摘要：串联谐振型直流变换器(series-resonant DC-DC converter,SRC)是电力电子变压器的核心元件,但电容等储能元件体积大是制约电力电子变压器功率密度提高的重要因素之一,为此应尽量减小电容等无源元件体积。然而,当SRC直流侧电容减小,尤其是与谐振电容基本相当时,其高频环节电流特性与传统的直流电容较大的SRC存在很大不同。为解决上述问题,该文对比分析半桥型SRC、全桥型SRC和半桥全桥混合的SRC(混合型SRC)在不同直流电容与谐振电容比值情况下的高频环节电流特性,求解得到实现软开关时3种典型SRC开关频率设计应满足的超越方程,进一步得到其开关频率与谐振频率比值解析表达式,据此提出3种SRC高频环节开关频率设计方法。最后,通过实验验证高频环节特性分析正确性和所提出的开关频率设计方法有效性。

摘要：尘暴是火星表面沙尘颗粒在剧烈的大气运动下形成的扬尘现象,局部尘暴可持续几个火星日(sols),大型甚至全球性尘暴可持续长达几个月.火星尘暴事件严重威胁探测器着陆过程的安全性,并可能加剧火星车太阳能帆板表面的沙尘沉积进而导致火星车供电不足.为保障火星探测任务着陆过程的安全,应开展火星尘暴事件的时空概率分析并对着陆前的尘暴事件进行预报.本文以中国首次火星探测任务“天问一号”为例,开展了:(1)基于长时间序列(MY24~28)火星遥感影像(MDGMs)来提取尘暴对象和尘暴序列,建立乌托邦平原(Utopia Planitia)研究区的尘暴时空数据库;(2)计算研究区中尘暴出现的时空概率,并对“天问一号”任务的着陆时间、地点以及“祝融号”火星车工作和休眠期内的尘暴活动进行分析评价;(3)完成“天问一号”主选和备选着陆圆的原生尘暴划分和尘暴序列的特征提取,并实现了“天问一号”任务着陆前的尘暴预报分析.未来应当结合大气环流模型模拟和计算的大气物理等参数(温度、压强、光学深度、风速和风向等)来综合研究尘暴等大气活动的机理和影响因子,以提高尘暴分析和预报的准确性以及实时性.

摘要：海拔100~300 km的上层大气层内,主要成分之一的原子氧化学活性高,容易在超低轨飞行器表面材料上发生吸附和侵蚀现象,显著改变壁面的物理化学状态和气固相互作用特征,进而影响飞行器的气动性能.由于时空尺度差异和成本限制,目前的地面试验手段和模拟方法很难复现上层大气层真实空间环境的气固相互作用过程.针对这一难题,文章设计了一种分子动力学等效模拟方案,让气体分子在短时间内高频入射材料表面,来反映真实环境中长时间低频率的气固相互作用过程,从而研究上层大气层不同海拔高度的空间环境中,原子氧在典型航天材料壁面的吸附/侵蚀状态演化过程以及动量适应系数的变化规律.研究表明,在满足一定等效原则时,这种模拟方案能够合理地反映相关的真实物理图像,展示了洁净壁面从少量吸附到大量吸附原子氧,再到原子氧侵蚀壁面表层结构形成松散氧化物的3阶段演化过程,同时也给出了高速入射的气体分子在相应壁面状态下的动量适应特征.另外,本文也研究了上层大气层另一主要组分N_(2)的存在对原子氧吸附、侵蚀和适应过程的影响.这一研究可加深人们对上层大气层气固相互作用过程的认识,并为新一代飞行器的气动设计提供参考.

摘要：凋落物分解是草地生态系统能量流动和物质循环的重要过程,而荒漠草原凋落物分解如何响应碳(C)、氮(N)、钾(K)添加尚不清楚,揭示这一关系对深入理解荒漠草原养分循环过程具有重要意义。本研究选用网袋分解法,进行随机区组设计,在试验样地分别设置C_(1)(0 g·m^(-2)·a^(-1))、C_(2)(52.54 g·m^(-2)·a^(-1))、C_(3)(705.09 g·m^(-2)·a^(-1));N_(1)(0 g·m^(-2)·a^(-1))、N_(2)(5 g·m^(-2)·a^(-1))、N_(3)(20 g·m^(-2)·a^(-1));K_(1)(0 g·m^(-2)·a^(-1))、K_(2)(9.0 g·m^(-2)·a^(-1))、K_(3)(18.0 g·m^(-2)·a^(-1))3个C、N、K浓度梯度,研究外源C、N、K添加对宁夏荒漠草原优势种短花针茅和赖草凋落物分解特征的影响。结果表明:(1)C、N、K添加对荒漠草原两个物种凋落物分解的影响具有显著差异(P短花针茅;(3)短花针茅和赖草凋落物均在秋季分解较快。综上,同一生境不同物种凋落物分解速率存在差异,高添加量的K、N和低添加量的C相较于其他养分添加梯度,对凋落物分解速率的促进作用更明显。

摘要：萃取柱具有连续性强,安全性高,通量大的优点,受到相似金属分离、精细化工等工业分离领域的青睐。液泛特性是萃取柱稳定运行的关键参数之一,低界面张力萃取体系分散相液滴极易破碎的特征是导致萃取柱易发生液泛的本质原因。采用新型气体搅拌技术,以气泡上浮过程中的动能和不均匀流场产生的弱曳力作用代替传统搅拌、脉冲能量形式破碎液滴。选取三种不同界面张力萃取体系,研究了气体搅拌条件下的萃取柱液特性,发现分散相液泛流速随着气速与连续相流速的增大逐渐降低,并且高界面张力体系降低的程度比低界面张力体系高。基于试验值,通过最小二乘法回归分析,提出预测误差为10.05%的液泛流速预测关联式,为后续气体搅拌萃取柱的设计与放大提供参考。

摘要：为深入了解荒漠草原植物物种多样性和群落稳定性对N、P添加的响应,本研究以宁夏盐池县荒漠草原为研究对象,自2020年开始,每年开展N、P添加试验,连续进行3年。试验采用随机区组设计,N肥选用尿素,P肥选用过磷酸钙,本文使用2022年9月的植被调查数据。结果表明:(1)高水平N复合中、高水平P添加显著降低了物种丰富度指数和Shannon-Wiener指数,高水平N复合中水平P添加显著降低了Simpson指数;(2)Godron稳定性分析发现,对照组欧式距离最大,群落稳定性最低;在单独添加P时,群落稳定性随着P添加量的增加而逐渐增强;(3)荒漠草原物种多样性与群落稳定性表现为正相关关系。综上所述,高水平的N、P添加可以通过抑制荒漠草原植物生长,使得物种多样性降低,单独P添加以及中、低水平的P与高水平的N复合添加可有效提高群落的稳定性。

摘要：提出一种紧凑的基于多模干涉效应的氧化钽(Ta_(2)O_(5))波长双工器,用于实现980和1550 nm波长的复用和解复用.该器件采用对称干涉和配对干涉级联的混合多模干涉波导结构,在不利用亚波长光栅等复杂结构调控泵浦光和信号光拍长的基础上,将分段多模干涉波导的总长度缩短为普通配对型多模干涉波导结构的1/3.采用三维有限时域差分(3D-FDTD)工具对建立的模型进行分析和优化,结果表明所设计的MMI型双工器具有较低的插损和较高的工艺容差性,在980 nm处插损为0.4 dB,1550 nm处插损为0.8 dB,消光比均优于16 dB.该器件在1550 nm波长周围的1 dB带宽达150 nm,在980 nm波长周围的1 dB带宽达70 nm.文中设计的多级干涉结构极大地降低了MMI器件的设计难度并缩小了980/1550 nm波分复用/解复用器的整体尺寸,有望应用在片上集成的掺铒波导放大器和激光器领域.此外,不同多模干涉机制级联的设计思路为分离两个中心波长相隔较远的光信号提供了技术参考,在通信波段和中红外波段波分复用/解复用器件上具有潜在的应用价值.

摘要：为提升辐射伏特电池(简称辐伏电池)的总转换效率和输出功率,综合考虑耗尽区宽度、扩散长度及电极结构等因素对电荷收集效率、总转换效率及输出功率的影响,通过优化换能器件及电极结构,成功制备出总转换效率及输出功率较高的63Ni-SiC基PIN结换能器件。所制备的辐伏电池的短路电流、开路电压、输出功率及总转换效率分别达到了10.29~13.43 nA·cm^(-2)、1.32~1.44 V、11.66~14.69 nW·cm^(-2)及2.24%~2.82%。与团队之前的工作相比,开路电压、FF因子及总转换效率分别平均提高了127.50%、114.47%及512.10%,且总转换效率高于文献报道的结果(0.5%~1.99%)。结果表明:通过采用具有“浓度梯度层Ⅰ层”的PIN结构、优化结区宽度和掺杂浓度,以及优化电极材料和结构,可显著提升辐伏电池的总转换效率和输出功率,为辐伏电池的设计与制备提供了重要的理论参考和实验依据。

摘要：针对智能体通信时延和能源损耗问题,研究了带有时延和切换拓扑的二阶多智能体系统动态事件触发编队控制方法。在考虑通信时延的基础上,设计了一种动态事件触发机制,通过动态调整事件触发条件,使系统能够根据实时状态进行控制。根据该控制方法,建立了时延控制输入、切换拓扑和动态事件触发下闭环控制系统的数学模型,并利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式理论证明了其稳定性。仿真结果表明,与现有方法相比,所提方法可以避免大量的触发,节约了网络资源,并提高了多智能体系统的收敛性能。

摘要：对微波单片集成 (简称 MMIC)双栅 MESFET混频器的设计理论和工艺技术进行较为细致的研究。根据双栅 MESFET的理论分析与实验结果 ,建立了一种栅压调制 I- V特性的经验模型 ,推导了双栅 FET混频器变频增益公式。分析了栅压对改变非线性跨导在混频器中的作用。最后设计并加工出了芯片面积为 0 .75 mm× 1 .5 mm Ga As MMIC双栅 FET混频器。