摘要：低损耗、长带宽、时间可控的声波延迟线在音频、射频、声表面波信号处理等领域具有非常广泛的应用,然而设计满足上述三点特性的声延迟线是一项极具挑战性的工作.近年来,量子力学中的宇称时间(parity-time,PT)对称概念被引入到声学系统中,其散射矩阵在特殊点处的实数本征值揭示了声波在此类系统中可实现宽带的无损传输,且传输相位可调.本文设计了一种由一对PT对称的导纳超表面及夹在中间的等效声学介质组成的声学系统,通过设置导纳超表面参数调节其工作机制,从而实现了两类互补的特殊点.其中防反射层模式下的特殊点导致了一种声波延迟线的形成,而相干完美吸收-激“声”模式下的特殊点则用于设计一种罕见的声波超前线.由于此声学损耗-增益超表面在自然界中是不存在的,本文利用可主动控制的电热声碳纳米管薄膜来模拟它.仿真结果表明,PT对称系统是实现低损耗、长带宽且时间可控的声波超前/延迟线的优良载体,其应用可扩展至包括光学、力学、弹性波等诸多波动领域.

摘要：以氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)为代表的透明导电氧化物(transparent conducting oxide,TCO)在当前光电器件中的重要性日益增长.通过在TCO中引入金属网格构成复合电极,可以在保持良好透明性的前提下有效提升电学性能,同时降低对铟的需求量,并为可穿戴设备所需的柔性电极提供可能方案.对此类电极的电学性能分析,如复合电极方阻随金属网格结构参数的变化,可为电极设计与制备提供基本的出发点,但相关理论尚十分缺乏.本文针对典型的方孔方格型金属网格-TCO复合电极,分别展开基于瑞利模型和基于有限元仿真的电学性能分析.结果表明,孔型近似导致的金属通道显著畸变是复合电极的电学计算中瑞利模型在中高开口率下失效的主要原因.据此,我们采用格型修正,通过提升瑞利模型中的原胞外边界对称性来改善金属通道的畸变.与电极仿真的对比表明,修正后瑞利模型的适用范围明显扩大,其结果可与实验数据很好地拟合,为此类复合透明电极的电学数据分析与结构设计提供了简洁高效的理论工具.

摘要：对柔性直流电网故障后的暂态电压和电流特征进行准确分析是设计新型故障保护方案的理论基础,现有利用首行波的故障特征分析方法未能有效反映故障点对故障行波多次折射和反射的影响,在近端故障时将产生较大的误差。利用建立的柔性直流电网故障后的等值电路图,求解得到不同位置故障点的初始故障电压、不同位置的折射和反射系数、以及故障点线模-地模耦合转化系数。提出了一种考虑行波多次折射和反射之后故障点等效故障电压的计算方法,并联合求解得到的系统中各位置故障电压和电流的传递函数,得到故障后暂态电压和电流的数值表达式。在PSCAD/EMTDC搭建环状四端柔性直流电网仿真模型模拟故障,通过仿真与理论计算的对比结果验证理论推导的正确性。

摘要：为确定钢桥面板限载的合理取值,建立钢桥面板多尺度有限元模型,利用动态称重(WIM)和Monte Carlo方法生成随机车流样本并进行有限元模型动态加载,通过雨流计数法获取钢桥面板随机疲劳应力谱,基于可靠度理论和疲劳累积损伤理论计算钢桥面板典型细节疲劳可靠度,提出基于疲劳可靠度的钢桥面板限载取值方法;以某跨海斜拉桥钢桥面板为例,基于连续12个月的WIM数据,分别对钢桥面板典型细节进行疲劳可靠性评估,考虑交通量和荷载水平的线性年增长系数,确定了不同交通状况下钢桥面板的限载取值。研究结果表明:当前交通状况下钢桥面板疲劳可靠度指标均高于目标疲劳可靠度指标;交通量和荷载水平对钢桥面板疲劳可靠度指标影响较大,考虑交通量线性年增长系数为2.0%或荷载线性年增长系数为0.4%时,钢桥面板部分细节在设计使用年限内疲劳可靠度指标低于目标疲劳可靠度指标;考虑交通量线性年增长系数为3.0%且荷载线性年增长系数为0.6%时,当前49.0 t限载条件下细节疲劳可靠度指标低于目标疲劳可靠度指标,设置限载为36.5 t时疲劳可靠度能够满足疲劳安全要求;当前荷载水平下行车道最大日均货车交通量为3 820 veh,运营过程中交通量增加显著时应加强钢桥面板疲劳损伤检测,必要时采取车辆分流或桥梁限载措施。

摘要：城市公园能够发挥其“冷岛作用”,全面认识城市公园的降温效益可以有效缓解城市热岛效应,提高城市对气候的适应性。以南京市25个城市公园为研究对象,以2个最大影响指标:公园降温面积、降温效率和2个累积影响指标:公园降温强度与降温梯度,对公园降温效益进行综合研究。结果表明:(1)城市公园具有显著的降温效益,能够使周边环境温度降低0.16℃~2.28℃。(2)相关性分析表明,公园降温面积与PP、PA、NDVI呈显著正相关,公园降温效率与PP、PA、LSI呈负相关;公园降温强度和梯度与NDVI呈显著正相关,与PP、PA呈正相关。4项降温指标与MNDWI的相关性均不显著。(3)不同类型公园的降温效益具有差异性。专类公园或社区公园更适合建在城市用地紧张区域,综合公园在建设时应多考虑边界复杂情况及植被情况,以充分发挥降温效益。研究结果有助于未来城市公园的建设与优化,有效应对城市热岛效应。

摘要：喷灌是园艺作物有效的防霜技术之一。为确定茶树喷灌防霜需水量和节约水资源,需研究喷灌过程中植株的储水/冰量动态变化及影响因素。本文设计了一种防滴落、茎杆水收集及称量组合装置,可直接精确获取整株茶树的储水/冰量;试验分析非冻结和冻结、微量和摇臂2类喷头条件下储水/冰量变化的异同;最后探究了冻结下微量喷头喷灌时长对储冰量和茎杆水量的影响。研究结果表明,非冻结条件下,茶树储水量变化经历积累、动平衡和干燥3个阶段;冻结条件下的储冰量随喷灌进行持续增加,并在停喷后较长时间内保持不变,即积累和保持阶段,随后依次经历融化流失和干燥阶段;相同喷灌压力和时长下,微量喷头的储水量和储冰量分别是摇臂喷头的1.2倍和2.0倍;微量喷头喷灌时长对最大储水量无明显影响,约为0.22 kg,最大储冰量则随喷灌时长的增加而显著增加,1.5 h的储冰量是0.5 h的2.9倍。微量喷头作用的茎杆水量,在非冻结和冻结条件下也较高,分别是摇臂喷头的3.0倍和2.7倍。本文研究了茶树植株表面储水/冰量变化及影响因素,改进了灌木类植物冠层截留量的测量方法,为提升防霜效果和实现精准喷灌奠定了基础。

摘要：随着全球能源的消耗加剧,热电器件的开发应用成为解决能源消耗问题的有效途径之一,其中,碲化铋(Bi_(2)Te_(3))基柔性热电器件因在可穿戴领域逐步实现应用,得到了学界和业界的广泛关注。然而,受其材料成本较高、刚性结构等多方面因素的限制,Bi_(2)Te_(3)基柔性热电器件难以在保持高效热电性能的同时,实现柔性可穿戴化应用。本文系统地阐述了当前Bi_(2)Te_(3)基柔性热电器件在材料复合与柔性结构设计上的研究进展,特别是在柔性结构设计上,涵盖了块状、膜类及纱线型3种结构。最后,总结分析了Bi_(2)Te_(3)柔性热电器件未来可能面临的挑战与发展趋势,以期促进热电器件在可穿戴领域实现广泛应用。

摘要：随着制造业数字化工艺的深入应用,如何高效利用积累的工艺知识,已成为提升工艺设计效率与质量的关键,然而隐性工艺知识却存在难以获取、描述与转化的技术瓶颈,严重阻碍智能化工艺设计模式推广。为此,提出了一种复杂零件加工的隐性工艺知识获取方法。首先,利用等宽法对结构化工艺数据进行离散化处理,构建基于文本挖掘的隐性工艺知识获取流程,并通过产生式规则对隐性工艺知识表达;然后,基于案例推理和规则推理融合的知识推理方法,并采用最近邻算法实现隐性工艺知识的识别;最后,以船用柴油机缸盖类复杂加工零件为验证对象,对加工隐性工艺知识获取方法进行了有效验证。

摘要：为了提高A356铝合金转向器阀壳体低压铸造的综合质量,通过Box-Behnken方法建立以浇注温度、模具预热温度、浇注时间为研究因素,缩松缩孔率、二次枝晶臂间距为响应目标的响应面试验设计并进行数值模拟。运用遗传算法进行了多目标优化,并以优化后的参数进行试验验证。结果表明,当浇注温度700℃、模具预热温度300℃、浇注时间9.5 s时,铸件无明显缩松缩孔缺陷,且力学性能较好。

摘要：为了开发应用振动能量回收减速带,分析振动能量回收减速带参数与汽车悬架参数的耦合特性机理。首先分析了液压式振动能量回收减速带的工作原理;其次,研究了减速带的动态模型激励函数,并建立二自由度车辆—换能器模型,并从换能器的作用机理入手,通过复模态理论分析车辆—换能器的振动模型动力学特性;最后,依据振动能量回收减速带与汽车悬架系统的耦合动力学模型,对采用不同参数的振动能量回收减速带对汽车运动特性的影响进行了分析;并从回收能量潜能大小的角度分析了汽车悬架参数对振动能量回收减速带运动特性的影响。为振动能量回收减速带的设计提供了理论参考。