一种估算马尔柯夫状态转移概率矩阵的新方法

在现有文献研究的基础上,对马尔柯夫状态转移概率矩阵估算方法又作了进一步研究,根据马尔柯夫状态转移概率矩阵的性质和特点,提出了一种新的估算方法.方法首先构造了一个以相对误差绝对值之和最小为目标,以某一状态转移到其他状态的概率之和等于1以及状态转移概率不小于零为约束条件的优化模型.在此基础上,通过变量替换,将该模型转化为线性规划模型.由于线性规划模型不仅能够求得解析解,而且有现成的求解软件,因此不但便于问题求解,而且更加方便、可靠.最后进行了示例计算,验证了给出的马尔柯夫状态转移概率矩阵优化算法的可行性和正确性.     

聚偏二氟乙烯/(Y0.97Eu0.03)2O3稀土氧化物纳米复合材料制备、形貌及发光性能

借助超声技术采用一种简便易行的共沉淀方法制备出聚偏二氟乙烯(PVDF) /钇铕稀土氧化物((Y0.97Eu0.03)2O3)纳米粒子发光纳米复合材料。复合材料的断面形貌和(Y0.97Eu0.03)2O3纳米粒子在PVDF基体中的分散状态通过扫描电子显微镜(SEM)进行了研究,其发光性质通过荧光光谱进行表征。SEM结果表明:当(Y0.97Eu0.03)2O3纳米粒子添加量在1% ～5%时,(Y0.97Eu0.03)2O3纳米粒子在PVDF基体中形成尺寸在50 nm～2μm的团聚体,其尺寸随(Y0.97Eu0.03)2O3添加量增加而增大;当(Y0.97Eu0.03)2O3添加量小于1%时, (Y0.97Eu0.03)2O3纳米粒子在PVDF基体中实现了较好分散。发光光谱结果表明制备的纳米复合材料具有明显的红光发射特征,对应于(Y0.97Eu0.03)2O3纳米粒子的本征发射。制备的高分子发光纳米复合材料将来有望在光学材料中获得应用。     

基于知识图谱的物理学术竞赛发展分析

国际青年物理学家锦标赛及其本土化后形成的中国大学生物理学术竞赛、中国青年物理学家锦标赛和各地区高校的系列物理学术竞赛在基础物理教学中发挥着越来越重要的作用。本文基于CiteSpace可视化软件,分析了CNKI中文数据库、WOS数据库和Scoups数据库中以PT系列物理学术竞赛为主题的文献,运用计量分析方法和知识图谱技术展示了文献的年代分布、关键词共现图谱、时间线图、突现词图谱和研究机构共现图谱等信息,并结合当前赛事发展探究了知识图谱在追踪赛事发展、物理问题研究与案例分析、基础物理实验教学改革中的应用。     

纤维背板结构对B4C陶瓷复合装甲抗侵彻破碎特性的影响

以碳化硼陶瓷作为前置抗弹面板，以碳纤维T300、UHMWPE和Kevlar高性能纤维板的不同组合作为其复合背板，利用12.7 mm穿甲燃烧弹对不同结构的陶瓷/复合背板进行弹道冲击实验，通过回收破碎的弹体与陶瓷碎块，进行多级筛分称重，分析不同背板对应的陶瓷复合装甲的碎块分布规律与抗弹性能。研究表明：在陶瓷与纤维背板之间添加一层碳纤维板可以显著改善复合装甲的抗弹刚度梯度，提高整个抗弹靶板的结构刚度，进而改善弹体与整个面板之间的应力波传播形式，延长陶瓷锥体形成后与陶瓷面板脱离的时间和应力波在整个陶瓷面板内传播的作用时间，从而降低陶瓷面板内部拉伸波造成的拉伸断裂，延长弹体的驻留现象。利用Rosin-Rammler分布模型对陶瓷与弹体的碎块形式进行表征，结果表明：分别将一半厚度的UHMWPE纤维板和Kevlar纤维板替换为碳纤维背板，其陶瓷面板的半锥角分别增大了2.05%和4.20%，碎裂区整体平均特征尺寸分别下降了16.92%和42.96%；加入高抗弯强度的碳纤维作为复合装甲的中间过渡层后，背板的破坏形式改变，充分利用了纤维背板的高抗拉强度，从而提高整体复合装甲的抗弹性能。     

PELE侵彻金属靶破碎效应的相似分析

为了研究横向效应增强型侵彻体（penetrator with enhanced lateral effects, PELE）侵彻金属靶板破碎效应的相似规律，选取PELE的壳体破碎长度和靶后破片散布半径作为衡量PELE破碎效应的两个物理参量，基于量纲理论对PELE破碎效应问题进行相似分析，应用AUTODYN软件开展了4组相似模型数值模拟，并进行了两组相似模型验证试验。研究结果表明：通过相似理论分析，确定了PELE破碎效应满足严格的几何相似律。在800～2 000 m/s撞击速度范围内，归一化处理的壳体破碎长度和靶后破片散布半径数值模拟结果及试验结果与几何尺寸无关，仅随撞击速度的提升呈线性增长，从而证明了PELE侵彻金属靶的破碎效应满足几何相似律。     

通过Pt-载体作用制备高热稳定的CH4重整催化剂

使用三效催化剂是国六天然气车(NGVs)尾气实现高效净化的有效手段，增强甲烷(CH₄)重整反应是提高三效催化剂对CH₄转化活性的有利途径之一。国六天然气车排放法规对催化剂的耐久里程提出了更高的要求，这就要求该CH₄重整催化剂必须具有优异的热稳定性。本文分别以铈锆复合物、二氧化铈(CeO₂)和二氧化锆(ZrO₂)为载体，通过不同的金属-载体相互作用制备三种热稳定性不同的Pt催化剂。结果显示，以CeO₂为载体制备的Pt催化剂对CH₄蒸气重整反应显示出优异的活性和热稳定性，这是由于Pt与CeO₂发生强相互作用，老化过程中Pt发生再分散，最终Pt在CeO₂表面生成热力学稳定的Pt²⁺,因此老化后Pt还能保持较高的分散性。以铈锆复合物为载体制备的Pt催化剂，由于电子转移生成以PtO₂为主的铂物种，经老化后发生一定程度的分解和团聚，Pt分散度下降，活性降低。而...     

基于双向渐进结构优化法的“破损-安全”结构轻量化设计

“破损-安全”(fail-safe)设计通过冗余载荷路径设计提升结构的损伤容限(残余承载能力),是保障飞行器结构安全性的重要设计环节；然而，冗余结构形式不可避免地导致重量增加、效率降低，严重制约飞行器结构性能的进一步提升.论文基于双向渐进结构优化法(Bi-directional Evolutionary Structural Optimization),提出了一种“破损-安全”结构轻量化设计方法.具体地，设计方法采用“0/1”离散拓扑变量，以结构重量(材料用量)最小化作为优化目标，同时对局部破损结构的承载形变进行约束(低于安全阈值).针对渐进结构优化法难处理多设计约束的瓶颈，采用p范数法对局部破损结构的最大承载形变进行凝聚，并通过拉格朗日乘子将其耦合至优化目标函数，实现结构轻量化与“破损-安全”的同步设计.进一步地，并依据最大残余承载形变对局部区域破损之于“破损-安全”的影响程度进行判定，通过免除低影响局部破损区域的残余承载形变分析与约束，大幅度地提升了优化设计效率.通过系列基准测试算例，验证了论文“破损-安全”设计方法的有效性及高效性.     

γ'-Fe4N软磁复合材料的磁性及损耗特性

软磁复合材料在光伏逆变器、新能源汽车及充电桩等新兴电力电子行业的应用前景广阔.目前研究者们聚焦于开发新型软磁复合材料,达到匹配以SiC和GaN为主的第3代高频宽禁带半导体的目标.本文利用氨气氮化羰基铁粉制备得到高电阻率的γ’-Fe₄N,并证实其具备优异的软磁性能,对γ’-Fe₄N进行球磨处理使其成为静磁易面γ’-Fe₄N粉体,所获得的易面粉体与聚氨酯(PU)混合制成软磁复合材料.与未球磨静磁易面化处理的非易面γ’-Fe₄N复合材料相比,静磁易面γ’-Fe₄N软磁复合材料具有更高的磁导率,更低的功率损耗.与同类软磁复合材料相比,通过氮化工艺降低磁性铁颗粒内涡流效应,静磁易面γ’-Fe₄N软磁复合材料具有优异的高频软磁性能.静磁易面γ’-Fe₄N为软磁复合材料匹配第3代宽禁带半导体的高频应用提供了一种新思路.