检索结果-内蒙古大学图书馆

高压电器 2023年第3期59卷 53-60页

作者：董耀陈云樊万昌刘会兰常珂国网青海省电力公司海西供电公司青海格尔木817000 华北电力大学河北保定071003

针对复杂环境下高压断路器故障诊断算法的准确率和泛化性问题,提出一种声纹及振动熵特征联合的GWO-KFCM故障诊断算方法。首先,对声音信号进行广义S变换,提取反应声纹的盒维数、方向度和对比度纹理特征;对振动信号进行变分模态分解(VMD)... 详细信息

针对复杂环境下高压断路器故障诊断算法的准确率和泛化性问题,提出一种声纹及振动熵特征联合的GWO-KFCM故障诊断算方法。首先,对声音信号进行广义S变换,提取反应声纹的盒维数、方向度和对比度纹理特征;对振动信号进行变分模态分解(VMD),计算信号的排列熵。最后,构造联合特征向量送入模糊核C—均值聚类(KFCM)学习训练,利用灰狼优化(GWO)算法优化KFCM初始聚类中心,对训练样本进行预分类后输入SVM,辨识操动机构运行状态。结果表明,声纹及振动熵特征联合的GWO-KFCM故障诊断方法充分利用声振信号互补优势,对实验样本总体诊断准确率达到了100%,并且有较好的泛化能力。

关键词：断路器声纹振动熵 GWO KFCM 广义S变换 VMD

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函数的振动熵

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数学理论与应用 2011年第2期31卷 7-11页

作者：王小舟齐齐哈尔广播电视大学齐齐哈尔161005

本文定义了振动函数与函数的振动熵。对函数的振动性质进行了初步的讨论。振动熵是对函数振动程度的度量(振动愈剧烈振动熵的值愈大)。导数是振动熵的特例。

关键词：数学分析振动函数振动熵

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振动函数与函数的振动熵

振动函数与函数的振动熵

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第九届中国不确定系统年会、第五届中国智能计算大会、第十三届中国青年信息与管理学者大会

作者：王小舟齐齐哈尔广播电视大学

本文介绍了振动函数与函数的振动熵。函数振动理论的一个应用实例是:在封闭的股票市场的博弈系统中有参与者以全智能对策作为行动,该博弈系统特征函数(股价走势)的熵函数是趋势减小函数。

关键词：数学分析振动函数振动熵策略的智能

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Zr在αU中的溶解焓和过剩熵的第一性原理计算研究

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稀有金属材料与工程 2024年第12期53卷 3398-3406页

作者：屈哲昊冯伟高春来中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所北京102413 中国原子能科学研究院核工程设计研究所北京102413 淮阴工学院数理学院江苏淮安224001

针对U-Zr相图中富U端Zr在αU中的固溶度曲线所需的溶解焓和过剩熵,分别进行了第一性原理计算并与实验数据进行了对比分析。对于Zr-αU固溶体转变为δUZr_(2)时对应的溶解焓和过剩熵,采用SQS模型得到每个Zr原子对应的结果为1.437eV/Zrato... 详细信息

针对U-Zr相图中富U端Zr在αU中的固溶度曲线所需的溶解焓和过剩熵,分别进行了第一性原理计算并与实验数据进行了对比分析。对于Zr-αU固溶体转变为δUZr_(2)时对应的溶解焓和过剩熵,采用SQS模型得到每个Zr原子对应的结果为1.437eV/Zratom和1.060k_(B)/Zratom,采用disorder模型得到每个Zr原子对应的结果为1.420eV/Zratom和0.732k_(B)/Zratom。基于实验数据,分析拟合得到的每个Zr原子的溶解焓为-0.823±0.712meV/Zratom,过剩熵为5.880±9.976k_(B)/Zratom。对比理论计算和拟合实验数据的结果发现,振动熵对固溶度的影响不可忽略,并且理论和实验数据相差较大的原因可能与理论计算中设置的δUZr_(2)中Zr的位置与实验中的具体结构位置参数不尽相同有关。

关键词：第一性原理溶解焓过剩熵振动熵

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18电子Half-Heusler材料热电性能调控及新材料预测

18电子Half-Heusler材料热电性能调控及新材料预测

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作者：郭淑萍中国科学技术大学

学位级别：博士

热电材料作为一种新型能源材料,可以实现热能与电能之间的直接转换,具有重要的应用价值,比如热电材料可以回收工业中产生的大量废热来发电,缓解能源和环境压力。具有18电子的Half-Heulser(HH)材料由于其半导体特性,良好的电学性能,所含... 详细信息

热电材料作为一种新型能源材料,可以实现热能与电能之间的直接转换,具有重要的应用价值,比如热电材料可以回收工业中产生的大量废热来发电,缓解能源和环境压力。具有18电子的Half-Heulser(HH)材料由于其半导体特性,良好的电学性能,所含元素通常价格便宜、储量丰富,热力学稳定和机械性能好等优点而引起了热电领域的广泛关注。但是HH材料的本征热导率通常比较高(>15 W m-1 K-1),这极大地限制了其热电材料性能的提升和广泛应用。因此理解现有良好18电子HH热电材料(如NbFeSb)的热学及电学物理机制,成为了进一步调控HH材料热电性能的当务之急。此外,由于现阶段被研究的18电子HH体系很少,因此可以通过高通量计算搜索出具有高效热电性能的18电子HH候选体系,或通过混合17和19电子体系,设计出新颖的18电子体系,为实验提供新的研究体系。主要研究内容如下:一、NbFeSb基HH材料热电性能缺陷调控:具有18电子的NbFeSb是重要的p型热电材料,实验上通过掺杂形成固溶体来散射声子、降低热导率,提高其热电性能(zT在1200 K可达1.5)。我们研究了不同掺杂元素(V和Ti)在NbFeSb中的分布随温度变化的情况。通过理论模拟的相图,我们发现在低温下(Nb,V)FeSb和(Nb,Ti)FeSb表现不同的行为:(Nb,V)FeSb倾向于相分离,而(Nb,Ti)FeSb会形成两个稳定的基态结构。在高温时,它们都会形成无序固溶体。在相边界附近,会出现固溶体和相分离的共存结构。为此,我们提出了固溶体中点缺陷和相分离界面的协同效应散射声子降低热导率的方案:固溶体中引入的点缺陷和相分离所引入的共格或非共格界面可以同时散射短波声子和中波声子。我们的工作为实验上进一步降低NbFeSb基材料的热导率和提高其热电性能提供了新的思路。二、高效18电子HH热电材料的高通量筛选:实验上广泛研究的18电子HH材料只有寥寥几种,然而还有大量的18电子HH体系的热电性能未被详细研究过。因此从中寻找具有高热电性能的母体HH材料具有重要的意义。为此,我们采用高通量计算的方法研究了 95种HH母体材料。考虑到带隙、矿藏等因素,并以目前实验广泛研究的p型NbFeSb和n型ZrNiSn的功率因子为筛选标准,我们搜索出9种p型和6种n型电学性能良好的HH材料,主要是由于材料具有高能谷简并度、低形变势、轻带和低声速等因素。进一步对筛选出的材料进行热导率计算,结合高功率因子和低热导率,最终我们筛选出的三种HH体系(VCoGe、NbCoSi、TiNiGe)是良好热电材料候选。我们的工作不仅为实验提供了新体系,同时有助于理解高效热电性能背后的物理机制。三、振动熵对18电子HH相稳定性的影响:立方相是HH高通量计算中广泛使用和研究的结构,然而通过与实验观测相对比,我们发现对于一些HH体系,实验上反而合成的是具有低对称性的晶体结构(六方相和正交相)。很明显,不同的HH晶体结构会表现出迥然不同的热电性能(立方相的热电性能较好),这严重影响了高通量预测结果的精度。因此理解HH的相稳定性就变的尤为重要。我们研究了 17种HH体系的相稳定性,发现在低温下(0 K)这17种HH体系的基态结构确实是立方相,然而在有限温度下,熵的贡献变得越来越重要,能够逐渐地稳定具有低对称结构的相。这是由于低对称性结构的成键比立方相弱,导致低频区声子态密度较高,所以振动熵在高温下倾向于稳定低对称性结构。我们的工作不仅解释了第一性原理预测与实验观察结果不同的原因,同时提出了通过振动熵制备稳定立方相的方法。四、新型18电子HH热电材料设计:虽然具有半导体特性的18电子HH热电材料被广泛研究,但是这类体系的数量较少。为此,我们通过理论模拟混合17 电子和 19 电子的 HH 体系(TiFe1-xNixrSb,ZrFe1xNixBi和 VFe1-xNixGe),用于设计出具有18电子的HH材料,从中我们预测出了两个稳定的基态结构(Ti4Fe2Ni2Sb4和V4Fe2Ni2Ge4)。通过与高温无序固溶体系相比,我们发现基态结构的权重载流子迁移率较高,因此其电学性质比相应固溶体高。通过热导率计算发现基态结构同时具有较低的热导率。综合电学和热学性能基态,Ti4Fe2Ni2Sb4和V4Fe2Ni2Ge4在高温下具有良好的热电性能:p型(n型)热电优值分别为1.75(0.64)和1.33(0.95)。我们的工作表明形成有序基态结构是维持HH高电学性能的重要途径,同时为优化和设计高效Half-Heusler化合物提供新思路。

关键词： Half-Heusler 热电材料第一性原理统计学方法高通量搜索团簇展开 SQS结构振动熵相变

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CuZr金属玻璃微观结构调控及变形行为的分子动力学模拟研究

CuZr金属玻璃微观结构调控及变形行为的分子动力学模拟研究

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作者：卢晓乾燕山大学

学位级别：博士

金属玻璃是一种具有短程有序,长程无序的金属材料,具有高强度、高弹性、耐腐蚀等优异性能,在航空航天、医疗器械等领域具有良好的应用前景,其独特的性能使其成为在设计和制造高性能组件和器件方面极具吸引力的材料。但是金属玻璃的室温... 详细信息

金属玻璃是一种具有短程有序,长程无序的金属材料,具有高强度、高弹性、耐腐蚀等优异性能,在航空航天、医疗器械等领域具有良好的应用前景,其独特的性能使其成为在设计和制造高性能组件和器件方面极具吸引力的材料。但是金属玻璃的室温塑性变形能力差,在应力的作用下,应变软化和剪切局域化严重制约了其在工业中的应用,因此如何增强金属玻璃的室温塑性变形能力成为了扩大其应用场景的关键所在。另一方面,金属玻璃中没有类似晶体中空位、位错、晶界等完美定义的缺陷,很难在局部结构和性能之间建立对应的联系,这为从结构出发研究金属玻璃的形变机制和力学行为带来了困难。本文采用分子动力学模拟方法围绕Cu Zr金属玻璃的塑性变形行为展开了一系列研究,发现高振动熵的区域可以作为金属玻璃中的缺陷,对塑性事件发生位置具有指示作用,并且振动熵的增加得益于高自由体积下低频振动的增多。在此基础上提出使用引入孔隙和诱导回春的方式在金属玻璃中引入更多的自由体积来增强金属玻璃的塑性变形能力,并研究了孔隙和回春对金属玻璃韧脆性转变行为和剪切带演化的影响。由于非晶态材料的混沌结构,金属玻璃缺陷的识别是一项具有挑战性的工作。本文开创性地从热力学的角度出发使用原子振动熵来识别金属玻璃中的缺陷。原子振动熵体现了原子对振动模式贡献的不均匀性。研究结果表明原子振动熵与原子的振动均方位移和多面体体积密切相关,这意味着金属玻璃的动力学、热力学和原子结构之间存在联系。在此基础上,发现将原子振动熵在空间上粗粒度化得到的局域振动熵可以更加有效地区分金属玻璃中的类液态原子和类固态原子,并建立起局域振动熵与金属玻璃结构之间的相关性。局域振动熵还是预测热驱动和应力驱动下塑性事件的良好指标,并且其预测能力优于常见的结构指标。采用分子动力学模拟方法研究了不同孔隙形状和孔隙率的多孔Cu64Zr36金属玻璃的变形行为。研究发现,孔隙形状和孔隙率可以调节弹性模量和屈服强度,改变剪切带的扩展方向。随着孔隙率的增加,剪切带的传播方向由最大剪应力方向,即沿着加载方向45°,转变为垂直于加载方向。多孔金属玻璃的变形模式随孔隙率的变化而发生转变,随孔隙率的增大,应变局域化程度参数先减小后增大,反映了变形模式由局域化变形到均匀变形再回到局域化变形的转变过程。相同孔隙率下,孔隙形状对剪切带的扩展影响导致金属玻璃力学性能的差异。在压缩模拟中观察到多孔金属玻璃的连续硬化现象,这是孔隙从上到下逐渐坍塌导致致密度增大的结果。变形诱导回春是提高金属玻璃宏观塑性的一种很有效的方法。通过分子动力学模拟,研究了模拟高压扭转条件下Cu64Zr36金属玻璃的原子结构和力学行为。高压扭转诱导Cu64Zr36金属玻璃形成软区和硬区相互交织的复合结构,极大地改善了金属玻璃的微观结构异质性。对高压扭转变形后Cu64Zr36金属玻璃的势能、对分布函数、短程序、中程序和振动行为进行了详尽的表征分析,结果表明软区的微观结构与略高于玻璃化转变温度时的结构相似,这代表了金属玻璃极限回春程度的结构特点。软区的比例控制着Cu64Zr36金属玻璃由脆性向延性的转变,并且可以通过扭转角度、圈数进行调节。这些研究结果对设计优异塑性形变能力的金属玻璃具有指导意义。

关键词：金属玻璃微观结构剪切带振动熵分子动力学模拟

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原子间相互作用用势函数的若干理论与应用研究

原子间相互作用用势函数的若干理论与应用研究

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作者：刘绍军北京师范大学

学位级别：博士

该文的研究以\"原子间相互作用势\"为中心.内容包含势函数的理论分析与应用两部分.理论工作含两部分.第一部分是基于紧束缚表象的格林函数对原子间多体势函数的理论分析;第二部分重点介绍了近年来在原子间势函数计算中广泛采... 详细信息

该文的研究以\"原子间相互作用势\"为中心.内容包含势函数的理论分析与应用两部分.理论工作含两部分.第一部分是基于紧束缚表象的格林函数对原子间多体势函数的理论分析;第二部分重点介绍了近年来在原子间势函数计算中广泛采用的晶格近演方法,并讨论了多元体系中势函数的反演问题.势函数的应用含三个内容.第一是关于金属间化合物振动熵的计算;第二是对金属氢化物力热性质的计算讨论;第三是利用埋入原子势对铝原子团簇在台阶表面扩散的分子动力学模拟及其扩散势垒的分子静力学计算.

关键词：势函数原子间多体势函数晶格反演原子间势函数计算金属间化合物振动熵金属氢化物力热性质铝原子团簇

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