含超导的多层屏蔽体磁屏蔽特性的仿真研究

基于电磁辐射的严重危害性,探索有效的电磁屏蔽方案,已经成为当前国际上迫切需要解决的问题.本文根据高磁导率铁材料和高温超导材料的电磁屏蔽特性,利用Ansoft Maxwell 3D仿真软件,建立高磁导率材料铁空心圆柱体和高温超导材料YBCO空心圆柱体及其组合的屏蔽模型,对一个空心线圈产生的磁场进行被动磁屏蔽.仿真研究了铁屏蔽体和超导屏蔽体厚度和高度对低频磁场磁屏蔽效能的影响.仿真结果表明,YBCO/Fe组合结构的屏蔽体对低频交变磁场的磁屏蔽效能比单层YBCO屏蔽体的屏蔽效能高3倍,YBCO/Fe组合结构的屏蔽体对低频交变磁场的磁屏蔽效能比单层铁屏蔽体的屏蔽效能高1.5倍,最理想磁屏蔽体结构是YBCO/Fe二层组合结构,其具有最高的磁屏蔽效能.综合利用高磁导率材料和高温超导材料等电磁屏蔽材料的特点,选择最优电磁屏蔽方案,进行电磁屏蔽新技术研究,以提高电磁屏蔽效能,对电磁兼容问题的解决具有重要的理论和应用意义.     

基于近红外在线装置苹果糖度模型参数优化研究

糖度(SSC)是苹果内部品质主要评价指标之一,近红外光谱技术是预测苹果SSC的首选技术,优化近红外光谱采集装置的参数,可以提升模型的性能。采用本课题组自主研发的动态在线设备采集苹果的近红外光谱(350～1 150 nm),研究不同参数条件下(运动速度、积分时间和光照强度)对近红外光谱预测苹果糖度模型的影响,优化动态在线装置的参数。210个红富士苹果被分为两批,第一批90个苹果样品,经过Kennard-Stone算法(K-S)算法分为建模集和预测集,用于研究不同运动速度、不同积分时间对苹果SSC含量在线预测模型的影响。在0.3和0.5 m·s^-1两种运动速度下,使用多元散射校正(MSC)、小波变换(WT)、标准正态变量变换(SNV)对采集到的光谱进行预处理,对不同移动速度的光谱构建糖度的偏最小二乘回归模型(PLS),结果表明：装置的运动速度为0.5 m·s^-1所建立的预测模型性能较优,在四种不同积分时间中,积分时间为120 ms时,经SNV预处理所建立的模型性能最优,其预测集的相关系数和均方根误差分别为0.968和0.331。第二批苹果120个...     

用人工神经网络方法测量生物组织光学参数γ

提出了一种利用亚扩散空间分辨漫反射预测生物组织约化散射系数μ_s'和相函数参量γ的人工神经网络方法 .采用蒙特卡罗方法得到光子经生物组织漫反射的数据样本,利用这些数据样本训练反向传播神经网络,用于从亚扩散散射光中预测γ的信息.为了解决同时预测μ_s'和γ两个参数时会产生较大误差的问题,分段数据训练两个BP网络,依次识别μ_s'和γ.研究发现3.64l_(th)(l_(th)表示平均输运自由程)是对γ的不敏感点,可用该点附近的数据样本训练网络用于预测μ_s',用2l_(th)范围内的数据样本训练网络用于预测γ.蒙特卡罗仿真结果表明,在1.3≤γ≤1.9范围内,预测结果与真实值的相对均方根误差在1%以内.与现有的测量方法相比,所提的人工神经网络方法更加简单,且提高了预测精度.     

基于人工神经网络的混响时间预测方法

在分析混响时间的各种影响因素的基础上,运用人工神经网络的BP算法,建立了厅堂混响时间的预测模型,该方法具有速度快、使用方便、精度高、可考虑的因素多等特点,具有一定的工程实用价值,有待实践的考验并逐步提高完善。     

基于气固两相流流动特性风帽式布风板结构参数优化

布风板结构参数显著地影响着床层内部气固两相流流动特性,为了探究流化床干燥装置内油菜籽颗粒流化性能和空气流速脉动规律,明晰不同面板凸度、风帽开孔夹角和开口瓣数对风帽布风板布风性能的影响,提出布风板结构数的优化方案。以15.84%开孔率圆形非均匀布孔布风板为基础,根据Euler/Euler双流体模型和Standardk-ε湍流模型,采用ANSYS19.1中流体动力学分析模块Fluent软件对面板凸度(2 mm、5 mm和10 mm)、风帽开孔夹角(0°、5°和10°)和开口瓣数(四瓣、六瓣和八瓣)进行优化设计,并通过实验进行验证。结果表明：5 mm凸度球面板、四瓣风帽、5°开孔夹角布风板是油菜籽流化床干燥的最佳布风板。与平面布风板相比,凸形球面布风板的油菜籽分布均匀性好,其中凸度为5 mm球面板油菜籽平均体积分数方差(0.007 3)最小,促使其与热空气接触均匀充分。5°风帽开孔夹角有利于颗粒运动呈现脉动流动,是油菜籽干燥布风板的最佳开孔夹角。风帽开口瓣数对油菜籽流化床干燥的布风性能影响不大,相对来说四瓣风帽开口瓣数能更好地均布空气流。通过实验对模拟结果进行验证,结果发现数值模拟与实验结果...     

基于MapReduce的贝叶斯网络参数学习方法

期望最大化(Expectation Maximization,EM)算法常被应用于贝叶斯网络参数学习过程,但在处理海量数据时由于迭代计算过程的复杂性和处理器、内存等资源的限制,该算法的效能受到极大影响;通过对大数据环境下传统线性贝叶斯网络参数学习方法计算复杂性瓶颈问题的研究,提出了基于MapReduce平台的贝叶斯网络并行期望最大化(Parallel Expectation Maximization,PEM)参数学习算法;利用不完备训练样本集,对态势评估贝叶斯网络进行参数学习;仿真结果表明:在大数据条件下PEM算法能够准确的学习网络参数,同时有效减少参数学习所需时间且具有较好的可拓展性。     

基于人工神经网络的瑞利散射频谱解调方法

基于瑞利散射频谱的分布式光纤传感系统具有线性度好、可同时检测动态和静态信号的优点,但基于互相关运算的常规解调技术存在计算量非常大的问题.提出一种使用人工神经网络(ANN)算法代替互相关运算来提高瑞利散射频谱解调速度的方案.在该方案中,通过训练ANN模型,建立从瑞利散射曲线形状与对应的探测激光频率之间的映射关系,根据输入...     

直流场中超导体-铁磁体的低频磁屏蔽特性（英文）

超导体-铁磁体超材料在静磁场中具有有效的磁屏蔽特性.大部分超材料都是由超导材料和铁磁材料组成,而这种材料的性能主要取决于构成材料的结构,几何尺寸及每种材料的磁导率.本论文将麦克斯韦方程和超材料的设计结合起来,提出一种超导体-铁磁体超材料系统.该系统由两种材料的同轴圆柱体构成,我们研究该系统在直流磁场环境下的屏蔽特性.通过改变屏蔽圆柱体的几何尺寸,我们计算出屏蔽效能从而得到最优屏蔽结构.本论文的工作旨在为核磁共振成像及降低医学器械中的磁场特性提供有效的理论依据.     

基于田口方法的波纹内翅片管参数优化研究

应用田口方法对波纹内翅片管的波数、振幅和波长三个主要影响传热和流动的因素进行分析,通过数值计算得到各个因素在不同水平下的传热j因子和阻力系数,并根据JF比值得到了其信噪比(SNR).采用正交试验法安排数值模拟方案,通过统计分析得到最优的波纹内翅片管的参数组合.最后,采用两种方法(统计分析法和直观法)对最优参数进行了验证.     

二级不可逆磁Brayton制冷循环性能分析及参数优化

建立受有限速率热传导和绝热过程不可逆性影响的二级磁Brayton制冷循环模型,导出循环的性能系数和制冷率表达式,分析等磁场过程的磁场比、绝热不可逆因子、等磁中冷过程等对二级不可逆磁Brayton制冷循环最大制冷率及相关参数的影响,所得结论能为提高磁制冷机的循环性能提供参数设计参考.     

基于两种静磁模的磁光压缩特性比较

将磁光效应作为微扰, 采用耦合模理论分析了磁光薄膜波导中微波静磁波对线性啁啾光脉冲的磁光Bragg衍射作用, 得到了传统磁化时磁光共线和非共线作用下的衍射光脉冲复振幅的解析表达式。在静磁波频率和波数相同的前提下, 通过对实际波导结构的计算表明, 基于静磁表面波的磁光共线作用比基于静磁正向体波的非共线作用更易于实现光脉冲压缩; 衍射光脉冲的半极大全宽度(FWHM)对失配斜率的依赖较为敏感。因此, 选用磁光共线作用和优化相位失配因子的频率变化率有助于改善磁光Bragg脉冲压缩器的性能。     

电子束放射照相的特性与参数优化

短脉冲强激光产生的电子束具有源尺寸小、脉宽窄、准单能谱等特点, 在放射照相诊断中具有独特作用. 本文通过分析电子在材料中散射并采用蒙特卡罗方法数值模拟, 研究了100 keV到几百MeV能量电子束对有厚度起伏或存在界面的靶的透视, 并与质子、X射线束透视结果比较, 给出了电子束放射照相的特性与参数优化: 基于电子在材料中非弹性散射或能量损失, 选用能量使其射程与靶厚度接近的电子束来诊断靶厚度不均匀性; 基于电子在材料中的弹性散射, 选用射程超过靶厚度的电子束来诊断靶界面.     

基于高斯过程回归的距离选通成像系统工作参数的在线优化

通过调整模块的工作参数,提出了一种对距离选通成像系统性能进行在线优化的方法。将眼图参数视为一个随系统可调参数变化的随机变量,采用高斯过程回归方法拟合此变化关系,并在学习过程中引入参数优化步骤,从而在更快速地从高维参数空间中学习到随机过程变化特征的同时优化系统参数。实验结果表明:所提方法可在线优化系统参数配置,提高距离分辨能力,揭示模块参数配置对距离分辨能力的影响,可为成像系统的设计提供一定依据。     

基于拉格朗日乘子的交流放大电路参数优化方法

交流放大电路是电子工程中重要的一类电路,它的基本结构和参数对于其工作性能有着重要的影响。然而由于交流放大电路设计中存在元器件参数耦合以及不连续问题,导致电路设计无法达到最优性能,即品质因数不能取最大值。为此提出了一种基于拉格朗日乘子的交流放大电路参数优化方法。首先介绍了采用基尔霍夫定律推导放大电路的传递函数方程。随后讨论了交流放大器的主要参数,包括中心频率和放大倍数,最终推导出品质因数。最后,使用拉格朗日函数来求解在给定中心频率和放大倍数下品质因数的最大值问题,即通过将中心频率和放大倍数视为约束,在这两个完整约束下求解函数的最大值。基于典型交流放大电路系统地阐述了基于拉格朗日乘子的参数优化方法,为交流放大电路的优化设计提供了理论基础。     

基于光传输矩阵方法对EFFP传感器的参数优化研究

为研究光纤法珀传感器中法珀腔结构参数对其条纹对比度的影响,基于光传输矩阵方法,建立了描述非本征型光纤法珀干涉结构中光束传播特性的理论模型。以基于化学腐蚀渐变多模折射率光纤方法制作而成的光纤法珀传感器为例,进行了数值模拟。由模拟结果可以得出,腔长为40μm、曲率半径在85～115μm范围内可以获得较高的条纹对比度。其结果表明,通过优化法珀腔的腔长和形状可以改善光纤法珀传感器反射光谱的条纹对比度。     

基于光刻胶三维形貌的光刻多参数联合优化方法

多参数联合优化是光刻分辨率增强技术的发展方向。提出了一种以光刻胶三维形貌差异为评价目标的光刻多参数联合优化方法。以多个深度位置的光刻胶图形误差为目标函数,对光源、掩模、投影物镜波前、离焦量和曝光剂量进行联合优化,提高了光刻胶图形三维形貌的质量。为获得较高的优化效率,采用自适应差分进化算法实现光源和掩模的优化,并针对其他参数的特点,采用不同优化方法进行优化。对密集线、含有交叉门的复杂掩模图形和静态随机存储器中的典型图形进行了仿真验证,可用焦深的最大值分别达到237nm、115nm和144.8nm,曝光宽容度的最大值分别达到18.5%、12.4%和16.4%。与基于空间像的光源掩模投影物镜联合优化技术相比,所提方法明显扩大了工艺窗口。     

基于全叶片曲面参数化方法的涡轮气动优化

为进一步挖掘涡轮性能潜力,实现气动优化参数化降维,减少优化耗时,基于全叶片贝塞尔曲面参数化方法、多岛遗传算法和CFD求解器构建了涡轮三维优化平台。通过建立涡轮叶片吸压力面展开曲面和贝塞尔曲面的参数化映射,全叶片贝塞尔曲面参数化方法实现了叶片吸力面和压力面的同时变形控制,减少了优化控制变量,具有型面光顺性和构造便捷性。对TTM跨音涡轮开展全局气动优化设计研究,结果表明：优化历时约70 h,涡轮设计点绝热效率提升0.48个百分点,流量增加0.97%,膨胀比下降0.32%,验证了曲面参数化优化方法对涡轮气动优化问题的有效性、工程实用性和降维特性。     

基于进化算法和复合参数化方法的低速翼型优化

针对设计工况为Re=1×106的翼型在2°和8°两种迎角下的气动性能进行综合优化, 提升其在巡航与起飞着陆时的性能。利用气动估算软件Xfoil结合NACA 4位数参数化方法进行翼型初步优化, 缩小优化空间, 减少计算量。通过求解Reynolds平均Navier-Stokes方程的方式进行精确优化, 最后利用Hicks-Henne形函数法对翼型表面施加扰动进行细节优化, 弥补NACA 4位数参数化方法细节表现不足的缺点。实现了2°和8°两种迎角下气动性能普遍提升20%以上的效果, 并发展了一种复合参数化方法下基于改进进化算法的多目标、多步骤气动优化方法。      

基于非参数方法的频率密度分布计算及其并行优化

跳频序列预测是信息对抗的关键问题之一。基于跳频序列具有的伪随机特性和数据之间连续分布的相似性,采用非参数密度估计方法计算并预测出频率的大概率分布区间,进而用于引导通信的梳状灵巧干扰。针对实际应用对实时性的要求,在多结点多核平台上实现了基于消息传递机制的可扩展计算。测试表明,并行程序计算结果正确,并且具有较好的可扩展性。