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随着近年海上风力机设计的大型化,叶片前缘的雨蚀失效问题变得愈发突出,不仅影响机组的风能转化效率,对结构的稳定运行也构成潜在威胁.采用光滑粒子流体动力学(smooth particle hydrodynamics,SPH)法研究雨滴内部的本构关系,以有限元法(finite element method,FEM)建立叶片前缘的代表性体积单元(representative volume element,RVE)模型,两者相互耦合,研究雨滴在叶片表面形成的冲击响应过程.考虑自然降雨的实际工况,建立与降雨强度相关联的雨滴尺寸模型,以及雨滴的空间分布模型;通过单雨滴的冲击仿真,研究叶片表面冲击载荷以及雨滴内部的速度分布,从而解构雨滴冲击的物理过程,并通过冲击的应力、应变场分析,为潜在损伤区提供评价;建立多雨滴冲击的仿真模型,研究冲击应力场之间的耦合作用以及涂层表面的塑性应变累积效果.研究结果表明,水锤冲击是造成塑性应变累积的关键因素,虽然横向喷射阶段的应力响应幅值小并呈现一定的无序特征,但如果存在多雨滴耦合冲击的情况,则会在耦合区内出现应力峰值,并对叶片变形和失效存在潜在影响.

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多雨滴冲击 叶片前缘 光滑粒子流体动力学-有限元法(SPH-FEM)耦合模型 单雨滴冲击 风力机

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飞秒激光等离子体光丝大气中传输的独特物理过程在航天领域具有重要的应用前景.采用仿真与实验,验证了飞秒等离子体成丝的光谱展宽特征,获得了超快等离子体光丝在不同参数特征下,覆盖从可见到红外探测系统的波谱范围,及保持系统相对稳定的特征,对于借助强激光等离子体光丝光谱进行红外特征探测具有重要的启发作用.

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等离子体光谱 超快激光成丝 红外探测

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金属增材制造是制造强国战略下推动我国高端装备制造业转型升级的重点发展方向.电弧增材制造以其高沉积效率、低成本、可进行复杂结构直接成形等优势受到了广泛的关注.但增材过程中涉及的物理过程复杂,成形质量与精度面临很大挑战.针对电弧增材制造技术短流程、长周期的制造特征,讨论如何从热源上降低成形偏差、从过程上降低制造误差、从结果上改善成形精度,介绍了一系列创新的热源调制、过程控制与结果优化的方法策略,总结了现有技术存在的问题与面临的挑战,为如何进一步提升电弧增材过程的成形控制效果提出了几点思考.

Keyword ：

轨迹规划 解耦热源 电弧熔丝增材制造 增减材复合制造 成形控制

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近年来,有机-无机杂化金属卤化物材料由于其优异的光电性质引起了研究人员的广泛关注.其中低维铜(Ⅰ)基卤化物作为高效发光材料的代表,在照明与显示、辐射探测等领域表现出良好的应用前景.有机无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物的组成和结构丰富多变,给研究人员提供了巨大的研究空间.本文综述了有机-无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物作为发光材料的研究进展,并以[Cu Xn](X=Cl,Br,I)结构单元及其连接方式为依据,对离子型有机-无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物进行了系统的分类,总结了其组成-结构-性质之间的构效关系.讨论了有机-无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物的发光机制和光物理过程,并重点归纳了用于X射线探测的有机-无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物闪烁体的最新进展.最后,对这一新兴的研究领域做出了展望.

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有机-无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物 低维结构 闪烁体 发光材料

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为建立更为灵活实用的地铁工程风险分析过程,利用基于性能的地震工程(performance-based earthquake engineering,PBEE)理念提出了基于性能的风险分析(performance-based risk analysis,PBRA)方法.该方法的分析流程主要包括性能风险损失等级确定、力学响应分析、风险损失等级分析、性能风险分析4个主要部分,分析结果以性能风险等级矩阵的形式表示.与以往分析方法相比,PBRA方法具备以下优势:1)PBRA方法紧密结合风险演化的物理过程,实现了风险的全阶段量化分析;2)PBRA方法将性能水平与风险损失相对应,从而降低了确定风险损失的难度,并且使得分析结果更符合工程需求;3)PBRA方法集成了土木、交通、环境、经济、社会等众多学科的经验、理论与技术成果,为风险分析智能化创造了必要条件.

Keyword ：

基于性能的风险分析(PBRA)方法 性能水平 基于性能的地震(PBEE)理念 地铁工程

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有机光电材料太阳能电池发展迅速,其中由电子给体(D)和电子受体(A)材料界面上形成的电荷转移(charge-transfer,CT)态在激子解离、电荷分离和复合等光电物理过程中起着至关重要的作用.自从引入了D-A混合异质结活性层以来,CT态一直是实验和理论研究的焦点.因此,总结了近期有关CT态的研究,并描述了D-A界面的形貌、极化作用和电子态离域等因素是如何对CT态的性质以及其辐射和非辐射复合过程产生影响的.同时,概述了太阳能电池材料中光电转换的微观机理和开发新型材料所面临的挑战.

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分子动力学 静态无序 动态无序 有机太阳能电池材料 电荷转移态能量分布 密度泛函理论

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以短历时强降水为特征的暴雨事件增多是北京地区近年来暴雨内涝频发的主要原因.为提高北京地区短历时强降水的模拟和预报能力,选用WRF(weather research and forecasting,WRF)模型中对降水模拟结果影响较为明显的3类参数化方案组成12组物理参数化方案组合,对北京地区具有不同中尺度环流特征的2类共8场短历时强降水事件进行模拟.基于构建的评价指标体系,评估各类参数化方案模拟北京地区短历时强降水过程的能力,评选出综合表现最好的物理参数化方案组合.研究结果表明:积云对流参数化方案对各类型强降水模拟结果的影响最大,云微物理参数化方案次之,行星边界层参数化方案的影响最小;从模拟北京地区短历时强降水过程的综合能力来看,表现较好且较稳定的方案分别为WSM6云微物理参数化方案、GD积云参数化方案和MYJ行星边界层方案;从模型模拟不同类型强降水过程的整体表现来看,模型对具有连续性降水特点且受地形抬升作用影响相对较小的第2类强降水过程的模拟效果最好,而对具有间歇性降水特点的深对流强降水过程及其相关的湿物理过程的模拟效果较差.研究结果对于提高区域强降水预警预报能力,改进模型参数化方案具有参考意义.

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WRF模型 北京地区 参数化方案 短历时强降水

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空间高能质子和重离子是导致元器件发生单粒子效应的根本原因,为准确评估元器件在轨遭遇的单粒子效应风险,必须清楚高能质子、重离子与器件材料发生核反应的物理过程及生成的次级重离子LET(Line Energy Transfer)分布规律.针对典型CMOS工艺器件模拟计算了不同能量质子和氦核粒子在器件灵敏单元内产生的反冲核、平均能量及线性能量转移值,并分析了半导体器件金属布线层中重金属对次级重离子LET分布的影响规律.计算结果表明:高能粒子与器件相互作用后产生大量次级重离子,且高能质子作用后产生的次级粒子的LET值主要分布为0～25 MeV·cm2/mg;高能氦核粒子作用后产生的次级粒子的LET值主要分布为0～35 MeV·cm2/mg;有重金属钨(W)存在时能提高次级粒子的LET值,增加了半导体器件发生单粒子效应的概率,该研究结果可为元器件单粒子效应风险分析、航天器抗单粒子效应指标确定提供重要依据.

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高能粒子 单粒子效应 GEANT4 LET值 CMOS工艺器件

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本发明提供了一种基于物理‑化学‑生物法的废水处理组合装置及工艺，其中装置包括：部分亚硝化反应器；自养脱碳除氮反应器，与部分亚硝化反应器的出水口连通设置，自养脱碳除氮反应器中的细菌包括厌氧氨氧化菌、厌氧绳菌和反硝化菌，同时投加有负载铁粉的活性炭；混凝沉淀池，与自养脱碳除氮反应器的出水口连通设置；菌藻共生反应器，与混凝沉淀池的上清液出口连通设置，菌藻共生反应器中投加有藻类与真菌。本发明中的组合装置及工艺突破了以往单一生物脱氮除碳的工艺，将物理过程、生物反应、化学过程耦合在一起，从污染物行为路径的角度，强化其脱除，达到碳氮协同削减的目的。

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从风险思想的起源与发展出发明确出工程风险的概念,并结合地铁工程本身论述地铁施工风险的本质与特点.在此基础上对地铁施工风险分析的研究现状进行了总结,所存在的主要问题包括:(1)风险分析概念界定的模糊性;(2)风险损失分析的研究不充分;(3)对风险演化过程的结合不紧密;(4)对已有技术成果的利用不充分.针对风险分析所存在问题提出了展望,地铁施工风险分析方法应该由经验分析为主转变为物理分析与经验分析相结合,包括:(1)明确风险分析的基本概念;(2)进行科学的风险损失等级评价;(3)结合风险演化的物理过程;(4)集成利用已有的技术成果.

Keyword ：

风险损失等级 经验分析 风险分析 物理分析 工程风险

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