高分辨太赫兹衰减全反射频域光谱系统

由于水对太赫兹(THz)波具有强烈的吸收,含水样本的太赫兹光谱检测面临重大挑战。为解决太赫兹光谱对含水样本的高灵敏检测问题,本文提出并实验验证了一种太赫兹衰减全反射(ATR)的高分辨频域光谱系统。该系统采用创新式光混频相干检测技术,获得了出色的动态范围和分辨力性能,在0.3~1.2 THz范围内,峰值动态范围超过100 dB,频率分辨力高达100 MHz。创新式的ATR架构有效提升了灵敏度,在对不同浓度α-乳糖水溶液的实验测量中,实现了对水溶液样本的直接、精确定量检测。

独立测距通道超低空无线电引信

针对多通道功能复用脉冲或脉冲多普勒(PD)引信测距误差较大,严重制约引信超低空性能的问题,提出基于独立测距通道的超低空无线电引信。该超低空无线电引信由目标探测通道和独立测距通道组成,其中目标探测通道采用PD体制,独立测距通道采用线性调频连续波(LFMCW)体制。仿真分析结果表明,基于独立测距通道的超低空无线电引信安全距离仅需0.7 m,在目标探测通道距离波门调整过程中引信目标探测区得到最大程度的保留,同时具备3 m高度飞行目标的近距探测能力。

准二维钙钛矿中结晶调控与低阈值微纳激光器

准二维(Q-2D)钙钛矿由于大的激子结合能和量子限域作用,是一种可以应用于光电器件构筑的有前途的材料。然而,Q-2D钙钛矿是具有丰富晶界和界面的多相结构,在能量传递过程中导致非辐射损耗。本工作通过操纵不同n相的结晶动力学过程,实现了Q-2D钙钛矿中更高效的能量传递。通过在Q-2D钙钛矿前驱体中引入钠离子来实现对Q-2D钙钛矿成核和生长过程的操控。研究表明,钠离子的掺入促进高n相的成核,使不同n相在空间上更均匀地分布,寿命的表征证实该操作促进了能量的转移。得益于这种高效的能量传递过程,与普通薄膜体系的光放大阈值(23.3μJ·cm^(-2))相比,掺杂薄膜的光放大阈值降低至14.3μJ·cm^(-2)。该研究提供了一种有效的优化Q-2D钙钛矿光子学性能的新方法,从而进一步拓宽Q-2D钙钛矿的光子学应用范围。

中性束注入系统加速极电源高压部件设计

基于负离子的中性束注入是未来大型托卡马克装置不可或缺的辅助加热方式。中性束系统中的加速极电源需要输出-200 kV电压和5 MW的功率,还经常面临负载短路和断路的特殊工况。过去对加速极电源的研究中缺少高压部分的方案设计,而电源中高压部件的绝缘设计是电源研制过程中必不可少的关键环节。据电源指标和特殊工况的特点,计算了电源高压部分的隔离升压变压器、高压整流器和高压滤波器的电路参数,并对这些部件基于油浸式绝缘进行了工程设计,通过有限元仿真分析进行了绝缘验证。仿真结果表明,这些部件中的电场强度最高为16.22 kV/mm,小于变压器油击穿场强并具有2倍的绝缘裕度。设计的高压部件结构可以满足电源的绝缘要求。

基于Faster-RCNN的绝缘子缺陷检测

针对传统人工检测绝缘子缺陷效率低的问题,提出一种基于Faster-RCNN的绝缘子缺陷检测方法。首先对航拍的绝缘子缺陷图片进行数据增强,其次算法中使用残差网络结构并引入注意力机制,提升检测效果的同时降低了模型复杂性,使用组归一化方式代替批归一化方式,最后用Soft-NMS代替NMS进行结果优化。试验结果表明,改进后算法的精确率达到90.3%,与改进前相对比精确率提升了14.7%,使绝缘子缺陷检测的有效性与可靠性得到了提升。

基于KNN算法的复合绝缘子憎水性等级分类

传统的复合绝缘子憎水性等级分类主要依靠电网工作人员在高空下进行,受到环境、天气等因素的影响,检测质量难以保证,工作效率低下。提出一种基于KNN算法的复合绝缘子憎水性等级分类方法,并对KNN算法进行试验,选择最合适的参数进行复合绝缘子憎水性等级分类。试验结果表明,当K=8,使用曼哈顿距离,对复合绝缘子憎水性等级分类准确率最高,达到86.41%。

高压保护开关缓冲电路参数优化设计

目前的高压保护开关缓冲电路参数设计缺乏相关理论设计方法,同时缓冲电路方案由于设计过程中并未考虑分布电容影响,因此均为等参数设计方案,这种方法均压效果不够理想。为了解决目前参数设计中存在的问题,首先建立了含缓冲电路和杂散电感的MOSFET模型并对其关断过程进行了分析,从而得到了抑制电压尖峰的缓冲电路理论设计方法及表达式。针对串联均压未考虑分布电容的问题,通过构造等电位点,建立了含有分布电容的等效电路并进行分析,根据电荷方程等式得到了缓冲电路非等参数设计方法及表达式,该参数设计方法可以补偿分布电容造成的电压分布不均,并更好地指导高压保护开关的均压方案设计。为了验证参数设计的合理性进行了仿真分析,结果表明,最终得到的整体设计方案可以满足尖峰抑制以及均压的设计要求。

永磁辅助磁阻发电机建压过程及短路故障运行

为解决传统永磁发电机短路故障时灭磁困难和开关磁阻类发电机电压波形差的难题,提出一种永磁辅助同步磁阻发电系统(PMSynRG)。建立该电机的数学模型,阐述其发电运行机理,并推导出带载时的稳态电压方程和三相短路时绕组交直轴短路动态电流方程。针对发电机带载时的自激建压过程进行数值仿真计算,得出自激建压曲线,验证发电机系统的建压能力。此外,针对三相短路故障进行数值仿真计算,验证了故障时三相电流小于额定电流的结论,同时还验证了三相短路时动态电流方程的正确性,证明了发电机系统具有较强的自我保护能力。最后,制作样机并完成了带载建压实验,实验结果与数值分析结果吻合度较高。

软磁材料性能因子在高速电机设计中的应用

高速电机中定子铁芯损耗占总损耗比例相对较大,高频运行时定子软磁材料的准确选取限制了整机效率的提升,为此引入材料性能因子作为选材准则。以无取向硅钢材料B20AT1500、极薄硅钢材料10JNEX900和新型非晶合金带材AYFA-Z的性能因子作为判据,得到3种材料的最佳使用频率范围。采用数值计算方法,对比3种材料的电机在空载和负载下的性能。结果表明:根据软磁材料性能因子,可以准确、快速判定出工作频率范围内的最优软磁材料。最后,通过搭建高速电机实验平台,完成120 000 r/min的超高速电动机的参数测试和性能测试,进一步验证了根据材料性能因子作为铁芯材料优选判据的可行性。

第十三届全国周培源大学生力学竞赛“基础力学实验”团体赛命题和竞赛总结

对第十三届全国周培源大学生力学竞赛“基础力学实验”团体赛的命题过程、命题原则与思路、竞赛过程与结果等进行了分析和总结,并提出了相关意见与建议。

大庆油田萨南开发区地面工程提质增效工作实践及认识

大庆油田萨南开发区持续开发60余年,随着采出液含水率不断升高、原油产量逐步下降,开发效果差、系统效率低、运行成本高等问题日趋严重。为解决上述问题、达到提质增效的目的,萨南开发区在产能建设工程中采取“三优一减”等措施,并对地面系统进行了优化调整。在产能建设工程中,采用“总体规划、分期实施”建设模式,地面布局总体优化,并充分利用系统剩余能力及新技术新工艺,控制建设规模、满足开发需求、降低建设投资;南七-杏一区创新建设模式,与南六区对比,单井地面投资下降13%,注入体系质量合格率提高15%,开发效益显著改善。在系统优化调整中,将按驱油方式分类更新为按化学剂浓度分类,脱水站集中脱水向转油站提前放水转变,布站方式也由分散布站转变为集中布站、联合布站,形成了以“水系统”为控制点的优化模式;南六区地面系统优化后,管理点数量由13处降为4处,减少劳动定员95人,站场负荷率大幅度提高,预计年节气1328×10^(4)m^(3),年节电2478×10^(4)kWh。

基于三因学说探讨中医治未病理念

中医治未病理念源于疾病预防观,其关键在于预防疾病的发生和发展,维持机体健康状态。世界卫生组织提出了21世纪健康新概念:健康不仅是没有疾病,而且包括躯体健康、心理健康、社会适应良好和道德健康。从阴阳学说角度出发,认为“阴平阳秘”中医理论与现代健康状态有着密切的联系。本文结合“三因学说”理念,提出“内修、外防、注节制”的中医治未病观点,提高防病治病意识,通过积极采取预防手段,达到健康养生的目的。“三因学说”所蕴藏的中医治未病思想对现代疾病防治具有指导意义。

太赫兹轨道角动量通信关键技术与挑战

面对日益紧张的频谱资源与众多新兴应用对更高通信速率的要求,THz与OAM作为突破当前通信系统瓶颈的关键技术而广受关注。将两者结合的THz-OAM技术不仅继承了两者的优点,也面临着一些重要挑战。综述了OAM在通信领域的研究进展,展现了其提高通信容量与丰富通信维度的特有优势;研究了OAM波束在多径、大气湍流等环境下的传输特性及其应对方法,用于完善THz-OAM信道的通用模型;总结了THz-OAM通信系统面临的挑战,为6G通信技术的发展和应用提供参考。

基于物联网的电子装备组装线信息化管控设计与实现

针对混合装配模式下数据信息割裂、组装过程实时监控困难以及产品质量难以追溯等问题,构建了装配过程追溯物联网,实现了组装资源的全面感知、智能识别和全流程追踪。在此基础上,搭建了物联网环境下的电子装备组装线信息化管控系统技术架构,并结合多种感知技术设计了组装线信息化管控系统,优化各种组装资源的规划、配置和调度,实现精准、实时和智能的监控,并通过某组件组装线成功验证其可行性,为军工企业以及其他制造企业的信息物联管控建设提供了有力的支撑和参考,具有显著的推广应用价值。

基于数据驱动的数字孪生技术研究现状与展望

通过构建物理实体的高保真虚拟模型,采集传感器数据驱动虚拟对象与物理实体同步运动,数字孪生技术实现了物理世界和信息世界的深度融合和互联互通,对推动制造业数字化、网络化、智能化转型具有重要意义。本文结合前期对数字孪生的研究与应用,概述了数字孪生的内涵,分析归纳了数字孪生技术服务方向和各行业应用现状;总结了其在制造业领域的市场需求和不同细分市场的特点、痛点以及解决方案;并提出了数字孪生技术的发展策略,为推动数字孪生技术在各领域应用提供参考。

基于丽江10 cm日冕仪的镜面尘埃杂散光研究

利用云南天文台丽江10 cm日冕仪绿线成像系统研究了物镜表面尘埃量级与其造成的散射杂散光强度的关系,获得了散射光随日心距离的分布规律,并对日冕图像进行了修正。得到了不含尘埃散射杂散光背景的日冕图像,提高了数据质量。本文研究有助于研究日冕强度、结构变化趋势,也有助于理解日冕仪内部其他杂散光源,助力我国未来大口径日冕仪的研发。

脑膜淋巴管的研究进展及其在脑血管疾病中的重要意义

脑膜淋巴管(mLVs)是引流中枢神经系统细胞外液的重要结构,同时也是中枢神经系统的免疫调节器官和保护屏障。近年来,研究者对该结构的解剖、功能、疾病应用等方面的认识逐渐丰富。该文回顾了mLVs的发现历史,阐述了其发生过程和解剖研究的最新进展,重点讨论了mLVs的引流和免疫功能,探讨了脑血管疾病发生发展过程中mLVs的调控机制,以期为脑血管疾病寻找新的治疗策略提供依据。

变电站屏柜运检中的图像识别技术应用

阐述变电站屏柜运检中的图像识别技术应用,不仅可以对图像进行识别,同样也可以将采集到的图像作为新的样本集,不断地对现有的模型进行优化和迭代,提升模型的性能。

离散随机SVPWM中概率密度函数的表征与选择

针对连续随机空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)技术在永磁同步电机驱动系统中对高度集中的PWM谐波能量分散效果不理想问题,提出一种基于Beta分布的离散混合双随机SVPWM技术。首先,基于调制理论分析传统SVPWM技术的开关函数与电压PWM谐波之间的内在联系,并根据开关函数中调制参数的组合形式不同对随机SVPWM技术进行分类。然后,从预定义的离散序列中随机选择开关频率因子和脉冲位置因子以实现开关函数中开关频率和脉冲位置的离散随机化,同时基于Beta分布和均匀分布对离散随机序列进行优化,以改善离散随机SVPWM技术的PWM谐波抑制效果,使得频域中的谐波能量分散到更多频率分量处。通过实验平台测试,结果显示基于Beta分布的离散双随机调制技术相较于传统随机脉宽调制技术谐波峰值降低了53%,表明引入Beta分布的离散混合双随机SVPWM技术具有更优的谐波散射效果,同时还具有与传统SVPWM技术相当的驱动效率。

不同水生植物对景观水体CO_(2)与CH_(4)排放通量的影响

城市景观水体是大气CO_(2)与CH_(4)的排放热源,而水生植物作为景观水体的重要组成要素,对水体温室气体排放动态的影响并不清楚。选择重庆市观音塘国家湿地公园为研究区,利用漂浮箱法与顶空平衡法对观音塘水域7种不同水生植物分布区进行水-气界面CO_(2)与CH_(4)排放通量及CO_(2)、CH_(4)溶存浓度进行季节性监测,估算了植物传输对气体通量的贡献。结果表明:1)观音塘水体CO_(2)与CH_(4)浓度范围分别为8.0—341.8μmol/L和0.23—5.26μmol/L,排放通量分别为26.5—869.1 mmol m^(-2)d^(-1)和0.40—11.15 mmol m^(-2)d^(-1),是大气净CO_(2)与CH_(4)排放源;2)观音塘开敞水区CO_(2)与CH_(4)排放通量低于大部分城市湖泊或景观水体,但植物覆盖区气体通量显著高于开敞水区,表明水生植物增强了景观水体温室气体排放;初步估算植物传输作用(非扩散通量)对水体CO_(2)与CH_(4)排放通量的贡献约为7.3%—44.6%与52.1%—63.4%,狐尾藻对CH_(4)传输作用最强,睡莲、水葫芦次之,菖蒲、再力花、梭鱼草等挺水植物略低,苦草最弱,植物传输作用并未表现出明显的生活型差异;3)水体CO_(2)与CH_(4)浓度及排放通量季节变化显著,温暖季高于寒冷季,植物生长期变化与温度波动是主导水体CO_(2)与CH_(4)排放季节模式及变异强度的主要因素;4)水生植物覆盖区水体营养盐浓度、pH值、DO等因素与CO_(2)、CH_(4)排放通量呈显著的相关性,表明不同植物覆盖导致水生境的分异是影响水体CO_(2)与CH_(4)排放动态及变异性的重要机制。水生植物对水体温室气体产生、输移、排放等具有多重复杂机制,但总体增强了景观水体的温室气体通量,在未来城市水生态管理中应予以更多的关注。