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基于Halbach阵列的电磁超声横波换能器优化设计
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作者 沈柿强 陆铭慧 +2 位作者 程树云 胡克 胡宇 《中国测试》 北大核心 2025年第7期111-119,共9页
针对常规磁体结构的电磁超声横波换能器换能效率低的问题,提出一种基于Halbach阵列的电磁超声横波换能器,采用双层Halbach阵列永磁体结构。通过有限元仿真和实验对多种磁体结构进行对比分析。结果表明:单层Halbach阵列磁体的最大垂直磁... 针对常规磁体结构的电磁超声横波换能器换能效率低的问题,提出一种基于Halbach阵列的电磁超声横波换能器,采用双层Halbach阵列永磁体结构。通过有限元仿真和实验对多种磁体结构进行对比分析。结果表明:单层Halbach阵列磁体的最大垂直磁通密度是单磁体和传统排列磁体的2.32倍和1.54倍,具有上下层不同大小的双层Halbach阵列磁体在体积减小37%的情况下还能提升10%的最大垂直磁通密度。同时采用正交试验对换能器参数进行研究,仿真结果表明:线圈直径、同层线圈间距和双层线圈间距对回波幅值的影响显著,背板厚度和背板到线圈距离的影响则不显著,并通过实验验证正交实验结果的准确性。研究结果表明,优化后的具有双层Halbach阵列磁体的换能器激励横波的幅值相比传统单磁体、传统排列磁体和单层Halbach磁体分别提高122%、55%和10%,信噪比分别提高7.7、4.6、1.2 dB,实验和仿真两者有很好的验证效果。 展开更多
关键词 电磁超声横波换能器 双层halbach阵列 正交试验 优化设计 换能效率
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金属多孔阵列结构的毛细性能实验
2
作者 易天浩 加欢 +4 位作者 林奕霖 汪彬 姜梦怡 吴静怡 杨光 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第2期61-69,共9页
多孔结构中液体的毛细流动性能是决定微重力条件下液体推进剂能否稳定获取的主要因素之一。通过3D打印制备微柱间距范围50~110μm的多层不锈钢多孔阵列结构,借助显微镜对其内部结构和表面形貌进行表征,采用红外热像仪记录HFE7500、无水... 多孔结构中液体的毛细流动性能是决定微重力条件下液体推进剂能否稳定获取的主要因素之一。通过3D打印制备微柱间距范围50~110μm的多层不锈钢多孔阵列结构,借助显微镜对其内部结构和表面形貌进行表征,采用红外热像仪记录HFE7500、无水乙醇和乙二醇等工质在多孔阵列结构内的动态毛细爬升过程,得到了不同液体的毛细爬升曲线,进一步分析得到多孔阵列结构的毛细性能参数。结果表明,在微柱间距50~110μm范围内,随着微柱间距增大,其孔隙率不断增大,毛细爬升速度越快且最终爬升高度越大,微柱间距110μm的最大爬升高度是微柱间距50μm的最大爬升高度的2.34倍左右;对于同一多孔阵列结构,无水乙醇的毛细爬升速度最大,其次分别为HFE7500和乙二醇。多孔阵列结构微柱间距越大,毛细性能因子越大,微柱间距110μm的多孔阵列结构具有最佳的综合毛细性能。本研究为多孔结构气液分离装置的设计提供了参考。 展开更多
关键词 液体管理 多孔阵列结构 孔隙率 微柱间距 毛细爬升
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基于Halbach阵列的新型吸附结构设计及其优化 被引量:1
3
作者 苏忠富 莫丽 +1 位作者 郭振兴 刘傲 《陕西科技大学学报》 北大核心 2024年第5期149-156,共8页
为解决目前爬壁机器人永磁式吸附结构难以改变吸附力大小的问题,提出了一种基于Halbach阵列的新型永磁式吸附结构,该结构由方形永磁体和圆柱形永磁体按一定的充磁方向排列组合而成,通过转动圆柱形永磁体改变充磁方向,从而改变吸附力大小... 为解决目前爬壁机器人永磁式吸附结构难以改变吸附力大小的问题,提出了一种基于Halbach阵列的新型永磁式吸附结构,该结构由方形永磁体和圆柱形永磁体按一定的充磁方向排列组合而成,通过转动圆柱形永磁体改变充磁方向,从而改变吸附力大小.采用ANSYS Maxwell软件研究了吸附结构各参数(永磁体数量、轭铁厚度、气隙大小)对吸附力和单位吸附力的影响,并对以上参数进行优选;以单位吸附力为目标参数,基于粒子群算法对两种永磁体尺寸进行优化,优化前永磁体体积为219823 mm^(3),吸附力为744 N,永磁利用率为0.00352N/mm^(3),优化后永磁体体积为160027.4 mm^(3),吸附力为819.7 N,永磁利用率为0.00510 N/mm^(3).研究结果表明:吸附结构优化后节省了27.2%所占据的空间,增加了15.1%的总体吸附力,提升了45.5%的永磁利用率,优化后吸附结构的吸附性能有了显著提高,可为永磁式吸附结构的设计及优化提供参考. 展开更多
关键词 爬壁机器人 吸附结构 halbach阵列 有限元仿真 粒子群算法
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Halbach阵列的磁流变化学抛光工艺研究
4
作者 徐泽超 尹韶辉 +1 位作者 王哲 马双琪 《表面技术》 北大核心 2025年第14期141-150,共10页
目的 提高磁流变化学抛光(MRFC)方法加工碳化硅的抛光效率与效果。方法 通过使用电磁场有限元分析软件Ansys Maxwell对Halbach阵列励磁装置进行仿真分析,磁感应强度B>400 mT的区域大致覆盖整个励磁装置上方,励磁面积达到18 000 mm^(... 目的 提高磁流变化学抛光(MRFC)方法加工碳化硅的抛光效率与效果。方法 通过使用电磁场有限元分析软件Ansys Maxwell对Halbach阵列励磁装置进行仿真分析,磁感应强度B>400 mT的区域大致覆盖整个励磁装置上方,励磁面积达到18 000 mm^(2),验证其能满足磁流变抛光的要求。采用正交实验方法对工艺参数进行优化,结合响应函数模型与极差分析获取最佳工艺参数;进行单因素实验,研究磨粒种类、磨粒粒径、混合磨粒对碳化硅磁流变化学抛光加工性能的影响,并测量加工面粗糙度以分析抛光效果。结果 最佳的工艺参数组合为工件转速200 r/min,抛光盘转速15 r/min,励磁间隙13 mm,工作间隙1 mm。金刚石磨粒抛光60 min后,表面粗糙度Ra达到1.6 nm,优于其他种类磨粒。金刚石磨粒粒径降低能够提升抛光效果,加工面粗糙度随磨粒粒径降低而降低,但磨粒粒径降低至0.5 um以下时,粗糙度变化不再符合此规律。复合磨粒抛光液在0.4比例下可获得更优异的抛光效果,可获得表面粗糙度Ra为0.45 nm的超光滑表面。结论 应用Halbach阵列励磁的磁流变抛光方法加工碳化硅材料,能够获得亚纳米级表面粗糙度。 展开更多
关键词 碳化硅 磁流变化学抛光 halbach阵列 表面粗糙度 金刚石磨粒
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任意结构阵列的AOA估计方法研究
5
作者 洪优佳 简志华 +1 位作者 潘鹏 王海泉 《电信科学》 北大核心 2025年第4期117-131,共15页
波达方向(direction of arrival,DOA)估计是阵列信号处理中的一个关键领域,而波达角(angle of arrival,AOA)则是其核心参数。将AOA估计作为主要研究目标,提高其在任意结构阵列中的准确性。通过分析现有文献中关于任意结构阵列的系统模型... 波达方向(direction of arrival,DOA)估计是阵列信号处理中的一个关键领域,而波达角(angle of arrival,AOA)则是其核心参数。将AOA估计作为主要研究目标,提高其在任意结构阵列中的准确性。通过分析现有文献中关于任意结构阵列的系统模型,基于E-子空间理论,结合最大似然原理与Lloyd-like迭代算法,提出了一种新的子空间逼近迭代算法。此外,为了降低计算复杂度,结合MUSIC算法,提出了基于MUSIC峰值范围的迭代改进算法。最后,通过仿真验证了以上方法在毫米波信道估计中的有效性,相较于传统的MUSIC算法性能显著提升。 展开更多
关键词 AOA估计 任意结构阵列 E-子空间 Lloyd-like迭代算法
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面向结构化稀疏感知的张量阵列信号处理
6
作者 郑航 史治国 +1 位作者 王勇 周成伟 《电子学报》 北大核心 2025年第3期1040-1062,共23页
随着新一代信息基础设施建设的持续推进,多维阵列信号处理在雷达、通信、遥感等领域发挥着越发关键的基础性作用.多维阵列信号涵盖了丰富的空域/时域/频域/极化等参数信息,蕴含着巨大的经济和社会价值.为了解决传统矢量/矩阵模型在表征... 随着新一代信息基础设施建设的持续推进,多维阵列信号处理在雷达、通信、遥感等领域发挥着越发关键的基础性作用.多维阵列信号涵盖了丰富的空域/时域/频域/极化等参数信息,蕴含着巨大的经济和社会价值.为了解决传统矢量/矩阵模型在表征多维阵列信号时存在的结构化信息损失问题,张量代数逐步成为多维信号特征提取和利用的有力数理工具.然而,随着信号维度的扩张,遵循奈奎斯特采样定理所获取的信号规模在张量空间以指数级别膨胀,而现有系统所能提供的算力资源却在逼近物理极限,造成计算过载、时延过长等问题的出现.针对这些问题,稀疏感知利用信号在物理空间的稀疏性实现欠奈奎斯特采样信号处理,其从一维到多维空间的拓展为大规模张量信号的高效处理提供了可能.同时,引入互质、嵌套等结构化稀疏感知模式,可从增广虚拟域信号处理的角度提升系统性能.因此,本文面向多维阵列信号特征的高经济性获取需求,以“理论基础—算法设计—鲁棒机理”为主线,介绍结构化稀疏阵列张量信号处理的新理论与新方法.本文介绍了稀疏张量信号处理的高阶统计处理理论,通过构建虚拟域张量模型并设计其对应的信源辨识能力优化策略,保障了多维虚拟域上的奈奎斯特匹配处理和欠定参数估计;在此理论基础上,围绕波达方向估计和波束成形这两个基本问题,介绍了基于虚拟域张量填充的稀疏阵列波达方向估计算法,充分利用全部的非连续多维虚拟域信息实现高精度、超分辨信源测向,并介绍了基于互质张量权重优化的稀疏阵列波束成形算法,实现波束方向图上的虚峰消除和主瓣尖锐化,提高了稀疏阵列的信号增强与抗干扰性能;在此基础上,从提高非理想条件下的稀疏张量信号处理鲁棒性角度出发,介绍了一种资源集约型张量化神经网络架构,克服了非理想张量统计模型失配带来的性能衰落问题,从数据驱动层面实现面向稀疏张量信号特征开展机器学习的高效性、鲁棒性. 展开更多
关键词 多维阵列信号处理 张量信号处理 结构化稀疏感知 波达方向估计 波束成形
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基于管阵列-多孔网络复合结构的石墨烯基光热转换材料传热行为研究
7
作者 王苏炜 王重阳 +3 位作者 卿笳豪 宗胡曾 郝嘎子 姜炜 《化工新型材料》 北大核心 2025年第5期150-154,166,共6页
针对光热转换材料能量利用率低、结构稳定性差的问题,在石墨烯薄膜的基础上借助微压印技术构筑紧密排列的纳米管阵列上层,并采用定点滴加-多次发泡的方式成型多孔气凝胶底座,进而制得吸光上层与隔热底座结构一体化的石墨烯基光热转换材... 针对光热转换材料能量利用率低、结构稳定性差的问题,在石墨烯薄膜的基础上借助微压印技术构筑紧密排列的纳米管阵列上层,并采用定点滴加-多次发泡的方式成型多孔气凝胶底座,进而制得吸光上层与隔热底座结构一体化的石墨烯基光热转换材料。研究结果表明,由石墨烯空心纳米管构建的光陷阱可以显著提高光线反射次数、降低光反射率,且纳米管长度与材料光吸收能力成正比,可以在85kN及8h的压印条件下将吸光率提高至98%以上。同时,结合多孔气凝胶隔热底座可以有效改善材料的光热转换行为及其水蒸发效果,并在底座厚度6mm时达到87%的光热转化效率及1.3kg/(m^(2)·h)的水蒸发速率。 展开更多
关键词 光热转换材料 微压印技术 石墨烯气凝胶 阵列结构 水蒸发性能 污水净化
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界面工程化Ni(OH)_(2)@CoP核壳结构纳米阵列电解水性能研究
8
作者 吕超杰 成伽润 +3 位作者 关春阳 鲁成兴 李美平 张丹 《材料导报》 北大核心 2025年第13期21-30,共10页
过渡金属基电催化剂因其丰富的地球储量和低廉的制造成本,被视为未来替代贵金属基电解水制氢催化剂的有力候选材料之一。但较低的导电性、较差的催化活性以及极速衰减的催化稳定性使其单独使用时催化性能差强人意,故必须进行合理改性进... 过渡金属基电催化剂因其丰富的地球储量和低廉的制造成本,被视为未来替代贵金属基电解水制氢催化剂的有力候选材料之一。但较低的导电性、较差的催化活性以及极速衰减的催化稳定性使其单独使用时催化性能差强人意,故必须进行合理改性进而提升其催化性能。界面工程已被证实为调控催化位点电子结构、优化活性位点与反应中间体的吸附能以及提升材料催化性能的有效手段之一。基于此,本研究以泡沫镍为基底,通过水热法-磷化法-电沉积法系列操作,制得Ni(OH)_(2)纳米片/CoP纳米线的自支撑异质核壳阵列结构(Ni(OH)_(2)@CoP/NF)。其中,Ni(OH)_(2)与CoP之间的异质界面会导致界面域电子的定向转移以及对Co位点的电子结构调制,这不仅会在界面区域产生大量的高活性位点,还可以将活性位点优化到最佳状态,从而获得更高的催化活性。得益于此,在1 mol/L KOH溶液中,Ni(OH)_(2)@CoP/NF作为析氧反应和析氢反应催化材料时,分别仅需224 mV和65 mV的过电位即可达到10 mA·cm^(-2)的电流密度。作为双功能催化剂,该电极所组装的双电极体系仅需1.52 V即可实现10 mA·cm^(-2)的电流输出,且兼具良好的催化耐久性。本研究为设计制备高效双功能电解水制氢催化剂提供了一个全新的思路,对进一步拓展非贵过渡金属化合物的工业化应用具有重要意义。 展开更多
关键词 电解水制氢 过渡金属化合物 界面工程 氢氧化镍@磷化钴核壳阵列结构 双功能电解水催化剂
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基于Halbach阵列轴向式电涡流阻尼器性能提升
9
作者 朱前坤 梁玉坤 +1 位作者 王宪玉 杜永峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期45-52,共8页
为了提高轴向式电涡流阻尼器的阻尼性能,引入Halbach阵列,建立了Halbach阵列轴向式电涡流阻尼器(Halbach array axial eddy current damper,HAECD)模型。首先,阐明了HAECD的整体构造、工作原理与力学特性,采用三维电磁场有限元瞬态分析... 为了提高轴向式电涡流阻尼器的阻尼性能,引入Halbach阵列,建立了Halbach阵列轴向式电涡流阻尼器(Halbach array axial eddy current damper,HAECD)模型。首先,阐明了HAECD的整体构造、工作原理与力学特性,采用三维电磁场有限元瞬态分析方法验证电涡流单元阻尼系数计算的准确性;然后,建立四种阵列方式的电涡流阻尼单元计算模型并进行了优化分析;最后,分析了永磁体厚度、磁化角度及磁极配比对HAECD阻尼系数的影响。研究结果表明:Halbach阵列相较于其他阵列方式,在同等磁体体积情况下的阻尼系数提升率最高可达59.2%;针对本装置,适当增加永磁体厚度能有效提升阻尼系数,最优磁体厚度为31 mm;当磁化角度为2°时,阻尼系数最大;阻尼系数随着磁极配比的增大而逐渐缓慢增加,当磁极配比为2.5时,阻尼性能最优。 展开更多
关键词 桥梁结构 振动控制 阵列优化 参数分析 halbach阵列
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转子结构参数对离散Halbach阵列磁场分布的影响 被引量:3
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作者 朱德明 邱鑫 严仰光 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期677-681,共5页
利用离散Halbach阵列磁场分布特点,合理选择电机转子结构参数对于发挥永磁体潜力、提高电机系统的整体性能至关重要。文中建立了离散Halbach阵列有限元分析模型,并以一台原理样机的空载电势为依据,验证了模型的正确性。基于该模型的计... 利用离散Halbach阵列磁场分布特点,合理选择电机转子结构参数对于发挥永磁体潜力、提高电机系统的整体性能至关重要。文中建立了离散Halbach阵列有限元分析模型,并以一台原理样机的空载电势为依据,验证了模型的正确性。基于该模型的计算结果,着重分析研究了每极磁体数、极对数和磁体厚度对转子轭部磁通、气隙磁密谐波和基波的影响,比较了每极磁体数m≥2与m=1(径向结构)磁性能的差异,并给出了每极磁体数、极对数和磁体厚度的合理取值范围,为设计离散Halbach永磁电机依据。 展开更多
关键词 离散halbach 结构优化 气隙磁密 有限元分析
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新型三段Halbach永磁阵列无铁芯AFPMG设计与分析
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作者 朱军 南怀春 +2 位作者 郭向伟 刘鹏辉 杨明 《江苏大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第1期105-111,共7页
为解决传统Halbach永磁阵列无铁芯轴向磁通永磁发电机(AFPMG)由于磁极永磁体用量增加而导致功率密度降低的问题,提出了一种变辅助磁极参数(极角和充磁夹角)的新型三段Halbach永磁阵列无铁芯AFPMG.采用三维有限元法,对新型三段Halbach永... 为解决传统Halbach永磁阵列无铁芯轴向磁通永磁发电机(AFPMG)由于磁极永磁体用量增加而导致功率密度降低的问题,提出了一种变辅助磁极参数(极角和充磁夹角)的新型三段Halbach永磁阵列无铁芯AFPMG.采用三维有限元法,对新型三段Halbach永磁阵列辅助磁极极角和充磁夹角进行了多目标优化设计,从而确定了最佳辅助磁极参数.最后对比了无铁芯AFPMG中采用不同磁极结构对发电机电压波形质量和功率密度的影响.结果表明:新型永磁发电机可以使发电机电压正弦波畸变率由2.40%下降为0.44%;相较传统两段Halbach和传统三段Halbach永磁阵列的无铁芯AFPMG,新型永磁发电机功率密度得到显著提高;新型永磁发电机的永磁体用量减少了16.68%,进而减轻了转子盘质量,使发电机更加适于低风速下稳定发电. 展开更多
关键词 轴向磁通永磁发电机 变辅助磁极参数 三段halbach永磁阵列 功率密度 电压波形质量
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电流体喷印电磁功能微阵列结构
12
作者 王大志 张结 +11 位作者 刘畅 欧阳景涛 付瀚卿 王俊瑶 刘茈涵 冯译文 赵祥露 锁刘佳 王铁胜 梁世文 孔令杰 唐彬 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期104-115,共12页
提出一种基于电流体喷印技术的复合材料衬底电磁功能微阵列结构制造工艺方法。通过间距补偿工艺策略,降低复合材料衬底功能结构线宽尺寸误差的47.4%,有效提高了复合材料衬底喷印精度。系统分析了电流体喷印参数对功能结构质量的影响关系... 提出一种基于电流体喷印技术的复合材料衬底电磁功能微阵列结构制造工艺方法。通过间距补偿工艺策略,降低复合材料衬底功能结构线宽尺寸误差的47.4%,有效提高了复合材料衬底喷印精度。系统分析了电流体喷印参数对功能结构质量的影响关系,实现复合材料衬底上多尺寸、多类型电磁功能微阵列结构的按需制造。确定了电磁功能微阵列结构的最优固化条件,得到线宽60μm金属结构电阻率为9.18×10^(-8)Ω·m。所制造的带阻型电磁功能微阵列结构在中心频率23.64 GHz处能够将电磁波有效抑制,透射系数为-42.89 dB,有效验证了电流体喷印技术制造电磁功能结构的能力与实现效果。 展开更多
关键词 电流体喷印 电磁功能 阵列结构 电阻率 透射系数 复合材料衬底
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基于二次分数低阶协方差的双阵元接收阵列超声波风矢量测量
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作者 刘小松 任玮 +2 位作者 单泽彪 张旭 柳鹏 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第5期107-111,共5页
针对强脉冲噪声背景下超声波风速风向测量性能下降、抗噪声能力不足等问题,提出了一种基于二次分数低阶协方差的双阵元接收阵列超声波风矢量测量方法。所提方法采用一种双阵元接收阵列结构,该结构由单个发射传感器搭配2个接收传感器组成... 针对强脉冲噪声背景下超声波风速风向测量性能下降、抗噪声能力不足等问题,提出了一种基于二次分数低阶协方差的双阵元接收阵列超声波风矢量测量方法。所提方法采用一种双阵元接收阵列结构,该结构由单个发射传感器搭配2个接收传感器组成,在此结构基础上应用二次分数低阶协方差算法对超声波传播时间进行估测,并计算得出实际的风速风向。通过模拟仿真实验对所提方法进行了有效性验证,实验结果表明:所提方法对脉冲噪声具有显著的抑制效果,风速测量误差为0.27 m/s,风向角测量误差为2.7°,达到了超声波测风方法的测量标准。 展开更多
关键词 风速风向测量 脉冲噪声 二次分数低阶协方差 双阵元阵列结构
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协方差结构辅助的全增量线性化模型自适应目标检测方法
14
作者 田晗 崔珂瑄 高永婵 《电波科学学报》 北大核心 2025年第2期360-370,共11页
针对多通道阵列雷达探测目标时有限训练样本与目标信息不准确等敏感因素导致检测性能急剧下降的问题,提出了协方差结构辅助的全增量线性化模型自适应目标检测方法。该方法采取联合处理思想,将目标不准确信息通过阵列导向矢量建模为全增... 针对多通道阵列雷达探测目标时有限训练样本与目标信息不准确等敏感因素导致检测性能急剧下降的问题,提出了协方差结构辅助的全增量线性化模型自适应目标检测方法。该方法采取联合处理思想,将目标不准确信息通过阵列导向矢量建模为全增量线性化模型,然后利用酉矩阵变换设计协方差结构辅助的检测,并将该检测问题转化为分数优化问题,再通过白化处理并优化求解推导出最终检测统计量。数值仿真结果表明,通过辅助利用协方差结构信息优化全增量线性化模型,有效改善了目标在复杂敏感环境下的检测性能,相比传统检测方法,在特定参数条件下自适应样本量减少时检测性能仍然保持最优。 展开更多
关键词 阵列雷达 自适应目标检测 协方差结构 目标信息 全增量线性化模型
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尖晶石结构过渡金属氧化物纳米阵列的研究进展 被引量:1
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作者 蒋志强 刘芳 +1 位作者 王兴军 侯云 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期7079-7090,7104,共13页
尖晶石结构过渡金属氧化物的纳米阵列相对其纳米线和纳米颗粒具有独特的优势,在能源存储、催化、磁性和光电等诸多领域具有重要的应用。概述了水/溶剂热法制备尖晶石结构过渡金属氧化物纳米阵列的过程中影响其结构形貌的多种因素(基底... 尖晶石结构过渡金属氧化物的纳米阵列相对其纳米线和纳米颗粒具有独特的优势,在能源存储、催化、磁性和光电等诸多领域具有重要的应用。概述了水/溶剂热法制备尖晶石结构过渡金属氧化物纳米阵列的过程中影响其结构形貌的多种因素(基底、反应温度、反应时间和原料等),探讨了纳米阵列的结构形貌与性能之间的关联性,简介了尖晶石结构过渡金属氧化物分级结构纳米阵列的相关研究,希望能为设计开发多功能或功能集成化的纳米阵列并拓宽其应用范围起到推动作用。 展开更多
关键词 尖晶石结构 过渡金属氧化物 纳米阵列 水/溶剂热法
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基于响应面法的钛合金Halbach阵列增强磁流变抛光工艺参数优化 被引量:1
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作者 廖煜晖 周宏明 +4 位作者 张泽林 陈卓杰 张祥雷 周芬芬 冯铭 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期53-64,共12页
目的提高钛合金磁流变抛光的表面质量和抛光效率。方法用Halbach磁场阵列强化磁场,通过载液盘与磁铁反向旋转来增强磁流变抛光效率,使抛光头拥有更强的恢复性与自锐性。通过仿真模拟和实际测量对比研究Halbach阵列与N-S阵列的磁场分布... 目的提高钛合金磁流变抛光的表面质量和抛光效率。方法用Halbach磁场阵列强化磁场,通过载液盘与磁铁反向旋转来增强磁流变抛光效率,使抛光头拥有更强的恢复性与自锐性。通过仿真模拟和实际测量对比研究Halbach阵列与N-S阵列的磁场分布和磁场梯度。依照试验结果描述抛光剪切力、表面粗糙度与表面微观形貌随时间的变化规律。采用响应面法优化载液盘转速、磁铁转速和加工间距等3个工艺参数,建立剪切力和表面粗糙度的拟合方程数学预测模型,并对其中的不显著项进行优化。结果在响应面交互作用分析中,工艺参数对剪切力的影响的大小顺序为加工间距、磁铁转速、载液盘转速;对表面粗糙度影响的大小顺序为载液盘转速、磁铁转速、加工间距。根据不同的需求,确定选定范围内的工艺参数组合,需要快速去除材料时,使剪切力趋于最大值的工艺参数组合为载液盘转速227 r/min,磁铁转速64 r/min,加工间距0.1 mm,通过20 min抛光后得到了表面粗糙度S_(a)为34.911 nm的光滑表面。抛光过程中,钛合金抛光所受剪切力τ为0.812 N。需要最优表面质量时,使表面粗糙度值趋于最小值的工艺参数组合为载液盘转速300 r/min,磁铁转速150 r/min,加工间距0.1 mm,通过20 min抛光后得到了表面粗糙度S_(a)为26.723 nm的光滑表面。抛光过程中,钛合金抛光所受剪切力τ为0.796 N。结论Halbach阵列拥有较高的磁场强度和富有空间变化的磁感线,能够使磁流变液中的磁链呈现出更多的姿态变化。根据响应面法优化后的剪切力和表面粗糙度预测模型,预测结果与验证试验结果相差很小,预测模型的准确度与可信度较高。 展开更多
关键词 磁流变抛光 halbach磁场阵列 钛合金 响应面法 剪切力 表面粗糙度
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硅纳米结构阵列:光热CO_(2)催化的新兴平台 被引量:1
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作者 张城城 吴之怡 +2 位作者 沈家辉 何乐 孙威 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第1期20-21,共2页
人口的快速增长和高能源需求产业造成了严重的环境问题。太阳能等替代性的清洁能源对于缓解能源危机和温室效应至关重要。光催化是一种很有前途的方法,但它在转化率、效率和规模化方面存在局限性。光热催化则结合了光化学和光热效应,是... 人口的快速增长和高能源需求产业造成了严重的环境问题。太阳能等替代性的清洁能源对于缓解能源危机和温室效应至关重要。光催化是一种很有前途的方法,但它在转化率、效率和规模化方面存在局限性。光热催化则结合了光化学和光热效应,是在温和条件下有效催化化学反应的新概念。近年来,与传统的光热催化剂相比,硅纳米结构阵列在光热CO_(2)还原反应中表现出独特的催化性能优势。作为一种平台,它表现出优异的光收集能力、高比表面积以及多样化的材料复合选择。本文综述了光热催化CO_(2)转化的概念和原理,硅纳米结构阵列的功能,以及利用硅纳米结构阵列在光热催化CO_(2)转化方面的最新进展,最终将为高性能纳米结构阵列光热CO_(2)催化剂的发展方向提供指导。 展开更多
关键词 光热催化 硅纳米结构阵列 CO_(2)转化 太阳能燃料
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基于Halbach阵列宏微复合驱动器的输出力优化研究 被引量:1
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作者 喻曹丰 杨坤 +2 位作者 郑爽 魏益军 陶雪枫 《机床与液压》 北大核心 2024年第13期37-42,共6页
为提升宏微复合驱动器的输出力以及改善输出力波动,采用将永磁体进行Halbach阵列方式布置,并通过添加辅助磁轭来改变宏动线圈与永磁体的相对位置两种方法结合的方案。为验证优化方案的有效性,采用有限元电磁场仿真,分析宏微复合驱动器... 为提升宏微复合驱动器的输出力以及改善输出力波动,采用将永磁体进行Halbach阵列方式布置,并通过添加辅助磁轭来改变宏动线圈与永磁体的相对位置两种方法结合的方案。为验证优化方案的有效性,采用有限元电磁场仿真,分析宏微复合驱动器优化前后的输出力变化,并以提高输出力和降低输出力波动为目标,得出了Halbach阵列的永磁体最佳尺寸。最后搭建实验平台验证了优化方案的合理性。结果表明:优化方案使宏微复合驱动器在电流大小为4 A时,输出力达到95 N左右,输出力波动减小为23 N左右,验证了优化方案的合理性。 展开更多
关键词 halbach阵列 宏微复合驱动器 输出力优化 精密定位
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高度有序ZIF-8/Au纳米复合结构阵列的构筑及其表面增强拉曼光谱的应用 被引量:1
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作者 马亮 张洪华 +3 位作者 郑唯璐 游奥骐 欧阳志勇 曹俊江 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1743-1754,共12页
采用气-液界面自组装方式制备得到有序单层聚苯乙烯(PS)微球阵列,以此为模板,采用磁控溅射沉积方法结合热处理技术获得单层六方非密排Au纳米颗粒阵列。随后采用水热法成功制得高度有序ZIF-8/Au纳米复合结构有序阵列。探究了生长机理以... 采用气-液界面自组装方式制备得到有序单层聚苯乙烯(PS)微球阵列,以此为模板,采用磁控溅射沉积方法结合热处理技术获得单层六方非密排Au纳米颗粒阵列。随后采用水热法成功制得高度有序ZIF-8/Au纳米复合结构有序阵列。探究了生长机理以及反应温度、反应时间对微观形貌和光学特性的影响,进一步探究了该复合结构阵列作为表面增强拉曼散射(SERS)活性基底的灵敏度和均一性。结果表明:当水热反应温度从25℃升高至100℃时,ZIF-8纳米颗粒的数量逐步增多,同时尺寸随之增大,表面等离激元共振(SPR)峰和衍射峰均发生了红移。当水热反应时间从10 min增至60 min时,ZIF-8纳米颗粒从围绕Au纳米颗粒选择性生长到蔓延至整个材料表面。在样品表面沉积特定厚度的Ag膜后,测得4-氨基苯硫酚(4-ATP)和罗丹明6G(R6G)两种探针分子的检测极限均为10-11mol·L^(-1),4-ATP和R6G的SERS强度与分子溶液浓度呈线性关系,相关系数R2分别为0.9801和0.9844。随机选取10个不同位置测试4-ATP的SERS谱图,得到相对标准偏差(RSD)为8.86%,表明ZIF-8/Au纳米复合结构有序阵列作为SERS基底具有良好的均匀性和稳定性。 展开更多
关键词 ZIF-8/Au纳米复合结构有序阵列 有序性 表面增强拉曼散射 均一性
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集横波与SH波一体的Halbach阵列换能器研究
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作者 陈路安 吕福在 +2 位作者 张鹏飞 韩烨 唐志峰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期274-287,共14页
为解决金属板超声体波测厚效率低下、导波扫查定量能力不足的问题,提出了一种集横波与水平剪切(SH)波为一体的Halbach阵列电磁超声换能器,在不增加体积的条件下,可同时实现横波和SH0阶导波的激励,兼具高精度定点测厚和区域缺陷扫查功能... 为解决金属板超声体波测厚效率低下、导波扫查定量能力不足的问题,提出了一种集横波与水平剪切(SH)波为一体的Halbach阵列电磁超声换能器,在不增加体积的条件下,可同时实现横波和SH0阶导波的激励,兼具高精度定点测厚和区域缺陷扫查功能。通过仿真对磁体阵列和线圈排布结构进行了建模与优化,基于优化结果加工、装配了换能器原型。针对SH波扫查和横波测厚功能分别搭建了实验平台,实验结果表明该换能器能够有效识别粘附铁块尺寸大于35 mm×10 mm×20 mm的缺陷回波,横波测厚的平均误差小于1.2%。该研究结合了超声体波定点测厚穿透强、准确度高以及SH波长距扫查、非频散的优势,提升了换能器的检测效率和功能性,具有良好的工业应用潜力。 展开更多
关键词 复合式换能器 线圈优化 halbach阵列 超声测厚 缺陷检测
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