米材料的储氢性能研究

为了得到层状ZnO纳米材料更为丰富和精确的储氢数据.文中采用密度泛函理论计算和巨正则蒙特卡罗方法模拟分别研究了ZnO单层不同吸附位与氢气分子的结合能力,层状ZnO纳米材料在常温(293K)及低温(77K)下储氢量与层间距和压强的关系.研究结果表明:在ZnO纳米单层六元环结构的中心位置结合能为0.259eV,层状ZnO纳米材料层间距为25,压强为20 MPa时,常温下对应的储氢质量分数为1.10%,低温下对应的储氢质量分数为4.12%.层状ZnO纳米材料能够实现储氢功能,在低温下储氢能力表现更为优异,随着层间距和压强增加其储氢量变大.

碳气凝胶储氢性能的理论研究

采用基于Metropolis蒙特卡罗和Reverse蒙特卡罗的杂化逆向蒙特卡罗方法,构建碳气凝胶的微孔结构模型,根据碳气凝胶的介孔尺寸构建介孔模型.设计不同形状、不同孔径的介孔模型,使用巨正则蒙特卡罗方法详细模拟在298 K和77 K下的储氢量.结果显示,在77 K时,所设计的碳气凝胶的储氢量几乎是室温下的4倍.在77 K,100 bar时,储氢量最高可达到11.12 wt%和45.68 g·^L-1.

兆巴压力下蓝宝石发光辐射特性与结构相变

冲击压缩过程中蓝宝石的发光辐射现象与其在高压下的透明性、结构相变密切相关。采用密实金属与蓝宝石窗口直接接触的靶结构,在二级轻气炮加载平台上研究了蓝宝石在高于兆巴压力(100 GPa)区域的发光辐射特性。利用多通道辐射高温计得到了含有金属界面辐射的典型的发光辐射信号,通过辐射输运模型得到了蓝宝石自身的辐射强度。结果表明:在兆巴以上压缩区域,蓝宝石的辐射温度随压力变化出现明显的拐折,在87 GPa压力附近蓝宝石发生冲击压缩结构相变。

轻气炮加载下蓝宝石的辐射光谱特性

冲击压缩过程中透明晶体的发光现象与材料的微观损伤及其结构变化密切相关,利用轻气炮加载结合多通道辐射高温计以及ICCD瞬态光谱测量系统,在400~800nm的可见光波段获得了蓝宝石晶体的发光光谱;研究表明蓝宝石的冲击发光呈典型的热辐射特征,其热辐射温度与该压力下蓝宝石的熔化温度之间存在明显的关联性。最后,结合辐射温度和光谱分布形态研究了蓝宝石剪切带发光的机理。

多光谱测量材料冲击辐射特性的温度反演算法

材料的冲击辐射温度是高温-高压作用下状态方程研究的重要物理参量,对武器研制、科学研究和工业制造意义重大。针对冲击辐射温度具有瞬时非接触、测量环境噪声复杂、温度反演发射率不可测等特点,设计了一种新的温度反演方法,以提高温度获取精度。根据约束优化理论,将乘子罚函数法与粒子群算法相结合,实现两种模型的串联,并改进粒子群-乘子罚函数算法。结果表明该混合模型求解方法充分结合了两种单一算法的优势,提高了冲击辐射测试数据的温度反演精度与运算效率,为研究材料冲击辐射的真实温度提供了保障。

Light emission properties of sapphire under shock loading in the stress range of 40-120 GPa

The measurement of emissions from the window material of sapphire was performed through multi-wavelength pyrometer and spontaneous spectroscopic techniques in the pressure range of 40 -120 GPa. The results showed that the spectral distribution with wavelength clearly fit well with the grey-body spectrum. We have analyzed the emissions and discovered they mostly came from the shear banding, which is a typical thermal radiation. The radiance intensity changing linearly with time revealed it was a volume effect. All of the data from pyrometer can be explained by the model of Boslough＇s study, especially for pres- sures over megabar. The color temperature of shocked sapphire changing with increased stress disagrees with the computed melt curve which is likely explained by the differcnt phase structures of sapphire.