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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 亚大气压下铝合金激光焊接中匙孔与熔池流动动力学数值模拟与实验研究

    摘要： 孔隙缺陷与激光焊接过程中的小孔动态和熔体流动行为密切相关。本文建立了一种新型三维数值模型，用于描述5A06铝合金在次大气压下激光焊接时的小孔动态和熔体流动行为。通过基于汽液平衡计算和Wilson方程优化铝合金沸点及金属蒸汽射流的反冲压力，考虑了环境压力对激光焊接过程的影响。采用移动混合热源模型来描述次大气压下的激光能量分布。数值结果表明，与常压相比，次大气压下产生的小孔更宽更深且凸起较少。随着环境压力降低，小孔后壁的涡流变得不明显甚至消失。低压下小孔壁上的熔体流动速度更大。较小的沸点与熔点差导致形成更薄的小孔壁并提高了熔池稳定性。次大气压下产生的较大反冲压力使涡流减弱且熔体流动速度增强。更大的小孔开口尺寸、更高的熔体流动速度、更薄的小孔以及减弱的涡流共同降低了铝合金激光焊接中的孔隙缺陷。基于模拟结果，展示了等离子体分布、焊缝成形和孔隙缺陷情况。对比结果表明，模拟结果与实验结果吻合良好。

    关键词： 孔隙缺陷、小孔稳定性、数值模拟、负压、熔体流动动力学、激光焊接

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • Ti-6Al-4V激光立体成形过程的现场测量与热力模拟

    摘要： 残余应力和变形是阻碍增材制造（AM）技术推广的两大技术难题。金属沉积过程中热循环对AM构件应力演变的影响机制尚不明确，需要更精确的原位测量数据来校准和验证相关数值模拟工具。本研究开展了激光立体成形（LSF）工艺的全耦合热力分析，同时系统性地通过实验测量不同位置的温度演化过程、变形情况以及应力应变场。记录并对比了不同工艺参数下单壁试样的热力响应与数值模型结果，获得了良好的数值-实验吻合度。敏感性分析表明：激光功率和送粉速率对AM工艺影响显著，而扫描速度的影响较弱。

    关键词： 数值模拟、激光立体成形（LSF）、热力分析、增材制造（AM）、残余应力原位测量

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 0-3型(Bi0.32Sr0.42Na0.20)TiO3/MgO复合材料的结构设计策略以提升储能密度、效率及充放电性能

    摘要： 本研究探究了一种新型0-3型(Bi0.32Sr0.42Na0.20)TiO3/MgO复合材料，在低电场(20 kV/mm)下具有高储能密度ws≈2.50 J/cm3、可恢复储能密度WR≈2.09 J/cm3及高效率η≈84%。优异性能源于击穿强度(BDS)值的提升，数值模拟(COMSOL)揭示了MgO掺杂增强BDS值的内在机制。该复合材料还展现出卓越的充放电性能，电流密度(CD)和功率密度(PD)分别达1671 A/cm2和150 MW/cm3，远超其他陶瓷材料。此外，充放电测试显示大部分储能能在约0.15微秒内释放。本研究不仅为设计同时具备高Wd、η及优异充放电性能的铋基陶瓷电容器提供了新方法，也深化了对复合体系中金属氧化物作用机制的理解。

    关键词： 0-3复合,储能,数值模拟,充放电,无铅

    更新于2025-11-14 17:28:48

  • 基于首腔缩窄的挡板式太阳能空气集热器性能提升

    摘要： 本文提出一种通过重新排列集热器内挡板来缩小首腔室宽度，从而优化折流板式太阳能空气集热器热性能的新思路。采用数值模拟与实验相结合的方法研究了由四块挡板分隔成五个腔室的集热器，并通过流动与传热分析揭示了性能提升机理。模拟结果表明：首腔室宽度对热效率影响显著，而对压降影响较小；当总腔室尺寸为2000 mm×1000 mm×120 mm时，首腔室宽度为200 mm时可获得最大热效率增长率——在雷诺数1.8-5.5×10^3范围内，相比挡板均匀分布的模型提升达16.90%。按1:0.5比例搭建了实验台，通过四种集热器模型在三种工况下的研究验证了该方法的有效性。实验结果显示：首腔室缩窄法具有较稳定的优化效果，热效率增长率保持在9.73%-16.10%之间，表明该方法对尺度变化不敏感且具有一定适应性。

    关键词： 实验验证、数值模拟、性能优化、首腔缩窄、太阳能空气集热器

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 电流密度对电化学沉积金膜取向可控生长及特性的影响

    摘要： 本文研究了数值模拟中时变延迟随机霍普菲尔德神经网络的稳定性分析。为实现预期结论，我们对泛函分析中的经典压缩映射原理进行适当修正，使其适用于我们的研究条件及连续与离散延迟模型。在合理条件下，研究表明欧拉-丸山数值格式的均方指数稳定性依赖于步长且与精确解相关。此外，在相同条件下，后向欧拉-丸山数值格式也能实现与精确解无关步长的均方指数稳定性。

    关键词： 数值模拟、时延、随机微分方程、霍普菲尔德神经网络、稳定性

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 通过数值模拟评估氙短弧灯的辐射特性；利用数值解析评估氙短弧灯的辐射特性；

    摘要： 本研究通过改进自由燃烧电弧的数值模拟模型，建立了氙短弧灯的电弧数值仿真模型。研究了填充气体压力差异对灯电压、电流及气体辐射能量消耗的影响。结果表明，氙弧灯的辐射功率强烈依赖于填充气体压力。此外，在恒定功率启动灯时，辐射效率由辐射功率密度与高温电弧体积的平衡决定，由此可明确辐射功率分数存在最大值。

    关键词： 数值模拟，氙弧灯，辐射，氙气，能量平衡

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • (20000) Varuna在近红外波段的旋转分辨光谱学研究

    摘要： 背景：关于小型冰质天体挥发物逃逸与保留的模型表明，在太阳系该区域典型温度下，直径小于约1000公里的跨海王星天体（TNOs）表面不可能存在挥发性冰，而相同模型显示水冰能在多种直径的天体表面保持稳定。碰撞和彗星活动被用于解释TNOs与半人马天体的表面更新过程，这些过程可能产生可通过不同旋转相位观测研究的表面异质性。 目标：本研究旨在分析直径668+154?86公里的TNO(20000)Varuna的表面成分，并寻找旋转变化的迹象。 方法：2011年1月连续两晚，我们使用西班牙拉帕尔马伽利略国家望远镜的近红外相机光谱仪NICS（AMICI棱镜低分辨率模式），获取了覆盖Varuna完整自转周期（Pr=6.34小时）的光谱集。通过无大气天体表面的辐射传输模型拟合相对反射率数据。 结果：分析Varuna不同旋转相位的光谱后，未发现2σ水平上的表面变化迹象。所有光谱均在2.0μm处检测到吸收特征，表明表面存在水冰。虽信噪比不足以完全排除微量其他挥发物的存在，但未检测到明确信号。基于散射模型，我们提出两种与数据相符的可能成分组合，并结合跨海王星带碰撞历史讨论其意义。 结论：Varuna表面最可能的成分是无定形硅酸盐、复杂有机物与水冰的混合物。该组成为原始物质混合结果，无需补充机制。但数据也可适配含最高10%甲烷冰的模型——对于Varuna这类天体，这种挥发物不可能是原始存在的，需通过高能撞击等事件才能解释其表面存在。

    关键词： 柯伊伯带天体：个体：(2000) 瓦鲁纳，行星与卫星：成分，方法：数值模拟，技术：光谱学，方法：观测

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 超越光学/红外干涉仪的衍射极限

    摘要： 背景：如先前在水委一（Achernar）上的研究所示，通过地球自转合成技术获取的光谱分辨长基线干涉测量差分相位数据，可推导出快速旋转恒星的角半径、自转速度、转轴倾角及方位。 目标：我们将该方法应用于不同光谱类型和光度等级的小样本恒星，旨在将该技术推广至赫罗图上其他旋转恒星，并测定其基本参数。 方法：使用2010年AMBER/VLTI仪器光谱仪升级前获得的差分相位数据。除中分辨率模式观测的北落师门（Fomalhaut，λ/δλ≈1500）外，另三个目标——水委一、牵牛星（Altair）与天鹰座δ星（δ Aquilae）均提供了K波段Brγ吸收线附近的高分辨率（λ/δλ≈12000）光谱干涉数据。这些数据用于约束解析模型的输入参数，通过系统化误差预算分析可靠地解释四颗目标的物理特性。我们利用差分相位φdiff的超分辨率能力，测定了四颗快速旋转恒星（水委一、牵牛星、天鹰座δ星、北落师门）的尺寸（赤道半径Req与角直径θeq）、赤道自转速度（Veq）、倾角（i）及转轴方位角（PArot）。采用专为快速旋转体设计的半解析算法SCIROCCO约束目标恒星参数。 结果：各恒星测定参数为：水委一（Req=11.2±0.5 R⊙，Veq sin i=290±17 km/s，PArot=35.4°±1.4°）；牵牛星（Req=2.0±0.2 R⊙，Veq sin i=226±34 km/s，PArot=-65.5°±5.5°）；天鹰座δ星（Req=2.2±0.3 R⊙，Veq sin i=74±35 km/s，PArot=-101.2°±14°）；北落师门（Req=1.8±0.2 R⊙，Veq sin i=93±16 km/s，PArot=65.6°±5°）。这些结果与既往差分相位及可见度测量值相符，且首次确定了北落师门（i=90°±9°）与天鹰座δ星（i=81°±13°）的倾角，以及天鹰座δ星的转轴方位角PArot。 结论：超越干涉仪理论衍射极限（波长与基线之比），空间超分辨率能通过少量基线组系统估算旋转恒星的角直径及其基本参数，而地球自转合成提供的高光谱分辨率对此至关重要。

    关键词： 恒星：自转，恒星：一般性质，技术：高角分辨率，技术：干涉测量，方法：数值模拟，方法：观测研究

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [IEEE 2018国际半导体会议（CAS）- 锡纳亚（2018.10.10-2018.10.12）] 2018年国际半导体会议（CAS）- 低电压应用中4H-SiC MOSFET设计中的界面陷阱效应

    摘要： 一项数值模拟研究考察了击穿电压为650V的4H-SiC MOSFET的电流-电压特性，该研究考虑了沟道区氧化物-半导体界面处的缺陷态分布。建模分析表明，对于这些低压器件，沟道电阻分量在不同电压偏置和温度下对决定MOSFET的比导通电阻（RON）起着关键作用。RON值在几mΩ×cm2量级。

    关键词： 数值模拟、功率器件、导通电阻、4H-SiC、缺陷态

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 固体中的高阶谐波产生：近期数值方法综述

    摘要： 强激光与固体材料的相互作用为产生高次谐波（HHG）提供了一种替代途径。由于谐波发射的基本机制尚不明确，大量理论研究被提出以解释这一快速发展的领域中的实验发现。本文综述了主要的数值方法，并对固体中的高次谐波现象进行了简要展望。

    关键词： 超快激光、强场、数值模拟、激光-晶体相互作用、固体材料、高阶谐波产生

    更新于2025-09-23 15:23:52