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oe1(光电查) - 科学论文

19 条数据
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  • 二氧化钛对侧抛光纤镀银用于酒精传感性能的影响

    摘要： 本研究报道了二氧化钛（TiO2）集成于光纤银（Ag）表面等离子体共振（SPR）传感器效应的实验与数值研究。本文采用有限元法（FEM）进行数值模拟分析，结果显示良好的一致性。研究结果与实验发现进行对比，重点关注使用侧抛光纤进行折射率传感的SPR现象，其中优化了集成TiO2的Ag层特性。关键参数包括用于SPR特性优化研究的Ag厚度（分别为20 nm、30 nm和40 nm）。随后在Ag薄层上涂覆TiO2以检测不同浓度的异丙醇。研究表明，30 nm厚Ag层与介电TiO2的组合使传感器性能得到提升，其灵敏度读数为268 nm/RIU，检测限为0.012。主要目标是开发一种具有成本效益、易于制造且传感器结构不复杂的设备，利用TiO2这种替代材料来抑制氧化过程并避免电荷复合。若灵敏度在更高波长下增加，则表明TiO2在光子学应用中具有巨大潜力。

    关键词： 光纤酒精传感器，表面等离子体共振（SPR），有限元法（FEM）

    更新于2025-11-28 14:23:57

  • 一种用于模拟粗糙海面电磁散射的域分解有限元方法（重点研究近前向散射）

    摘要： 本文提出了一种高保真全波仿真器，用于通过考虑不同极化方式、频率、掠射角、风速和海面谱进行粗糙海面散射问题的数值实验。该仿真器基于一种新颖的有限元区域分解（FEDD）方法，用于求解一维海面上二维电磁散射问题。这种非迭代方法将计算域划分为多个重叠子域，并在截断边界处采用局部共形完全匹配层（LC-PML）分别求解各子域。与标准PML方法不同，LC-PML具有可应用于不规则域的独特特性，由此催生了FEDD方法。针对随机粗糙海面样本的每次蒙特卡洛实现均采用FEDD方法，尤其显著降低了电大尺寸问题的计算负荷。通过多次仿真研究了该方法的精度和计算效率。利用FEDD方法获得了水平和垂直极化下双站雷达散射截面（RCS）的统计特性，重点分析了前向散射RCS及海面平均反射系数（特别是低掠射角情况），结果表明该仿真器输出与Ament近似、Miller-Brown近似及实验数据吻合，验证了仿真方法的可靠性。同时将结果与标准有限元法和矩量法进行了对比。粗糙海面分别采用Pierson-Moskowitz谱和Elfouhaily谱生成。

    关键词： 局部共形完全匹配层（PML）、前向散射、海面、区域分解、蒙特卡罗法、粗糙表面散射、有限元法（FEM）、传播、反射系数、双基地雷达散射截面（RCS）、多径效应

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 激光制备结构骨：表面形貌与生物矿化评估

    摘要： 本研究利用Yb光纤耦合的Nd:YAG激光器（波长1064 nm）连续波模式，探究了激光烧蚀骨组织的表面形貌特征。由于烧蚀区域包含理化性质改变的碳化非结构区，该区域对人体而言成为未知材料。因此通过非细胞模拟体液中的体外浸泡实验评估了该激光烧蚀区域的生物矿化情况。采用配备能谱仪的扫描电子显微镜和X射线衍射分析，在沉淀矿物产物中检测到羟基磷灰石的存在。研究明确了不同激光参数对表面形貌特征分布的影响，并探讨了这些参数对生物矿化的相应作用。

    关键词： 激光与骨组织相互作用、表面形貌、有限元法（FEM）建模、激光烧蚀

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于有限元模拟的激光喷丸钛合金工艺参数优化——田口灰关联法诱导增强残余压应力

    摘要： 激光冲击强化（LSP）被证明是针对先进材料最有效的表面工程技术，能诱导产生有益的深层残余压应力，从而提升材料的力学性能、疲劳特性及表面抗损伤能力。但采用X射线衍射法分析处理试样中残余应力的非均匀分布既耗时又昂贵。该问题可通过与实际实验过程相兼容的LSP有限元数值模拟模型解决——该模型允许用户调控激光参数以实现所有可控参数的最优水平。本研究旨在分析并优化激光工艺参数的影响，在实现最小化表面变形的同时诱导残余压应力?；贘ohnson-Cook粘弹性塑性材料行为定律建立了Ti6Al4V材料LSP仿真模型，采用高斯压力分布对目标区域进行均匀加载。通过L27正交阵列结合田口-灰色关联分析法（TGRA）处理LSP仿真数据，并基于多响应指标进行结果分析。研究发现：激光冲击次数和压力脉冲持续时间的增加会导致表面变形加剧；而激光光斑直径、光斑重叠率及激光功率密度的提高会使最大残余压应力降低。有限元仿真结果与已发表文献具有相关性，最终获得了优化钛合金LSP效果的最佳工艺参数组合。

    关键词： 灰色关联分析（GRA）、田口方法、激光冲击强化（LSP）、有限元法（FEM）、残余应力

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 核电厂预应力混凝土安全壳结构在整体泄漏率试验期间采用光纤光栅传感器的监测

    摘要： 作为核反应堆的最后一道屏障，预应力混凝土安全壳（PCCVs）在核电站（NPPs）中发挥着重要作用。为测试整体泄漏率试验（ILRT）期间PCCV的力学性能，采用光纤布拉格光栅（FBG）传感器监测混凝土应变。此外，建立了有限元法（FEM）模型来模拟ILRT过程。结果表明，FBG监测的应变趋势与内压变化一致。计算结果与监测结果呈现相似趋势，并提供了关于应变传感器安装位置的丰富信息。因此，证实FBG传感器和FEM模拟能有效用于PCCV结构监测。

    关键词： 结构健康监测（SHM）、有限元法（FEM）、整体泄漏率试验（ILRT）、光纤布拉格光栅（FBG）、预应力混凝土安全壳（PCCV）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [2020年IEEE得克萨斯电力与能源会议（TPEC） - 美国得克萨斯州大学城（2020.2.6-2020.2.7）] 2020年IEEE得克萨斯电力与能源会议（TPEC） - 面向公用事业规模光伏电站设计的半季节性优化倾角

    摘要： 本文基于磁矢势的矢量表示，提出了一种广义库仑规范下双旋度方程的求解方法。传统库仑规范通过消除旋度算子的零空间来保证解的唯一性。然而由于散度算子无法直接作用于棱边单元（旋度协调元），原方案采用节点单元表征磁矢势，这种约束过于严格——因其同时要求切向连续性和法向连续性。受数学算子与霍奇（星）算子对惠特尼形式映射的启发，可将磁矢势的散度整体近似为惠特尼单元表征，从而采用仅保留矢量特性且仅需满足切向连续性的棱边单元展开磁矢势。最终，原方程可改写为广义形式，并通过有限元法以更自然精确的方式求解。

    关键词： 惠特尼形式，广义库仑规范，有限元法（FEM），静磁学

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于流体中薄压电双晶片的三重耦合（压电、结构与流体?。┑姆植阌邢拊椒?

    摘要： 本文提出了一种分析流体中薄型压电双晶片的数值方法。针对三重耦合的压电-结构-流体相互作用，提出采用分层分解有限元法(FEM)进行建模。薄型压电双晶片的机电耦合(压电-结构相互作用)行为由经典本构方程描述，不可压缩流体流动由Navier-Stokes方程描述，结构运动由Cauchy运动方程描述。该压电-结构-流体相互作用系统被分解为流体-结构相互作用(FSI)和压电场两个子系统，随后采用块高斯-赛德尔方法实现压电场与FSI的耦合；通过代数分裂将流体-结构相互作用分解为流体-结构速度场和压力场，并将流体-结构速度场进一步划分为流体速度场和结构速度场。利用所提方法，研究了PVDF和PZT-5H材料制成的压电双晶片悬臂梁在流体中作为驱动器和传感器时的共振特性。

    关键词： 薄型压电双晶片，层次分解，有限元法（FEM），流固耦合（FSI），压电性，压电-结构相互作用

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 核壳结构诱导的压电陶瓷高位移响应：理论设计

    摘要： 本研究提出了一系列具有核壳结构的压电复合材料，旨在实现低外加电场下的高位移响应。其外壳和内核分别由压电材料与非压电材料构成。通过有限元法（FEM）模拟了局部电场分布与位移响应，结果表明：在2 kV/mm外加电场下，这类核壳结构复合材料的最大压电位移响应可达纯压电陶瓷的25倍——这源于外壳内部局部电场被增强至数十倍于外加电场的现象。研究同时指出，采用更小的外壳体积分数、提高内核介电常数或降低内核杨氏模量，均可进一步提升压电复合材料的位移响应。

    关键词： 位移响应，有限元法（FEM），核壳结构，压电材料

    更新于2025-09-24 01:41:38

  • 一种数据驱动的框架，用于预测激光焊接过程中SAC/Cu体系中界面Cu6Sn5金属间化合物的形貌

    摘要： 一种结合实验激光钎焊、有限元分析与机器学习的数据驱动方法，被用于预测Sn-xAg-yCu/Cu（SAC/Cu）体系中界面金属间化合物（IMC）的形貌。研究人员采用光纤激光器对六种不同Ag/Cu重量配比的SAC焊料进行加工，激光功率范围30-50 W，扫描速度范围10-240 mm/min，通过扫描电镜表征发现所得IMC形貌可分为柱状与扇贝状两类。针对不同合金成分与激光参数，运用有限元法（FEM）计算焊料/基板界面温度的瞬态分布。将FEM生成的数据集输入神经网络，通过温度相关的Jackson参数（αJ）量化值预测IMC形貌。神经网络预测的αJ数值经实验IMC形貌验证。研究估算了每种焊料成分在给定功率下柱状与扇贝状IMC形貌转变的临界扫描速度：在30 W功率时Sn-0.7Cu具有最大临界扫描速度，在40 W和50 W输入功率时Sn-3.5Ag合金具有最大临界扫描速度，因而这两种焊料在激光钎焊过程中最易形成柱状界面IMC，可推断为承受剪切载荷应用中最适宜的SAC焊料。

    关键词： 神经网络，金属间化合物，无铅焊料，有限元法（FEM），激光参数，形貌

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 光伏衰减·安装与温度

    摘要： 本文基于磁矢势的矢量表示，提出了一种广义库仑规范下双旋度方程的求解方法。传统库仑规范通过消除旋度算子的零空间来保证解的唯一性。然而由于散度算子无法直接作用于棱边单元（旋度协调元），磁矢势通常采用节点单元表示，这种约束过于严格——因其同时要求切向连续性和法向连续性。受Whitney形式数学算子与霍奇（星）算子映射的启发，磁矢势的散度整体上可通过Whitney单元近似。因此磁矢势可采用棱边单元展开，在保持其矢量特性的同时仅需满足切向连续性。最终原方程可改写为广义形式，并通过有限元法以更自然精确的方式求解。

    关键词： 惠特尼形式，广义库仑规范，有限元法（FEM），静磁学

    更新于2025-09-19 17:13:59