基于计算谱学的纳米材料结构表征及其在石墨烯氧化物中的应用

从理论上对材料结构进行表征一般是基于第一性原理电子结构计算对可能的结构模型进行能量分析, 从而得到材料的基态构型. 而经过复杂路径合成的纳米材料并不总是处于基态能量构型. 因此, 对可能的结构模型进行计算谱学模拟, 然后直接与实验谱图对比, 可以提供更为可靠的结构信息. 本文简单介绍了谱学模拟的理论背景, 以石墨烯氧化物为例展示了计算谱学在复杂纳米材料结构表征中的关键作用.     

分离结晶过程中气液界面形状及稳定性

为确定分离结晶过程中气液界面形状及其稳定控制条件,采用四阶龙格-库塔法对地面条件下分离结晶法制备CdZnTe晶体过程中气液界面形状及气缝宽度进行了数值计算,并利用线性回归方法对数值结果进行了整理.分析表明:熔体与坩埚的接触角和气液界面两端压差是影响气液界面形状及其稳定性的主要因素;生长过程中要维持稳定的气缝宽度,必须满足冷热端气压差调节速率与结晶速率呈线性关系.     

混合废塑料与煤共热解液体产物中氯的含量与赋存形态

采用离子色谱等方法测定了不同热解条件下液体产物（包括焦油和水）中氯的质量分数,讨论了影响煤与废塑料共热解过程中,热解温度、恒温时间、升温速率及气体流量等因素对液体产物中氯质量分数的影响。并通过红外光谱、离子色谱等手段分析了液体产物中氯的赋存形态。结果表明,煤热解过程中加入一定量的废塑料,并没有给焦油中带来大量的有机含氯化合物,但增加了焦油的产率,同时降低了水的产率。水中氯主要以无机盐（NH₄Cl）和有机胺类盐酸盐等含氯化合物的形式存在;焦油的红外光谱中没有明显的C-Cl吸收峰,说明焦油中有机氯的含量非常少。     

基于CARS-CNN的高光谱柑橘叶片含水率可视化研究

柑橘叶片水分亏缺是影响柑橘生长发育的重要因素之一,为研究水分胁迫对柑橘含水率的影响,利用高光谱快速无损检测柑橘叶片含水率,并应用伪彩色处理实现含水率可视化。收集100片柑橘叶片,使用烘干法得到鲜叶和烘干叶片一共500个不同梯度含水率的数据样本,将样本按7∶3的比例划分为训练集（350个样本）和测试集（150个样本）,使用决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)来评估模型预测的好坏。采用卷积神经网络（CNN）对高光谱数据进行预测,CNN模型使用一维卷积核,一共三层卷积池化层,使用RELU激活函数激活,输出层采用linear激活函数回归预测,使用nadam算法对模型进行优化更新,迭代次数为1 000次;将原始光谱数据和SG,MSC和SNV三种预处理后的光谱数据,与全波段、CARS筛选的特征波段、PCA提取的特征波段组合,导入CNN模型,确定最佳模型为原始光谱数据的CARS-CNN,训练集的R2_c和RMSEC分别为0.967 9和0.016 3,测试集的R2_v和RMSEV分别为0.947 0和0.021 4;原始光谱数据的全波段CNN模型效果其次,训练集的R2_c和RMSEC分别为0.934 3和0.024 9,测试集的R2_v和RMSEV分别为0.915 9和0.028 6。对比了不同预处理方式和特征波长选择的支持向量机回归模型(SVR)、偏最小二乘法回归模型（PLSR）、随机森林模型(RF)组合的最佳结果,将最佳组合模型（原始光谱数据+CARS+PLSR,SNV+PCA+RF,SNV+PCA+SVR）与原始光谱数据的CARS-CNN对比,结果表明,依然是原始光谱数据的CARS-CNN模型预测效果最佳。相较于其他的模型,CARS-CNN模型经过CARS筛选特征波段和卷积核进一步提取特征后,预测精度远高于SVR,PLSR和RF模型。选择训练好的CARS-CNN模型,将高光谱图片导入到模型中,计算每个像素点的含水率,得到伪彩色图像,能够可视化叶片的含水率分布情况。研究结果为柑橘叶片水分含量提供了更快速、更直观、更全面的评估,为研究柑橘叶片水分胁迫提供了依据,为智能灌溉决策的优化提供了参考。     

基于主成分分析和BP神经网络的柑橘黄龙病诊断技术

柑橘黄龙病的传统诊断方法主要依赖于人眼经验及生化技术,前者凭经验,诊断快,但准确性低;后者准确性高,但效率低和成本高.本文采用高光谱成像技术,获取5种症状柑橘叶片的高光谱图像,采用基于主成分分析和BP神经网络相结合的方法,对370~988nm波段范围内的柑橘叶片高光谱图像进行了病状的无损检测.研究结果表明,柑橘叶片的高光谱图像存在很大冗余,前四个主成分累积方差贡献率达到97.42%.数据建模分类得表明:BP神经网络的分类准确率达85%以上,经主成分后再利用BP神经网络的分类准确率绝大部分达到90%以上.因此,利用高光谱成像技术进行柑橘黄龙病的早期诊断具有较高的可行性.     

基于速度梯度张量的四元分解对若干涡判据的评价

本文基于速度梯度张量分析,对其中四种ω判据、Q判据、w判据、λci判据的物理意义和局限性进行分析,揭示各判据常用等值面展示的涡形态或强度的实际物理意义.首次采用基于速度梯度张量正规性的四元分解,将流体微元的运动分解为胀缩、沿正规标架的轴向变形、做平面运动和简单剪切,使得各涡判据的运动学意义更加清晰.涡量ω反映的流体微元的平均转动中总是包含简单剪切运动;Q判据可揭示流体微元在复特征向量平面上净转动相对于轴向变形的强弱,是净转动存在的充分但非必要条件;fi判据能准确辨别净转动是否存在,却无法表示出净转动的强度;在净转动存在的前提下,λci可反映其绝对强度大小,净转动是复特征向量平面内正规转动和简单剪切的总和效果,正规转动是最基本的转动.新引入的四元分解方法有利于深入了解流体的涡及其运动.     

GdFeCo/DyFeCo交换耦合两层薄膜磁化方向转变的研究

用磁控溅射法制备了GdFeCo/DyFeCo交换耦合两层薄膜，对交换耦合两层薄膜变温磁化方向进行了研究.结果表明读出层GdFeCo随温度上升从平面磁化转变成垂直磁化，转变过程中主要受饱和磁矩(M_s)的影响.在GdFeCo的补偿温度附近，读出层的磁化强度近于零，退磁场能减小，并在交换耦合的作用下，使读出层的磁化方向发生转变，制备的交换耦合两层薄膜具有中心孔磁超分辨效应. 关键词： 磁光记录 交换耦合两层薄膜 磁化     

地面条件下分离结晶生长CdZnTe晶体的稳定性控制

本文采用四阶龙格-库塔法对地面分离结晶生长CdZnTe晶体过程中气液界面形状及熔体-坩埚气缝宽度进行了模拟,讨论了αe+θc<180°和αe+θc>180°时影响气液界面形状及气缝宽度的控制因素.采用线性回归方法对模拟结果进行了分析,得到了地面条件下分离结晶稳定生长的影响因素和控制条件.即:只有满足熔体冷-热端气压调节与结晶速率成线性变化,才能维持稳定的分离结晶.     

小型全热回收新风机组模拟及性能分析

空调过程中,新风与排风之间的高效热回收是实现加大新风量并控制新风能耗的有效手段.本文提出一种新的热回收方式,将通过吸湿性液体的全热回收过程、吸湿性液体除湿过程与间接蒸发冷却过程三者相结合以实现新风与排风之间的全热回收,并利用空调冷凝器排热驱动除湿过程.对新风机组进行了模拟,结果表明机组能够实现很高的热回收效率.通过参数分析,找出影响机组性能的主要参数,为实验研究提供了指导.     

Diode-pumped 1018-nm ytterbium-doped double-clad fiber laser

We report a 1 018-nm ytterbium-doped double-clad fiber laser pumped by 970-nm diode. A pair of fiber Bragg gratings with reflectivities of 99.9% and 9% at a center wavelength of 1 018.9 nm are employed as cavity mirrors. The ytterbium-doped double-clad fiber is a 2.6-m-long Liekki fiber. Laser output power of 7.5 W at 1 018 nm is obtained under the pump power of 59.2 W. The overall slope efficiency of the fiber laser is about 16%. This low slope efficiency is mainly due to the incomplete absorption of the pump power.