长期稳定度2.6×10 ^(-16) 的工程化高可靠铷原子喷泉钟

随着喷泉钟运行可靠性的提升和激光技术的日趋成熟,喷泉钟不仅可以作为基准钟驾驭原子时标,提升原子时标的长期稳定度和准确度指标,还可以紧驾驭氢钟作为复合守时钟使用。铷原子的基态超精细能级跃迁作为次级秒定义,具有碰撞截面小,冷却激光运行可靠性高的优势,更加适合工程化。中国计量科学研究院研制的工程化铷原子喷泉钟采用双金属微波真空一体腔提升系统温度适应性,采用小型化光学系统和笼式结构探测光系统提升了运行可靠性,实现了铷喷泉钟长期准连续运行,年运行率达到97.5%。通过1年的比对测试,铷喷泉钟与NIM5铯喷泉钟频率比对的长期稳定度优于3.7×10^(-16),单台喷泉钟的长期频率稳定度优于2.6×10^(-16)。

DNA存储场景下的大小喷泉码模型设计

在DNA存储等应用场景中,传统喷泉码算法需要占用额外信道资源将源文件分组数目K传递给解码端。在实际应用中,虽然可以将K嵌入在每一个编码数据分组中进行传递,但这种做法会严重浪费信道的带宽。针对上述问题,提出了一种大小喷泉码模型,通过增加小喷泉码这一带外信道来优化关键参数的传递。小喷泉码将每个编码分组中有关参数K所占用空间的粒度降至1 bit,有效减少了带宽资源的消耗。此外,小喷泉码还能适应由于DNA存储介质不均匀所导致的编码序列不定长的限制条件,一定条件下甚至可以完全不占用额外信道带宽。

基于喷泉码信息差异分簇的V2V协作数据分发方案

新兴车联网应用需要分发的数据量不断增加,车辆难以在一个RSU通信范围内收到完整数据,跨RSU通信完成率低,时效性差。针对此问题,提出一种基于喷泉码信息差异分簇的V2V协作数据分发方案。经过喷泉编码的数据由RSU广播;车辆通过XGBoots预测车速,以此计算V2V链路生存时间;链路可靠性和车辆的喷泉码信息差异构建引力模型来分簇,在簇内以V2V传输共享编码包,在保证完成率的前提下大幅降低数据分发延迟。仿真结果表明,与已有方案ECDS相比,对于不同大小的数据,该方案在保证完成率的基础上,平均时延降低了38%。

实现喷泉实验数字化可视性改进探究

高中化学教材中的喷泉实验存在装置繁琐易碎、操作不便、不能重复实验等诸多不足,迫切需要数字化可视性新型实验教具的出现。文中的新型喷泉实验教具采用新材料,保证了实验成功率,引入压强传感器,增加了数字化可视性,且该教具既可以完成减小压强而形成喷泉,还可完成增大压强而形成喷泉,另外还增加了让学生用身边的材料动手做此装置的内容,实现了让学生更深层次的学习体验。该教具对教学效果和学生思维的提升有着重要的意义。

基于混沌系统和喷泉码的DNA加密编码方法

在这个海量数据时代,DNA是一种很好的新信息存储媒介。与传统的物理存储介质相比,它具有能耗低、存储密度高、存储寿命长等固有的优点。随着DNA存储技术的快速发展,如何保障新技术下的信息安全至关重要。为此,该文结合加密领域研究和DNA编码领域研究,提出了一种基于混沌系统和喷泉码的DNA加密编码方法,利用混沌系统加密原理,在DNA喷泉码编码过程中进行加密,在保留DNA喷泉码特性的同时,保障了编码信息的安全性。该方法可用于任意类型数据,可实现高信息密度和任意约束条件的DNA编码。同时,通过仿真实验证明,该方法可以有效抵抗多种密码学攻击,并对DNA存储过程产生的数据错误有一定纠错能力。

RaptorQ喷泉码编译码算法分析及优化

RaptorQ喷泉码是喷泉码的最新研究成果,理论分析和仿真验证表明,RaptorQ喷泉码是性能最好的喷泉码,同时也是编译码复杂度最高的喷泉码。针对RaptorQ喷泉码编译码复杂度高这一问题,以国际标准RFC6330所设计的RaptorQ码编译码流程为基础,提出一种RaptorQ编译码算法的优化版本。新的编译码流程通过固定生成矩阵的方式提前计算好生成矩阵并存储,方便随时调用;通过提前列变换的方式规避多次寻找标准行和高斯消去操作,以及通过去稀疏化的方式,减少编译码过程中的矩阵乘法和异或运算。仿真比较优化前后的编译码算法,结果表明,优化后的RaptorQ码编译码流程能够在保证传输性能不变的同时,减少RaptorQ喷泉码编译码基本运算次数、缩短RaptorQ喷泉码编译码的时间,降低了编译码的计算复杂度,并保持了传输性能。

深孔焊结构喷泉式管束装配工艺技术研究

深孔焊技术广泛应用于石油化工领域中的重要换热设备,可有效减少间隙腐蚀、应力腐蚀、疲劳破裂等问题。本文针对深孔焊结构喷泉式管束,进行装配工艺技术的研究。

氨气的制备及喷泉实验的绿色化可视化实验改进

本文基于绿色化学理念及化学学科核心素养下对化学实验的要求,对人教版高中化学必修第二册教材中氨气的实验室制备及喷泉实验两个实验提出改进方案。利用点胶针筒、注射器以及三通阀等设计了一体化实验装置,将氨气的制备及喷泉实验合二为一,缩短实验时间,简化实验过程,符合实验微型化要求和绿色化学的理念。该套改进实验装置既适用于演示实验,也适用于学生分组实验合作探究,掌握科学探究的方法。

一种基于Labview的喷泉钟 控制系统设计与实现

为了快速验证喷泉钟技术方案,设计搭建了一种基于Labview图形化编程环境的控制系统,硬件上使用标准信号板卡和商用外围电路模块,软件上采用主任务循环结合硬件触发的方式。经测试,控制系统的信号同步和控制精度可以达到μs量级,Ramsey谱线线宽为1.65 Hz,喷泉钟秒稳大约为1.18×10^(-12),满足了喷泉钟对激光、微波和数据采集等要素的基本控制要求,实现了喷泉钟的正常运行。

基于三菱PLC花式喷泉控制系统的设计及应用

随着物质生活的极大改善,人们对于高质量居住环境的要求越来越高,现如今,喷泉的应用范围越来越广泛,在很多游人和居民光顾的场所,如公园、广场、大厦、小区、酒楼、旅游景点及一些知名建筑等,经常会修建一些喷泉供人们休闲、观赏,为我们的生活增添许多的乐趣。本文旨在设计一款基于三菱PLC控制器为核心的花式喷泉控制系统,通过改变该系统的控制程序或选择不同的工作模式,就可以呈现出不同的喷泉花样,从而满足了不同季节、不同场合的要求,有力地促进了我国的生产生活水平和质量的提高。

听话的“喷泉”

用一个塑料瓶就可以跟水一起玩游戏,还能看见听话的“喷泉”。爸爸是怎么做到的呢?一起来看看吧!1.准备一个塑料瓶,装有水的塑料盆,剪刀或针。(扫码观看详细操作视频)

水声网络按序递归与限制反馈的在线喷泉码算法与分析

水声网络具有低带宽、长时延、高误码率等特征,这使得数据的可靠传输面临着巨大挑战.在线喷泉码具有低开销、在线反馈和通过给定瞬时解码状态获得最优编码策略等优点,因此,针对水声网络的特点,分析在线喷泉码的编解码和反馈问题,提出了按序递归与限制反馈的在线喷泉码(Sequential Recursive Online Fountain Code with Limited Feedback,SROFC-LF).基于随机图理论对SROFC-LF需要的编码包数量进行理论分析,理论分析和实验仿真一致.实验表明:无论开销和反馈包数量,SROFC-LF比大部分在线喷泉码均表现出更好性能,适合水声网络.

基于喷泉码的车联网数据分发方案

数据传播是用于向终端用户提供信息娱乐和安全服务的主要技术之一,在该过程中,位于特定区域的车辆(OBUS)接收由路边单元(RSU)广播的数据。然而,当车辆移动较快,广播内容的数据量较大时,车辆很难在一个RSU的通信范围内收集到完整的广播内容。针对这一问题,论文提出了一种基于喷泉码的多RSU协同数据传输方案,将源数据以喷泉码编码,由多个RSU同时注入到车载自组织网络(VANET)中,RSU根据所处位置以及周边行驶车辆速度、密度使用模糊逻辑决策发送喷泉编码包数量。区域内车辆通过车对车(V2V)通信共享数据包,车辆获取到足够的编码包后重建源数据。实验结果表明,该方案在保证交付率的前提下,有效地降低了交付时间,实现了性能的明显提升。

喷泉码的分布式云存储教学系统设计

为满足新工科建设和物联网课程教学的需求,结合存储和纠删码领域的前沿知识,提出了一套基于喷泉码的分布式云存储教学系统,将物联网中传输层协议与喷泉码特性灵活结合。以“物联网技术及应用”课程为例,介绍了基于喷泉码的分布式云存储教学系统开展分层次实验教学的具体案例——传统三副本+TCP模式分布式云存储系统的实现与喷泉码+UDP模式分布式云存储系统的实现。实践表明,通过该系统的使用,学生可以有效将理论学习与实际应用相结合,锻炼自身编程能力和工程实践能力。

音乐喷泉元素在城市公共建筑空间中的创意应用

城市公共建筑空间是城市居民交流和活动的区域,是居民开展各种公共活动的主要场所,既能够体现城市的历史性和文化内涵,也能够丰富居民的生活、增加城市的温度。在我国城市化建设的大背景下,人民的生活质量得到了大幅度提升,人们对于精神层面的要求也随之上升。因此,政府需要优化城市公共建筑空间,开展多样性的社会活动,以丰富居民的情感体验,从而不断强化居民和城市之间的内在联系。作为听觉与视觉享受完美融合的整体,音乐喷泉既能美化城市环境.

基于STM32单片机的感应式互动喷泉设计与应用分析

介绍了以STM32单片机为控制中心,由声学传感器、超声波测距传感器、信号处理电路、喷泉水泵驱动机构、喷泉泵驱动机构和喷水池泵驱动机构组成的互动喷泉系统。该系统增强了喷泉与人的互动性,带来了人的参与感,并可感知到人与喷嘴之间的距离,一旦距离太近出现危险,喷泉就会自动停止喷水。

铯喷泉钟C场的测量与计算

在铯原子喷泉钟实验中,C场均匀度决定了二阶塞曼频移的不确定度评定。使用微波激励法可以测量C场各个高度经时间加权的磁感应强度的平均值。为了得到C场的实际磁场分布,需要对微波激励法的测量结果进行去时间加权计算。介绍了两种去时间加权的算法,并利用仿真数据对算法进行了验证。最后使用微波激励法和两种去时间加权算法,结合蒙特卡洛不确定度评定方法对NIM6铯喷泉钟C场进行了测量与计算。

基于分子动力学方法模拟聚合物稀溶液喷泉流动

本文基于分子动力学原理利用FENE哑铃模型对聚合物稀溶液流动前沿喷泉效应开展数值模拟。利用欧拉法求解力学模型在简单剪切流场下的构型方程和哑铃分子的位形方程,获取示踪流线和流动前沿哑铃分布,计算应力场,分析流变演化规律,研究温度和剪切速率等参数对该模型的影响,分析FENE哑铃分子模型模拟喷泉效应的有效性。结果表明,在喷泉效应的作用下,随着剪切速率的升高哑铃分子的伸展变大,流动前沿聚合物应力会出现应力过冲,随后趋于稳定的复杂变化,哑铃分子沿喷泉流线取向。

氨气喷泉实验的改进

使用食用油作为排水集气法的溶液进行氨气的收集,改进了氨气的制备装置与喷泉实验装置并进行了一体化、生活化设计。改进后的装置能通过食用油排出的量直观地展现氨气收集进度,并且此装置收集到的氨气纯度高,在进行喷泉实验时烧瓶吸入的水能近乎充满烧瓶,便于学生理解氨气溶于水后浓度为1 mol/L,实验操作简捷,成功率高,22.4重复性好,整个演示过程能在1min左右完成。

基于核心素养的跨学科主题教学实践探索——以项目式学习“美丽的‘喷泉’”为例

如何开展跨学科实践,如何在教学中落实学科核心素养,受到研究者越来越多的关注。以设置主问题链、任务驱动等形式展开教学,以制作“喷泉”为出发点,设置看到的现象、涉及的原理、形成喷泉的关键、影响气压大小的因素等一系列问题,引导学生以问题为载体,动手实验、制作“喷泉”。