云环境下的高效K-Medoids并行算法

传统聚类算法K-Medoids对初始点的选择具有随机性,容易产生局部最优解;替换聚类中心时采用的全局顺序替换策略降低了算法的执行效率;同时难以适应海量数据的运算。针对上述问题,提出了一种云环境下的改进K-Medoids算法,该改进算法结合密度法和最大最小原则得到优化的聚类中心,并在Canopy区域内对中心点进行替换,再采用优化的准则函数,最后利用顺序组合MapReduce编程模型的思想实现了算法的并行化扩展。实验结果表明,该改进算法与传统算法相比对初始中心的依赖降低,提高了聚类的准确性,减少了聚类的迭代次数,降低了聚类的时间。     

矢量图形中基于小波变换的盲水印算法

提出一种用于矢量图形的数字水印方法.该方法将矢量图形中图元的顶点坐标有顺序地排成一维序列,通过离散小波变换将序列分解成不同空间和频率上的复值系数,并根据水印的大小与小波系数之间的关系把水印嵌入到小波系数的幅值中,系数的相位不变.该算法在提取水印时不需要原始矢量图形.实验证明该算法具有良好的不可见性和较强的鲁棒性.     

High power-efficiency terahertz quantum cascade laser

We demonstrate continuous-wave(CW) high power-efficiency terahertz quantum cascade laser based on semiinsulating surface-plasmon waveguide with epitaxial-side down(Epi-down) mounting process.The performance of the device is analyzed in detail.The laser emits at a frequency of ~3.27 THz and has a maximum CW operating temperature of ~ 70 K.The peak output powers are 177 mW in pulsed mode and 149 mW in CW mode at 10 K for 130-μm-wide Epi-down mounted lasers.The record wall-plug efficiencies in direct measurement are 2.26% and 2.05% in pulsed and CW mode,respectively.     

MgTiO3掺杂对Ba0.56Sr0.34Ca0.1TiO3铁电陶瓷性能的影响

采用传统固相反应合成主晶相Ba0.56Sr0.34Ca0.1TiO3 (BSCT)粉末,复合掺杂MnCO3、Nb2O5、MgTiO3,在空气气氛下常压烧结制备BSCT基陶瓷.研究了MgTiO3的掺杂量对BSCT陶瓷材料的相组成、微观形貌、介电性能和储能密度的影响.结果表明:MgTiO3具有细化晶粒的作用;烧结体的致密度、介电常数和抗压强度随着MgTiO3的含量的增加先增大后减小;居里温度Tc随MgTiO3含量的增加向负温度方向移动,当烧结温度为1250℃,MgTiO3含量为0.69wt;,BSCT陶瓷的综合性能较好:击穿强度和储能密度达到最高值,分别为21.33 kV/mm、2.629 J/cm3.     

稀土配合物Tb(Sal)3·3H2O纳米微晶的制备及发光性质

利用化学沉淀法制备了不同粒径的Tb(Sal)_3·3H_2O纳米微晶和Tb(Sal)_3·3H_2O稀土配合物。利用元素分析、红外光谱、热重分析和透射电镜表征了纳米微晶和稀土配合物的结构、热性质和粒径大小。利用荧光激发和发射光谱、紫外光谱探讨了有机配体和中心离子之间的能量传递过程。结果显示Tb(Sal)_3·3H_2O纳米微晶的粒径主要分布在50～250nm区域并且发出较强铽(Ⅲ)离子的特征荧光。这些结果为进一步扩展稀土配合物在发光材料以及磁材料中的应用奠定了基础。     

金刚石-碳化硅超硬复合材料的冲击强度

不同于延性介质,脆性介质的失效破坏严重制约着材料的强度.本文采用一种定量描述脆性介质力学性质的格点-弹簧模型,研究了金刚石-碳化硅超硬复合材料的冲击强度及其细观损伤机理,有助于避免灾变破坏、提高冲击强度.在模型中,通过构建不同体积分数比的金刚石和碳化硅两相复合材料,模拟获得了经受冲击波压缩形变后的宏观波剖面,显示出随着金刚石颗粒含量增加,冲击强度逐渐增大,而后减小;对应于这种变化,损伤演化分析揭示出存在三种细观损伤模式,当金刚石颗粒含量在10%—50%范围内增加时,长距离扩展滑移带占主导;当金刚石颗粒含量为70%时,滑移带已由长距离扩展演化为短细滑移带,损伤主要来自于碳化硅基体,多数金刚石颗粒未发生损伤;当金刚石颗粒含量超过70%的临界值后,短细滑移带也将被强烈限制,应力集中致使金刚石颗粒被严重损伤,冲击强度下降.研究结果为优化设计金刚石-碳化硅超硬复合材料以及制备新型抗冲击材料提供了物理认知.     

壳聚糖衍生物基聚合物碳点对Pd2+的传感性能

以柠檬酸与壳聚糖为主要原料,以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为偶合剂,合成了一种壳聚糖衍生物(CS-g-CA)。然后将CS-g-CA与掺杂试剂N-(2-羟乙基)-乙二胺通过水热法合成了壳聚糖衍生物聚合物碳点(P(CS-g-CA)Ds)。采用荧光光谱、紫外光谱、透射电镜对P(CS-g-CA)Ds进行了表征和性能测试。结果表明该聚合物碳点具有良好的荧光性能,有较高的量子产率(54.7%)和较长的荧光寿命(13.12 ns)。将P(CS-g-CA)Ds应用于金属离子检测中,发现P(CS-g-CA)Ds对Pd~(2+)有良好的选择性,其检测极限为63.3 nmol/L。通过紫外吸收光谱、荧光寿命以及不同温度下猝灭常数的测定研究了Pd~(2+)对P(CS-g-CA)Ds的荧光猝灭机制,结果均表明其猝灭机制为静态猝灭。     

钇对石墨烯储氢性能的影响

应用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究过渡金属钇（Y）修饰对石墨烯储氢性能的影响。考虑Y原子在石墨烯上易形成团簇,采用B原子掺杂有效阻止了团簇形成。通过模拟计算得到的改性体系稳定、储氢性能优异,可吸附6个H₂分子,平均吸附能范围为-0.539到-0.655 eV （per H₂）,理论上满足理想的氢吸附能范围。经Bader电荷初步计算和基于Y/B/graphene （G）体系吸附H₂分子的电子态密度及电荷差分密度图分析得,Y原子与石墨烯间通过电荷转移产生结合,与H₂分子则发生典型的Kubas型相互作用。Y原子改变了H₂分子与石墨烯基的电荷分布,成为连接两者电子云的桥梁,从而增强了H₂分子的吸附能。改性石墨烯体系吸附的均为氢分子,有利于在环境温度和压力条件下进行循环控制,是具有良好发展前景的储氢材料之一。     

小批量随机块坐标下降算法

针对机器学习中广泛存在的一类问题：结构化随机优化问题（其中“结构化”是指问题的可行域具有块状结构,且目标函数的非光滑正则化部分在变量块之间是可分离的）,我们研究了小批量随机块坐标下降算法（mSBD）。按照求解非复合问题和复合问题分别给出了基本的mSBD和它的变体,对于非复合问题,分析了算法在没有一致有界梯度方差假设情况下的收敛性质。而对于复合问题,在不需要通常的Lipschitz梯度连续性假设条件下得到了算法的收敛性。最后通过数值实验验证了mSBD的有效性。     

离子液体催化多乙基萘基础油的合成及润滑性能研究

本实验以焦化萘和乙烯为原料,以有机铵盐/金属氯化物离子液体作为催化剂,通过烷基化反应合成多乙基萘润滑基础油。通过调控离子液体阴/阳离子的组分发现,AlCl₃/Et₃NHCl离子液体对萘与乙烯烷基化反应表现出良好的催化性能。通过对反应条件的优化(催化剂用量、反应时间和温度),合成了两种不同组成的基础油PEN-1(单/二乙基萘占92.9%)和PEN-2(多乙基萘占91.3%)。润滑性能测试结果表明,烷基侧链数目较多的PEN-2基础油表现出良好的摩擦学性能,且其抗磨损性能优于商用烷基萘基础油AN5,展现出良好的应用前景。