二维磁性NbSi2N4-WSi2N4-NbSi2N4异质结的光生电流效应

采用量子输运方法研究了二维(2D)磁性NbSi₂N₄-WSi₂N₄-NbSi₂N₄面内异质结的光生电流效应.该异质结具有C2v非空间反演对称性,在可见光范围内,用线偏光垂直及倾斜照射时,均能激发显著的光生电流效应,产生自旋极化且偏振敏感的光电流.光电流与偏振角(θ)和入射角(α)均为余弦依赖(cos(2θ),cos(2α))关系.两种照射方式下均能产生纯自旋流及完全自旋极化的光电流.在垂直照射时,能取得完美的自旋阀效应.这些结果表明,二维磁性NbSi₂N₄-WSi₂N₄-NbSi₂N₄异质结在低能耗自旋电子学及低维光电探测领域具有应用潜力.     

基于混合特征图的非侵入式负荷监测算法

针对目前的非侵入式负荷监测算法所需运算成本高、难以实用推广的现状,提出一种低运算成本的基于混合特征图的非侵入式负荷监测算法.首先,提取设备的功率特征和稳态电压-电流轨迹图特征,将设备功率特征进行维数变换后与电压-电流轨迹特征图组合,得到设备混合特征图.该特征图以小尺寸灰度图为载体,减小了硬件存储与模型算力的成本.然后,基于LeNet卷积神经网络建立设备辨识模型,以混合特征图为输入,实现对设备种类的辨识.最后,使用PLAID数据集对所提算法的结果准确性与计算性能进行测试.结果表明:所提算法的设备辨识准确率可达92.7％,与辨识准确率相差小于1％的同类算法相比,在算法参数量和运算量方面减少了 99％,能有效减少NILM的运算成本.     

一种频率与温度无关的片内RC振荡器设计

文章基于SMIC 0.18μm互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)工艺,设计了一种频率与温度无关的片内电流模RC振荡器,该振荡器采用1.8 V电源供电,输出频率为100 MHz,振荡器主要由温度补偿电流源、开关电容充放电回路、反相器比较延时单元以及时钟输出单元组成。通过Cadence Spectre仿真验证表明：在-40～125℃范围内,TT工艺角条件下,振荡器的输出频率范围为100.06～100.16 MHz,频率随温度变化为0.10%,用温度系数表示为6.06×10^-6℃^-1;SS工艺角条件下,振荡器的输出频率范围为99.90～100.23 MHz,频率随温度变化为0.33%,用温度系数表示为20.00×10^-6℃^-1;FF工艺角条件下,振荡器的输出频率范围为99.96～100.07 MHz,频率随温度变化为0.11%,用温度系数表示为6.67×10^-6℃^-1。     

水冷式射频组织焊接电极的多物理场仿真与实验研究

为了降低射频组织焊接中高温造成的热损伤,设计了一种创新的水冷式射频组织焊接电极,使用COMSOL Multiphysics软件对猪小肠的体外焊接过程进行了多物理场仿真,结合焊接和爆破压实验对生物组织的焊接温度与效果进行了分析。结果表明：仿真使用“温度阈值”方法解决了现有模型中生物组织水分的可逆蒸发问题;在相同实验条件下水冷电极的最大焊接温度为139.8℃,平均焊接温度为112.5℃,较典型金属电极明显得到控制;水冷电极作用下生物组织爆破压达到62.3±13.7 mmHg,满足焊接要求。仿真模型预测的温度与实验结果拟合良好,且水冷电极有效焊接了组织,控制了焊接温度。     

农用运输车温差发电系统瞬态响应特性分析

为预测温差发电系统在农用运输车实际行驶工况下的瞬态输出响应,建立一种瞬态计算流体动力学(CFD)-热电耦合数值模型,求解得到温差发电系统在燃油经济性测试工况(HWFET)下的流热电多物理场瞬态仿真结果,同时搭建试验台架进行了测试研究．结果表明：温差发电系统的流热电多物理场分布受尾气温度和流量动态变化的综合影响均随工况时间发生动态变化,热惯性的存在会导致温差发电片的输出响应与尾气输入之间产生延迟;系统在HWFET工况下的平均输出功率和热电效率分别可达到26.808 W和2.966%;系统输出电压的模型结果与试验结果之间的平均误差仅为6.43%,验证了瞬态CFD-热电耦合模型的准确性．     

圆柱分层各向异性地层中偏心线圈电磁场闭合解

圆柱状分层介质中电磁场解析算法是电法测井快速正演模拟及井眼环境校正基础,推导倾斜线圈在最内层偏心时电磁场解析解闭合表达式。在频率-波数域中,利用Graf定理将电磁场的驻波和外行波由仪器坐标系转换成地层坐标系,然后引入无数值溢出的新型广义反射系数描述电磁场不同角模量在偏心边界处的耦合。针对共轴倾斜线圈系给出其偏心时接收线圈电压解析解,并分析线圈水平放置时电压表达式的退化过程。通过将背景场与反射场分离,减小被积函数收敛区间,提高接收线圈电压数值积分的稳定性及计算精度。结果表明：仪器居中时水平发射-水平接收线圈电压与地层电导率各向异性无关,而偏心时会受各向异性影响;水平发射-倾斜接线圈的偏心角不同导致其与井眼边界朝向不同,电压随偏心角变化明显;倾斜发射-倾斜接收线圈电压受仪发射线圈倾斜角、地层电导率各向异性及偏心角影响很大。     

氧化锌避雷器测试仪校准装置的研制

传统的氧化锌避雷器测试仪校准方法存在难以模拟含有基波阻性电流、容性电流和三次阻性电流的难题。设计了低噪声的电路架构,通过研制参考电压、全电流发生器、功率放大电路和反馈电路,产生标准的正弦波参考电压信号和含有一次阻性电流、三次阻性电流和一次容性电流的全电流信号,通过高精度回测电路确保输出信号的准确度。经过实验验证,该校准装置电压、电流基波准确度小于等于0.1%,三次谐波优于1%,完全满足实验室校准需求,解决了氧化锌避雷器测试仪的校准难题。     

12脉波可控整流器的谐波抑制策略

提高12脉波可控整流器谐波抑制能力,提出基于12脉波可控整流器的直流侧谐波抑制策略。该控制策略通过在直流侧附加谐波抑制模块,改善整流器输入电流波形,满足不同负载工况下输入电流谐波抑制要求;根据12脉波整流器交、直流侧电流关系和直流侧理想电流波形,分析并给出谐波抑制模块的输出电压波形,并采用全桥逆变电路调节谐波抑制模块的输出电压。仿真结果表明,该策略能有效抑制整流器输入电流谐波。     

基于风冷散热的锂离子电池外部冷却模式与内部热物性特征的耦合分析

锂离子电池因其优异的性能而广泛应用于储能系统以及新能源汽车的动力源。基于锂离子电池热物性特征以及运行条件选择合理的热管理模式,是确保锂离子电池安全性的重要手段。文中分别构建了基于风冷散热的圆柱形单体锂离子电池以及相应的电池模组模型,从最高温度、最大温差以及温度分布均匀性等方面探讨了热导率各向异性对电池冷却性能的影响。结果表明,锂离子电池内部的热量传递过程以径向导热热阻为主导,直接决定单体电池内部温差以及电池模组中不同单体电池之间的温度分布均匀性。从电池结构设计的角度而言,为了提高温度均匀性,在确保能量密度的前提下应尽量减小电池层状方向的尺寸。     

地铁干扰下管道极化电位测试方法及应用

地铁干扰下管道阴极保护电位呈现频繁波动的特点,无法通过传统的断电法获得管道的真实保护电位。从需要断开所有外部电源的角度出发,提出采用试片断电法进行干扰下管道极化电位的测试,并通过现场试验研究,确定了影响管道极化电位准确测试的主要因素及其影响规律,建立了地铁干扰下管道极化电位有效测试的参数设置方法:试片极化达到稳定的时间不少于2.25 h;试片的埋设深度不低于0.30 m;试片与参比的水平间距宜为0.05～0.10 m。