智能材料与敏感飞机

 智能材料将使飞行器结构和外壳发生革命性的变北,智能材料被认为是航空航天技术中最重要的新材料领域,智能材料的显著特征之一是具有内禀的或必要的智力,能自动适应外部的激励,如载荷和环境状态。模仿生命系统,智能材料用传感器作为神经系统,激励器作为肌肉,微处理器作为它的大脑。     

电子结构方法中带结构特征值问题的统一视角

在(相对论)电子结构方法中,四元数矩阵特征值问题和计算激发能的线性响应(Bethe-Salpeter)特征值问题是两个经常出现的结构特征值问题. 尽管前一个问题已被十分仔细地研究,后一个问题在一般形式下,即不假设电子Hessian正定性的复矩阵情况,并没有得到完全的理解. 鉴于它们非常相似的数学结构,本文从一个统一的角度研究了这两个问题,揭示了它们特征向量的“李群”结构,为将来设计对角化算法和数值优化方法提供了一个统一的框架. 利用和处理四元数矩阵特征值问题相同的归约算法,本文给出了表征线性响应问题特征值(实数、纯虚、或复数)的充分必要条件. 这一结果可以看作是实矩阵情况下已知条件的自然推广.     

HLS-Ⅱ直线加速器能量调节及应用

为了高效地对直线加速器输出束流能量进行调节,设计了合肥光源（HLS-II）直线加速器束流能量调节方案。该方案在调试阶段通过能谱分析系统观察束团状态并测量束流能量,储存环注入阶段使用3个束流位置探测器（BPM）对束流能量进行在线测量;使用自动相位扫描程序对速调管输出相位进行扫描,获得各加速段的能量增益公式;定量调节速调管的输出相位和高压,实现直线加速器输出束流能量的快速调节。在线应用结果表明,该方案能快速实现束流能量调节,调节后的束流具有良好品质,束流横向能散小于0.22%,注入速率明显改善。     

电影经纬仪自动调焦系统

为适应高速飞行器的轨迹和姿态近距离测量的需要,我所曾研制过双反射镜式小型高速电影经纬仪。它要求自动调焦系统提高快速响应性能和调焦精度。 电影经纬仪自动调焦系统通常采用光楔或镜组作为调焦补偿元件,本文试对这两种调焦补偿元件从精度方面予以比较,并着重介绍了用镜组作为调焦补偿元件的自动调焦系统。 本文所介绍的自动调焦系统的特点是采用了直流伺服系统和线性固体组件作有源校正,提高了系统的带宽。结构上采用了调焦镜筒导轨滚动轴承的结构,系统具有快速响应的能力和较高的跟踪精度。系统具有引导距离调焦、半自动距离调焦、半自动温度调焦和手动调焦等多种操作方式。在跟踪飞行器时,既可用激光测距所得到的距离信息,也可用理论弹道的距离信息,或由计算机给出距离信息,从而自动地调整调焦镜位置,并完成距离调焦工作。 本系统在我国研制成的小型高速电影经纬仪上已获得了成功的应用。     

光催化半导体Ag$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;ZnSnS$lt;sub$gt;4$lt;/sub$gt;的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论的第一性原理计算, 对光催化水解半导体Ag₂ZnSnS₄的改性方案做了理论研究. 在与同类化合物的带边位置比较后发现, Cu与Ge共掺杂能够在Ag₂ZnSnS₄中实现禁带宽度和带边位置的双重调节, 从而使其能带结构优化到光催化水解最为理想的状态. 另外, CuGaSe₂ 可与Ag₂ZnSnS₄形成type-Ⅱ型带阶结构, 制备它们的异质结同样可用于提升其光催化水解性能. 关键词： 光催化半导体 2ZnSnS₄')" href="#">Ag₂ZnSnS₄ 带阶 电子结构优化     

亲水性微观粗糙表面润湿状态转变性能研究

以亲水性微观粗糙表面上不同几何形貌及分布的微柱阵列为对象, 讨论了液滴在亲水性粗糙表面上的润湿过程以及润湿状态的转变阶段. 从能量角度分别考察了微观粗糙结构几何形貌及分布、微柱几何参数、固体表面亲水性、接触角滞后作用等因素对液滴润湿状态转变的影响规律. 研究发现: 在亲水粗糙表面, 正方形微柱呈正六边形阵列分布时, 液滴更容易形成稳定的Cassie状态, 或者液滴仅发生Cassie状态向中间浸润状态的转变; 与此同时, 减小微柱间距、增大方柱宽度或圆柱直径、增大微柱高度、增强固体表面的亲水性将有利于液滴处于稳定的Cassie状态, 或阻止润湿状态向伪-Wenzel或Wenzel状态转变; 然而, 当液滴处于Cassie状态时, 较小的固-液界面面积分数或减弱固体表面亲水性能均有利于增大液滴的表观接触角, 因此在亲水表面设计粗糙结构时应综合考虑润湿状态稳定性和较大表观接触角两方面因素; 此外, 接触角滞后作用对于液滴状态的稳定性以及疏水性能的实现具有相反作用的影响. 研究结果为液滴在亲水表面获得稳定Cassie状态的粗糙结构设计方法提供了理论依据. 关键词： 亲水表面 微观粗糙结构 表面自由能 润湿状态转变     

利用干涉光刻技术制备LED表面微纳结构

为了制备大面积周期性微纳米结构以提高LED的发光效率,建立了劳厄德(Lloyd)干涉光刻系统。简单分析了该干涉光刻系统的工作原理,并介绍了利用干涉曝光工艺制备一维光栅、二维点阵、孔阵列等纳米结构图形的具体实验过程。最后对纳米图形进行结构转移,制备出了金属纳米结构。实验结果表明:利用劳厄德干涉光刻系统,可以在20 mm×20 mm大小的ITO衬底上稳定制备出周期为450 nm的均匀光栅或二维点阵列图形结构,它们的占空比也是可以调节变化的。     

频率自动跟踪超声波电源设计

针对超声波电源工作时负载状态改变,换能系统产生谐振漂移的问题,提出了一种基于STM32的频率自动跟踪超声波电源的设计。电源逆变电路采用带辅助网络的全桥结构,阻抗匹配电路选择了一种改进型的T型匹配网络,应用PWM移相调功技术控制电源的输出功率,通过数字鉴相技术得到电压电流的相位差作为电路谐振状态的反馈信号,结合STM32主控制器进行PI控制,调节PWM波的输出频率使电路始终工作于谐振状态,实现了谐振频率的自动跟踪。最后基于该设计方案,实际制作了一款应用于超声波清洗仪的电源,并通过实验验证了该电源具有输出功率稳定,负载适应性强,输出频率自动跟踪等特点。     

二硅酸钠晶体、玻璃及其熔体结构的拉曼光谱研究

采用铜蒸气脉冲激光光源和时间分辨探测技术,实现了对ＪＹＵ１０００拉曼光谱仪的高温改造,可在样品温度高至２０２３Ｋ下稳定地测谱;二硅酸钠晶体、玻璃及其熔体的测量结果表明,高温Ｒａｍａｎ光谱不仅可分辨不同的结构相、提供固－液相变信息,而且能分析具有不同桥氧数的硅氧四面体微结构单元,即聚合状况以及它们随温度的变化,因而为物质的结构研究,特别是高温状态的熔体的研究,提供了重要的手段和依据。     

过渡金属Tc及其氮化物TcN，TcN$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;，TcN$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;与TcN$lt;sub$gt;4$lt;/sub$gt;低压缩性的第一性原理计算研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了Tc及其氮化物的弹性性质、电子结构、原子布局数等,并分析和计算了它的氮化物的理论硬度. 结果表明随着Tc中氮的掺入量的渐增,出现层状结构,它们的弹性模量并非单调增加,其中TcN的体弹模量最大而剪切模量最小;层状结构的TcN₃的剪切模量最大而体弹模量最小,TcN₄的理论计算硬度最大. 说明在Tc的氮化物中,其体弹模量与材料的晶体结构、平均每个原子上的电荷密度和材料的质量密度有关;化学键的共价性结构和氮元素的含量对理论计算硬度有正作用;而剪切模量的极大值则与其层状结构及体系中一定量的方向基本一致的N—N键相关. 关键词： 第一性原理 弹性性质 电子结构     

压电材料在土木结构损伤检测中的应用

 土木工程结构一般使用年限长,并且一旦建造很难替换。但任何土木结构的性能都会随时间劣化,这主要是由于材料本身老化、过度使用、超载、环境侵蚀、缺乏维护和检测手段难以满足要求等原因。有效的土木工程结构健康检测系统能够实时地诊断缺陷(裂纹,锈蚀等)的位置和程度,使结构能得到及时的修复和加固,以确保结构的完整性和安全性。目前,有很多的结构健康检测方法应用到各种土木工程结构或它们的构件中。如经典的静态应变(或位移)测试和振动识别方法,非破坏性检测方法:声发射技术、声/超声法、阻抗法、红外热像法、脉冲雷达法和X射线等。但多数方法都是定性的,难以进行实时的检测。     

SISO仿射非线性系统自适应变结构BPNN控制

为了更好地消除抖振,提高复杂非线性系统的控制效果,针对一类典型SISO仿射非线性系统,提出了一种新的变结构神经网络自适应控制策略(VSYNC)。其中,对于系统未知非线性函数,将神经网络用作估计器。对控制输入加入连续函数项,其可以根据状态点和滑动切换面之间的距离自适应地调节不连续的控制变量,从而使变结构控制策略得到了显著提高。所提出的控制方法能够有效地抑制周围切换面的抖振,保证了系统地动态性能,同时还能够消除系统的稳态误差。仿真结果表明,该方法具有较高的控制精度和鲁棒性。     

基于高光谱影像的小麦条锈病光谱信息探测与提取

为了理解与定量分析农作物光谱特征和相关参数,基于PHI高光谱影像建立了农作物病害光谱响应与探测模型,即光谱点位与参数模型（FPPM）.为了识别和提取小麦条锈病信息,根据多时相高光谱影像光谱特征,提出了一种可调节的多时相归一化植被指数（MT-NDVI）.结果表明,FPPM能很好地响应与感知该病害在小麦生长期的光谱特征;结合光谱角制图法（SAM）,MT-NDVI能清楚地呈现不同区域该病害的轻重程度,准确地区分和提取小麦条锈病与健康小麦及土壤的信息.     

超声测距变结构控制系统的研究

本文在超声测距系统中采用了变结构控制理论，根据所测物体的反射界面和介质性质，自动调节超声波发射换能器的功率，建立了超声测距系统的数学模型，对系统方程进行了理论分析，研究了变结构控制系统的设计方法，并结合应用实例，对钻井法凿井用超声波测井仪中超声测距系统进行了计算机仿真，并在实验室进行了实验。     

转捩射流中涡结构与颗粒扩散的直接模拟

为考察转捩射流中拟序结构的空间演化过程及其对不同Stokes颗粒扩散的影响,采用有限容积方法和分步投影算法对三维气固两相射流进行了直接模拟。其中流体控制方程组的时间积分采用低存储三阶精度的Runge-Kutta格式; 颗粒的跟踪在拉格朗日框架下进行。模拟结果发现,在流场拟序结构由大尺度转化为小尺度的过程中,中、小Stokes数的颗粒能自发地调整它们的扩散方式,分别由非均匀状态向均匀状态以及由均匀状态向非均匀状态转变。     

基于LPC2214的嵌入式轮机模拟器PPU的设计

为了解决轮机模拟器船舶电站报警信息和工作状态等信息显示不直观、参数设置繁琐和人机交互性差等问题,设计一种基于LPC2214的嵌入式轮机模拟器船舶电站并车与保护系统。系统包括以NXP LPC2214为核心的MCU单元、以太网和RS485为核心的通信单元、LCD和LED显示单元、按键检测单元。处理器通过以太网接收分布在现场的其他信号采集板卡的状态信息,解析后根据状态信息和相关流程做出判断,实现船舶电站发电机的自动启动、自动调速、自动并车、自动负载转移、自动解列、自动停车以及保护功能;将电站的状态信息实时显示在LCD上或者通过LED灯指示;并通过检测按键,实现对相关参数的设置以及LCD显示信息的查询。经过实验该系统能够实时准确地采集船舶电站的各项参数,人机交互性较好,成本低,扩展性好,能够对整个船舶的电力系统进行自动控制。     

低温辐射计热结构设计与分析

低温辐射计利用低温超导下的电替代测量原理,将光辐射计量溯源到可以精确测量的电参数测量,是目前国际上光功率测量的最高基准.本文实验研究了低温辐射计的热路结构,系统分析了腔体组件与热链材料的热学特性对低温辐射计响应率和时间常数特性参数影响的机理.在此基础上,设计了由黑体腔、热链和支撑结构组成的热结构机械件,搭建了低温辐射计特性参数测试系统,并针对OHFC铜、6061铝、304不锈钢和聚酰亚胺四种不同热链材料测试了低温辐射计的时间常数和响应率,时间常数跨度为23—506 s,响应率跨度为35.5—714.8 K/W.结果表明,在腔体组件确定的情况下,通过调节热链的材料和结构,可以实现对低温辐射计特性参数的调控.实验结果对低温辐射计特性参数指标分配和指导下一代低温辐射计的研制具有一定参考价值.     

基于RFID和低占空比机会路由协议的冷链物流监控系统设计

针对现有冷链物流监控系统往往侧重于系统软硬件设计或仅对感知层获取的数据进行压缩融合处理,没有考虑到可靠、节能和短路径路由协议的设计,设计了一种基于RFID和低占空比机会路由协议的冷链物流监控系统;首先给出了系统总体结构框图,并对各组成部分即RFID标签,标签阅读器、节点和汇聚节点均进行了硬件设计,然后,设计了一种基于低占空比休眠机制的机会型路由协议,通过汇聚节点广播Hello数据包确定数据传输方向和邻居候选节点集,在此基础上进一步通过预测候选节点在某时刻的状态来确定是否为最终的候选节点获得转发机会;通过部署实验进行测试,结果证明文章设计的系统能实时有效地对冷链物流系统进行有效监控,较其它方法,具有数据传输路径短、数据包到达率高和数据延时短的优点,具有较大的优越性。     

双准自旋模型的严格好准自旋态能谱

提出了两种新形式的约束哈特里-福克方法,并在SU(2)×SU(2)双准自旋模型中讨论了它们的解.研究了建立严格好准自旋态的对角化方法,并对好准自旋态能错的特点和近似带结构的划分进行了探讨.两种CHP能谱与严格能谱的比较表明,它们都具有转动谱的特征;在相互作用不太强的体系中,新方案是获得好准自旋态的、能产生多带能谱结构的有效方法.     

γ光子对撞机

 实在的对撞机是一种把带电粒子（正负电子、质子与反质子、重离子等）加速到高能量并使之在其中对撞的加速器,相应地有正负电子对撞机、质子－质子对撞机、质子－反质子对撞机、电子－质子对撞机和重离子对撞机等．可是,光子对撞机又是何物呢？光子能发生相互作用吗？怎样才能得到高能光子并让它们对撞呢？下面就让我们来谈谈这些有趣的问题．光子能发生相互作用吗？常识告诉我们,光子和光子不能发生相互作用．每天我们都与光打交道,两束光照到一起时,您看见过它们变成别的什么了吗？没有,从来没有．或许您见过光的干涉现象,那只是光作为一种电磁波在迭加时幅度加强或减弱的效应．