体声波梯形滤波器的布局设计方法

为保证滤波器性能,缩小滤波器体积,提高晶圆上的芯片数量,提出一种体声波(BAW)梯形滤波器布局的设计方法。该方法包括11条设计准则和设计流程。11条设计准则限制体声波谐振器(BAWR)的形状、位置,BAWR之间的距离,BAWR与焊盘的距离和互连线。设计流程有7个步骤:(1)根据每个BAWR的有效面积,预设每个BAWR的形状;(2)根据BAW梯形滤波器电路结构,排列BAWR;(3)“压缩”布局;(4)对BAWR切趾、微调和旋转;(5)对BAWR和焊盘布线;(6)检测滤波器布局是否符合设计准则;(7)使用声-电磁联合仿真,验证滤波器布局结果。以10个BAWR串并联而成的5阶BAW梯形滤波器为案例,展示了该方法的设计准则和设计流程。优化后的滤波器布局面积利用率达到了44%。对比未优化的滤波器布局,利用该方法优化后的滤波器布局提高了BAW滤波器的带内插损和带外抑制。     

基于Simio的绕线车间仿真与优化研究

绕线车间为一类单阶段的并机生产系统, 员工要完成手工插件和多台设备的上下料作业, 导致其行走距离过长而有效作业时间不足, 降低了设备的利用率和车间的整体产出, 同时绕线设备的产出受随机故障的影响. 为了优化员工的作业结构和提升车间的生产效率, 本文从车间布局、设备、人员、人机匹配及作业等角度提出了5种改进方案, 并用Simio仿真软件对不同方案的改进效果进行了测试. 仿真结果表明, 增加员工的插件数量与半成品/成品的携带量可以显著优化员工的作业时间构成, 提升车间的人均产出5%, 设备平均利用率上升6%, 也就是说, 作业流程优化有助于协调生产系统中的人机匹配关系并提升系统效率.     

基于拓扑优化的自发热体冷却用植入式导热路径设计方法

对于具有较低导热系数和较高生热率的热源材料(自发热体),通过优化植入内部的高导热材料的布局以降低内部温度,是实现自发热体冷却的重要措施.如何设计自发热体内部高导热材料的布局,是实现热源内部热量高效收集和温度控制的关键问题.本文研究建立植入式导热路径的拓扑优化设计方法,考虑高导热材料的植入对于热源分布的影响,以实现自发热体冷却的内置导热路径最优设计.基于固体各向同性材料惩罚模型(solid isotropic material with penalization,SIMP)拓扑描述方法,以高导热材料的相对密度为导热路径描述参数,分别选择合适的热传导系数和生热率的插值模型以建立热传导系数和生热率与相对密度的关系,并以结构散热弱度最小为目标,建立了植入式导热路径设计的拓扑优化数学模型和求解方法.该优化模型能够反映高导热材料的布局对热源布局的影响.通过具体算例,给出了贴片式散热路径与植入式散热路径的拓扑优化结果.设计结构表明,两种优化模型获得的最优散热构型存在较大不同,并且考虑植入高导热材料对热源布局影响的设计结果散热性能优于贴片式散热路径的设计结果.数值算例验证了本文所提出方法的正确性和有效性.      

基于无线传感网的核电安全监控系统设计

低碳经济和能源可持续发展的要求下,新能源的开发和使用越来越受到世界各国的青睐。核电在新能源领域发电效率最高,电能质量最稳定,近年来取得长足的进步和丰硕的成果,然而,福岛核辐射事故的发生导致核电发展阻力重重,核电安全问题被提升到前所未有的高度。基于传感网技术的核电安全监控系统采用“检测层-接入层-汇聚层-数据中心”四层传感网结构,实时采集核电厂关键设备的运行状态和参数,并通过传感网传输到远程服务器,在数据中心对采集的数据进行数据挖掘和数据融合处理,对核电厂运行状态进行实时监测和预测,确保核电厂安全运营。核电安全监测网络的生命周期是保证整个网络使用可靠性和稳定性的前提和基础,从节点布局优化的角度出发,研究该监测网络的能量管理方法。     

基于波数域直接求解法的正交加筋板声辐射研究

为了研究正交加筋板的声辐射问题,基于波数域直接求解法,建立了研究正交加筋板声辐射特性的理论模型。先利用傅里叶变换法求解周期结构的声振理论模型,得到波数域中关于结构响应的无限大耦合代数方程组,采用数值方法将其截断成有限项求解,结合稳相法便可快速获得远场辐射声压。该方法对单向和正交加筋板的预测结果与现有文献中的理论结果取得了良好的吻合,验证了理论模型的准确性和可靠性;并进一步通过数值算例研究了作用点位置,加强筋间距及平板厚度对结构声辐射特性的影响。      

无穷大周期加筋微穿孔板结构振动响应及吸声特性

研究在平面声波斜入射情况下,无穷大双周期加筋的微穿孔薄板结构的振动响应及吸声性能.首先在马大猷和Takahashi微穿孔板声学理论基础上,建立了微穿孔加筋薄板结构振动的半解析模型;然后应用傅里叶变换及空间波数分析方法,将周期加筋微穿孔薄板的振动位移及辐射声压表示为频域内波数的分量迭加形式;最后通过对波数分量进行求解,并利用傅里叶逆变换得到双周期加筋的微穿孔薄板的振动响应及吸声系数表达式.计算结果表明,薄板的弯曲振动在水中对吸声的影响较大,空气中仅对轻质穿孔板的低频吸声效果有一定影响;同时微穿孔率对周期加筋薄板吸声系数的影响明显,通过改变穿孔率和加筋周期等可有效地提高水中微穿孔薄板结构的吸声性能.     

基于弹性区带架构的多目标设施布局问题研究

为解决设施面积不等的连续型设施布局问题,建立了基于弹性区带架构布置形式,以物料搬运成本最小、邻近关系最大、距离要求满足度最大的多目标设施布局模型。模型中考虑了区域内的横向、纵向过道,对设施的长宽比进行了限制,使得结果更符合实际情况。为克服传统多目标单一化方法需要人为设置子目标函数权重、主观性过强的缺陷,采用基于带有精英保留策略的非支配排序遗传算法(NSGA Ⅱ)的多目标优化算法求解模型,设计了相应的编码方式、交叉算子、变异算子、罚函数。最后通过某物流园区的实例分析证明了模型与方法的有效性。