超声速流场中6自由度物体运动的模拟研究

物体在流场中自由运动的模拟有很广泛的应用,文章描述计算6自由度(6DOF)刚体在超声速流场中自由运动的一种方法.流体部分求解LES方程,亚网格模型为拉伸涡模型.激波和刚体边界周围区域采用迎风型WENO格式,湍流区域采用低数值耗散的TCD格式.时间推进采用三阶的SSP R-K法.刚体采用6自由度模型,刚体姿态用四元数来表示,控制方程为常微分方程,采用四阶Runge-Kutta法求解.文章给出若干算例来验证程序的有效性,结果理想.     

一种宽频带超材料吸波体的设计及其特性

为了获得吸收率高、吸波带宽宽的超材料,设计了一种谐振超材料吸波体.该吸波体由多个开口圆环组成,采用商业软件CST Studio Suite 2009频域求解器计算了其在25～35 GHz波段内的S参量,并计算了其吸波率A(ω),在28.4 GHz处吸收率达到86％,带宽达到3.5 GHz.利用不同吸波频段的叠加效应,设计了一种谐振超材料吸波组合体,计算了在25～35 GHz波段的S参量,在29.7 GHz处吸波率达99.9％,吸波带宽达到3.1 GHz,吸收率明显增加.将GHz波段的结构缩小1 000倍,在THz波段同样可以达到高吸收,说明超材料吸波体可以通过对结构尺寸调节改变吸收波段.同时,对其阵列进行仿真计算,发现不同的排列方式仿真结果不同.由于各个谐振环之间的相互作用对吸收效果影响较大,吸收率减小.该吸波材料由金属组成,能灵活地对介电常量和磁导率进行调节,从而实现高吸收.     

多物理耦合计算中动态输运问题高效蒙特卡罗模拟方法

多物理耦合计算在众多领域都有重要应用.如果其包含粒子输运过程,用蒙特卡罗方法模拟粒子输运常占据大部分的计算时间,因此多物理耦合计算中动态输运问题的高效蒙特卡罗模拟方法意义重大,其不可避免地依赖于大规模并行.基于动态输运问题的特点,本文提出了两种新方法:一是针对输运燃耗耦合计算的新型计数规约算法;二是动态输运计算样本数自适应算法.两种算法都能在保持计算结果基本不变的前提下使计算时间大幅减少,从而提高了效率.     

低温燃烧反应合成Ni0.25Mn0.25Zn0.50Fe2O4铁氧体及其微波吸收性能的研究

采用金属硝酸盐和助燃剂尿素通过低温燃烧反应成功制备了Ni0.25 Mn0.25 Zn0.50Fe2O4铁氧体,通过热重和XRD分析了在不同的热处理温度下,制备样品的反应过程.铁氧体的微观形貌通过TEM进行表征,在室温条件下通过矢量网络分析仪测试了从2 GHz到8 GHz的微波吸收性能.结果表明,通过燃烧反应的粉体加热到400℃保温6h制备出高纯度的Ni0.25Mn0.25Zn0.50Fe2O4铁氧体,颗粒为不规则的片状,晶粒尺寸约为20 nm.在厚度为4 mm时,微波频段从5 GHz到8 GHz反射率小于-10 dB,在频率为7.96 GHz时,达到最小反射率-30.75 dB.     

HPO42-与H2PO4-在水热法制备CeO2纳米颗粒过程中的影响

以Ce(NO3)3·6H2O、Na5P3O10和Na3PO4·12H2O为原料,用水热法在180℃反应60h分别制备了CeO2纳米八面体和纳米棒,且对Na5P3O10与Na3PO4 · 12H2O系统同时调节pH =2时180℃反应12 h制备了纳米棒.通过XRD、FE-SEM、TEM等方法对CeO2纳米棒和纳米八面体进行了测试和分析.结果表明,对于Na5P3O10与Na3PO4·12H2O系统,初始时CeO2八面体与纳米棒共存,但随着水热时间的延长,Na5 P3O10系统中CeO2八面体成为主要产物,而在Na3PO4·12H2O系统中CeO2纳米棒成为主要产物.Na5P3O10水解产生的HPO42-是CeO2纳米八面体形成的主要原因,而Na3PO4·12H2O水解产生的H2PO4-是纳米棒形成的主要原因.     

理论研究BBPQ-PC61BM体系的光伏性质

探索和制备具有高能量转换效率（PCE）的有机太阳能电池体系是有机电子学的重要领域和研究热点。本文利用量子化学和分子动力学计算结合Marcus-Hush电荷传输模型理论研究了BBPQ-PC₆₁BM（BBPQ：7,12-二（（三异丙基甲硅烷基）乙炔基）苯并（g）吡啶并（2’,3’：5,6）吡嗪并（2,3-b）喹喔啉-2（1H）-酮;PC₆₁BM：（6,6）苯基-C₆₁-丁酸甲酯）体系的光伏性质。结果表明,BBPQ-PC₆₁BM体系具有相当大的开路电压（1.22 V）、高的填充因子（0.90）和高的光电转换效率（9%-10%）。此外,本文研究还发现BBPQ-PC₆₁BM体系拥有中等大小的激子结合能（0.607 eV）,但相对较小的激子分离和电荷复合重组能（0.345和0.355 eV）。借助于一个简单的分子复合物模型,本文预测BBPQ-PC₆₁BM体系的激子解离速率常数k_dis高达1.775×10¹³ s^-1,而预测的电荷复合速率常数k_rec相当小（<1.0 s^-1）,这表明在BBPQ-PC₆₁BM相界面上,激子解离效率非常高。总之,理论研究表明,BBPQ-PC₆₁BM是一个非常有前途的有机太阳能电池候选体系,值得实验上做出进一步研究。     

基于苯并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物的有机太阳能电池给体材料光伏性质理论研究

设计和合成结构新颖的聚合物太阳能电池给体材料是有机电子学的热点研究领域. 首先利用二噻吩取代的苯并二噻吩(DBDT)作为富电子结构单元, 吡咯并吡咯二酮(DPP)作为缺电子单元构筑了一种新的聚合物太阳能电池电子给体材料(PDBDTDPP), 然后以[6,6]-苯基-C₆₁-丁酸甲酯(PC₆₁BM)作为电子受体, 借助密度泛函理论(DFT)方法结合不相干的Marcus-Hush电荷传输模型, 系统研究了PC₆₁BM-DBDTDPP_n=1,2,3,∞体系的分子结构、电子性质、光吸收性质、电荷转移的内重组能和外重组能、激子结合能、电荷传输积分、给体-受体界面上激子分离和电荷复合速率等性质, 并利用线性回归方法分析了聚合物重复单元与其光伏性质的关系. 结果表明, 该聚合物具有较好的平面结构, 低的最高占据分子轨道(HOMO)能级, 在紫外-可见区具有宽且强的光学吸收、较大的激子束缚能(1.365 eV), 小的激子分离内重组能(0.152 eV)和电荷复合内重组能(0.314 eV). 在给体-受体界面上, 激子分离速率高达1.073×10¹⁴ s^-1, 而电荷复合速率仅为1.797×10⁸ s^-1. 相比较而言, 激子分离速率比电荷复合速率高约6个数量级, 表明在给体-受体界面上, 光生激子具有很高的分离效率. 总之, 研究证明PDBDTDPP是一个非常有前途的聚合物太阳能电池给体材料, 值得实验上进一步合成及器件化研究. 理论研究不仅有助于更深入理解有机化合物结构与其光学、电子性质之间的关系, 还可以为合理设计聚合物太阳能电池给体材料提供有价值的参考.     

菲涅耳非相干数字全息大视场研究

菲涅尔非相干相关全息术(Fresnel incoherent correlation holography, FINCH)通过空间光调制器(spatial light modulator, SLM)将来自物点的光波分解为曲率半径不同的两束自相干光,干涉条纹由CCD记录.由于受限于SLM与CCD的像素数目及像素尺寸, FINCH技术与光学全息术相比记录视场要小得多.本文通过对FINCH系统的记录过程进行理论分析,给出了SLM所能记录的视场角,说明通过调控加载在SLM上的双透镜光轴中心,能够扩大SLM的有效直径从而将SLM的有效记录范围增大2.77倍,有效扩大了系统的记录视场.搭建了非相干光反射式数字全息记录系统并对理论分析进行了实验验证,结果表明:在SLM上依次加载不同光轴中心位置的双透镜掩模进行FINCH记录及再现,将得到的各子图像拼接融合可以得到高分辨率大视场图像,为菲涅尔非相干全息术在高分辨大视场显微成像的进一步应用提供了有力支撑.     

面向嵌入式系统的复杂场景红外目标实时检测算法

为了解决复杂背景条件下,红外目标检测存在的准确率低、召回率低、以及网络模型在嵌入式计算平台上推理速度慢的问题,以轻量化网络YOLOv4-Tiny作为算法的基本架构,结合视觉注意力机制和空间金字塔池化思想,提出两种面向嵌入式系统的红外目标检测网络,利用迁移学习策略进行训练,在以昇腾310 AI芯片为核心的Atlas 20...     

涂层表面偏振双向反射分布函数的多参量混合模型

为了表征不同涂层表面的偏振光学散射特性,在基于微面元理论的偏振双向反射分布函数模型的基础上,针对不同涂层样品提出了一种适用范围更广的多参量偏振双向反射分布函数模型.采用遗传算法对实验数据进行模型参量拟和.实验结果表明,对几种不同的涂层样品,这种多参量模型的模拟计算结果与测量结果均能较好吻合,可以为后续的目标偏振特征提取与识别工作提供参考.