Monolayer single crystal two-dimensional quantum dots via ultrathin cutting and exfoliating

Two-dimensional(2D)atomically thin quantum dots(QDs)possess extraordinary electrical and optical properties.However,fabricating high quality 2D QDs via a universal and reliable technique remains a challenge.Here,we report a simple strategy to prepare high quality,monolayer single crystal 2D QDs via ultrathin cutting 2D bulk single crystals by ultramicrotome,followed by an exfoliation process.The as-prepared 2D QDs have pristine surface,high quality,high monolayer yield and high photoluminescence quantum yield(the highest photoluminescence quantum yield of WS2 is18%),which can be used as promising,low toxic,biocompatible,and good cell-permeability fluorescent labeling agents for in vitro imaging.

极近距离煤层开采无煤柱自成巷控制方法研究

极近距离煤层传统长壁开采,受上层遗留煤柱和采空区垮落等因素的影响,下煤层开采过程中应力环境复杂、矿压显现剧烈,易诱发巷道围岩大变形。为解决上述问题,提出了极近距离条件下巷道定向切顶–约束高强支护无煤柱自成巷控制方法。通过顶板定向预裂切顶,主动改变顶板悬臂结构,切断采空区向巷道顶板的应力传递。充分利用矿山压力和岩体碎胀特性,取消煤柱留设,结合高强支护加强巷道顶板整体性,共同实现切顶自成巷。建立了极近距离煤层开采覆岩结构模型,计算了下煤层切顶自成巷巷旁支护阻力。以典型极近距离煤层为工程背景,开展了不同开采方法的数值试验对比研究,结果表明,提出的自成巷控制方法使巷道围岩应力降低59.8%,巷道顶板变形减少70.8%,并明确了极近距离煤层开采无煤柱自成巷控制机理。在此基础上,开展了典型极近距离煤层工程设计及现场应用研究,结果表明该方法有效降低了矿压显现程度,保证了自成巷的安全稳定控制。

基于约束区间算法的模糊优化问题的Karush-Kuhn-Tucker条件

主要研究带有不等式约束的模糊优化问题,利用截集构建了与原问题等价的区间值优化问题,基于约束区间算法(CIA)将所得区间值优化问题转为等价的非线性优化问题,从而达到了去模糊化的目的.首先,定义了带有模糊系数函数截集的导数,并利用Zadeh分解定理给出模糊函数的导数概念.其次,在正线性无关约束规范下,建立了模糊优化问题的Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件.最后,利用KKT条件求解具体的模糊优化问题.

面向韧性拓扑构造的无人机集群功率分配策略

针对无人机作战网络因自身内部故障或受到敌方攻击干扰而造成的网络性能下降及网络瘫痪问题,提出了一种基于功率分配的强韧性无人机作战网络拓扑构造方法。该方法首先以边连通度作为网络的韧性指标;其次,基于最大流最小割定理将最小割作为韧性指标的测度;在此基础上,考虑到单架无人机及系统整体功率有限,从物理层角度出发,通过调节无人机节点的发射功率以构造拓扑,从而提高网络韧性,提出了功率约束下的无人机作战网络功率分配策略;最后,采用粒子群优化算法解决功率约束下的拓扑结构韧性优化问题。仿真结果表明,在相同的调制方式及功率约束下,面对链路失效模式和节点失效模式,对比其它功率分配算法,基于粒子群优化算法得到的功率分配方案能有效提高无人机作战网络韧性,其所构建的网络在约66.7%的链路失效情况下,平均业务成功到达率仍保持在95%以上,满足实际作战需求。

多层油藏水驱驱替效率计算新方法

准确计算砂层间由不可渗透页岩或致密砂岩层分隔多层油藏水驱驱替效率可以为高效、合理开发油藏提供理论依据。为此,应用达西定律和Buckley-Leverett方程找出了各层突破时油藏总体含水率的确定方法,并通过约束最小二乘法回归得到了含水率方程,最终结合Welge-Craig方程得出了一种计算多层油藏水驱驱替效率的新方法,并通过矿场实例验证了该方法对于多层油藏水驱开发中后期驱替效率预测的适用性。

生成匀质块排样方式的递推算法

讨论矩形毛坯有约束二维剪切排样问题:将一张板材剪切成已知尺寸的一组毛坯,使排样方式的价值(板材中所含毛坯的总价值)最大;排样方式中每种毛坯的数量不能超过需求量。采用匀质块排样方式,每刀都从当前板材上切下一根水平或竖直的同质条带,其中仅含相同尺寸的毛坯。采用动态递推算法生成匀质块排样方式,在保证解的质量的前提下,有效地缩短计算时间,达到节约材料的目的。

对Agrawal单一矩形排样算法的改进与扩展

讨论单一矩形剪切下料排样方式最优设计问题 ,给出更为贴切的上界 ,从而改进 Agrawal算法 .Agrawal以图解方式说明规范多级排样方式中包含最优剪切割方式 ,现给出这一结论的数学证明 .

基于混合粒子群算法的数控切削参数多目标优化

为选择合理的数控切削用量,建立了加工成本和数控切削加工效率的数学模型。针对模型其多约束、非线性的特点,采用约束违背度方法处理约束条件。为避免算法陷入局部最优,两次引入Metropolis抽样准则,提出混合多目标粒子群优化算法(HMOPSO)求解。最后采用层次分析法选择最优Pareto解,并通过实例计算对所提出方法进行了验证。

基于势能判据的约束模态综合法截断准则

为提高大型复杂结构体系的计算效率,在深入分析约束模态综合法原理的基础上,定义了由不同主模态截断阶数产生的位移向量组成的线性空间,建立该空间上的一个函数,通过数学定理详细证明了该函数是线性空间上的范数,并以该范数的最大值定义势能判据,推导出势能判据与子结构主模态截断数量之间的关系,据此提出了一种基于势能判据的子结构主模态截断准则。此外对于约束模态综合法,还推导了以机械能为判据的情况,证明了约束模态法中子结构的机械能随截断主模态数量的变化曲线并不是单调的,故不适用于约束模态法。最后将势能判据截断准则应用到地基土-高层建筑相互作用体系的地震响应分析问题中,进一步对所提出的模态截断准则的计算精度进行对比研究。研究结果表明,所提出的势能判据截断准则是十分有效的,而应用于振型叠加法的机械能判据不宜应用于约束模态综合法中。

基于两段排样方式的矩形件优化下料算法

针对矩形件下料问题,提出一种基于两段排样方式的优化下料算法。首先构造一种约束排样算法,生成矩形件在板材上的两段排样方式。然后采用列生成算法依据矩形件剩余需求量迭代调用上述约束排样算法生成一个虚拟下料方案,按照不产生多余矩形件原则选取虚拟下料方案中的部分排样方式加入到实际下料方案中,更新矩形件剩余需求量;重复上述步骤直到矩形件剩余需求量为零。采用文献中基准例题将该算法与2种文献算法进行比较,数值实验结果表明该算法下料利用率比2种文献算法分别高1.61%和0.78%。

基于方位角夹角的三岔路口道路中线优化算法

基于约束Delaunay三角网法是从已有面状道路图层数据中自动获取道路中线的常用算法.根据此算法得到的岔路口处的道路中线需要进一步优化处理,三岔路口道路中线的优化处理为其中问题之一.提出了方位角夹角的概念和基于方位角夹角三岔路口道路中线的优化处理算法,根据三岔路口三条道路中线的方位角夹角的大小,求取岔路口中线交点,实现三岔路口的道路中线的优化处理.

基于ANSYS Workbench的龙门式数控火焰切割机优化设计

针对龙门式数控火焰切割机动态机械性能,介绍了其模态分析的理论依据,采用有限元分析方法（FEM）对设计的龙门式数控火焰切割机进行了约束模态分析,获得了其前7阶固有频率和响应振型。同时分析了龙门式数控火焰切割机工作时步进电机的频率,分析表明其第3、第4、第5阶固有频率在步进电机工作频率范围内。通过结构改进,模态分析结果显示第3~第7阶固有频率得到提高。

土-结构非线性相互作用混合约束模态实施方法

分析、探讨线性-非线性混合约束模态综合法用于土-结构相互作用的动力分析实施方法。据结构存在局部非线性特性,提出对整体结构划分为若干个线性、非线性子结构,对线性子结构只需一步提取特性矩阵并进行方程降阶,而对非线性子结构则逐步提取降阶后的等效特性矩阵。通过组装各子结构达到对整体结构特性矩阵的降阶处理。对非线性子结构凭借在小段时间Δt内利用分段等效线性化手段,通过ANSYS二次开发工具UPFs编辑写成可执行程序文件,并与MATLAB联立计算,实现特性矩阵提取。结果表明,该方法求得结构的各阶频率和动态响应时程曲线与ANSYS直接计算吻合良好。可逐步提取等效弹塑性特性矩阵,为采用变化的特性矩阵对结构进入塑性阶段深层次分析研究提供有效方法。

一种快速的基于CPMC的协同分割算法

协同分割的一种典型定义是指在给出的一组图像中,将"相似的东西"共同分割出来。提出一种快速的协同分割算法。这种方法首先对一组图像进行特征提取,根据提取的特征确定"相似的东西"在图像中的大致范围,然后使用CPMC(constrained parametric min-cut)算法产生一系列的二值分割结果,最后通过构建随机森林对分割结果与基准之间的"相似度"进行学习,使得分割结果按"相似度"自动进行排列。实验结果表明,所提出的方法在保持良好的分割准确度的同时明显提高了分割的速度。

基于Multi-Island GA数控加工切削用量优化

切削用量的选择对刀具耐用度、产品的加工效率以及加工质量等都有直接影响。为选取合理的切削用量,以最大生产效率为目标,建立铣削加工优化模型。结合实际加工中不同约束限制,采用改进遗传算法(Multi-Island GA)对目标函数寻优求解。将优化后的结果与切削用量手册经验值相对比,切削用量的选取得到了有效改善,并提高了铣削加工的生产效率,且优化结果验证了算法的可行性。

线性-非线性混合的约束模态综合法及实践

为提高大型复杂结构体系非线性动力问题的计算效率,根据结构存在局部塑性区域的特点,提出了线性-非线性混合的约束模态综合法.对于荷载作用下整体体系中不易进入非线性阶段的部件,将其划分为线性子结构,而将进入塑性变形阶段的局部部件独立划分为非线性子结构,通过坐标变换来缩减线性子结构的自由度,并最终与非线性子结构进行综合求解.使得在降低计算成本的同时,又能够合理地对结构的材料非线性特征加以考虑,是求解大型复杂结构非线性动力问题的有效方法.同时,针对约束模态综合法还提出了基于势能判据的截断准则,利用势能判据的收敛性得出了子结构主模态最佳截断阶数.最后,将该方法及势能判据截断准则应用到高层建筑-地基土非线性地震响应分析问题中,与有限元直接法的对比结果表明,所提出的方法具有更高的计算效率和求解精度,而基于势能判据的截断准则对于混合的约束模态综合法也十分有效.

新型切削十字型屈曲约束支撑有限元分析

针对传统屈曲约束支撑自重大、端部易发生屈曲破坏等问题,提出一种新型切削十字型屈曲约束支撑,其具有自重轻、构造简单、造价低、缓解芯材因焊接而产生集中应力等特点,运用有限元软件ABAQUS对其进行数值模拟计算,分析不同宽厚比、不同填充材料对失效形式、耗能能力的影响.研究结果表明:核心段宽厚比较大的试件芯材连接段优先发生屈服破坏,核心段宽厚比较小的试件芯材中部先发生屈服破坏;新型切削十字型屈曲约束支撑滞回曲线饱满,耗能良好;轻骨料混凝土与普通混凝土作为填充材料耗能能力相近,但其能够有效降低结构自重.

细长轴车削与磨削参数优化研究

针对细长轴车削和磨削加工参数的选择问题,建立以工件刚度、刀片强度、刀杆刚度、机床进给机构强度、机床功率、机床参数、加工表面粗糙度、加工余量等作为约束条件,以切削速度、进给量、背吃刀量、工件转速、磨削余量、径向进给量等参数为优化变量,以车、磨多工序成本最低为目标的切削参数优化模型。以某型号电机轴为案例,运用MATLAB模式搜索工具箱对其车削和磨削参数进行寻优,与切削参数的传统选择方法比较表明,工序成本可降低35%以上,从而验证了优化模型的有效性。

土-结构体系的分枝模态与约束模态混合二步法

为了在结构设计过程中考虑土-结构非线性相互作用的影响,在线性-非线性混合的约束模态法以及分枝模态法的基础上,提出了适用于土-结构非线性相互作用体系的分枝模态与约束模态的混合方法,该方法既可考虑土体和结构的非线性特性又便于考察土-结构相互作用对上部结构的影响。在分枝模态与约束模态混合方法的基础上,进一步提出了混合二步分析法,并将其应用到地基土-框架结构地震响应分析中,算例结果表明,混合二步分析法在实现上部结构和地基土分开计算的同时,还能够考虑结构与地基土的材料非线性特性,有利于采用专业设计软件仅通过对上部结构进行分析来考虑土-结构相互作用的影响,为实际工程计算考虑土-结构相互作用的影响提供了便利的条件。

通孔最小化的一种神经网络方法

本文在布线的群图模型基础上，利用离散型Hopfield神经网络解决群图的最大割问题，并着重论述了如何跳出局部最优点的问题，从而较好地解决了双层布线通孔最小化问题。算法考虑了许多来自实际的约束，并进行大量的布线实例验证。