同时反演材料热传导系数和比热的算法

讨论同时反演随温度变化的热传导系数和比热的算法.首先将材料的热传导系数和比热表示成随位置和时间变化的函数,利用伴随方程法获得目标函数对k(x,t),C(x,t)的梯度;然后将材料的热传导系数和比热直接按温度区间分段离散,建立目标函数对k(T),C(T)梯度与目标函数对k(x,t),C(x,t)的梯度的关系;随后利用这种关系进行反演计算.算例表明,这样建立的将热传导系数和比热表示为温度的分段函数进行反演的方法是可靠有效的,并且具有良好的抗噪性能.     

利用传播损失反演海底单参数

根据地声反演复杂性随着待反演参数的个数减少不断降低的原理,提出一种利用传播损失反演海底单个参数的方法。通过对海底声阻抗的推导,利用声速、密度和衰减系数拟合出海底反射损失对掠射角的斜率F。基于简正波理论推导了用F描述声场的公式,并据此设计出对传播损失数据进行最小二乘法处理的反演方法。得益于将待反演参数减少至一个,该方法只需单个水听器,避免了复杂测量及多维寻优。对东海实验数据进行了实际反演,并介绍了利用反演结果F进行传播损失预报和海底性质估计的步骤。所获结果与多参数混合反演方法及实测真值进行比较,其一致性验证了方法的有效性。     

一种估计半导体激光器1/f噪声参数的新方法

对含白噪声的1/f分形信号小波变换系数的方差随尺度变化的关系进行适当的变换,提出了一种基于最小二乘法的估计半导体激光器1/f噪声参数的新方法.实验表明,该方法可以有效地提取出淹没在白噪声中的激光器1/f噪声,而且估计出的噪声信号的功率谱与对比仪器的测量结果有较好的一致性. 关键词： 半导体激光器 f噪声')" href="#">1/f噪声 参数估计 小波分析     

一种星敏感器主点和焦距的加权在轨标定方法

星敏感器作为卫星姿态测量装置,其在轨服役过程中,主点和焦距的标定精度是影响其姿态输出精度的主要因素。针对标定过程中含有随机测量噪声偏大的星像点,导致星敏感器主点和焦距的标定结果产生较大偏差的问题,提出了一种星敏感器主点和焦距的加权在轨标定方法。该方法首先建立了星敏感器在轨标定模型,然后引入合理的标定权值,加入到最小二乘估计主点和焦距的过程中,寻找并剔除随机测量噪声偏大的星点,最后将加权估计出的结果作为测量,采用扩展卡尔曼滤波对星图进行处理。仿真结果表明,在星点位置存在较大误差的情况下,该方法能剔除随机测量噪声偏大的坏点。星内角距统计偏差约为传统方法的1/10,与真值相比标定参数精度分别为0.219 9像素、0.148 7像素、3.38 μm。     

可见／红外光谱区烟尘浓度测量问题的研究

在透射法烟尘浓度测量中,采用非独立模式算法分别在可见、红外、可见/红外三个光谱区计算了烟尘浓度.通过对三个光谱区烟尘浓度反演结果的准确度,线性度以及灵敏度进行分析比较,确定了透射法烟尘浓度测量的最佳光谱区为可见/红外区.同时模拟了不同粒径分布,不同体积浓度的水滴分散系对烟尘浓度测量结果的影响.仿真计算结果表明,在可见/红外光谱区,烟尘浓度的反演结果与真值基本吻合.采用限定的消光比方法能够最大限度地克服水滴的影响,使测量的精度和可靠性明显提高.对测量的消光值加入2%随机噪声时,烟尘浓度的反演仍能得到满意的结果.     

高功率半导体激光器结温与1/f噪声的关系研究

高功率半导体激光器的结温上升, 不仅影响它的输出功率、斜坡效率、阈值电流和寿命, 而且还会产生光谱展宽和波长偏移. 因此, 热管理成为抽运激光器研发中的一个主要问题. 本文首先建立了噪声功率谱与结温变化的物理模型, 根据压缩感知理论, 将测量得到含有高斯白噪声和1/f噪声的混叠复合噪声信号稀疏化后, 进行基追踪算法去噪, 通过改变算法的迭代次数及测量矩阵大小, 获得1/f噪声电压功率谱与结温变化关系曲线, 避免了直接测量结温的复杂性.通过数值估计结果, 可以较好地指导高功率半导体激光器的热管理工作. 关键词： f噪声')" href="#">1/f噪声 结温度 热阻 高功率半导体激光器     

基于颗粒粒度信息分布特征的动态光散射加权反演

宽分布和双峰分布颗粒的准确反演是动态光散射技术至今未能有效解决的难题,尤其峰值位置比小于2:1且含有大粒径颗粒(350 nm)的双峰分布.造成这一难题的主要原因包括:1)单角度测量数据的粒度信息含量不足;2)常规反演方法对测量数据的噪声抑制以及粒度信息利用缺乏针对性.对测量数据(即光强自相关函数)的研究发现,数据噪声主要分布在长延迟时段,而粒度信息集中分布在衰减延迟时段.基于此,本文提出了采用粒度信息分布为底数、调节参数为指数的权重系数对自相关函数进行加权反演的约束正则化方法.由于采用了与粒度信息分布一致的权重系数,该方法既充分利用了衰减延迟时段的粒度信息,又有效地抑制了长延迟时段的数据噪声.不同噪声水平下,宽分布和双峰分布颗粒体系的反演结果表明,与常规反演方法相比,这一方法可以获得更为准确的宽分布和近双峰分布的反演结果.     

交叉色关联噪声驱动的单模激光系统统计性质研究

采用交叉色关联的加性色噪声和乘性色噪声驱动的单模激光立方模型,通过诺维科夫理论和福克斯近似以及斯特拉托诺维奇近似,得到反映激光统计性质的强度关联函数C的表达式;研究关联时间τ、净增益系数a₀和交叉关联强度λ对强度关联函数C的影响.数值模拟发现,在阈值以上（a₀>0）时,关联函数C随关联时间τ的增大而增大;在阈值以下（a₀<0）时,关联函数C随关联时间τ的增大而减小.无论在阈值以上还是阈值以下,关联函数C均随交叉关联强度λ的增大而减小.在C-a₀曲线上存在单峰. 关键词： 单模激光 交叉关联 强度涨落 强度关联函数     

基于氧气A波段发射谱线临近空间大气温度的反演及分析

基于氧气A波段的临边辐射强度模拟数据对临近空间高度（60～110 km）的大气温度反演进行了研究及结果分析。首先, 基于正演模型分别模拟了无噪声和加入噪声情况下的临边辐射强度模拟值,基于这两种模拟数据分别进行了临近空间大气温度反演,并对氧气A波段中的所有谱线的反演结果进行了分析,确定了氧气A波段各谱线权函数变化规律可作为温度观测的判断依据。温度通过影响线强和自吸收两部分来影响辐射强度,且温度对它们的影响正好相反,权函数就是用来表示温度对辐射强度影响大小的函数,而反演结果的差距可从其权函数中得到规律。在无噪声情况下,当温度对自吸收的影响小于对线强的影响时,权函数未发生正负翻转,温度反演精度较高,平均反演偏差为4.1 K;当温度对自吸收的影响大于对线强的影响时（主要位于60～80 km高度）,权函数发生正负翻转,原因是自吸收降低了辐射强度对温度的灵敏度,此时温度的反演精度较差,平均反演偏差达到34.9 K。此外,在有噪声的情况下,强线比弱线的抗干扰能力更强,反演精度更高,在实际观测中也更适合用于温度的反演,所以线强的强弱也是谱线选择的另一个重要的依据。基于辐射弱线, 进一步通过人为提高信噪比来分析辐射强度对反演精度的影响,结果表明：辐射越强,信噪比越大,温度的反演精度越高,反之则越低。当气辉谱线线强达到10-26时, 也可以用于80 km以上的温度反演并获得较好的反演结果, 反演精度<5 K。     

从散射谱反演颗粒尺寸分布的测试方法改进

针对从散射谱反演颗粒尺寸分布测量中,由于衍射近似要求近前向取值而带来的反演噪声问题,提出了一种改进的方法.在Chin-Shifrin(C-S)积分变换反演中,插入一种调节函数使得噪声基本消失,又不至于影响反演谱的分布峰位置.对理想单分散颗粒群的模拟效果说明了该法的可行性.对以线阵CCD为接受器件的实验测量和反演结果显示...     

二维稳态热传导逆问题初步研究

在用有限控制体积法对二维稳态热传导问题进行成功数值模拟的基础上,首先介绍了处理二维稳态热传导逆问题的两种方法:灵敏度法和伴随方程法;然后分别用这两种方法对一典型的圆环域边界条件反演问题进行了计算,并就测量误差对反演结果的影响做了初步分析.结果表明,灵敏度法和伴随方程法都是求解二维稳态热传导逆问题的有效方法.     

基于稳态电热拉曼技术的碳纳米管纤维导热系数测量及传热研究

利用稳态电热拉曼技术测量了碳纳米管纤维对流换热环境下的导热系数. 该方法基于材料拉曼信号与温度之间的关系, 实时探测一维材料在不同电加热(内热源)下的中心点温度, 利用对流环境下的稳态导热模型推导出材料的导热系数, 实现了一维微纳材料热物性的无损化和非接触式测量. 实验发现: 碳纳米管纤维的导热系数远低于单根碳纳米管的导热系数, 但高于碳纳米管堆积床的导热系数. 这表明碳纳米管体材料的热物性主要取决于内部管束的列阵和管束间的接触热阻.     

带源项的变系数非线性反应扩散方程的精确解

本文利用广义条件对称方法对带源项的变系数非线性反应扩散方程 f(x)u_t=(g(x)D(u)u_x)_x+h(x)P(u)u_x+q(x)Q(u)进行研究. 当扩散项D(u)取u^m (m≠-1,0,1)和e^u两种重要情形时, 对该方程进行对称约化,得到了具有广义泛函分离变量形式的精确解. 这些精确解包含了该方程对应常系数情况下的解. 关键词： 广义条件对称 精确解 非线性反应扩散方程     

Composite protonic solid electrolytes in the CsHSO4-SiO2 system

Transport, thermal and structural properties of the composite solid electrolytes (1 −x)CsHSO₄---xSiO₂ (where x = 0–0.8) were investigated. The composites were prepared by mechanical mixing of components followed by heating at temperatures near CsHSO₄ melting point (483 K). The dependence of low temperature phase conductivity on x has a maximum with a value 2.5 orders of magnitude higher than that of pure CsHSO₄ and conductivity is governed by protons. Heterogeneous doping is shown to change markedly the thermodynamic parameters of the ionic component. The phase transition temperature CsHSO₄ in the composites decreases from 414 to 350 K with the increase of the content of heterogeneous additive SiO₂ from 0 to 0.7. As x raises CsHSO₄ the amorphization takes place and the relative change of ionic conductivity at phase transition diminishes, the phase transition becomes diffusive and disappears for the 0.2CsHSO₄---0.8SiO₂ composite.     

Ca2+掺杂对CdO多晶热电性能的影响

以CaCO₃作为Ca²⁺源, 利用传统固相烧结法制备了Cd_1-xCa_xO (x=0, 0.01, 0.03, 0.05) 多晶块体样品并研究了Ca²⁺掺杂对CdO高温热电性能的影响. CaCO₃的掺入会导致CdO多晶载流子浓度降低, 使Cd_1-xCa_xO的电阻率ρ和塞贝克系数的绝对值|S|增大、电子热导率κ_e减小. 同时, 在CdO中掺入CaCO₃会引入点缺陷和气孔并可抑制CdO晶粒长大、晶界增多, 从而增加了对声子的散射, 使样品的声子热导率κ_p减小. 由于总热导率的大幅降低, Cd_0.99Ca_0.01O多晶样品在1000 K时的热电优值ZT可达0.42, 比本征CdO提高了约27%, 为迄今n型氧化物热电材料报道的最好结果之一.     

Ge掺杂n型Sn基Ⅷ型单晶笼合物的制备及热电传输特性

采用Sn自熔剂法制备了具有n型传导的Ⅷ型Ba₈Ga_16-xGe_xSn₃₀ （0 ≤ x ≤ 1.0）单晶笼合物,并对其结构和热电特性进行研究. 研究结果表明：Ge在单晶中的实际含量较少,随着掺杂量的增加样品的晶格常数略有减小,Ge掺杂后样品的载流子浓度较掺杂前低,迁移率增加;所有样品的Seebeck系数均为负值,且绝对值较未掺杂样品低,但Ge掺杂后样品的电导率提高了62%;x=0.5的样品在500 K附近取得最大ZT值1.25. 关键词： Ⅷ型笼合物 n型传导 热电性能     

Structure, oxygen stoichiometry and electrical conductivity in the system Sr-Ce-Co-O

Mixed oxides in the system S-Ce-Co-O were prepared by solid state reaction and by freeze-drying of precursor compounds followed by thermal treatment. Two types of perovskite oxides exist in the system: Solid solutions of the type Sr_{1 − y}Ce_yCoO_{3 − x} and mixed oxides of the type (1 − y)SrCeO₃ − ySrCoO_{3 − x}. Microstructures and phase compositions were determined by electron microscopy and X-ray diffraction. SrCoO_{3 − x} forms a solid solution of ceria on the A-site in the strontium cobaltite lattice up to 0.15 mol Ce. This solid solution corresponds to the high-temperature structure of pure SrCoO_{3 − x} and is characterized by high oxygen exchange and electrical conductivity. The oxygen deficiency x was measured by solid electrolyte coulometry. The oxygen deficiency of solid solutions Sr_{1 − y}Ce_yCoO_{3 − x} increases with temperature and decreases with pO₂ in the ambient atmosphere and with increasing Ce dopant concentration. The pO₂-T-x diagram of the solid solution was determined. The T, pO₂ and dopant concentration dependencies of electrical conductivity were measured by a four-point d.c. technique. By Ce doping strontium cobaltite becomes a stabilized high-conductive material (maximum conductivity: 500 S cm⁻¹ at 400 °C, E_a = 0.025 eV, p-type). Above this temperature the T-coefficient of the conductivity changes from positive (semiconducting) to negative values.     

Magnetic properties and percolation threshold in diluted B-spinel ZnCr2xAl2−2xS4: a study through high-temperature expansions

By making use of high-temperature series expansions (HTSE) of the correlation functions, we study the thermal and disorder variation of the short-range order (SRO) in the particular B-spinel ZnCr_2xAl_2−2xS₄. We developed the HTSE for the q-dependent static structure factor S(q) to the order 6 in reciprocal temperature including both the nearest- and next-nearest-neighbour interactions J₁ and J₂, respectively. Respecting the experimental fact that the broad diffuse peak of the neutron is situated at the particular wave vector q₀=[0 0 0.79] and is insensitive to the temperature for a given ratio of dilution x, we have estimated the thermal variation of J₁ and J₂ in the case of the pure compound.

The bond percolation threshold x_p of the ZnCr_2xAl_2−2xS₄ is determined by studying the disorder variation of the correlation length ξ. The x_p is considered as the concentration at which ξ vanishes. The obtained values are x_p=0.27 when only J₁ is considered and 0.23 when both J₁ and J₂ are taken into account.     

Ga掺杂对Cu_3SbSe_4热电性能的影响

采用熔融-淬火方法制备了Cu_(2.95)Ga_xSb_(1-x)Se_4(x=0,0.01,0.02和0.04)样品,系统地研究了Ga在Sb位掺杂对Cu_3SbSe_4热电性能的影响.研究结果表明,少量的Ga掺杂(x=0.01)可以有效提高空穴浓度,抑制本征激发,改善样品的电输运性能.掺Ga样品在625 K时功率因子达到最大值10μW/cm·K~2,比未掺Ga的Cu_(2.95)SbSe_4样品提高了约一倍.但是随着Ga掺杂浓度的进一步提高,缺陷对载流子的散射增强,同时载流子有效质量增大,导致载流子迁移率急剧下降.因此Ga含量增加反而使样品的电性能恶化.在热输运方面,Ga掺杂可以有效降低双极扩散对热导率的贡献,同时掺杂引入的点缺陷对高频声子有较强的散射作用,因此高温区的热导率明显降低.最终该体系在664 K时获得最大ZT值0.53,比未掺Ga的样品提高了近50%.     

Ionic conduction in dilute pseudo-binary systems CuBr–Cu2Se

Ionic conductivity, σ_i, of dilute pseudobinary alloys (CuBr)_1−x(Cu₂Se)_x (x≤0.1) in their γ-phase has been measured by an ac method. The increase of the ionic conductivity propertional to x has been observed, which is attributed to interstitial ions brought by Cu₂Se dissolved in CuBr. It is found that the temperature dependence of mobility of interstitial ions, μ, evaluated by the relation Δσ_i/x=kμ (k is a constant) is bent at the temperature corresponding to the extrinsic–intrinsic transition of the based material CuBr.