手性超材料圆极化波吸收特性研究进展

基于亚波长单元结构的人工电磁超材料具有优异的电磁/光学特性,如负折射率、超分辨率以及极化转化等,使得超材料研究成为近年量子通信、纳米光学、材料科学、能源探测等领域的前沿研究方向,其中以手性超材料的研究尤为突出。手性超材料是指与其镜像不具有几何对称性,且不可通过旋转或平移等任意操作使其与镜像重合的一种新型电磁超材料。超材料的深入研究,极大地丰富了手性结构的建模,为许多隐晦物理现象和理论分析的研究提供了更多有效的方法。手性超材料所具备的超强光学活性、圆二色性以及不对称传输等独特的电磁/光学特性,也为电磁学、物理学、材料科学、光学、声学、纳米科学以及信息科学等领域提供了全新的研究方向。手性是手性分子的一种固有特征,也是生命体征的一种表现,在有机世界中普遍存在,诸如蛋白质、DNA、糖分子、病毒、氨基酸和液晶体等分子。然而在自然界中,手性结构十分有限,有关建模和理论分析仅停留在原始结构的表征。目前,手性超材料的研究正逐步从微波段扩展至太赫兹、红外波段,甚至光波段。基于手性微结构的电磁超材料的实现很大程度上取决于单元结构尺寸和周期阵列排布,因此吸收带宽仍然局限于较窄的频率范围,且对左旋圆极化波(LCP)和右旋圆极化波(RCP)的识别(选择性吸收)能力较弱。随着对手性超材料的进一步研究,微波频段的差异化吸收率逐步提高到90%以上,但在高频段差异化的吸收率仍然较低。此外,随着微纳技术和纳米技术的发展,利用包括半导体材料、相变材料、高电阻/电感/电容薄膜、石墨烯在内的新型功能材料,以及结合集总元件的匹配电路控制,为实现红外、可见光波段的吸波器提供了研究空间。本文介绍了手性超材料对圆极化波的吸收原理,着重阐述了内在手性结构、外在手性结构以及与包括半导体材料、石墨烯等其他新型功能材料相结合的手性超材料吸收光谱的研究进展。这种基于人工电磁微结构的手性吸波特性可应用于极化转化器、电磁能量收集器、红外成像等电磁/光学器件设计中。     

基于视知觉形式动力理论的汽车造型设计研究

文章基于阿恩海姆的视知觉形式动力理论分析汽车车身形态特征及表现形式,从理性视觉力与感性视觉力两个角度总结出汽车形态中体现的视觉动力方法与规律。汽车造型设计本质是通过视觉力的构建与用户的知觉情感达成共鸣的。从视觉动力这一审美心理学的角度分析汽车形态,为汽车造型设计的发展提供了新的思路,为研究欣赏汽车作品提供了新的认知方法。     

基于数据驱动的煤层气开采监控管智能系统

本文对国内煤层气井的生产管理现状进行了分析,提出了构建数据驱动的煤层气开采监控管一体化模型、系统架构,研制了煤层气开采监控管智能系统iPES-CBM。iPES-CBM主要由系统管理、参数管理、生产监控、井口计量、工况诊断、排采参数优化、生产预测、移动互联等子系统组成,实现了煤层气井生产动态的实时监控、统计分析、诊断、趋势预测、排采参数智能优化等功能,达到对煤层气井生产的智能化、精细化管理目标。     

燃煤机组SCR催化剂表面积灰板结层多重分形分析

燃煤电站烟气中的飞灰在SCR催化剂表面沉积板结形成强垢是导致催化剂失活的重要原因,为及时清理催化剂表面强垢层,通常采用超声共振结合蒸汽吹扫将强垢去除,然而由于燃煤飞灰在催化剂表面的沉积板结使得强垢层形成较为稳定,导致现场高能耗操作下清灰效果不明显。为更好地研究飞灰在催化剂表面沉积板结对强垢形成的影响,借助现场小修期和SCR改造项目热态性能试验将不锈钢采样盘布置在3层催化剂层的迎风面进行采样,将3层SCR催化剂垢层样品采用原子力显微镜(AFM)进行表征测试,通过设置合适的阈值采用Matlab图形处理得到黑白二值图,并通过信息熵法获得盒子尺寸来分析多重分形标度区间的影响。结果表明,随着烟气的流程方向板结层的高程分区逐渐趋于碎片化,沉积飞灰粒度逐渐趋于均匀化,并随烟气流程的增加多重分形参数具有标度不变性;同时关联分形维数D_2随着烟气流程的增加逐渐与Hausdorff分形维数D_0接近;根据加权矩随变特性还发现板结层微观颗粒会随烟气流程的增加逐渐由疏松不均性演变为致密均匀性;由3层板结层多重分形谱对称性发现,随着烟气流程的延长,催化剂表面垢层多重分形谱宽度Δα明显增加,相应垢层表面粗糙度逐渐增加,且垢层表面奇异峰分布更加明显,催化剂表面飞灰板结形成垢层的主导因素主要源于小颗粒、小高程的概率分布点。研究表明,随着烟气流程的增加,催化剂表面垢层的多重分形特征明显,沉积飞灰颗粒粒度变小,板结层的均匀性增加,微观拓扑表面的高程聚类特征消失,为超声波共振与蒸汽吹扫等现场清灰操作提供理论依据。     

振动作用下异向双螺杆螺槽内熔体行为

采用Tanner方法修正的非线性MaxweⅡ本构方程，对振动力场作用下的聚合物熔体在平行异向双螺杆挤出机螺槽内的行为与响应进行了近似解析研究。分析了不同幂律指数的聚合物熔体在螺槽内的速度分布及其对振动力场的响应。随着幂律指数减小，C型室中上部混合变差，但振动力场使速度场随时间周期性变化，促进了流体界面再取向，进而提高混合效果。     

具有一般质量指标的控制系统综合方法

文中研究了具有公式(3)表示的一般正积分泛函的最优控制系统的综合问题.在第一部分中研究了具有控制参数的一阶微分方程组.控制系统的终点状态为n维相空间内的某一逐段光滑边界的闭性区域Ω.文中指出了根据极大值原理和轨道终点的横截条件寻找引到Ω的所有最优轨迹的方法.这里详细地研究了具有二次泛函和被积函数中不明显含有控制参数的质量指标泛函的线性方程情况.在文中第二部分研究了等损耗区的主要特性.指出了等损耗区与最优控制函数之间的关系.导出了求算最优损耗函数J(x)的偏微分方程,以及这一函数与最优控制函数u(x)的关系.上述方法是我们曾在文献[5,6,7]中用过的最优快速系统的综合方法的推广.文章最后举有例证.     

内置式气气换热器在SCR烟气脱硝尿素热解系统中的应用

采用内置式气气换热器的尿素热解过程具有系统简单、能耗低等优点。在详细分析内置式气气换热器技术特点的基础上,提出了采用内置式气气换热器的尿素热解方案并应用于某300MW机组的脱硝系统,将原天然气加热热解工艺改造为内置式气气换热器。改造后运行结果表明,内置式气气换热器每年可减少天然气消耗约360 000 m³（标准状态）,减少运行费用90余万元,产生了良好的经济效益。     

基于汽车动力学与加速度传感信息的纵向坡度实时识别算法

纵向坡度信息是汽车底盘及传动电控系统中的常用参量,其识别精确度及平滑度直接影响控制策略实施的准确性及驾乘舒适性,然而纵向坡度识别的难点在于:车辆高频动态特性及行驶工况复杂性直接影响加速度传感器的信号质量,由此也降低了直接使用该信息估算坡度值的精确度,而基于复杂非线性模型的观测方法则难以实时运算。同时一种识别方法若要扩展应用到多个电控系统中,也要求尽可能采用基本相同的变量作为输入。采用加速度坡度法与汽车动力学坡度法相融合的方式,根据其各自高精确度范围,先计算置信因子,得出坡度原始值,再利用广义迟滞滤波方法进行平滑处理,得到精确、平稳的坡度值。通过实车试验,验证了坡度识别算法的有效性。该方法具有运算量小、成本低、易实现的特点,可应用在多种实时电控系统中。     

多通道高精度转速测量方法

为解决测速系统动态响应特性与测量精度之间的矛盾,提出了一种多通道测速方法,并给出了系统的软硬件总体设计.