【叶 涛】基于截面混合复制技术的指数增强组合构建方法研究

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流固耦合动力学与控制专题序

流固耦合动力学与控制专题序

第21卷第6期2023年6月动力学与控制学报J O U R N A L O FD Y N AM I C SA N DC O N T R O LV o l .21N o .6J u n .2023文章编号:1672G6553G2023G21(6)G001G002D O I :10.6052/1672G6553G2023G084㊀2023G06G02收到第1稿,2023G06G18收到修改稿.∗国家自然科学基金资助项目(11932011),N a t i o n a lN a t u r a l S c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a (11932011).†通信作者E Gm a i l :q u y e g a o @s jt u .e d u .c n 流固耦合动力学与控制专题序∗瞿叶高1†㊀王琳2㊀张伟伟3(1.上海交通大学机械与动力工程学院,上海㊀200240)(2.华中科技大学航空航天学院,武汉㊀430074)(3.西北工业大学航空学院,西安㊀710072)摘要㊀围绕管道流固耦合振动建模理论与方法㊁流致振动与控制㊁涡激振动抑制等研究主题,本专刊介绍了流固耦合动力学与控制领域的一些研究成果.关键词㊀流固耦合,㊀流致振动,㊀涡激振动,㊀振动控制中图分类号:O 322文献标志码:AP r e f a c e t o t h e S p e c i a l I s s u e :D yn a m i c s a n dC o n t r o l o f C o u p l e dF l u i d GS t r u c t u r e S ys t e m ∗Q uY e g a o 1†㊀W a n g L i n 2㊀Z h a n g We i w e i 3(1.S c h o o l o fM e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ,S h a n g h a i J i a oT o n g U n i v e r s i t y ,S h a n gh a i ㊀200240,C h i n a )(2.S c h o o l o fA e r o s p a c eE n g i n e e r i n g ,H u a z h o n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,W u h a n ㊀430074,C h i n a )(3.S c h o o l o fA e r o n a u t i c s ,N o r t h w e s tU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y,X i a n ㊀710072,C h i n a )A b s t r a c t ㊀T h i s s p e c i a l i s s u e i n t e n d s t o p r e s e n t t h en e wr e s e a r c h p r o g r e s s e s o f t h e f i e l do f d yn a m i c s a n d c o n t r o l o f f l u i d Gs t r u c t u r e i n t e r a c t i o n s .S p e c i a l t o p i c s i n c l u d i n g d y n a m i cm o d e l i n g m e t h o d s o f p i p e s ,f l o w Gi n d u c e dv i b r a t i o na n d c o n t r o l ,a n dv o r t e x Gi n d u c e dv i b r a t i o n c o n t r o l a r e c o n s i d e r e d .K e y wo r d s ㊀f l u i d Gs t r u c t u r e i n t e r a c t i o n ,㊀f l o w Gi n d u c e dv i b r a t i o n ,㊀v o r t e x Gi n d u c e dv i b r a t i o n ,㊀v i b r a t i o n c o n t r o l序言流固耦合动力学是航空㊁航天㊁船舶㊁土木㊁海洋工程㊁轨道交通等领域重大工程和装备设计㊁建造及运行中关注的核心基础性力学问题之一.流体与固体的相互作用诱发的动力学问题不仅影响装备和工程结构的关键性能,还可能引起装备和结构的破坏失效,导致巨大的生命财产损失.如飞行器结构颤振㊁海洋立管涡激振动㊁土木结构风激振动㊁舰艇振动与噪声等诱发的安全和可靠性问题.流固耦合动力学系统具有显著的非线性特征,其动力学现象㊁内在机理与控制等研究受到学术界和工程领域的广泛关注[1-3].近年来,随着力学与数学㊁材料科学㊁信息科学等深度交叉与融合,在流固耦合力学新现象和机理㊁理论分析㊁数值计算㊁实验技术以及动力学控制方法等方面促生了新的学科增长点,也取得了诸多研究突破.为了及时总结流固耦合动力学领域的最新研究成果,特组织 流固耦合动力学与控制 专刊,共包括9篇论文(含2篇综述论文),涉及流固耦合动力学建模理论与方法㊁管道流固耦合振动与控制㊁涡激振动抑制等研究领域.华中科技大学何毅翔等的«外流作用下管道流动㊀力㊀学㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报2023年第21卷固耦合非线性动力学研究进展»梳理了国内外学者在外流作用下管道振动领域的研究成果,重点分析了柔性管道分别在横向外流和轴向外流作用下的流固耦合非线性振动行为,从理论建模㊁仿真分析和实验研究等方面探讨了外部流体对管道动力学行为的影响机制,对当前国内外研究现状进行了简要的总结,并给出了这一研究领域仍存在的难点和挑战.天津大学唐冶等的«输流管道动力学与控制的最新进展»对输流直管/曲管㊁不同外形输流管道㊁复杂支承和约束输流管道㊁运动输流管道㊁内流和外流作用下输流管道㊁多相流输流管道㊁复合材料输流管道动力学特性及输流管道的振动控制等进行了回顾,并对管道流固耦合非线性振动力学模型降维㊁非线性动力学求解方法㊁输流管道宽频振动控制等挑战问题进行了展望.上海交通大学宿恒等的«大变形柔性管道两相流流致振动研究»针对柔性管道内段塞流引起的结构大变形流致振动问题,采用分区强流固耦合方法建立了面向大变形两相流输运管道的双向流固耦合数值计算模型,研究了不同气相表观流速下段塞流诱导的柔性管道大变形流致振动响应特性,分析了柔性管道的振动模态切换特性及管道的大变形振动对两相流流动特性的影响规律.上海大学高思禹等的«热环境中超临界黏弹性输流管道自由振动分析»以热环境中超临界自由振动的输流管道为研究对象,通过广义H a m i l t o n原理建立了两端简支受温度影响的输流管道的控制方程,基于复模态法和伽辽金法离散系统偏微分-积分控制方程,得到热环境下超临界输流管道的模态函数和固有频率,分析了温度增量及初始轴力对管道固有频率的影响规律.上海交通大学赵峰等的«含翼板浮式防波堤消浪性能分析»基于粘性流体理论,采用计算流体力学方法,对新提出的一种含翼板的箱型浮式防波堤和不含翼板的传统箱型浮式防波堤进行了数值模拟,对比分析了两种浮式防波堤的消浪效果㊁运动响应和流场特性.北京航空航天大学罗宸晟等的«涡激旋转下方柱小幅振荡模态的自由流线边界层理论模型»综合钝体绕流的自由流线与边界层理论,建立了流固耦合中方形柱体涡激旋转小幅振荡模态下的自由流线-边界层理论分析模型,并且通过浸没边界法进行数值仿真,分析了小幅振荡模态的主要驱动力,解释了出现周期性振荡的原因.西南石油大学高岳等的«弯曲柔性立管段塞流致振动实验研究»在气液两相流循环实验系统中开展了水动力段塞流诱导的悬链线型柔性立管振动响应测试,利用高速摄像非介入测试方法同步捕捉了柔性立管的振动位移与管内的段塞流动细节,研究了气液混合流速和气液比两个流动参数对柔性立管振动响应的影响,分析了振幅与振频的时空分布㊁管内液塞长度㊁压力波动的变化规律及它们间的内在联系.长沙理工大学罗楚钰等的«基于表面吸气的矩形截面涡激振动抑制及机理研究»采用数值模拟方法研究侧表面双气孔稳定吸气对宽高比为4:1的矩形柱体涡激振动的控制特性,分析了无量纲吸气流量对涡激振动抑制的影响机制和效果.中国核动力研究设计院刘理涛等的«小型模块化压水核反应堆堆内构件模态特性研究»以国内自主研发的小型模块化压水核反应堆堆内构件为研究对象,采用有限元法开展了反应堆堆内构件干模态和湿模态数值建模分析,获得了吊篮组件㊁压紧组件㊁压紧筒组件以及分流环板在空气和静水中的固有频率及相应的振型,并开展模态试验验证了数值模型的正确性.流固耦合动力学与控制的研究内涵和应用领域非常丰富和宽泛.受篇幅所限,本专刊所收录的论文还远不够全面,只能选取某些特定研究方向上的代表性问题进行展示.其他重要方向,如流固耦合动力学数值计算方法㊁实验技术㊁流致振动智能控制及其在航空㊁航天㊁船舶㊁土木㊁海洋工程㊁轨道交通等工程领域应用等研究还有待于进一步完善.参考文献[1]D OW E L L E H,HA L L K C.M o d e l i n g o ff l u i dGs t r u c t u r e i n t e r a c t i o n[J].A n n u a lR e v i e w o fF l u i dM e c h a n i c s,2001,33(1):445-490.[2]K AMA K O T IR,S H Y Y W.F l u i dGs t r u c t u r e i n t e r a cGt i o nf o ra e r o e l a s t i ca p p l i c a t i o n s[J].P r o g r e s si nA e r o s p a c eS c i e n c e s,2004,40(8):535-558.[3]P AÏD O U S S I S M P.F l u i dGS t r u c t u r eI n t e r a c t i o n s: S l e n d e r S t r u c t u r e s a n dA x i a lF l o w:S e c o n dE d i t i o n[J].E l s e v i e r I n c.,20162。

高性能PtS2

高性能PtS2

第42卷 第1期吉林大学学报(信息科学版)Vol.42 No.12024年1月Journal of Jilin University (Information Science Edition)Jan.2024文章编号:1671⁃5896(2024)01⁃0074⁃07高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器收稿日期:2023⁃01⁃12基金项目:上海市自然科学基金资助项目(15ZR1627300)作者简介:潘生生(1995 ),男,合肥人,上海理工大学硕士研究生,主要从事二维光电材料研究,(Tel)86⁃187****3664(E⁃mail)2351948787@;通讯作者:袁涛(1983 ),女,上海人,上海理工大学教授,博士,主要从事新能源材料研究,(Tel)86⁃181****3228(E⁃mail)4673250167@㊂潘生生1,袁 涛1,周孝好2,王 振2(1.上海理工大学理学院,上海200093;2.中国科学院上海技术物理研究所,上海200092)摘要:由于光电探测器的工作性能直接关系到系统数据采集质量,为此,对高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器进行了研究㊂通过选取材料㊁试剂和设备制作了PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器㊂搭建探测器性能测试环境,并利用光响应度㊁探测率㊁响应时间和光电导增益4个指标,分析探测器性能㊂结果表明,随着测试时间的推移,PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器的光响应度数值始终处于5A /W 限值以上;无论对采集何种材质反射的红外光,探测器探测率均大于10cm㊃Hz1/2W -1;无论光生电流是处于上升还是下降时间,其响应时间始终在限值150μs 以下;光电导增益值保持在80%以上㊂关键词:PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器;光响应度;探测率;光电导增益中图分类号:TP365.66文献标志码:AHigh Performance PtS 2/MoTe 2Heterojunction Infrared PhotodetectorPAN Shengsheng 1,YUAN Tao 1,ZHOU Xiaohao 2,WANG Zhen 2(1.College of Science,Shanghai University of Technology,Shanghai 200093,China;2.Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200092,China)Abstract :As one of the important components of the detection system,the performance of photoelectric detector is directly related to the quality of system data acquisition.In order not to affect the final detection result,it is essential to ensure the detector performance.The performance of high performance PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetector is studied.First,the materials,reagents and equipment are prepared to make PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetectors.The detector performance test environment,the four indicators of light response,detection rate,response time and photoconductivity gain are set up,and the detector performance is analyzed.The results show that the optical responsivity of PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetector is always above the 5A /W limit with the passage of test time.The detection rate of the detector is greater than 10cm㊃Hz1/2W -1regardless of the infrared light reflected from any material.Whether the photocurrent is in the rising time or the falling time,its response time is always below the limit of 150μs;The photoconductivity gain value has been kept above 80%.Key words :PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetector;optical responsivity;detection rate;photoconductivity gain0 引 言目标检测是一个确定目标缺陷㊁故障㊁属性㊁类型的过程,其是很多领域的研究重点课题㊂在目标检测过程中,基础数据采集是首要环节,其质量直接关系到目标检测结果的准确性[1]㊂针对目标的不同,基础数据的采集手段也各不相同,如振动传感㊁雷达㊁光电探测系统等㊂其中,光电探测系统根据发射光的颜色不同,又分为紫外光㊁可见光及红外光等[2]㊂而其中红外光由于探测范围较为广泛,使其成为光电探测系统中的重要组成部分㊂其工作原理是反射光照射到半导体材料上后,会吸收光能量,则会触发光电导效应,从而将红外光转换为电信号[3]㊂红外光电探测器是整个探测系统的 核心”,因此其性能会直接影响数据采集质量,进而影响整个探测工作质量㊂基于上述分析,人们对红外光电探测器性能进行了大量分析研究㊂周国方等[4]以石墨烯材料为基础并利用碱刻蚀法合成金字塔状硅,形成异质结,制备近红外光探测器,并针对其响应速度㊁比探测率㊁光电流等性能进行了检测㊂秦铭聪等[5]首先选取探测器制备所需要的材料并制备了各个组成元件,然后将这些元件组合,构成了高性能近红外有机光探测器件,最后针对响应度和比探测率㊁线性动态范围LDR(Low Dynamic Range)㊁光开关特性和响应时间等性能进行了分析㊂皇甫路遥等[6]以二硫化钼和二硒化钨为基础,利用蒸镀机热蒸镀法制备成异质结光电探测器,然后针对该设备进行了拉曼荧光㊁输出㊁光电特性的分析㊂在上述研究基础上,笔者制备高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器并对其性能进行研究,以期为红外光电探测器设计和应用提供参考㊂1 高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器设计1.1 材料制备二硫化铂(PtS 2)是一种过渡金属硫族层间化合物,其光响应特性优秀,因此广泛用于光电探测器的设计中;二碲化钼(MoTe 2)是一种N 型半导体材料,具有良好的光吸收性㊁半导体特性以及同质结效率,可保证电子在其中迅速运动[7]㊂这两种材料是形成探测器光电导效应的主要原料㊂其基础性质如表1所示㊂表1 PtS 2和MoTe 2的性质 2和MoTe 2两种主要材料外,还需要衬底材料,以承载PtS 2和MoTe 2氧化硅,来自浙江精功科技股份有限公司,该硅片基础参数如下:氧化层厚度:50~200μm;晶向:〈100〉;掺杂类型:P;电阻率:1~3Ω㊃cm㊂1.2 试剂制备PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器制备所需试剂如表2所示㊂表2 探测器制备所需试剂57第1期潘生生,等:高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器1.3 设备选取PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器制备所需设备如表3所示㊂表3 探测器制备所需设备Tab.3 Equipment required for detector preparation设备名称型号生产厂家旋涂仪SPIN200i⁃NPP 北京汉达森机械技术有限公司电子束蒸发系统FC /BCD⁃2800上海耀他科技有限公司扫描电子显微镜WF10X /23上海锦玟仪器设备有限公司鼓风干燥箱xud 东莞市新远大机械设备有限公司超声清洗机SB⁃50江门市先泰机械制造有限公司无掩模光刻机Micro⁃Writer ML3英国DMO 公司氮气枪沈阳广泰气体有限公司双温区管式炉MY⁃G3洛阳美优实验设备有限公司紫外曝光系统UVSF81T007356复坦希(上海)电子科技有限公司三维转移平台SmartCART北京昊诺斯科技有限公司1.4 红外光电探测器制作工艺基于表1~表3给出的制备材料㊁试剂和设备,制备出高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器用于性能测试[9]㊂具体过程如下㊂步骤1) 制作衬底㊂①氧化硅片切割成直径为1cm 的圆形硅片;②将圆形硅片放入准备好的烧杯容器中;③在其中加入丙酮溶液,浸泡10min;④取出硅片后,放入乙醇溶液中,再次浸泡10min;⑤将硅片放入去离子水中并同时利用超声清洗机清洗5min,用氮气枪吹干表面的水分,完全去除附着在硅片表面的有机物和杂质;⑥利用氢氟酸溶液去除氧化层;⑦通过外延生长技术得到p 型硅;⑧进行紫外臭氧处理20min,得到衬底[10]㊂步骤2) 利用热辅助硒化法制备PtS 2和MoTe 2薄膜㊂步骤3) 将PtS 2薄膜贴到衬底上,得到薄层PtS 2样品㊂步骤4) 在薄层PtS 2样品上均匀旋涂上聚甲基丙烯酸甲酯㊂步骤5) 在显微镜和三维转移平台下将MoTe 2薄膜进行精确定位,然后对准并贴合在一起㊂步骤6) 利用鼓风干燥箱干燥处理㊂步骤7) 浸泡氢氟酸溶液㊁捞取㊁烘烤㊁去胶和退火,完成PtS 2/MoTe 2异质结制备[11]㊂图1 PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器示意图Fig.1 Schematic diagram of PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetector步骤8) 在PtS 2/MoTe 2异质结上光刻出图形,形成微结构㊂步骤9) 利用紫外曝光和湿法刻蚀工艺制备出晶体管栅极㊂步骤10) 利用电子束曝光结合电子束蒸发系统制备出源漏电极㊂步骤11) 完成高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器的制作如图1所示㊂67吉林大学学报(信息科学版)第42卷2 光电探测器性能测试对制备好的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器进行性能测试㊂其测试工作分为两部分,一是设定测试环境,二是确定测试指标[12]㊂2.1 设定测试环境图2 红外光电探测器测试环境Fig.2 Test environment of infrared photodetector 红外光电探测器是光电探测系统中的重要组成部分,光电探测系统主要用于目标检测,因此为测试所制备的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器性能,需要搭配其他系统构成测试环境,如图2所示[13]㊂应用所设计的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器采集反射信号,测试持续10min㊂记录期间内探测器的相关工作参数,以便性能指标的计算[14]㊂2.2 性能测试指标针对所设计的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器,选用以下4个指标进行性能评定,即光响应度㊁探测率㊁响应时间和光电导增益[15]㊂1)光响应度㊂描述探测器光电转换能力的指标,该指标越大,说明探测器的光电转换能力越好㊂计算如下:A =a 1/B ,(1)其中A 表示光响应度,a 1表示光照射下产生的光生电流,B 表示入射光功率㊂光响应度大于5A /W 为高性能标准㊂2)探测率㊂反射的光信号中部分信号是十分微弱的,并不容易被采集到,因此要求探测器具有良好的针对微弱信号的探测能力,探测率就是描述该能力的最直观指标,该指标越大,说明探测器的针对微弱信号的探测能力越好[16]㊂计算如下:C =a 2L /D ,(2)其中D =G 1/A ,(3)其中C 表示探测率,大于10cm㊃Hz1/2W -1为高性能标准,a 2表示器件有效面积,L 表示带宽,D 表示噪声等效功率,G 1表示1Hz 带宽的噪声电流㊂红外光电探测器常用于不同材质目标的检测,因此保证其适用性是非常重要的㊂为此,在文中设置3种材质或属性的探测目标,即混凝土材质㊁金属材质以及人体㊂针对这3种材质或属性的探测目标,测试其探测率变化情况㊂3)响应时间㊂其反映了光电探测器对入射光信号响应的快慢,包括上升和下降时间㊂上升时间是指光生电流从10%上升到90%的这段时间,而下降时间则相反㊂实际应用中对光照快速响应的需求为小于等于150μs,且时间越短,表示器件响应越快㊂计算如下:E =~A[1+(2πeg )2]1/2T ,(4)其中E 表示响应时间,~A表示静态光照下的光响应度,e 表示电子电荷的数值,T 表示时间长度㊂4)光电导增益㊂其指标描述了光作用下外电路电流的增强能力㊂计算如下:H =(a 1/N )MP×100%,(5)其中H 表示光电导增益,该值越大,说明探测器工作越稳定,以80%为标准,大于该值认为探测器达到高性能标准;N 表示光电子的电荷量,P 表示探测器的电子转移效率,M 表示光电子数目㊂77第1期潘生生,等:高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器3 性能测试结果与分析3.1 光响应度图3为光响应度测试结果㊂从图3可看出,随着测试时间的推移,光响应度波动较小,基本保持稳定㊂并且光响应度数值始终处于5A /W 限值以上,说明所设计的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器达到了高性能标准㊂3.2 探测率图4为探测率测试结果㊂从图4可看出,无论是采集何种材质反射的红外光,所设计的探测器探测率均大于10cm㊃Hz1/2W -1,说明该探测器针对微弱信号具有较强的检测能力,达到高性能标准㊂ 图3 光响应度测试结果 图4 探测率测试结果 Fig.3 Optical responsivity test results Fig.4 Detection rate test results3.3 响应时间图5为响应时间测试结果㊂从图5可看出,无论光生电流处于上升还是下降时间,其响应时间始终在限值150μs 以下,说明所设计的探测器能快速检测入射光信号,完成信号采集工作㊂图5 响应时间测试结果Fig.5 Response time test results图6 光电导增益测试结果Fig.6 Photo conductivity gain test results3.4 光电导增益图6为光电导增益测试结果㊂从图6可看出,随着时间的推移,光电导增益值并没有随之下降,虽然有所波动,但也一直保持在80%以上,证明了所设计探测器的性能㊂4 结 语红外探测器是光电探测系统中的最重要组成部分,起到数据收集的重要作用,而收集的数据质量越高,探测结果越准确㊂因此,保证探测器的工作性能87吉林大学学报(信息科学版)第42卷对于数据收集工作具有重要作用㊂为此,进行了高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器性能研究㊂并以PtS 2/MoTe 2为基础设计一款探测器,同时测定了探测器的4个指标,分析了其探测性能㊂实验结果表明,tS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器的光响应度㊁探测率㊁光电导增益均较高,响应时间在限值150μs以下㊂通过本研究以期为PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器的研究和应用提供参考㊂参考文献:[1]林亚楠,吴亚东,程海洋,等.PdSe 2纳米线薄膜/Si 异质结近红外集成光电探测器[J].光学学报,2021,41(21):184⁃192.LIN Y N,WU Y D,CHENG H Y,et al.Near⁃Infrared Integrated Photodetector Based on PdSe 2Nanowires Film /Si Heterojunction [J].Acta Optica Sinica,2021,41(21):184⁃192.[2]支鹏伟,容萍,任帅,等.g⁃C 3N 4/CdS 异质结紫外⁃可见光电探测器的制备及其性能研究[J].光子学报,2021,50(9):252⁃259.ZHI P W,RONG P,REN S,et al.Preparation and Performance Study of g⁃C 3N 4/CdS Heterojunction Ultraviolet⁃Visible Photodetector [J].Acta Photonica Sinica,2021,50(9):252⁃259.[3]翁思远,蒋大勇,赵曼.P3HT ∶PC(61)BM 作为活性层制备无机/有机异质结光电探测器的研究[J].光学学报,2022,42(13):17⁃24.WENG S Y,JIANG D Y,ZHAO M.P3HT ∶PC(61)BM as Active Layer for Preparation of Inorganic /Organic Heterojunction Photodetector [J].Acta Optica Sinica,2022,42(13):17⁃24.[4]周国方,蓝镇立,余浪,等.高性能石墨烯/金字塔硅异质结近红外光探测器[J].激光与红外,2022,52(4):552⁃558.ZHOU G F,LAN Z L,YU L,et al.High⁃Performance Graphene /Pyramid Silicon Heterojunction near Infrared Photoelectric Detector [J].Laser &Infrared,2022,52(4):552⁃558.[5]秦铭聪,李清源,张帆,等.基于窄带系DPP 类聚合物的高性能近红外有机光探测器件[J].高分子学报,2022,53(4):405⁃413.QIN M C,LI Q Y,ZHANG F,et al.High Performance Near⁃Infrared Organic Photodetectors Based on Narrow⁃Bandgap Diketopyrrolopyrrole⁃Based Polymer [J].Acta Polymerica Sinica,2022,53(4):405⁃413.[6]皇甫路遥,戴梦德,南海燕,等.二维MoS 2/WSe 2异质结的光电性能研究[J].人工晶体学报,2021,50(11):2075⁃2080.HUANGFU L Y,DAI M D,NAN H Y,et al.Optoelectronic Properties of Two⁃Dimensional MoS 2/WSe 2Heterojunction [J].Journal of Synthetic Crystals,2021,50(11):2075⁃2080.[7]陶泽军,霍婷婷,尹欢,等.基于碳管/石墨烯/GaAs 双异质结自驱动的近红外光电探测器[J].半导体光电,2020,41(2):164⁃168,172.TAO Z J,HUO T T,YIN H,et al.Self⁃Powered Near⁃Infrared Photodetector Based on Single⁃Walled Carbon Nanotube /Graphene /GaAs Double Heterojunctions [J].Semiconductor Optoelectronics,2020,41(2):164⁃168,172.[8]高诗佳,王鑫,张育林,等.光敏层厚度与退火温度调控对聚3⁃己基噻吩光电探测器性能的影响[J].高分子学报,2020,51(4):338⁃345.GAO S J,WANG X,ZHANG Y L,et al.Effects of Annealing Temperature and Active Layer Thickness on the Photovoltaic Performance of Poly (3⁃Hexylthiophene)Photodetector [J].Acta Polymerica Sinica,2020,51(4):338⁃345.[9]郭越,孙一鸣,宋伟东.多孔GaN /CuZnS 异质结窄带近紫外光电探测器[J].物理学报,2022,71(21):382⁃390.GUO Y,SUN Y M,SONG W D.Narrowband Near⁃Ultraviolet Photodetector Fabricated from Porous GaN /CuZnSHeterojunction [J].Acta Physica Sinica,2022,71(21):382⁃390.[10]王月晖,张清怡,申佳颖,等.ε⁃Ga 2O 3/SiC 异质结自驱动型日盲光电探测器[J].北京邮电大学学报,2022,45(3):44⁃49.WANG Y H,ZHANG Q Y,SHEN J Y,et al.Self⁃Driven Solar⁃Blind Photodetector Based on ε⁃Ga 2O 3/SiC Heterojunction [J].Journal of Beijing University of Posts and Telecommunications,2022,45(3):44⁃49.[11]何峰,徐波,蓝镇立,等.基于石墨烯/硅微米孔阵列异质结的高性能近红外光探测器[J].红外技术,2022,44(11):1236⁃1242.HE F,XU B,LAN Z L,et al.High⁃Performance Near⁃Infrared Photodetector Based on a Graphene /Silicon Microholes Array97第1期潘生生,等:高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器08吉林大学学报(信息科学版)第42卷Heterojunction[J].Infrared Technology,2022,44(11):1236⁃1242.[12]张翔宇,陈雨田,曾值,等.自供能Bi2O2Se/TiO2异质结紫外探测器的制备与光电探测性能[J].激光与光电子学进展,2022,59(11):177⁃182.ZHANG X Y,CHEN Y T,ZENG Z,et al.Preparation and Photodetection Performance of Self⁃Powered Bi2O2Se/TiO2 Heterojunction Ultraviolet Detectors[J].Laser&Optoelectronics Progress,2022,59(11):177⁃182.[13]朱建华,容萍,任帅,等.ZnO纳米棒/Bi2S3量子点异质结的制备及光电探测性能研究[J].光学精密工程,2022,30 (16):1915⁃1923.ZHU J H,RONG P,REN S,et al.Preparation and Photodetection Performance of ZnO Nanorods/Bi2S3Quantum Dots Heterojunction[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(16):1915⁃1923.[14]何登洋,李丹阳,韩旭,等.垂直型g⁃C3N4/p++⁃Si异质结器件的光电性能[J].半导体技术,2021,46(3):203⁃209. HE D Y,LI D Y,HAN X,et al.Photoelectric Property of Vertical g⁃C3N4/p++⁃Si Heterojunction Device[J].Semiconductor Technology,2021,46(3):203⁃209.[15]陈荣鹏,冯仕亮,郑天旭,等.Ag纳米线增强硒微米管/聚噻吩自驱动光电探测器性能[J].发光学报,2022,43(8): 1273⁃1280.CHEN R P,FENG S L,ZHENG T X,et al.Ag Nanowires Enhance Performance of Self⁃Powered Photodetector Based on Selenium Microtube/Polythiophene[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(8):1273⁃1280.[16]梁雪静,赵付来,王宇,等.硫硒化亚锗光电探测器的制备及光电性能[J].高等学校化学学报,2021,42(8): 2661⁃2667.LIANG X J,ZHAO F L,WANG Y,et al.Preparation and Photoelectric Properties of Germanium Sulphoselenide Photodetector [J].Chemical Journal of Chinese Universities,2021,42(8):2661⁃2667.(责任编辑:刘东亮)。

【国家自然科学基金】_uhtcc_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801

【国家自然科学基金】_uhtcc_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801

2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
科研热词 推荐指数 钢筋锈蚀 1 超高韧性水泥基材料 1 超高韧性水泥基复合材料 1 超高韧性 1 粘结性能 1 粘结-滑移 1 箍筋 1 破坏形式 1 疲劳寿命方程 1 梁柱节点 1 框架节点 1 极限承载力 1 抗震 1 弯曲疲劳试验 1 开裂荷载 1 延性 1 应变硬化 1 变形特征 1 uhtcc 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 科研热词 推荐指数 超高韧性水泥基复合材料 6 试件厚度 2 弯曲试验 2 黏结强度 1 韧性指数 1 静力试验 1 集中荷载 1 限裂宽度 1 闭合解 1 锈胀开裂 1 钢筋锈蚀 1 钢筋混凝土梁加固 1 道路工程 1 超高韧性 1 起始损伤量 1 裂缝控制 1 裂缝宽度 1 累积损伤程度 1 简支双向复合板 1 混凝土 1 桥梁工程 1 既有混凝土 1 断裂 1 控裂 1 拉伸应变硬化 1 弹塑性损伤力学 1 弯曲性能 1 弯曲强度 1 弯曲变形性能 1 多缝开裂 1 复合梁 1 后浇uhtcc 1 双k断裂准则 1 加固 1 劈拉试验 1 剪切试验 1 中和轴高度 1 三点弯曲梁 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
科研热词 推荐指数 超高韧性水泥基复合材料 4 结构工程 3 裂缝扩展门槛值 2 疲劳裂缝扩展 2 paris公式 2 轴压试验 1 超高韧性水泥基材料(uhtcc) 1 正截面承载力 1 强度 1 弯曲疲劳 1 延性断裂评价准则 1 应力-应变曲线 1 平截面假定 1 复合梁 1 变形 1 受压模型 1 双j参数 1 三阶段变形 1 uhtcc抗弯贡献 1 s-n双对数曲线 1 jr阻力曲线 1

FVCOM使用手册(完整版)

FVCOM使用手册(完整版)

An Unstructured Grid, Finite-Volume Coastal Ocean Model(无规则网格的有限体积海岸海洋模型)FVCOM User Manual(FVCOM用户手册)FVCOM软件用户许可协议 (3)第一章序言 (4)第二章:模型公式 (6)2.1 直角坐标系下的原始方程 (7)2.2 -坐标下的控制方程 (12)2.3 二维(垂直积分)方程 (13)2.4 湍流闭合模型 (15)2.4.1 水平扩散系数 (15)2.4.2 垂直旋转粘性和热扩散系数 (16)2.5 球面坐标系下的原始方程 (24)第三章有限体积离散法 (27)3.1 不规则三角网格的设计 (27)3.2 笛卡尔坐标下的离散方法 (29)3.2.1 二维外部模式 (29)3.2.2 三维内模式 (37)3.3 外部与内部模式的输运一致性 (44)3.4 干/湿处理方法 (46)3.4.1 标准 (48)3.4.2 Isplit的上限 (52)3.5 球坐标系下的有限体积离散方法 (57)3.6 岸边界条件的微元处理 (63)第四章:外部强迫 (66)4.1 风应力、热通量和降水/蒸发 (66)4.2 潮汐强迫 (67)4.3 增加海岸或江河流量的方法 (69)4.3.1 TCE方法 (69)4.3.2 MCE方法 (72)4.4 水平分辨率和时间步长的规范 (74)4.5 通过底部输入地下水 (77)4.5.1 简单盐平衡地下水通量形式 (77)4.5.2 地下水输入的完全格式 (78)第五章:开边界处理 (79)5.1 开边界处理的初始设定 (79)5.2 普遍辐射开边界条件 (82)5.3 新的有限体积开边界条件模块 (87)第六章:数据同化方法 (97)6.1 推导方法 (100)6.2 OI方法 (102)6.3 Kalman筛选 (104)6.3.1减小序列Kalman筛选(RRKF) (106)6.3.2 集合Kalman筛选(EnKF) (109)6.3.3 集合平方根Kalman过滤(EnSRF) (111)6.3.4. 集合变换 Kalman筛选 (ETKF) (113)6.3.5确认实验 (114)第七章:FVCOM沉积模块 (120)7.1 控制方程 (121)7.2 简单测试情况 (122)第八章:FVCOM生物模块 (123)8.1灵活生物模块(FBM) (124)8.1.1 FBM流程图 (124)8.1.2 FBM中的方程和函数 (126)8.2 提前选择生物模块 (157)8.2.1 养分-浮游植物-浮游动物(NPZ模型) (158)8.2.2 磷限制低养分层食物网模型 (160)8.2.3. The Multi-Species NPZD Model (168)8.2.3 多物种NPZD模型 (168)8.2.4 水质量模型 (171)第九章:示踪-追踪模型 (174)第十章:三维拉格朗日粒子追踪 (175)第十二章:代码平行 (193)12.1 区域分解 (194)12.2 区域设置 (195)12.3 数据交换 (196)12.4数据收集 (197)12.5 执行 (198)第十三章:模型代码描述和总说明 (199)13.1 在使用FVCOM前的用户应知 (199)13.3 数值稳定的标准 (206)13.4子程序和函数描述 (207)第14章模式安装,编译和运行 (231)14.1 获得FVCOM (232)14.2a 编译METIS库 (233)14.2b 编译FVCOM (233)14.3a 运行FVCOM(连续) (238)14.3b 运行FVCOM(平行) (239)第十五章:模型设置 (240)15.1 FVCOM运行时间控制变量文件casename_run.dat (240)15.2 FVCOM输入文件 (253)15.3特殊设置的必需输入文件 (256)15.4 原始输入文件的输入文件格式 (257)15.5 建立和使用FVCOM模块 (268)第十六章:FVCOM测试例子 (292)第十七章:不规则三角形网格产生 (319)17.1数据准备 (320)17.2 网格产生 (324)感谢 (347)参考文献 (348)FVCOM Software Users’ License AgreementFVCOM软件用户许可协议All users should read this agreement carefully. A user, who receives any version of the source code of FVCOM, must accept all the terms and conditions of this agreement and also agree that this agreement is like any written negotiated agreement signed by you. You may be required to have another written agreement directly with Dr. Changsheng Chen at SMAST/UMASS-D and Dr. Robert C. Beardsley at WHOI 所有用户须仔细阅读此协议。

平板边界层转捩的仿真

平板边界层转捩的仿真

平板边界层转捩的仿真
陈奕;高正红
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2009(026)003
【摘要】对计算流体力学(CFD)的难点问题--零压力梯度平板边界层转捩进行了成功仿真.利用商业软件FLUENT的二次开发功能,一种符合现代CFD技术要求的先进转捩模型--Gamma-Theta被用于仿真中,并采用了设置来流粘性比的新方法来进行基于SST k-omega湍流模型的仿真.仿真结果表明,在不同的来流湍流水平下,Gamma-Theta转捩模型可以准确仿真包含自然转捩和bypass转捩现象的平板边界层流动,而设置来流粘性比的新方法对于成功的仿真也起到了关键作用.【总页数】5页(P77-81)
【作者】陈奕;高正红
【作者单位】西北工业大学航空学院,陕西,西安,710072;西北工业大学航空学院,陕西,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】V211.3
【相关文献】
1.壁面温度分布的高超声速平板边界层稳定性分析及转捩预测 [J], Liu Lu;Cao Wei
2.展向凹槽及泄流孔对高超声速平板边界层转捩影响的试验研究 [J], 李强; 赵磊;
陈苏宇; 江涛; 庄宇; 张扣立
3.温度对高速平板边界层转捩雷诺数的影响 [J], 刘智勇; 禹旻; 杨武兵
4.脉冲电弧等离子体激励控制超声速平板边界层转捩实验 [J], 唐冰亮;郭善广;宋国正;罗彦浩
5.纵掠平板速度和温度边界层湍流转捩区的积分方法 [J], 赵波;刘建;李开勇
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《纳米结构的非傅里叶导热》札记

《纳米结构的非傅里叶导热》札记

《纳米结构的非傅里叶导热》读书随笔目录一、内容概要 (2)1.1 纳米技术的快速发展 (3)1.2 傅里叶导热理论在纳米领域的挑战 (5)1.3 本书研究的目的和意义 (6)二、纳米结构的基础知识 (7)2.1 纳米材料的定义与特性 (8)2.2 纳米结构的制备与表征 (9)2.3 纳米材料的应用领域 (11)三、非傅里叶导热概述 (12)3.1 传统傅里叶导热理论的局限性 (13)3.2 非傅里叶导热理论的兴起与发展 (14)3.3 非傅里叶导热现象在纳米结构中的表现 (15)四、纳米结构的非傅里叶导热现象研究 (16)4.1 实验研究方法 (18)4.2 数值模拟与理论分析 (19)4.3 结果与讨论 (20)五、非傅里叶导热在纳米结构中的应用 (21)5.1 高效热管理材料的设计 (23)5.2 微纳电子器件的散热优化 (24)5.3 先进复合材料的热性能改进 (25)六、展望与总结 (27)6.1 未来研究方向和挑战 (28)6.2 本书的主要研究成果与结论 (29)6.3 对未来纳米结构非傅里叶导热研究的建议 (30)一、内容概要引言:简要介绍了纳米材料的发展历程,以及纳米结构导热性质研究的重要性。

指出了传统傅里叶导热理论在纳米尺度下可能面临的问题和挑战。

纳米结构的基本性质:详细阐述了纳米材料的结构特点,包括尺寸效应、界面效应等,这些特点对材料的导热性能产生了重要影响。

非傅里叶导热理论概述:介绍了非傅里叶导热理论的基本概念、发展历程和基本原理,为后续分析纳米结构的非傅里叶导热现象提供了理论基础。

纳米结构的导热行为:重点分析了纳米结构材料的导热行为,包括热传导、热扩散、热波动等现象。

通过实例和实验数据,展示了纳米结构材料与传统材料在导热行为上的差异。

非傅里叶导热现象的研究方法:介绍了研究非傅里叶导热现象的实验方法、数值模拟方法等,包括热学测量技术、微观结构表征技术等。

纳米结构材料的应用前景:探讨了纳米结构材料在电子器件、热管理、能源等领域的应用前景,以及非傅里叶导热理论在这些应用中的作用。

2017年度陕西省自然科学基础研究计划立项清单

2017年度陕西省自然科学基础研究计划立项清单

序号立项年度项目编号项目类别项目名称项目负责人工号院系立项金额(万)120172017JQ6063自然科学基础研究计划-青年项目基于多目标偏好关系求解约束优化问题的高效进化算法研究董宁2002044数学与信息科学学院 3.00220172017JQ1008自然科学基础研究计划-青年项目Bergman 空间上的反向 Carleson测度王子鹏2015111数学与信息科学学院 3.00320172017JQ1005自然科学基础研究计划-青年项目子结构逻辑中态的代数分析贺鹏飞2015109数学与信息科学学院 3.00420172017JQ6070自然科学基础研究计划-青年项目基于社会学习和进化优化的符号网络结构挖掘研究孙奕菲2015125物理学与信息技术学院3.00520172017JM1040自然科学基础研究计划-面上项目高能铅-铅碰撞下的末态带电强子横动量谱标度行为的研究张文超2013153物理学与信息技术学院3.00620172017JM6091自然科学基础研究计划-面上项目溶胶凝胶法制备高损伤阈值宽带吸收体王勇刚2016019物理学与信息技术学院3.00720172017JM1033自然科学基础研究计划-面上项目多磁中心团簇上超快自旋动力学研究及自旋逻辑功能探索金蔚2014143物理学与信息技术学院3.00820172017JM2009自然科学基础研究计划-面上项目基于高度有序纳米针锥结构表面拉曼增强特性的光生物传感器研究李娟2015171物理学与信息技术学院4.00920172017JQ1038自然科学基础研究计划-青年项目柔性轻质硅/碳复合锂离子电池负极的设计与制备杨智博2015068物理学与信息技术学院3.001020172017JM2002自然科学基础研究计划-面上项目配体参与单电子转移廉价金属催化的手性胺合成李超群2014148化学化工学院 5.001120172017JM2020自然科学基础研究计划-面上项目基于DNA杂合催化剂的设计及不对称Michael加成反应研究简亚军2015175化学化工学院 3.001220172017JM2008自然科学基础研究计划-面上项目基于表面金属有机化学的水分解光催化剂的设计合成顾泉2015047化学化工学院 4.001320172017JM2001自然科学基础研究计划-面上项目海洋天然产物Atkamine的全合成研究徐利文2013024化学化工学院 5.001420172017JM2019自然科学基础研究计划-面上项目功能化共轭聚合物探针的构建及其在小分子信号物质检测中的应用唐艳丽2010101化学化工学院 3.001520172017JQ2024自然科学基础研究计划-青年项目双稳态纳米材料的可控制备及其性能研究彭浩南2015187化学化工学院 3.001620172017JQ2010自然科学基础研究计划-青年项目基于心环烯的新型碳纳米锥的设计、合成与性质李靖2015085化学化工学院 5.001720172017JM6020自然科学基础研究计划-面上项目高性能石墨烯电极的制备及其在钙钛矿太阳能电池中的应用刘治科2015220材料科学与工程学院 4.001820172017JQ2020自然科学基础研究计划-青年项目近红外光控稀土上转换纳米药物载体的设计、制备及释药机制石峰2014108材料科学与工程学院 3.001920172017JM2007自然科学基础研究计划-面上项目Ni(OH)2基电催化剂与TiO2高效复合用于水分解产氧研究闫俊青2015094材料科学与工程学院 4.002020172017JM5058自然科学基础研究计划-面上项目新型非富勒烯类电子受体材料及其在有机太阳能电池中的应用研究王强2013008材料科学与工程学院 4.002120172017JQ2038自然科学基础研究计划-青年项目TinO2n-1 (3≤n≤9)晶体学剪切面的形成机制研究孙颉2015225材料科学与工程学院 3.002017年度陕西省自然科学基础研究计划立项清单号立项年度项目编号项目类别项目名称项目负责人工号院系(万)2220172017JQ6040自然科学基础研究计划-青年项目提高活性层光子利用率优化三元体系有机光伏器件性能赵奎2015097材料科学与工程学院 3.002320172017JM3032自然科学基础研究计划-面上项目镉诱导果蝇衰老的表观遗传调控研究张敏1987077生命科学学院 3.002420172017JM8047自然科学基础研究计划-面上项目孤独症性别差异的分子机制-基于丙戊酸诱导的孤独症模型的研究田英芳2011104生命科学学院 4.002520172017JM8004自然科学基础研究计划-面上项目DVDMS协同UTMD靶向杀伤乳腺癌及逆转肿瘤耐药机制研究王攀2005093生命科学学院 5.002620172017JM3008自然科学基础研究计划-面上项目Pallbearer的细胞内转位在凋亡细胞清除中的作用研究肖辉2015189生命科学学院 4.002720172017JM8009自然科学基础研究计划-面上项目新型斑马鱼血栓模型的建立及抗血栓活性成分筛选李发荣1997035生命科学学院 5.002820172017JM3013自然科学基础研究计划-面上项目SUMO修饰影响迷走神经活性引起癫痫猝死的机制研究齐以涛2015012生命科学学院 4.002920172017JM3014自然科学基础研究计划-面上项目中华虎凤蝶和太白虎凤蝶的比较转录组学研究尤平2004086生命科学学院 4.003020172017JQ3014自然科学基础研究计划-青年项目莺科鸟类线粒体基因组学及系统发生关系研究李雪娟2015172生命科学学院 5.003120172017JM4011自然科学基础研究计划-面上项目黄土高原典型流域生态水文过程演变规律及其驱动机制研究梁伟2003049地理科学与旅游学院 4.003220172017JM4021自然科学基础研究计划-面上项目陕北黄土高原典型群落植物格局特征及其对土壤侵蚀的调控作用王宁2013122地理科学与旅游学院 3.003320172017JM4026自然科学基础研究计划-面上项目秦岭南北地区农业气候资源变化时空特征、影响与有效利用研究殷淑燕1996030地理科学与旅游学院 3.003420172017JQ4016自然科学基础研究计划-青年项目基于3S技术的陕西境内古丝绸之路时空演变模式及其驱动因素胡宁科2014086地理科学与旅游学院 3.003520172017JQ5074自然科学基础研究计划-青年项目基于普拉梭菌生物标记法的城市景观水体微生物污染源识别研究吉铮2015026地理科学与旅游学院 3.003620172017JQ4009自然科学基础研究计划-青年项目陕西生态系统服务权衡特征及其驱动因素研究张立伟2015135地理科学与旅游学院 5.003720172017JM6108自然科学基础研究计划-面上项目亚健康状态识别及脏腑功能状态相关性的脉搏信号研究艾玲梅1994015计算机科学学院 3.003820172017JM6101自然科学基础研究计划-面上项目自然光照下基于深度学习的套牌车辆检测与识别技术的研究张锲石2016026计算机科学学院 3.003920172017JM6060自然科学基础研究计划-面上项目面向机会群智感知网络的隐私保护新机制研究张立臣2005067计算机科学学院 3.004020172017JQ6029自然科学基础研究计划-青年项目抗泄露的可证明安全密码协议研究王鑫2015224计算机科学学院 5.004120172017JQ6038自然科学基础研究计划-青年项目基于概略结构抽取的空间数据发布隐私保护机制研究田丰2015144计算机科学学院 3.004220172017JQ6074自然科学基础研究计划-青年项目基于多源数据融合模型的图像认知研究张钰2015014计算机科学学院 3.004320172017JQ6077自然科学基础研究计划-青年项目基于多分辨率特征的无线传感器网络能量最优化模型及求解算法研究董蓓2015222计算机科学学院 3.00号立项年度项目编号项目类别项目名称项目负责人工号院系(万)4420172017JM6103自然科学基础研究计划-面上项目无线传感网融合定位理论研究路纲2009082计算机科学学院 3.004520172017JM6097自然科学基础研究计划-面上项目在线学习中基于计算机视觉的注意力识别与智能交互研究周筠2015051教育学院 3.00。

纳米Fe3O4增强硅橡胶与铁氧体的界面黏结特性试验研究

纳米Fe3O4增强硅橡胶与铁氧体的界面黏结特性试验研究

装备环境工程第21卷第4期·126·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2024年4月重大工程装备纳米Fe3O4增强硅橡胶与铁氧体的界面黏结特性试验研究王功起,黄西成,万强*(中国工程物理研究院总体工程研究所,四川 绵阳 621999)摘要:目的探究纳米Fe3O4增强硅橡胶与铁氧体的界面黏结特性。

方法分别开展准静态拉伸试验、界面法向和切向黏结强度试验。

采用超弹性理论,分析纳米Fe3O4增强硅橡胶材料的拉伸行为,采用双线性和指数内聚力模型,分析纳米Fe3O4增强与铁氧体的界面破坏行为。

结果通过拉伸试验获得了不同纳米Fe3O4含量的硅橡胶的工程应力应变曲线及两参数Mooney-Rivlin模型,小变形范围的模型误差在1%以内,大变形范围的最大误差为3.8%。

通过界面强度试验,获得了不同纳米Fe3O4含量的硅橡胶和铁氧体界面的法向和切向力-位移曲线、黏结强度和界面断裂能,得到了界面法向和切向黏结强度内聚力模型参数。

结论随着纳米Fe3O4含量增加,硅橡胶的拉伸强度增加,界面法向黏结强度和断裂能增大,而切向黏结强度和断裂能变化不显著。

双线性内聚力模型更适合作为纳米Fe3O4增强硅橡胶与铁氧体的界面黏结强度表征模型,界面法向和切向黏结强度变化规律与实测值的吻合程度更高。

关键词:纳米Fe3O4增强硅橡胶;界面模型;黏结强度;超弹性;内聚力模型中图分类号:TJ04 文献标志码:A 文章编号:1672-9242(2024)04-0126-09DOI:10.7643/ issn.1672-9242.2024.04.015Experimental Investigation on Interfacial Bonding Performance between Nano-Fe3O4 Magnetic Particles Reinforced Silicone Rubber with FerriteWANG Gongqi, HUANG Xicheng, WAN Qiang*(Institute of Systems Engineering, China Academy of Engineering Physics, Sichuan Mianyang 621999, China)ABSTRACT: The work aims to investigate the interfacial bonding characteristics of nano-Fe3O4 reinforced silicone rubber with ferrite. Quasi-static tensile tests, interfacial normal and tangential bonding strength tests were conducted. The hyperelasticity theory was applied to analyze the tensile behavior of nano-Fe3O4 reinforced silicone rubber, and bilinear and exponential cohe-sive models were utilized to analyze the interfacial damage behavior of nano-Fe3O4 reinforced with ferrite. The engineering stress-strain curves of silicone rubber reinforced by nano-Fe3O4 particles with different content were obtained by tensile tests, and two-parameter Mooney-Rivlin model was gotten as well. The error of the model in a small deformation range was less than 1%, and that in a large deformation range was 3.8%. Through interfacial strength tests, the normal and tangential force-displacement curves,收稿日期:2024-02-26;修订日期:2024-03-25Received:2024-02-26;Revised:2024-03-25基金项目:国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院NSAF联合基金(U2130206)Fund:National Natural Science Foundation of China-NSAF Joint Fund of Chinese Academy of Engineering Physics (U2130206)引文格式:王功起, 黄西成, 万强. 纳米Fe3O4增强硅橡胶与铁氧体的界面黏结特性试验研究[J]. 装备环境工程, 2024, 21(4): 129-134. WANG Gongqi, HUANG Xicheng, WAN Qiang.Experimental Investigation on Interfacial Bonding Performance Between Nano-Fe3O4 Magnetic Particles Reinforced Silicone Rubber with Ferrite[J]. Equipment Environmental Engineering, 2024, 21(4): 126-134.*通信作者(Corresponding author)第21卷第4期王功起,等:纳米Fe3O4增强硅橡胶与铁氧体的界面黏结特性试验研究·127·the interfacial bonding strength and interfacial fracture energy, and the parameters of the interfacial cohesive model for the in-terface of silicone rubbers with different nano-Fe3O4 contents with ferrite were obtained. The experiments show that the tensile strength of silicone rubber and the interfacial normal bonding strength and fracture energy increase with nano-Fe3O4 content, while the tangential bonding strength and fracture energy do not depend significantly on the content. The bilinear cohesion model is more suitable for the characterization of the interfacial bonding strength of nano-Fe3O4 reinforced silicone rubber and ferrite, and the interfacial normal and tangential bond models are in better agreement with the measured values.KEY WORDS: Nano-Fe3O4 reinforced silicone rubber; interface bonding model; bonding strength; hyperelastic; cohesive zone model近年来,纳米Fe3O4由于其具有颗粒粒径小、比表面积高、磁敏、超顺磁性、生物相容性和可调节性等特性,在实际应用中越来越广泛[1-6]。

第1章相空间重构

第1章相空间重构

迟重构都可以用来进行相空间重构,但就实际应用而言,由于我们通常不知道混沌时间
序列的任何先验信息,而且从数值计算的角度看,数值微分是一个对误差很敏感的计算
问题,因此混沌时间序列的相空间重构普遍采用坐标延迟的相空间重构方法[2]。坐标延
迟法的本质是通过一维时间序列{x(n)}的不同时间延迟来构造 m 维相空间矢量:
1.2 延迟时间τ 的确定
时间延迟τ 如果太小,则相空矢量 x(i) = {x(i), x(i −τ ), , x(i − mτ )} 中的任意两个分 量 x(i − jτ ) 和 x(i − ( j + 1)τ ) 在数值上非常接近,以至于无法相互区分,从而无法提供两 个独立的坐标分量;但如果时间延迟τ 太大的话,则两坐标在统计意义上又是完全独立
统在拓扑意义下等价的相空间,混沌时间序列的判定、分析与预测是在这个重构的相空
间中进行的,因此相空间的重构是混沌时间序列研究的关键[2]。
1985 年 Grassberger 和 Procaccia 基于坐标延迟法,提出了关联积分的概念和计算公
式,该方法适合从实际时间序列来计算混沌吸引子的维数,被称作 G-P 算法[4]。G-P 算
以上讨论的主要是求混沌不变量如关联维、Lyapunov 指数、Kolmogorov 熵或复杂 度的常用相空间重构方法,重构的目标是重构吸引子和真正吸引子的近似程度达到全局 最优。但由于无法得到混沌时间序列关于相空间重构的先验知识,因此上面提到的方法 都具有一定的主观性[16]。目前并没有一种适合各种混沌时间序列的通用相空间重构方 法,各种新的重构方法也不断被提出[17],甚至有学者提出不需要进行重构直接描述系统 混沌特征的新方法[18, 19],但他们的可靠性有待于进一步验证[20, 21]。另外虽然均匀嵌入这 种全局最优算法能保证求得的混沌不变量能体现系统全局特征,但不能达到很好的局部 预测效果。从混沌时间序列建模和预测的角度,Judd 和 Small 提出非均匀嵌入和可变嵌 入等将非线性建模和相空间重构相结合的方法[22-25],可变嵌入方法也在不断发展中[26]。

高吸波性能细菌纤维素Co3Fe7

高吸波性能细菌纤维素Co3Fe7

㊀第41卷㊀第7期2022年7月中国材料进展MATERIALS CHINAVol.41㊀No.7Jul.2022收稿日期:2020-08-30㊀㊀修回日期:2020-09-28基金项目:国家自然科学基金资助项目(51672175,51772187,51271116);上海市科委基础研究项目(18JC1410500,17ZR1441400,;国家国际科技合作专项(2017YFE0113000)第一作者:张子强,男,1996年生,硕士研究生通讯作者:刘庆雷,男,1979年生,研究员,博士生导师,Email:liuqinlei@DOI :10.7502/j.issn.1674-3962.202008020高吸波性能细菌纤维素Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的制备张子强,刘博文,方㊀艳,刘庆雷(上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海200240)摘㊀要:随着电磁污染的日益严重, 薄㊁宽㊁轻㊁强 的新型复合微波吸收材料受到了人们的广泛关注㊂然而,新型复合微波吸收材料的制备工艺相对复杂㊁机械加工性能较差㊁电磁性能难以调控,阻碍了其发展和应用㊂以来源丰富㊁具有三维互联网状结构的可再生资源 细菌纤维素为碳源,利用其表面具有的大量羟基吸附钴铁离子,再通过一步碳化还原法制备了钴铁碳纳米纤维(Co 3Fe 7/CNF)气凝胶㊂研究表明,Co 3Fe 7/CNF 气凝胶呈三维互联网状结构,具有高孔隙㊁超低密度和高微波吸收性能㊂当碳化温度为900ħ时,Co 3Fe 7/CNF 气凝胶与石蜡混合物在低负载(质量分数约为3%)㊁薄厚度(3.5mm)下的反射损耗为-47.5dB,表明细菌纤维素生物质材料在满足 薄㊁宽㊁轻㊁强 为导向的微波吸收材料方面显示出巨大的潜力㊂关键词:细菌纤维素;三维互联网状结构;钴铁碳纳米纤维气凝胶;吸波性能中图分类号:TB34㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1674-3962(2022)07-0563-10引用格式:张子强,刘博文,方艳,等.高吸波性能细菌纤维素Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的制备[J].中国材料进展,2022,41(7):563-572.ZHANG Z Q,LIU B W,FANG Y,et al .Preparation of Co 3Fe 7Carbon Nanofibers Aerogel with High Absorption Properties Derived fromBacterial Cellulose[J].Materials China,2022,41(7):563-572.Preparation of Co 3Fe 7Carbon Nanofibers Aerogel with High Absorption Properties Derived from Bacterial CelluloseZHANG Ziqiang,LIU Bowen,FANG Yan,LIU Qinglei(State Key Laboratory of Metal Matrix Composites,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China)Abstract :With the increasingly serious electromagnetic pollution, thin,wide,light and strong new composite micro-wave absorbing materials have attracted extensive attention.However,the development and application of new composite mi-crowave absorbing materials are hindered by comparatively complex fabrication process,weak machinability and difficulty in regulation of electromagnetic properties.Here,as a rich renewable resource with a three-dimensional mesh interconnection structure,bacterial cellulose (BC),whose surface is rich in hydroxyl groups for absorbing cobalt and iron ions,is used as a carbon source to prepare Co 3Fe 7carbon nanofibers (Co 3Fe 7/CNF)aerogel by one-step carbon reduction method.The re-search shows that Co 3Fe 7/CNF aerogel has three-dimensional mesh interconnection structure,high porosity,ultra-low densi-ty and high microwave absorption performance.When the carbonization temperature is 900ħ,the reflection loss (RL )of Co 3Fe 7/CNF aerogel and paraffin mixture with low load (~3wt%)and thin thickness (3.5mm)is -47.5dB,indicating that BC biomass materials show great potential in thin,wide,light and strong microwave absorbing materials.Key words :bacterial cellulose;three-dimensional mesh interconnection structure;Co 3Fe 7carbon nanofibers aerogel;mi-crowave absorption performance1㊀前㊀言近年来,随着各种电子设备的普及和通信工业的飞速发展,电磁污染问题越来越严重㊂在过去几年,各种电磁波吸收材料得到广泛的开发和运用,以解决电磁辐射对电子设备的干扰,并保护人体健康[1,2]㊂此外,越发复杂的工作环境对吸波材料性能提出了更高的要求,即 薄㊁宽㊁轻㊁强 ,特别是在航空航天㊁军事和便携式电子设备领域中[3,4]㊂与其他吸波材料(磁性金属及其中国材料进展第41卷氧化物[5,6]和导电聚合物[7])相比,碳材料具备多种物理化学优势,如高导电率㊁低密度以及优异的热和电化学稳定性,石墨㊁碳纳米管[8]㊁石墨烯[9]和多孔碳[10]等碳材料在高性能微波吸收材料领域表现出巨大的潜力㊂在各种碳材料中,碳基气凝胶是一种具有三维互联网状结构的多孔材料㊂其孔壁之间存在大量的自由空间,使得碳基气凝胶具有极低的密度㊁高的比表面积和低的热导率㊂根据理论计算,轻质和薄型气凝胶具有增强微波吸收的能力[11,12]㊂另外,气凝胶内部丰富的空气/碳骨架界面通过强烈的界面极化和介电弛豫改善了其微波吸收能力㊂因此,碳基气凝胶作为先进的轻质和高性能微波吸收剂引起了极大的关注㊂Qin等[13]将Fe3O4纳米颗粒与碳纳米管气凝胶进行组装,获得了具有较高机械稳定性和优异微波吸收性的复合气凝胶㊂Wu等[14]通过将聚吡咯(PPy)和还原氧化石墨烯(RGO)搅拌混合后再硫化制成自组装的海绵状超轻(ρʈ140mg/cm3)气凝胶,在极低的填充量(质量分数为10%)下,该硫化的PPy/ RGO气凝胶复合材料可以实现高效的微波吸收㊂然而,人造的互联纤维以及多孔结构在复合材料形成过程中是通过共价键结合的,容易断裂;另外,缺乏方便且可控的制造工艺也限制了实际应用中碳基气凝胶的批量生产㊂作为自然界中一种丰富可再生的典型纤维素资源,细菌纤维素(bacterial cellulose,BC)在微生物学[15]㊁生物技术[16]和材料科学[17]领域具有广泛的应用㊂由于BC纳米纤维具有较高的纤维素I型晶体结构和化学纯度[18],故其具有极高的机械强度和高温稳定性,在高温碳化或石墨化过程中也可以很好地保留纳米纤维的形态,且产生的碳纤维(carbon nanofiber,CNF)比人工方法合成的更加坚固[19]㊂同时,BC纳米纤维的超细网络结构由直径为10~100nm的超高纵横比纳米纤维制成,因此BC纳米纤维具有极高的孔隙率㊂此外,BC纳米纤维表面具有丰富的羟基基团,这些羟基基团能够吸附金属离子并使金属离子与BC纳米纤维完成均匀的自组装㊂上述性能以及生物相容性㊁可重复性的优点,使BC在先进微波吸收材料的制备方面具有巨大的潜力㊂本文以BC为碳源,利用其表面的羟基基团吸附钴铁离子,采用一步碳化还原法将钴铁离子转变为Co3Fe7磁性纳米颗粒,成功制备了Co3Fe7/CNF气凝胶㊂2㊀实㊀验2.1㊀原料与试剂氢氧化钠(NaOH,99.9%)㊁六水合硝酸钴(Co(NO3)2㊃6H2O,AR)㊁九水合硝酸铁(Fe(NO3)3㊃9H2O,AR)㊁乙酸(CH3COOH,99.5%)均购自阿拉丁试剂(上海)有限公司,细菌纤维素购于海南亿德食品有限公司㊂2.2㊀仪器与设备实验用到的设备有电子天平(FA1004,上海舜宇恒平科学仪器有限公司)㊁集热式恒温加热磁力搅拌器(DF-101S,巩义市予华仪器有限公司)㊁超声波清洗仪(SB-5200DTDN,宁波新芝生物科技股份有限公司)㊁冷冻干燥机(SCEITZ-10N,宁波新芝生物科技股份有限公司)和真空管式炉(OTF-1200X,合肥科晶材料技术有限公司)㊂2.3㊀实验方法2.3.1㊀细菌纤维素的纯化将大尺寸的细菌纤维素片(图1b)裁剪为4cmˑ3cm 的小片,并将细菌纤维素小片与2%(质量分数,下同)的NaOH溶液按体积比1ʒ3混合搅拌加热至100ħ处理24h,再将碱洗后的细菌纤维素小片取出用纯水清洗3遍;然后将其与1.5%的CH3COOH溶液按体积比1ʒ3混合搅拌加热至100ħ处理24h,最后用蒸馏水反复超声清洗酸碱处理的细菌纤维素直至pH=7㊂2.3.2㊀Co3Fe7/CNF气凝胶的制备图1a为Co3Fe7/CNF气凝胶的制备流程,将纯化的细菌纤维素小片浸入0.01mol/L的Co(NO3)2和0.02mol/L 的Fe(NO3)3的混合溶液中48h,使细菌纤维素小片充分吸附Co2+和Fe3+,将吸附钴铁离子的细菌纤维素小片在液氮(-196ħ)中浸没20min,使之充分冷冻,然后冷冻干燥(-74ħ,1Pa)72h,此样品标记为Co2+Fe3+/BC 气凝胶;最终,在管式炉氮气气氛下以5ħ/min升温至碳化温度并保持2h,碳化完毕随炉冷却至室温㊂碳化温度梯度分别设置为600,700,800和900ħ,不同碳化温度下得到的Co3Fe7/CNF气凝胶分别标记为Co3Fe7/CNF-600,Co3Fe7/CNF-700,Co3Fe7/CNF-800和Co3Fe7/CNF-900㊂图1c为不同处理阶段的细菌纤维素气凝胶的照片㊂2.3.3㊀吸波测试样品制样方法将小块Co3Fe7/CNF气凝胶样品直接浸没到80ħ熔融的石蜡中,吸附至饱和后取出,置于10ħ恒温箱中冷却凝固后,使用特制模具将其制成内径为3.04mm㊁外径为7.00mm㊁厚度约为4mm的同轴环以供吸波测试㊂分别称量样品吸附石蜡前后的质量(表1),得出混合物中样品的质量分数为(3.00ʃ0.20)%㊂2.4㊀样品表征采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM,捷克TES-CAN公司,MIRA3)和透射电子显微镜(TEM,JEOL, JEM-2100)对Co3Fe7/CNF气凝胶的微观形貌进行表征㊂采用XRD(Bruker AXS,D8-Discover,Cu Kα靶,扫描范围2θ=10ʎ~80ʎ,5(ʎ)/min)对Co3Fe7/CNF气凝胶的晶相结构进行分析㊂采用显微共焦拉曼光谱仪(英国Renishaw465㊀第7期张子强等:高吸波性能细菌纤维素Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的制备公司,inVia Qontor,拉曼位移范围为750~3000cm -1)进行激光拉曼图谱的采集㊂采用综合物性测量系统(美国Quantum Design 公司,PPMS-9T (EC-II))在298K 测试Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的磁性能㊂采用X 射线光电子能谱(XPS,K-Alpha)测试Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的化学元素组成和化学结合状态㊂采用矢量网络分析仪(N5224A,Agi-lent)在2~18GHz 频率范围内测试Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的电磁参数,研究其吸波性能㊂图1㊀Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的制备流程图(a),大尺寸细菌纤维素(BC)照片(b),冷冻干燥的BC㊁Co 2+Fe 3+/BC 气凝胶㊁Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的照片(c)Fig.1㊀Schermatic diagram of preparation pracess of Co 3Fe 7/CNF aerogel (a);photo of large size bacterial cellulose(BC)(b);photosof freeze-dried BC,Co 2+Fe 3+/BC aerogel,Co 3Fe 7/CNF aerogel (c)表1㊀不同碳化温度下样品吸附石蜡前后质量及质量分数Table 1㊀Mass and mass fraction of samples before and after ad-sorption of paraffin at different carbonization temperaturesSamplesBefore /mg After /mg Mass fraction /%Co 3Fe 7/CNF-60011.57376.09 3.08Co 3Fe 7/CNF-70012.11402.33 3.01Co 3Fe 7/CNF-80010.62356.37 2.98Co 3Fe 7/CNF-90011.33361.643.133㊀结果与讨论3.1㊀微观形貌表征图2i 为冷冻干燥的细菌纤维素与吸附Co 2+和Fe 3+细菌纤维素的红外图谱,可以看出在3347.34cm -1处Co 2+Fe 3+/BC 峰较BC 峰的强度明显下降,这是由于3347.34cm-1处的峰为羟基的峰位,细菌纤维素通过纤维表面的羟基吸附Co 2+和Fe 3+,吸附完成后羟基的数量大量减少㊂图2a ~2d 为不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的SEM 照片,可以看出该气凝胶具有多孔㊁有序㊁互联的三维网状结构㊂如图2e ~2h 所示,当碳化温度低于700ħ时,Co 3Fe 7纳米颗粒均匀结合在CNF 上且纳米颗粒直径为4nm 左右;当温度进一步升高至800ħ,局部的纳米颗粒迁移长大形成直径为数十个纳米的颗粒,同时在CNF 表面留下小介孔;且孔隙结构在较高的温度下会发生坍塌结合,形成更大的孔结构,故Co 3Fe 7/CNF-900气凝胶的比表面积为207.5m 2/g,小于其它碳化温度下制备的气凝胶的比表面积(表2)㊂同时,不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶呈现出相似的吸附-脱附曲线(图2j),这表明BC 独特的微观结构并没有被高温碳化所破坏,与SEM 和TEM 表征的结果一致㊂3.2㊀物相组成分析通过XRD 表征不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的晶相,如图3所示㊂位于44.75ʎ和65.11ʎ处的特征衍射峰分别对应于Co 3Fe 7(JCPDS 卡号48-1816)的(110)和(200)晶面,说明Co 2+和Fe 3+经过高温碳化还原形成Co 3Fe 7晶体㊂另外,随着碳化温度由600升高到900ħ,Co 3Fe 7的衍射峰明显增强,这表明随着碳化温度的升高Co 3Fe 7纳米颗粒尺寸更大㊁结晶度更高,与SEM 和TEM565中国材料进展第41卷微观形貌表征结果一致㊂26.3ʎ处的峰对应石墨化碳的(002)晶面[20],这是因为高温使无定形碳进入重构阶段,同时高温碳化时形成的Co 3Fe 7纳米颗粒对石墨化反应具有催化作用㊂图2㊀不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的SEM 照片(a~d)㊁TEM 照片(e~h)和组成特征(i,j):(a,e)Co 3Fe 7/CNF-600,(b,f)Co 3Fe 7/CNF-700,(c,g)Co 3Fe 7/CNF-800,(d,h)Co 3Fe 7/CNF-900,(i)BC 和Co 2+Fe 3+/BC 气凝胶的红外图谱,(j)Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的氮气吸附-脱附曲线Fig.2㊀SEM (a~d),TEM (e ~h)images and composition characterizations (i,j)of Co 3Fe 7/CNF aerogel at different carbonizationtemperatures:(a,e)Co 3Fe 7/CNF-600,(b,f)Co 3Fe 7/CNF-700,(c,g)Co 3Fe 7/CNF-800,(d,h)Co 3Fe 7/CNF-900,(i)infrared spectra of BC and Co 2+Fe 3+/BC aerogels,(j)N 2absorption-desorption isotherms of Co 3Fe 7/CNF aerogel表2㊀不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的比表面积Table 2㊀Specific surface area of Co 3Fe 7/CNF aerogel at differentcarbonization temperaturesSamplesS BET /(m 2/g)Co 3Fe 7/CNF-600364.2Co 3Fe 7/CNF-700302.6Co 3Fe 7/CNF-800261.9Co 3Fe 7/CNF-900207.5采用拉曼光谱进一步表征Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的石墨化程度,如图4所示㊂1345和1575cm-1处的峰分别是碳材料的两个典型特征峰D 峰和G 峰㊂D 峰是石墨中sp3碳原子的无序振动峰,G 峰来自于sp 2碳原子的伸缩振动,图3㊀不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的XRD 图谱Fig.3㊀XRD patterns of Co 3Fe 7/CNF aerogel at different carbonization tem-peratures665㊀第7期张子强等:高吸波性能细菌纤维素Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的制备D 峰和G 峰的强度比(I D /I G )代表石墨化程度[21],比值越低表明材料的石墨化程度越高㊂对于Co 3Fe 7/CNF 气凝胶,随着碳化温度由600升至900ħ,I D /I G 从0.94降低至0.71(表3),表明Co 3Fe 7纳米颗粒对石墨化反应具有催化作用,温度越高,Co 3Fe 7纳米颗粒尺寸越大㊁晶体越完整,催化作用越强,Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的石墨化程度越高㊂图4㊀不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的拉曼图谱Fig.4㊀Raman spectra of Co 3Fe 7/CNF aerogel at different carbonizationtemperatures表3㊀不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的I D /I GTable 3㊀The I D /I G values of Co 3Fe 7/CNF aerogel at different car-bonization temperaturesSamples I D /I GCo 3Fe 7/CNF-6000.94Co 3Fe 7/CNF-7000.87Co 3Fe 7/CNF-8000.79Co 3Fe 7/CNF-9000.71图5a ~5c 为碳化温度为900ħ时Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的高分辨透射电电子显微镜(HRTEM)照片,分析可知,晶面间距为0.350nm 的晶格条纹属于石墨碳层的(002)晶面,0.202nm 的晶面间距对应于Co 3Fe 7晶体的(110)晶面㊂图5d 的选取电子衍射(SEAD)照片很好地表征出石墨碳的(002)晶面㊁Co 3Fe 7的(110)和(200)晶面,同XRD 图谱表征结果一致㊂采用XPS 表征Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的元素组成和化学状态㊂图6a 为Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的XPS 全谱图,分析发现其全谱包含C 1s㊁O 1s㊁Fe 2p 和Co 2p 峰,其中氧来自于表面吸附的微量水分和铁元素的轻微氧化㊂由图6b 可知,碳元素有3种成键形式,分别是C C㊁C O 和C C,位于284.6eV 处的峰最强,表明Co 3Fe 7/CNF气凝胶中的石墨化碳原子主要参与sp 2键合㊂图6c 为Fe 2p 的高分辨图谱,由图可知位于710.9与721.2eV 处的两个强峰分别对应Fe 2p 3/2和Fe 2p 1/2;由Co 2p 的高分辨图谱(图6d)中可知,位于779.2和794.8eV 的两个强峰分别对应于Co 2p 3/2和Co 2p 1/2,这4个峰均来自于Co 3Fe 7纳米颗粒中的钴原子与铁原子㊂Fe 2p 高分辨图谱在707.9eV 和在725.8eV 处的两个峰主要是由于铁原子轻微的氧化生成微量FeO 和Fe 3O 4导致㊂图5㊀Co 3Fe 7/CNF-900气凝胶的高分辨透射电子显微镜(a ~c)和选取电子衍射(d)照片Fig.5㊀HRTEM images (a~c)and SEAD image (d)of Co 3Fe 7/CNFaerogel at 900ħcarbonization temperature3.3㊀吸波性能检测碳化温度的提高可以促进CNF 的石墨化程度和Co 3Fe 7纳米颗粒的结晶程度,影响材料的电磁性能,进而影响Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的微波吸收性能㊂图7为不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶在2~18GHz 的复介电常数和介电损耗曲线图,可以看出介电常数实部εᶄ和介电常数虚部εᵡ表现出明显的频率依赖性㊂单一碳化温度下,在整个波段内εᶄ和εᵡ随着频率增加而下降,这种现象存在于已报道的多种碳材料中,由频率的色散效应导致㊂通过自由电子理论(εᵡʈσ/2πε0f ,其中σ是电导率,ε0是真空中材料的介电常数,f 为电磁场频率)可知,在相同频率下碳化温度的提高使CNF 的石墨化程度提高,电导率增大,进而使得εᶄ和εᵡ提高㊂图7c 为在不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的介电损耗-频率曲线,介电损耗包括传导㊁极化损耗和介电弛豫㊂三维互联的CNF 的石墨化程度较高,有助于迁移电子和跳跃电传导,因此碳化温度越高,相应的传导损耗越大[22]㊂同时石墨化区域中的缺陷和非晶碳中的悬空键充当极化中心,产生强烈的界面极化[23]㊂图7c 中曲线带有多个峰表明介电损耗过程是多重介电弛豫,由Cole-Cole 半圆可以得到证实㊂根据德拜理论,εᶄ和εᵡ遵循式(1):(εᶄ-εɕ)2+εᵡ2=(εs -εɕ)2(1)765中国材料进展第41卷图6㊀不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的XPS 全谱(a);C 1s(b)㊁Fe 2p(c)和Co 2p(d)的高分辨图谱Fig.6㊀XPS spectra of Co 3Fe 7/CNF aerogel at different carbonization temperatures (a);high resolution spectra of C 1s (b),Fe 2p (c)and Co 2p(d)图7㊀不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的电磁参数:(a)介电常数实部,(b)介电常数虚部,(c)介电损耗Fig.7㊀Electromagnetic parameters of Co 3Fe 7/CNF aerogel at different carbonization temperatures:(a)real part of permittivity,(b)imaginary part ofpermittivity,(c)dielectric loss tangent式中,εs 是在特定频率下的介电常数,εɕ为频率无穷大时的介电常数㊂如图8所示,每一个Cole-Cole 半圆都代表一个德拜弛豫过程,表明当存在电磁波时,材料内部会产生介电极化弛豫过程㊂不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF气凝胶存在多个Cole-Cole 半圆,表明在外加电磁场的作用下,材料内部存在多个极化弛豫过程㊂磁损耗是决定材料微波吸收性能的另一个重要因素,图9为不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的复磁导率和磁损耗,可以明显发现复磁导率和磁损耗的变化范围远远低于复介电常数和介电损耗,同时可以明显发现一些共振峰㊂磁损耗主要来自于磁滞损耗㊁畴壁共振㊁自然共振㊁交换共振和涡流损耗㊂磁滞损耗在弱磁场下可以忽略,一般在MHz 频率范围[24]内才会发生畴壁共振㊂涡流损耗公式如式(2)所示:μᵡ(μᶄ)-2f -1=23πμ0σd 2(2)式中,μᶄ为磁导率实部,代表储存磁场能量的能力;μᵡ为磁导率虚部,代表损耗磁场能量的效率;μ0表示真空中材料的磁导率;d 为材料样品厚度㊂如果磁损耗主要来自于涡流损耗,通过式(2)可知,当频率增大时,方程左侧的值保持不变,在图9d 中其值变化波动,因此涡流效应对磁损耗的贡献忽略不计㊂自然共振和交流共振是Co 3Fe 7/CNF 气凝胶磁损耗的主要来源,图9中出现的共振峰在低频和高频分别对应于自然共振和交换共振[25]㊂865㊀第7期张子强等:高吸波性能细菌纤维素Co 3Fe 7/CNF气凝胶的制备图8㊀不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的Cole-Cole 半圆:(a)600ħ,(b)700ħ,(c)800ħ,(d)900ħFig.8㊀Cole-Cole semicircles of Co 3Fe 7/CNF aerogel at different carbonization temperatures:(a)600ħ,(b)700ħ,(c)800ħ,(d)900ħ图9㊀不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的电磁参数:(a)磁导率实部,(b)磁导率虚部,(c)磁损耗,(d)μᵡμᶄ-2f -1曲线Fig.9㊀Electromagnetic parameters of Co 3Fe 7/CNF aerogel at different carbonization temperatures:(a)real part of permeability,(b)imag-inary part of permeability,(c)magnetic loss tangent,(d)the μᵡ(μᶄ)-2f -1curves㊀㊀通常,理想的吸波材料需要保障两个基本原则:(1)阻抗匹配原则:降低电磁波在材料表面的反射系数以减少反射,从而使电磁波尽可能多地入射到材料内部进行损耗吸收㊂两种材料的阻抗(Z 1和Z 2)越接近,所发生的反射现象越少,Z 1=Z 2表示两种材料的阻抗完全匹配,电磁波在两种材料界面上不会发生反射㊂通常电磁波在自由空间入射材料,因此需要使材料吸收阻抗尽可能接近空间阻抗,如式(3):Z in =Z 0㊀μr εrtanh [j2πfd c ()㊀μr εr ](3)Z 0表示自由空间的阻抗,Z in 表示吸收体的输入阻抗,εr和μr 分别为介质材料的复介电常数和复磁导率,f 为入射电磁波频率,d 为吸收体厚度,c 为自由空间中的光速㊂(2)衰减特性:电磁波入射到材料内部经过不同的损耗机制而被吸收转换㊂损耗常数通过式(4)计算:α=㊀2πfcˑ㊀μr ᵡεr ᵡ-μr ᶄεr ᶄ()+㊀μr ᵡεr ᵡ-μr ᶄεr ᶄ()2+μr ᶄεr ᵡ+μr ᵡεr ᶄ()2(4)从阻抗匹配公式来看,当复介电常数和复磁导率越低时,阻抗越接近,匹配效果越好㊂但是从损耗常数公式可知,材料的复介电常数和复磁导率越大,电磁波就越能被有965中国材料进展第41卷效损耗㊂因此,阻抗匹配和衰减特性相互矛盾,在吸波材料的开发研究中,实现阻抗匹配和损耗常数的折中优化,需要选取合适的复介电常数和复磁导率,才能进一步实现高效的微波吸收㊂根据广义传输线理论[26],在给定的频率和吸收体厚度下,能计算出样品的反射损耗(reflection loss,RL ),其值被用来评价材料的吸波性能,较低的RL 值表示较高的微波吸收性能,如式(5):RL =20log |Z in -Z 0Z in +Z 0|(5)当RL 值为-10dB 时,表示有90%的电磁波能量被吸收,对应的频带宽度被定义为有效吸收带宽(effective absorp-tion band,EAB)㊂对于实际应用的吸波材料,要求反射损耗值尽可能小,同时有效吸收带宽在给定的厚度下尽可能大㊂图10为在2~18GHz 下具有特定厚度(2.0~5.5mm)的Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的吸波性能㊂对于不同碳化温度下图10㊀不同碳化温度下Co 3Fe 7/CNF 气凝胶的反射损耗和阻抗匹配:(a)600ħ,(b)700ħ,(c)800ħ,(d)900ħFig.10㊀The reflection loss (RL )and impedance matching value curves versus frequency and thickness of Co 3Fe 7/CNF aerogel at differentcarbonization temperatures:(a)600ħ,(b)700ħ,(c)800ħ,(d)900ħ75㊀第7期张子强等:高吸波性能细菌纤维素Co3Fe7/CNF气凝胶的制备的Co3Fe7/CNF气凝胶,随着吸收体厚度的增大,吸收峰向低频区域移动,这与四分之一波长匹配模型一致[27]㊂在吸收厚度为2.0~5.5mm的范围内,Co3Fe7/CNF-600气凝胶的吸波性能均低于-10dB,这是由于低石墨化程度和低结晶度的Co3Fe7纳米颗粒对入射电磁波的损耗能力弱,同时材料的阻抗匹配也较差;当碳化温度超过700ħ,Co3Fe7/CNF气凝胶具有明显的吸波特性;特别是如图10c所示,当碳化温度为800ħ时,RL值为-26.5dB,有效吸收带宽在4.5~18GHz范围内;随着碳化温度从800升高到900ħ,材料的阻抗匹配更加接近1,同时损耗能力也进一步提高,良好的阻抗匹配和优异的损耗能力折中优化,使Co3Fe7/CNF-900气凝胶在厚度为3.5mm处获得最优异的吸波性能,即反射损耗为-47.5dB㊂三维互联的网状结构使入射电磁波在材料内部多次反射㊁散射和干涉,有助于消耗电磁波能量;引入磁性Co3Fe7纳米颗粒,在赋予材料磁性能的同时,还可以有效地改善材料的阻抗匹配,使电磁波更易进入材料内部,大大提高材料的吸波性能㊂作为微波吸收剂的填料,通常需要在基体中形成整个或局部互连的导电网络,这在很大程度上取决于这些材料的形态和微观结构㊂图11总结了碳基材料及其衍生物的微波吸收性能㊂颗粒状填料由于其超低纵横比[28],通常在20%~50%的高填料负荷下达到最佳反射损耗值㊂碳基材料的一维和二维纳米结构具有较大的长径比,从而增加了在低填充量下导电网络形成的可能性㊂但是,由于这些纳米结构的团聚,当填料的加入量大于10%时,图11㊀BC衍生的碳杂化气凝胶与先前报道的轻质碳基材料及其衍生物的最小反射损耗和相应的填充量比较Fig.11㊀Comparison in the minimum reflection loss and corresponding filler loading of BC-derived carbon hybrid aerogels with previ-ously reported lightweight carbon-based materials and their de-rivatives 便已实现了大多数报道的高性能㊂至于三维多孔气凝胶,它们中的大多数在填料负载量为10%~30%时具有出色的微波吸收性㊂本文研究的Co3Fe7/CNF-900复合材料在3%低填料负荷下就能实现高微波吸收性能,满足微波吸收材料填料少㊁性能高的要求,同时其制备工艺简单绿色环保㊂4㊀结㊀论(1)本研究以廉价丰富的可再生生物质细菌纤维素材料为碳源,采用一步碳化还原法首次成功制备了Co3Fe7/CNF气凝胶,900ħ碳化温度下制备的样品兼具良好的阻抗匹配和优异的损耗能力,达到最佳吸波性能(反射损耗为-47.5dB),且有效吸收带宽为4.5~18GHz㊂(2)当碳化温度升高时,在Co3Fe7纳米颗粒的催化作用下,Co3Fe7/CNF气凝胶的石墨化程度增大,电导率升高,从而使其介电损耗增强㊂另一方面,随碳化温度的升高,Co3Fe7纳米颗粒尺寸变大㊁结晶度增加,损耗能力增强㊂Co3Fe7纳米颗粒的引入克服了纯碳基材料单一介电损耗的缺陷,并极大地改善了碳基气凝胶的阻抗匹配㊂(3)细菌纤维素独特的三维互联纳米纤维网络结构结合其表面含有大量羟基的物理化学性质,使其能够很好地复合磁性金属,是一种简单高效的复合新方法,且具有绿色㊁可再生的优势,在新型生物质碳源开发先进多功能性碳基材料的应用领域中具有非常广阔的前景㊂参考文献㊀References[1]㊀LI N,HUANG Y,DU Y,et al.Nano Letters[J],2006,6(6):1141-1145.[2]㊀WU N,LIU C,XU D,et al.ACS Sustainable Chemistry&Engi-neering[J],2018,6(9):12471-12480.[3]㊀SUN R,ZHANG H B,LIU J,et al.Advanced Functional Materials[J],2017,27(45):1702807.[4]㊀CHEN Z,XU C,MA C,et al.Advanced Materials[J],2013,25(9):1296-1300.[5]㊀ZHAO B,LI Y,GUO X,et al.Ceramics International[J],2019,45(9):24474-24486.[6]㊀WU N,LIU C,XU D,et al.ACS Sustainable Chemistry&Engi-neering[J],2018,6(9):12471-12480.[7]㊀JIANG D,MURUGADOSS V,WANG Y,et al.Journal of PolymerReviews[J],2019,59(2):280-337.[8]㊀WANG L,QIU H,LIANG C,et al.Carbon[J],2019,141:506-514.[9]㊀MURUGADOSS V,LIN J,LIU H,et al.Nanoscale[J],2019,11(38):17579-17589.[10]WU N,XU D,WANG Z,et al.Carbon[J],2019,145:433-444.175中国材料进展第41卷[11]MEN F,WANG H,CHEN Z,et al.Nano Research[J],2018,11:2847-2861.[12]JIANG Y,XIE X,CHEN Y,et al.Journal of Materials Chemistry C[J],2018,6(32):8679-8687.[13]QIN Y,ZHANG Y,QI N,et al.ACS Applied Materials&Inter-faces[J],2019,11(10):10409-10417.[14]WU F,XIE A,SUN M X,et al.Journal of Materials Chemistry A[J],2015,3(27):14358-14369.[15]MANEERUNG T,TOKURA S,RUJIRAVANIT R,et al.Carbohy-drate Polymers[J],2008,72(1):43-51.[16]SVENSSON A,NICKLASSON E,HARRAH T,e t al.Biomaterials[J],2005,26(4):419-431.[17]HUANG Y,ZHENG M,LIN Z,et al.Journal of Materials Chemis-try A[J],2015,3(20):10910-10918.[18]WU Z Y,LIANG H W,LI C,et al.Nano Research[J],2014,7:1861-1872.[19]LIANG H W,GUAN Q F,ZHU Z,et al.NPG Asia Materials[J],2012,4:e19.[20]VIJ V,TIWARI J N,KIM K S,et al.ACS Applied Materials&In-terfaces[J],2016,8(25):16045-16052.[21]QIANG R,DU Y,CHEN D,et al.Journal of Alloys and Com-pounds[J],2016,681(6414):384-393.[22]KINLOCH I A,SUHR J,LOU J,et al.Science[J],2018,362:547-553.[23]WEN B,CAO M S,HOU Z L,et al.Carbon[J],2013,65:124-139.[24]QIANG R,DU Y,ZHAO H,et al.Journal of Materials ChemistryA[J],2015,3(25):13426-13434.[25]CAO M,WANG X,CAO W,et al.Small[J],2018,14(29):1800987.[26]TIAN C,DU Y,XU P,et al.ACS Applied Materials&Interfaces[J],2015,7(36):20090-20099.[27]LIANG X H,ZHANG X M,LIU W,et al.Journal of MaterialsChemistry C[J],2016,4(28):6816-6821.[28]HUANG L,LI J,WANG Z J,et al.Carbon[J],2019,143:507-516.(编辑㊀吴㊀锐)275。

带分流叶片叶轮的模型重建及气动特性分析

带分流叶片叶轮的模型重建及气动特性分析

带分流叶片叶轮的模型重建及气动特性分析
闫波;王宏涛;曾巧芸;王晓飞
【期刊名称】《应用科技》
【年(卷),期】2012(039)002
【摘要】利用imageware和UG软件,采用基于特征的重建方法,完成一种带分流叶片叶轮的实体模型重建;运用Ansys 软件实现了重建叶轮的气动特性分析,给出了叶轮在不同转速下的流量特性曲线,具体分析了叶轮在某流量下的速度和压力分布.结果表明,重建的叶轮等熵效率高,安全工作范围比较宽广;叶轮流道内气体流动稳定、压力增加均匀.
【总页数】4页(P49-52)
【作者】闫波;王宏涛;曾巧芸;王晓飞
【作者单位】南京航空航天大学机电学院,江苏南京 210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京 210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京 210016;江苏省计量科学研究院长度计量研究所,江苏南京 210016
【正文语种】中文
【中图分类】TP271
【相关文献】
1.带分流叶片离心叶轮气动设计及其流场分析 [J], 袁鹏;胡骏;王志强
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5.非设计工况下带分流叶片半开式离心叶轮内部流动特性数值研究 [J], 曾永顺;刘连强;郝晓林;姚志峰;王福军;杨敏
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结合FLUENT软件的叶型粘性逆命题气动设计方法

结合FLUENT软件的叶型粘性逆命题气动设计方法

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任智勇;李志鹏;姜健;汪涛
【期刊名称】《推进技术》
【年(卷),期】2016(37)5
【摘要】为了有效解决粘性条件下的反问题,发展了一种满足粘性假设的逆命题气动设计方法,并将其通过UDF与FLUENT软件结合,构建了逆命题设计平台.该方法给定叶型的目标压力分布,采用目标和当前压力分布的差计算出网格变形量修正叶型,直到获得满足目标压力分布的型线.采用本平台对一组抛物线叶栅进行计算验证,之后完成了涡轮叶栅的重新设计.抛物线和涡轮叶栅的逆命题计算结果的压力分布均与目标吻合良好,证明了本平台的有效性.逆命题计算后压力残差下降约
85%~95%,计算时间约为分析计算的4~7倍.
【总页数】6页(P886-891)
【作者】任智勇;李志鹏;姜健;汪涛
【作者单位】中国航空工业集团公司中国飞行试验研究院
【正文语种】中文
【中图分类】V211.3
【相关文献】
1.面积律与Fluent软件相结合的减阻设计方法
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基于非局部自相关的复制粘贴检测算法

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吴旭;刘翔
【期刊名称】《电子科技》
【年(卷),期】2022(35)10
【摘要】针对数字图像复制-粘贴篡改无法区分目标与来源的问题,文中通过改进相似度匹配算法和利用非局部自注意力机制,在定位出篡改区域的前提下,解决了篡改源区域和目标区域的分类问题。

总体框架为双分支检测网络,主分支采用经典U-net分割篡改区域像素,副分支通过孪生网络进行特征提取并计算自相关性,从而分割出篡改目标与源区域像素。

将双分支融合后进行端到端训练,最终网络预测出三分类结果。

实验结果表明,文中算法检测定位目标区域时的像素级分类精确率达到了80.47%,且F1值及准确度均优于对比算法。

可视化结果和鲁棒性实验也表明文中算法具有良好的泛化性能。

【总页数】6页(P59-64)
【作者】吴旭;刘翔
【作者单位】上海工程技术大学电子电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41;TN99
【相关文献】
1.基于非局部均值-鲸鱼优化算法的套管引线超声波检测方法研究
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超分辨率算法4.基于非局部操作的深度卷积神经网络车位占用检测算法5.一种基于改进非局部雾线先验的新型图像能见度检测算法
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超临界二氧化碳向心透平设计与热流固耦合研究

超临界二氧化碳向心透平设计与热流固耦合研究

超临界二氧化碳向心透平设计与热流固耦合研究赵攀;温玉聪;娄聚伟;杨培军;周林;张瑜;王江峰【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2022(56)11【摘要】为了适应兆瓦级超临界二氧化碳(SCO_(2))布雷顿循环系统的需求,本文在1 MW功率等级SCO_(2)向心透平设计基础上,通过雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS)的方法开展了透平流道内流动的三维数值模拟,分析了透平的变工况性能,研究了叶顶间隙的大小对流动效率的影响规律。

基于热流固耦合方法,根据数值模拟结果与透平叶轮的实际运行条件,施加相应热载荷与气动载荷,并考虑到轮背泄漏流引起的轴向推力,开展了透平动叶轮的运行安全性分析。

结果表明:设计工况下透平的等熵效率达到83.53%,输出功率达到1188.57 kW,所设计的透平具有良好的变工况性能;采用TC4钛合金制造的透平叶轮的最大总形变为0.570 mm,其中最大轴向形变为0.303 mm,叶轮结构的内部应力远小于材料的屈服强度。

本文的工作可为未来兆瓦级SCO_(2)布雷顿循环系统的透平研制提供基础数据与理论支撑。

【总页数】12页(P83-94)【作者】赵攀;温玉聪;娄聚伟;杨培军;周林;张瑜;王江峰【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院;西安西热锅炉环保工程有限公司;国能长源汉川发电有限公司【正文语种】中文【中图分类】TK14【相关文献】1.部分进气超临界二氧化碳向心透平气动性能研究2.基于热流固耦合分析的重型燃气轮机透平高压叶片寿命研究3.多种载荷下超临界二氧化碳向心透平变形及应力研究4.超临界二氧化碳射流破岩的热流固耦合机理5.超临界二氧化碳向心透平研究进展因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

混合的快速分形编码方法

混合的快速分形编码方法

混合的快速分形编码方法
高雪峰;叶正麟;刘利娟
【期刊名称】《计算机应用》
【年(卷),期】2004(024)011
【摘要】针对目前分形图像压缩过程中编码时间过长的问题,提出了一种将分类技术和树结构结合在一起的混合分形编码方法,同时给出了分形编码的时间复杂度分析.实验结果表明,同以往的方法相比,本方法在基本保证解码质量的基础上,可以极大地提高分形编码速度.同不加速分形编码相比,当ε=6时,混合方法带旋转反射变换编码速度可以提高57倍,不带旋转反射变换可以提高420倍.
【总页数】4页(P128-130,138)
【作者】高雪峰;叶正麟;刘利娟
【作者单位】西北工业大学,理学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,理学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,理学院,陕西,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
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2.基于混合分类和矩形划分的快速分形编码方法 [J], 刘明;叶正麟;赵瑞
3.一种新的小波分形混合图像编码方法 [J], 孟娟;付炜;景源;林春雨
4.一种快速、高效的混合小波-分形图像编码方法 [J], 黄晋;刘宇红;刘桥
5.一种快速、高效的混合小波-分形图像编码方法 [J], 黄晋;刘宇红;刘桥
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界面层及其建模方式对编织结构CMC材料导热系数影响研究

界面层及其建模方式对编织结构CMC材料导热系数影响研究

界面层及其建模方式对编织结构CMC材料导热系数影响研究叶大海;屠泽灿;李洋;毛军逵;赵陈伟
【期刊名称】《推进技术》
【年(卷),期】2022(43)5
【摘要】针对编织结构陶瓷基复合材料(Ceramic matrix composite,CMC)中基体、纤维束和界面层等组分的不同传热特征,以及考虑到界面层结构极薄的尺寸特征,探究了界面层及其在细观结构代表单元中的引入方式对编织结构CMC材料内部热量传输特征和各向异性导热系数的影响。

研究中对比分析了不考虑界面层、含隐式界面层和含显式界面层等三种代表性体积单元模型的温度场、热流密度场及各向异性等效导热系数,获取了界面层导热系数对CMC材料整体导热系数的影响规律。

研究结果表明:编织结构CMC材料内部温度场存在明显的不均匀性,不同模型计算获取的热流密度场具有明显区别。

同时基于三个模型获取的各向异性导热系数也具有较大差异,显示界面层方法预估精度较高。

此外,随着界面层导热系数增加,CMC材料整体各向异性导热系数明显增加,其对水平经纱Y方向上等效导热系数的影响最大。

【总页数】9页(P344-352)
【作者】叶大海;屠泽灿;李洋;毛军逵;赵陈伟
【作者单位】中国航发湖南动力机械研究所;南京航空航天大学能源与动力学院【正文语种】中文
【中图分类】V231.1
【相关文献】
1.TCI导热仪测试材料导热系数的影响因素分析
2.封装结构与材料导热系数对FC-BGA热性能的影响
3.空气导热系数和孔隙形状对多孔绝热材料相对导热系数的影响
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含LaPO_(4)界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基透波复合材料的制备和性能研究

含LaPO_(4)界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基透波复合材料的制备和性能研究

含LaPO_(4)界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基透波复合材料的制备和性能研究钟文丽;刘一畅;秦高磊;马新洲;叶冉冉;张剑;吕毅【期刊名称】《空军工程大学学报》【年(卷),期】2024(25)3【摘要】氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料具有力学性能好、高温抗氧化、耐腐蚀、介电性能优异等特点,可用做于天线罩耐高温透波功能材料。

以氧化铝纤维为增强体,以氧化铝浆料、莫来石溶胶为基体,磷酸镧作为界面层材料,制备出了氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料,并对复合材料在室温以及1200℃的拉伸强度进行表征,同时通过扫描电镜观察其破坏规律。

结果表明:引入LaPOO_(4)界面相的复合材料,室温下的拉伸强度为148.3MPa,1200℃下的拉伸强度为129.6MPa,与无界面相复合材料拉伸强度相比分别提高了20.1%和24.9%。

无界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料断口平整,呈现脆性断裂,存在LaPOO_(4)界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料断口有大量纤维拔出,表现出韧性断裂特征。

含有LaPOO_(4)界面的复合材料在10GHz、常温下介电常数均值为5.77,介电损耗为0.0018。

在1300℃下材料的介电常数均值为6.18,介电损耗为0.0020。

相对于常温条件,介电常数和介电损耗的变化率分别为7.10%和11.1%,满足变化率小于15%的要求,有望用于透波复合材料领域。

【总页数】8页(P28-35)【作者】钟文丽;刘一畅;秦高磊;马新洲;叶冉冉;张剑;吕毅【作者单位】航天特种材料及工艺技术研究所【正文语种】中文【中图分类】U416.216【相关文献】1.空心石英纤维增强聚芳基乙炔树脂基透波复合材料的制备及其性能2.环境因素对玻璃纤维增强环氧树脂基透波复合材料性能的影响3.氧化铝纤维增强氮化硼基复合材料制备及性能研究4.氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料的组成及制备工艺的研究进展5.预浸料工艺制备氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

碳纳米管旋转功能梯度锥-柱连接壳行波模态频率分析

碳纳米管旋转功能梯度锥-柱连接壳行波模态频率分析

碳纳米管旋转功能梯度锥-柱连接壳行波模态频率分析
庞磊;成龙;刘文光;张宇航;吕志鹏
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2024(43)9
【摘要】为了深化增强型复合材料在航空航天工程领域的应用,该文旨在研究碳纳米管对旋转功能梯度锥-柱连接壳行波模态频率的影响。

采用人工弹簧模拟边界和壳体间的连接条件,并考虑碳纳米管分布形式的变化,基于细观力学模型推导了系统的能量方程。

引入切比雪夫多项式构造位移函数,利用Rayleigh-Ritz法求解了锥-柱连接壳的模态频率方程。

通过算例分析了陶瓷体积分数指数、边界条件和碳纳米管体积分数对旋转功能梯度锥-柱连接壳行波模态频率的影响。

结果表明:当陶瓷体积分数指数在0~5内,V型分布对结构行波模态频率的影响最为显著;随着旋转速度的增加,边界约束效果越强,壳结构越稳定;基体中碳纳米管体积分数越大,结构行波模态频率越高。

【总页数】9页(P166-174)
【作者】庞磊;成龙;刘文光;张宇航;吕志鹏
【作者单位】南昌航空大学航空制造工程学院;东北大学机械工程与自动化学院【正文语种】中文
【中图分类】O343
【相关文献】
1.弹性边界约束旋转功能梯度圆柱壳结构自由振动行波特性分析
2.旋转FGMs层合圆柱壳行波模态频率分析
3.任意边界条件下旋转功能梯度锥-柱连接壳行波模态分析
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问题的提出
指数增强策略实施的前提是有效控制投资组合在资产配置上的偏离风险,常用 的方法包括截面优化类方法与截面复制类方法。相对而言,截面复制类方法更 具有可操作性: 计算所需的假设 计算结果对于历史数据的依赖性与参数估计的敏感性 投资组合的结构稳定性 常用的截面复制类方法包括大样本复制与分层抽样复制,两种方法也各有利弊: 大样本复制方法 优点:投资组合的复制效率,能够以最少的持仓股票个数满足所需的 指数组合计算市值复制比例,有效控制投资组合与指数组合之间计算 市值的重叠度,提高跟踪偏差的控制效率与投资组合的结构稳定性。 缺点:投资组合在资产配置上过度偏向计算市值较大的行业以及行业 内计算市值较大的成份股,致使投资组合在行业因子和规模因子上的 配置偏离中性水平,而且也无法实现优选因子的收益增强。
大样本复制部分 以复制效率的最大化为确定原则,在指数组合中截取对应部分后直接 平移至指数增强组合。 在指数增强组合中起到“打底仓”的作用,实现复制效率的最大化, 提高跟踪偏差的控制效率与投资组合的结构稳定性。
分层抽样复制部分 对指数组合扣除大样本复制部分后的剩余部分再进行分层抽样复制。 纠正大样本复制部分在分层因子配置上的偏差,确保指数增强组合与 指数组合在分层因子上的配置保持一致。 实现优选因子的收益增强。
SY
配置保持一致,以确保指数增强组合与指数组合在分层因子上的配置保持一致。
选股比例与所需成分股个数的估算
令选股比例为 (0,1),那么就可以估算指数增强组合所需的成分股个数 N tZQ 与分层抽样复制部分所需的成分股个数
ZQ ZS Nt [(1 )( t t ( t )) ]Nt FC ZQ DYB N N N t t t
4/32
问题的提出
分层抽样复制方法 优点:既能使得投资组合在所选定的分层因子上保持中性配置水平, 又能实现优选因子的收益增强。 缺点:较难控制投资组合与指数组合之间计算市值的重叠度,投资组 合的时变性相对较强。 因子模型的研究重点 把握各类因子表现的特征和规律,给出因子的优选策略。 个股选择与组合构建 满足优选因子暴露度填充的需要。 研究目的 寻找一种适用于指数增强策略的因子暴露度填充方法,改善基于因子模型 的指数增强组合在风险调整后收益与投资组合结构稳定性等指标上的表现。
计算市值复制比例
资料来源:Wind资讯, 广发证券发展研究中心
11/32
大样本复制部分的确定
定义指数组合
t
日的最高有效计算市值复制比例
t arg

那么计算市值复制比例的有效取值区间为 (0, t
[0, ( tKM )]
max
t ( ) ,
]

最高有效计算市值复制比例决定了在截面混合复制方法中大样本复制部分(配 置权重为 t )与分层抽样复制部分(配置权重为 1 t )的(极限)切分方式。
15/32
分层抽样复制部分的确定
确定每个分层内的入选成分股与配置权重 以成分股入选比例的大致相等为原则来确定每个分层内成分股的入选个数, 那么分层抽样复制部分中第 k 个分层内入选成分股的个数
NtFC ,k
以优选因子暴露度的排序来确定每个分层的入选成分股集合 t
每个分层的入选成分股集合 t
二、基于截面混合复制技术的指数增强组合构建
三、实证检验
实证检验
比较对象的确定方法
参数组合方式与检验指标
实证结果
19/32
比较对象的确定方法
本文所要研究的并非是因子优选策略,而是适用于指数增强策略的因子暴露度 填充方法,因此实证检验的比较对象应当是指数增强组合的构建方法。
大样本复制方法无法实现优选因子的收益增强,而分层抽样复制方法是较为常 用的、能够满足分层因子中性配置要求的投资组合构建方法,因此将分层抽样 复制方法作为截面混合复制方法的比较对象。
t 日的复制效
[ NtZS ] Nt ( ) t ( ) NtZS
10/32
复制效率的区间均值:中小板综指
2009全年
40% 35%
2010全年
2011全年
2012.1.4至2012.7.31
复制效率—区间均值
30% 25% 20% 15% 10% 5%
0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
8/32
截面混合复制方法的基本框架
指数组合 t
ZS
指数增强组合 t
大样本 复制部分
ZQ
tDYB
tKM
截取对应部分 后直接平移至 指数增强组合
tDYB
实现复制效率 的最大化 提高跟踪偏差 的控制效率与 投资组合的结 构稳定性
+

SY t

KX t
对剩余部分 分层抽样复制
分层抽样 复制部分 FC t
FC , k
SY , k N min{NtKX ,k , max{1,[ t SY NtFC ] }} Nt
NtFC ,k :
FC , k
,只要
FC , k
在指数增强组合中的配置权重 (t
SY , k
)
与对应的成分股集合 tSY , k在指数组合中的配置权重 (t
) 相等,那么
指数增强组合与指数组合在分层因子上的配置必然是一致的。
Si ,t tFC ,k Si ,t tFC ,k
按自然配置权重的比例分配
iFC ,t
i ,t SY , k ( ), t ( FC ,k ) t 0,
Si ,t tFC ,k Si ,t tFC ,k
17/32
目 录
一、问题的提出

tJM
分层因子上的 配置保持一致
纠正大样本复 制部分在分层 因子配置上的 偏差 实现优选因子 的收益增强
资料来源:Wind资讯, 广发证券发展研究中心
9/32
大样本复制部分的确定
定义以指数组合
t 日配置权重计算的、能够满足指数组合的计算市值复制比例
为 时最少所需的成分股个数为 Nt ( ) ,那么 Nt ( ) 关于 左连续且单调不减:
16/32
分层抽样复制部分的确定
设定两种权重分配方式来确定每个分层内的入选成分股在指数增强组合中的配 置权重,那么第
FC k 个分层内入选成分股在指数增强组合中的配置权重 i ,t :
按等权重方式分配
iFC ,t
(tSY ,k ) , FC , k Nt 0,
期间最小 累计超盈 0.93% 2.74% 3.43% 3.38% 1.74% 4.03% 4.25% 4.69% 0.52% 2.92% 2.50% 2.36% 2.49% 5.18% 4.04% 3.66%
参 数 组 合 方 式 ( )
期间超盈 天数占比
期间最大 累计超盈
期间最小 累计超盈
期间累计 调仓换手
期末累 计超盈
144
年化跟 踪误差
年化信 息比率
检验指标(7)
资料来源:Wind资讯, 广发证券发展研究中心
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指标改善:【选股比例10%、Wind一级】
大小盘 切分
权重分配
调仓间隔 20天 60天 120天 不调仓 20天 60天 120天 不调仓 20天 60天 120天 不调仓 20天 60天 120天 不调仓


最高有效计算市值复制比例 t 的取值越大(小)的指数组合: 大样本复制部分的配置权重就越大(小),那么对跟踪偏差与投资组合结 构稳定性的控制力也就越强(弱)。 分层抽样复制部分的配置权重就越小(大),那么实现收益增强的潜力也 就越小(越大)。

t t (t ) Nhomakorabea的取值越小,大样本复制部分所需的成份股个数占成份股总数的
等权重 否 自然权重
等权重 是 自然权重
期间超盈 天数占比 (11.51%) (6.47%) (0.72%) (1.44%) 0.72% 4.32% 3.60% 3.60% (1.44%) 5.04% 7.19% 6.47% 6.47% 12.23% 10.79% 7.91%
期间最大 累计超盈 (1.54%) (1.24%) (0.42%) (0.42%) (0.05%) (0.40%) 0.07% (0.05%) (1.54%) (2.13%) (1.43%) (1.65%) (0.72%) (1.25%) (0.47%) (0.67%)
基于截面混合复制技术的 指数增强组合构建方法研究
主讲:叶 2012年9月
涛 CFA 丽江
广发证券金融工程
目 录
一、问题的提出
二、基于截面混合复制技术的指数增强组合构建
三、实证检验
问题的提出
指数增强策略对于主动型股票基金的组合管理也将具有广泛的适用性: 投资基准是可以明确表述产品风险收益特征且具有“可投资”性的“静态” 投资组合,表征了投资组合资产配置的“中性水平”。 主动型股票基金对股票组合结构偏离的运用在频率和幅度上要高于对股票 仓位偏离的运用,股票组合的结构偏离又主要是通过个股的选择来实现的。
N t ( ) Nt ( )1 KM , (0, ( )] i ,t i ,t t t i 1 i 1 N (0) 0 t
当计算市值复制比例

给定时,等权重指数所需的成分股个数占成分股总数的
比例最高,那么我们可以将等权重指数作为基准来定义指数组合 率 t ( ) :
2012年4月多家国内主流财经类媒体报导了“中国证监会正在研究建立基金 业绩比较基准约束机制,拟鼓励基金将基金业绩相对其业绩比较基准的波 动水平与基金管理费的提取挂钩”的相关新闻。
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