基于分数阶流变模型的铁基块体非晶合金黏弹性行为研究

采用分数阶黏弹单元替代经典模型中的黏壶, 结合非晶合金在外加载荷作用下的微观结构演化, 建立了以分数阶微积分表示的非晶合金黏弹性本构模型. 并根据Hertz弹性理论及分数阶黏弹性本构模型, 推导了块体非晶合金在纳米压痕球形压头下的位移与载荷及时间关系式. 基于推导的解析式, 对铁基块体非晶合金在表观弹性区的纳米压痕位移与载荷及时间曲线进行了非线性拟合分析. 相较于整数阶模型, 分数阶模型不仅具有较高的拟合精度, 其拟合参数能敏锐地反应加载速率对块体非晶合金黏弹性行为的影响, 且参数的变化规律与载荷作用下非晶合金微观结构演化呈现出较强的相关性.     

基于分数阶微分流变模型的非晶合金黏弹性行为及流变本构参数研究

近年来, 基于非晶合金名义弹性区的流变力学行为探索其结构及形变机理是非晶合金领域研究的热点之一. 本文根据非晶合金结构不均匀性的特征, 提出能够比拟树状分形网络结构的分数阶微分流变模型研究非晶合金的黏弹性行为. 通过室温纳米压痕实验, 对三种不同泊松比和玻璃化转变温度的非晶合金的黏弹性变形行为进行了研究. 实验结果表明: 在表观弹性区, 非晶合金的变形表现出与加载速率相关的线性黏弹性性质. 根据Riemann-Liouville分数阶微积分定义, 分别由分数阶微分及整数阶Kelvin模型对实验结果进行了分析. 分析结果表明, 相对于整数阶流变模型, 分数阶微分流变模型能更精细地表征材料的黏弹性变形特征; 在流变模型参数中, 黏性系数η_A和分数阶次α反映出材料的流变特性和流动趋势, 流变参数与玻璃转变温度、泊松比之间具有较好的相关性, 上述相关性有助于从微观结构角度理解材料塑性与泊松比的关联.     

考虑电感特性的扬声器线性参数辨识

当扬声器单元在其有效频率范围内所体现出的电感特性不可忽略时,采用纯电阻模型进行线性参数辨识得到的直流电阻辨识结果会与测量值产生较大偏差。根据对单元电感特性的讨论,建立了考虑等效电感的离散时间系统模型,推导了基于IIR自适应滤波器实现对直流电阻和等效电感辨识的迭代公式,并通过实验给出了与采用纯电阻模型进行参数辨识的结果对比,结果对比表明考虑电感的模型可以更为有效和稳定地实现对扬声器单元直流电阻的实时辨识。     

分数阶Liu混沌系统及其电路实验的研究与控制

基于波特图的频域近似方法,研究了分数阶Liu混沌系统,并设计了一种树形电路单元来实现分数阶Liu混沌系统,通过对2.7阶Liu混沌系统的电路仿真和实验,以及α=0.8—0.1(步长0.1)Liu混沌系统的电路仿真,验证了树形电路单元的有效性,证实分数阶Liu混沌系统中确实存在混沌现象,且存在混沌的最低阶数为0.3. 设计简单有效的线性反馈控制器,实现了分数阶Liu混沌系统的混沌控制. 关键词： 分数阶Liu系统 电路实验 混沌控制     

微型扬声器振动系统阻尼频率特性研究

受材料黏弹性的影响,微型扬声器振动系统的力阻与频率有关。通过理论推导建立了力阻与频率之间的模型,得到了微型扬声器振动系统力阻的计算公式,利用激光测振法测量得到的微型扬声器阻抗曲线和位移曲线可以方便地得到微型扬声器振动系统力阻频率响应,表明了其随频率增加而减小的频率特性。实验表明,采用该频率相关力阻模型计算阻抗曲线、位移曲线和频率响应曲线,与测量值吻合很好,明显好于传统频率非相关力阻模型所得曲线。     

分数阶van der Pol振子的超谐共振

以含分数阶微分项的van der Pol振子为对象,研究其超谐共振时的动力学特性.首先,通过平均法得到了系统的一阶近似解,提出了超谐共振时等效线性阻尼和等效线性刚度的概念,研究了分数阶微分项的系数和阶次以等效线性阻尼和等效线性刚度的形式对系统动力学特性的影响.随后,建立了超谐共振时定常解的幅频曲线的解析表达式,得到了超谐共振周期响应的稳定性判断准则并提出等效非线性阻尼和非线性稳定性条件参数的概念.最后,通过数值仿真比较了分数阶与整数阶系统的幅频曲线,分析了分数阶微分项的系数和阶次对响应幅值、幅频曲线以及系统稳定性的影响.     

利用遗传算法由电阻抗计算四阶带通箱的低频响应

提出了一种基于电阻抗得到四阶带通扬声器系统低频频率响应的方法。该方法无需消声室,首先建立扬声器系统的电阻抗集中参数电路模型并测量得到电阻抗曲线,然后运用遗传算法优化模型中的元件参数值,使得由模型计算得到的阻抗曲线与测得的阻抗曲线相吻合,再根据模型计算得到低频响应曲线。测量结果表明理论曲线与实测曲线相吻合,说明基于电阻抗得到低频响应的方法是可行的和有效的。     

含分数阶微分的线性单自由度振子的动力学分析

研究了一个含分数阶微分的线性单自由度振子, 通过平均法得到了系统的近似解析解. 在近似解中, 分数阶微分项的系数和阶次以等效线性阻尼和等效线性刚度的形式影响着系统的动力学特性, 这一点与现有文献中直接将分数阶微分项归类为阻尼进行处理的方法完全不同. 比较了近似解析解和数值解, 二者的符合精度很高, 证明了近似解析解的准确性. 分析了分数阶系数和分数阶阶次对系统响应特性的影响, 发现分数阶系数和分数阶阶次都既可以通过等效线性阻尼影响系统的共振振幅, 又可以通过等效线性刚度影响系统的共振频率.     

基于反馈和多最小二乘支持向量机的分数阶混沌系统控制

根据分数阶线性系统的稳定理论,将混沌系统分成稳定的线性部分和相应的非线性部分.设计主动控制器,对非线性部分进行补偿,从而将分数阶混沌系统控制到平衡点.为了提高主动控制器的补偿能力,提出基于反馈的多最小二乘支持向量机(M-LS-SVM)拟合模型.通过减聚类方法将输入空间划分为一些小的局部空间,在每个局部空间中用LS-SVM建立子模型.为解决子模型相互之间的严重相关问题,提高模型的精度和鲁棒性,各个子模型的预测输出通过主元递归(PCR)方法连接.仿真实验表明该方法有助于提高补偿精度和系统响应指标. 关键词： 分数阶 混沌系统 多最小二乘支持向量机 反馈     

基于线性控制的分数阶统一混沌系统的同步

研究了分数阶统一混沌系统的同步.基于分数阶稳定性原理,提出了通过线性反馈实现分数阶统一混沌系统的同步方法.所设计的控制器为单一控制变量的线性控制器,且不需要计算反馈系数.通过对分数阶Lorenz混沌系统、Chen混沌系统和Lü混沌系统的数值模拟,证实了所提方法的有效性.     

Preliminarily modeling of creep effect in electro-dynamic loudspeaker suspensions

The creep effect of suspensions in electro-dynamic loudspeakers was modeled based on fractional order derivatives.The fractional standard linear solid(FSLS) model was presented by substituting the Abel dashpot for Newton dashpot in Standard Linear Solid(SLS) model.The electrical impedance as well as the transfer function between diaphragm displacement and input voltage of the two tested midrange loudspeakers was measured by Klippel laser analyzer system,and the model parameters were identified by the least-mean-square method.By comparing the fitting results of FSLS model with the other two classical models- 4 Parameter Logarithmic model and SLS model,the results show that the FSLS model can rightly predict the frequency dependent compliance loss factor and yield higher accuracy for modeling the creep effect in loudspeaker suspensions.     

Creep,relaxation and viscosity properties for basic fractional models in rheology

The purpose of this paper is twofold: from one side we provide a general survey to the viscoelastic models constructed via fractional calculus and from the other side we intend to analyze the basic fractional models as far as their creep, relaxation and viscosity properties are considered. The basic models are those that generalize via derivatives of fractional order the classical mechanical models characterized by two, three and four parameters, that we refer to as Kelvin–Voigt, Maxwell, Zener, anti–Zener and Burgers. For each fractional model we provide plots of the creep compliance, relaxation modulus and effective viscosity in non dimensional form in terms of a suitable time scale for different values of the order of fractional derivative. We also discuss the role of the order of fractional derivative in modifying the properties of the classical models.     

应变层超晶格InAs/InP界面的平均键能行为与价带边不连续性

采用LMTO能带方法,对两种不同应变状态下(自由形变和以InP为衬底),应变层超晶格(InAs)₁(InP)₁(001)和与应变层超晶格的分子层相对应的应变体材料,以及无应变的体材料进行了第一原理计算,并采用冻结势方法求出了两种超晶格各分子层的平均键能。结果表明,能存在应变的情况下,异质界面两边的平均键能非常一致,且这种一致性受应变状态的影响很小,因而可以把它用来作为确定应变层超晶格价带边不连续值(△E_v)的普遍适用的参考能级。研究了应变对 关键词：     

非完整超晶格中电子透射问题的计算机模拟

采用转移矩阵方法,模拟研究了垒高无序和阱宽无序非完整超晶格的电子态问题.计算了垒高无序有限超晶格的透射谱和其局域态波函数以及阱宽无序有限超晶格的透射谱和本征值,直观地给出了垒高无序和阱宽无序非完整有限超晶格其电子态行为的物理图像.模拟结果表明:垒高无序和阱宽无序这两种常见非完整一维有限超晶格的子带带隙间均存在强烈的电子运动定域化,且电子波的布喇格散射对周期性势场更敏感;这两种非完整性引起的局域,通过计算电子局域态波函数和有限系统的本征值得到了证实;对本文讨论的这种类型和周期的超晶格,如果控制阱宽在9.1～10.9nm间随机变化,即阱宽的值最大相差1.8岫时,计算机模拟的结果是,阱宽的这种非周期性开始使子带的带隙消失.     

ZnSe-ZnS应变超晶格的光致发光

本文讨论了使用常压金属氧化物化学汽相沉积(MOCVD)技术生长的ZnSe-ZnS应变超晶格的发光特性。ZnSe-ZnS应变超晶格的发射光谱,在高密度激发下通常仅存在一个发射峰;在低密度激发下除带边发射之外,还存在深中心的发射;与低密度激发相比,高激发下发光峰值红移且其半高宽展宽,高质量的ZnSe-ZnS应变超晶格在低激发下,带边发光很强,而深中心发射能被大大抑制,我们观测到一个新的激子发射峰,考虑应变效应与量子限制效应,本文将这一新的发射峰归结为与n=1的轻空穴激子有关的复合发光。 关键词：     

Radiation transfer in absorbing-scattering liquids—II. Comparisons of measurements with predictions

Comparisons have been made between measured and predicted results for the radiation field in both highly absorbing and scattering aqueous suspensions with a highly reflecting or absorbing bottom. Predictions were based on a discrete ordinate solution to the equation of transfer, with the requisite properties (extinction coefficient, absorption coefficient and scattering phase function) obtained from measurements performed on samples extracted from the suspensions. All trends in the data were predicted by the model, although poor numerical agreement was obtained for suspensions of large albedo and extinction coefficient. The disagreement is attributed to the effect of multiple scattering on the property measurements.     

Temperature-sensitive poly(N-Isopropyl-Acrylamide) microgel particles: A light scattering study

We present a light scattering study of aqueous suspensions of microgel particles consisting of poly(N-Isopropyl-Acrylamide) cross-linked gels. The solvent quality for the particles depends on temperature and thus allows tuning of the particle size. The particle synthesis parameters are chosen such that the resulting high surface charge of the particles prevents aggregation even in the maximally collapsed state. We present results on static and dynamic light scattering (SLS/DLS) for a highly diluted sample and for diffuse optical transmission on a more concentrated system. In the maximally collapsed state the scattering properties are well described by Mie theory for homogenous hard spheres. Upon swelling we find that a radially inhomogeneous density profile develops.     

离散分数阶随机变换与加权直方图交叉置乱的双图像加密算法

为了实现对两幅图像进行同步加密,降低传输负载并提高密文的抗明文攻击能力,提出了离散分数阶随机变换与加权像素混沌置乱的双图像加密算法。将2个分阶参数引入到Tent映射中,设计了新的Tent映射;根据明文像素值,构建加权像素直方图模型,联合位外部密钥,生成改进的Tent映射的初值;再利用初值对分数阶Tent映射进行迭代,输出2组随机序列,对2幅明文进行位置交叉混淆,获取2个置乱密文;基于DWT(discrete wavelet transform)技术,对2个置乱密文进行稀疏表示;根据混沌序列,定义随机循环矩阵,联合稀疏表示,获取2个置乱密文对应的测量矩阵。根据随机掩码与调制相位掩码,建立数据融合模型,将2个测量矩阵组合为复合矩阵;基于离散分数阶随机变换,对复合图像进行扩散,获取密文。测试数据显示:与已有的多图像加密方案相比,该算法的抗明文攻击能力与用户响应值更理想,密文的NPCR、UACI值分别达到了99.83%、34.57%。该算法具有较高的加密安全性,能够有效抵御网络中的外来攻击,确保图像安全传输。