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通过掺镱光纤的吸收饱和效应,实现了对980纳米附近激光的多级放大
在近980纳米波段,Yb掺杂光纤(YDF)激光器因其在超快固体和光纤激光器泵浦、蓝光和深紫外激光生成等关键领域的应用而受到广泛关注。然而,实现高功率、近衍射极限的YDF激光器仍面临重大挑战,尤其是在1030纳米附近的放大自发辐射(ASE)问题。这一问题限制了YDF激光器的输出功率,使得目前的功率记录仍停留在151瓦,尽管这一数值在实际应用中已显得不足。为了突破这一瓶颈,研究者们开始探索多级放大技术的可行性。多级放大技术在提高激光功率方面具有显著优势,因为它可以通过逐步放大信号光来实现更高的输出功率。然而,多级放大技术在近980纳米波段的应用却并不如预期那样顺利。这是因为高功率的种子光会引发10
来源:Optical Fiber Technology
时间:2025-10-25
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掺镱的锥形光纤放大器,其高阶模式含量极低
这项研究探讨了在大模场面积(LMA)光纤放大器中,即使M²值接近1.0,也无法完全保证输出辐射的稳定性。研究重点在于,如何在使用LMA光纤进行高功率放大时,有效抑制高阶模(HOMs)的激发,从而确保输出光束的稳定性和质量。尽管LMA光纤因其高功率传输能力而在工业应用中被广泛采用,但其非单模特性可能导致HOMs的激发,这对某些对光束稳定性要求极高的应用场景构成了挑战。在高功率光纤激光系统中,光束质量是一个至关重要的参数。M²值是衡量光束质量的常用指标,其数值越接近1.0,表示光束越接近理想的高斯分布。然而,研究发现,即使M²值为1.1,仍然可能残留少量的HOMs,这会显著影响输出光束的形状和稳定
来源:Optical Fiber Technology
时间:2025-10-25
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实验研究及微观力学建模:硅砂堆界面剪切行为的影响因素——相对密度、界面粗糙度、正应力及平均粒径的作用
### 解读:砂与桩的界面剪切行为及其影响因素在海洋工程领域,钢桩被广泛应用于海上平台和风力发电机的基础建设中。桩与海床土之间的界面剪切行为是决定这些结构承载能力和稳定性的重要因素。本研究通过实验分析和微机械建模相结合的方法,深入探讨了相对密度、法向应力、界面粗糙度以及平均粒径对界面剪切行为的影响。通过实验数据和模型预测的对比,研究不仅验证了模型的适用性,还进一步揭示了土-桩相互作用的机制。#### 砂与桩的界面剪切行为的重要性砂与桩的界面剪切行为在海洋工程中具有重要地位。这一行为决定了结构在受到外部载荷时的承载能力及稳定性。在实际应用中,当结构受到剪切力时,界面剪切行为是将剪切区的剪应力转化
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-25
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关于浮冰场中船舶冰载荷预测不确定性的数值研究
冰载荷预测是极地船舶设计中的关键技术,然而浮冰的空间分布对预测结果的可重复性和不确定性具有显著影响。为了应对这一挑战,本文提出了一种生成随机浮冰场的方法,能够创建中等至高浓度的浮冰场。同时,本文还开发了一种适用于浮冰场冰载荷预测的不确定性评估方法。此外,通过采用多键和损伤数值模型进行冰载荷的数值预测,并对浮冰场中的冰载荷预测不确定性进行数值研究。研究重点分析了浮冰浓度和浮冰块大小系数变异(CV)对冰载荷预测不确定性的影响。研究结果表明,在低浓度(40%-50%)情况下,不确定性较高,并且随着CV的增加呈现单峰变化;随着浮冰浓度的提高,不确定性降低,CV-不确定性曲线的峰值点向右下方移动。在船舶
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-25
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露西·阿什顿(Lucy Ashton)关于抵抗预测的工作坊总结
在船舶设计和性能预测领域,计算流体力学(CFD)作为一项重要的工具,正逐步取代传统的实验方法。为了评估CFD在预测全尺寸船舶阻力方面的准确性和可靠性,2024年组织了一场盲测CFD阻力预测工作坊,以Lucy Ashton桨轮船作为测试案例。这项工作坊的设计旨在提供一个全面的分析平台,比较不同CFD代码之间的结果差异,并评估模拟结果与历史实验数据的匹配程度。本次工作坊涵盖了三个不同的研究部分,分别是网格细化研究、全尺寸条件下不同弗劳德数的模拟以及固定弗劳德数下不同模型尺寸的模拟。四十位参与者提交了数据,这些数据被用于分析,同时与1950年代Lucy Ashton实验数据进行对比,以验证CFD的预
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-25
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生物污损对推进器空化流动及声学特性的影响
在水下机器人技术不断发展的背景下,开放框架结构因其优越的机动性和抗扰动能力,成为了一种备受关注的设计方案。这类机器人在水下结构检测、设备维护和水下生物采样等任务中展现出重要价值。然而,尽管其应用广泛,开放框架结构的水动力特性分析仍相对有限。为了提升此类水下机器人的性能,本文提出了一种分层孔隙优化方法,通过模拟和实验验证,探讨了不同孔隙率和阻塞率对机器人流场的影响,从而为优化设计提供了理论依据和实践指导。开放框架结构在水下作业中具有多个优势,例如减轻重量、增加设备安装空间以及便于回收。这些特性使得开放框架机器人能够满足多样化的任务需求,尤其是在靠近海底的勘探和抗水流操作中表现突出。然而,为了实现
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-25
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基于改进的Canny算法,在数值模拟中自动识别内部孤立波
内部孤立波(ISWs)是海洋中常见的非线性现象,广泛存在于稳定分层的海洋环境中,它们在能量传输和混合过程中起着关键作用。由于ISWs的复杂性和动态特性,传统的人工识别方法在实际应用中面临挑战,尤其是在需要实时监测和长期观测的场景下。因此,研究自动识别方法成为当前的重要方向。本文提出了一种基于改进的Canny边缘检测算法的自动识别方法,并在高分辨率三维数值模型ISWNM-NSCS V2.0中进行了验证。通过对比其他边缘检测方法,该算法在波峰长度和波幅识别中达到了超过90%的准确性,且在波半宽识别中也表现出86%的准确率。同时,该方法与卫星图像和现场观测结果具有高度一致性,展示了其在不同海洋环境中
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-25
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一种用于深海采矿垂直运输系统全局配置的多目标优化框架
在深海采矿技术不断发展的背景下,垂直运输系统(VTS)作为深海采矿作业中的关键组件,其优化配置对整个系统的安全性和效率具有决定性影响。深海环境的复杂性和动态性使得传统的机械分析模型难以满足实际应用中的精度和效率需求,因此,研究者们提出了一种结合多种先进技术的多目标优化框架,旨在提升VTS的配置优化效果。该框架整合了机械响应预测模型、深度学习代理模型以及多目标优化算法,通过提高预测精度和优化效率,为深海采矿系统的设计提供了更科学的解决方案。### VTS的复杂性与优化需求VTS的机械行为受多种因素影响,包括管道材料的非线性特性、流体动力学效应、水深变化、以及环境载荷(如海流、波浪、海流速度和方向
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-25
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适用于鱼类的轴流式涡轮机叶片设计:螺旋结构的多目标优化
这项研究探讨了如何在水力发电涡轮机设计中融入生态友好的理念,以减少对鱼类的伤害。传统的水坝和水力发电涡轮机在促进鱼类迁移方面存在显著障碍,这不仅影响了鱼类的生存,还对生态系统的长期可持续性构成了威胁。研究团队提出了一种创新的螺旋叶片结构,旨在通过优化叶片的几何参数来减少鱼类在通过涡轮机时的伤害。这一设计灵感来源于阿基米德螺旋,它能够改善水流的平滑性,从而为鱼类提供更安全的通道。通过结合物理实验和数值模拟,研究验证了该设计在提高鱼类生存率方面的有效性,同时对涡轮机的效率损失进行了量化分析。这种螺旋叶片设计不仅在技术上可行,而且在生态效益方面也表现出色,为水力发电项目的生态可持续性提供了新的解决方
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-25
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基于ResGCN和iLSTM的多尺度动态注意力机制的船舶燃油消耗预测
船舶燃料消耗的准确预测在海上能源优化和减排方面具有至关重要的意义。随着国际海事组织(IMO)对脱碳目标的不断强化,以及全球实现碳中和的承诺,船舶燃料消耗的优化已成为实现环保航运的关键环节。在这一背景下,传统的预测方法难以应对船舶燃料消耗这一复杂过程,因为其涉及多种相互作用的变量,如船速、风速、吃水、海浪和洋流等,这些因素共同构成了一个高度非线性、非平稳性和多尺度的动态系统。为了有效应对这些挑战,本文提出了一种融合多尺度小波分解(MWD)、残差稀疏图卷积网络(ResGCN)以及改进的长短期记忆网络(iLSTM)的混合预测框架,旨在提高船舶燃料消耗预测的准确性和鲁棒性。### 多尺度小波分解(MW
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-25
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人类活动的双重作用:开垦与生物入侵如何改变了城市化河口的蓝碳动态
### 中文解读:长江口潮间带湿地碳储存动态及其驱动因素分析潮间带湿地作为蓝碳生态系统的重要组成部分,其碳储存能力与生态系统结构的变化密切相关。然而,大规模的沿海填海活动显著改变了这些湿地的景观格局和碳储存潜力。本研究通过整合长期、高分辨率的湿地数据和InVEST模型,评估了1990年至2020年间长江口潮间带湿地的碳储存动态变化。研究发现,尽管沿海填海活动导致了湿地面积的净减少59.75平方公里,但总碳储存量却显著上升至1214万公吨碳(Mg C),呈现出一种看似矛盾的现象。这一现象主要归因于植被结构的转变,尤其是外来物种 Spartina alterniflora 的扩展,增强了区域碳储存
来源:Ocean & Coastal Management
时间:2025-10-25
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有些虎鲨更喜欢海滩吗?一项大规模比较追踪研究为鲨鱼管理提供了新的见解
随着全球人口持续增长,越来越多的人居住在沿海地区并参与水上活动,这使得人类与鲨鱼的接触频率显著上升。尤其是在澳大利亚的大堡礁海洋公园,游客数量的增加与潜在危险鲨鱼的活动范围重叠,带来了对游客安全的潜在威胁。为应对这一问题,澳大利亚昆士兰鲨鱼控制计划(Queensland Shark Control Program, QSCP)采取了一系列措施,包括使用声学标签对捕获的鲨鱼进行标记,并将它们从游泳区域转移至远离人类活动的海域。本研究通过分析这些被转移的鲨鱼在被释放后的活动模式,探讨了非致命性转移策略的有效性,以及这种策略对减少海滩游客与鲨鱼之间潜在冲突的可能影响。研究聚焦于虎鲨(*Galeoce
来源:Ocean & Coastal Management
时间:2025-10-25
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Al³⁺离子替代在调控CoNiCuZn尖晶石铁氧体的导电性和界面极化中的作用:阳离子分布研究
本研究探讨了Al³⁺离子掺杂对Co₀.₂₅Ni₀.₂₅Zn₀.₂₅Cu₀.₂₅Fe₂O₄尖晶石铁氧体纳米颗粒(Al→CoNiZnCu SFNPs)电学与介电性能的影响。研究采用溶胶-凝胶自燃烧法合成样品,并通过XRD(X射线粉末衍射)分析确认了所有产物的立方尖晶石结构。晶粒尺寸(DₓRD)在35至36纳米之间变化,显示出良好的纳米结构特性。实验结果表明,随着Al³⁺离子掺杂量(x = 0.00–0.10)的增加,样品的交流电导率(AC conductivity)呈现出随频率(f)和温度(T)升高而增加的趋势,这与小极化子跳跃机制相一致。这一现象为理解纳米材料中电荷传输机制提供了重要线索。Al³
来源:Nano-Structures & Nano-Objects
时间:2025-10-25
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基于核壳结构的等离子体随机激光器中的光定位与温度增强的特性研究
Mariam Kadhim Jawad | J.M. Jassim | S.F. Haddawi | S.M. Hamidi伊拉克希拉巴比伦大学女子科学学院激光物理系摘要本研究探讨了由Au@Cu和Cu@Au组成的核壳纳米散射体在不同壳层厚度(600、1200和1800埃)下的随机激光特性,同时使用了罗丹明6G(Rh6G)染料。通过精确控制壳层厚度和成分,通过激光烧蚀法合成了这些核壳纳米结构。在固定泵浦能量为4.62毫焦耳的条件下,分析了这些结构在不同温度(30°C、35°C、40°C和45°C)下的光学性质,以评估它们对随机激光阈值、半高宽(FWHM)和峰值强度的影响。实验结果表明,壳层厚度与
来源:Nano-Structures & Nano-Objects
时间:2025-10-25
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报告指南是否能提高自杀报道的质量?——以印度尼西亚为例的案例研究
本文探讨了世界卫生组织(WHO)关于自杀报道的指南在印尼在线媒体中的实施效果。尽管这些指南在2019年被印尼新闻委员会正式采纳,但目前对于其在日常新闻实践中的执行情况仍缺乏深入了解。研究通过定量内容分析的方法,评估了2015年至2024年间,印尼四大主流在线媒体发布的所有与自杀相关的新闻报道,总样本量达到2,375篇,这些数据通过Google News平台获取。研究分为两个阶段进行:第一阶段采用描述性统计方法,分析媒体在“应做”事项和“不应做”事项方面的遵守情况;第二阶段则利用joinpoint回归分析,探讨在研究期间是否出现了显著的报道趋势变化。研究结果显示,印尼在线媒体在实施WHO自杀报道
来源:Micro and Nano Engineering
时间:2025-10-25
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通过惩罚最小残差迭代法求解Riesz分数阶反应-扩散方程的自适应谱求解器
本文介绍了一种用于求解二维Riesz分数阶非线性反应扩散方程的高阶求解器。这种求解器结合了中点启动和三阶后向差分公式(BDF2),以实现时间上的二阶精度,同时采用加权Jacobi谱逼近方法,使解析解在空间方向上具有接近指数级的收敛性。通过牛顿线性化,每一步修正使用一种带有惩罚项的Levenberg-Marquardt最小残差方法(PLM-MRM)来获得。该迭代方法能够自适应地施加边界条件,无需使用边界适配的基础函数。我们建立了稳定性并证明了严格的先验误差界。广泛的数值实验验证了这些收敛速率,并且在几次PLM-MRM迭代中将残差降至机器精度水平。与传统的LM更新方法相比,全局误差减少了高达35%
来源:Mathematics and Computers in Simulation
时间:2025-10-25
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对于一个非线性双链脱氧核糖核酸模型,通过动态观测得到了多种不同的孤子形态
### 非线性科学在DNA研究中的应用非线性科学是一门探索复杂系统动态行为的学科,其核心在于研究系统内部非线性相互作用所带来的多变性。这些相互作用常常导致系统表现出混沌、孤波生成以及模式形成等现象。在非线性系统中,输入的微小变化可能会引发系统输出的显著波动,这种现象源于系统内部的非线性关系,例如变量之间的乘积或高次幂关系。非线性建模在生物学领域中被广泛应用,因为它能够揭示生物系统中复杂的动态行为和结构变化。DNA作为生命遗传信息的载体,其结构和功能在非线性动力学的影响下表现出丰富的特性,如能量传递、复制过程中的局部解旋以及对机械或热扰动的响应等。因此,深入研究DNA的非线性行为不仅有助于理解其
来源:Mathematics and Computers in Simulation
时间:2025-10-25
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温度和应变率对CuNiSiCr合金力学性能及微观结构演变的影响
杨中月|周亮|吴亚克|李白|史焕通|李行文|姜峰|卢俊勇西安交通大学材料力学行为国家重点实验室,中国西安,710049摘要:本文研究了 aging 后的 Cu–2.7Ni–1.34Si–0.6Cr(按重量计)合金在 0.001–8000 s-1 的应变率和 25–500 °C 的温度范围内的力学行为和微观结构演变。在准静态载荷下,该合金在室温和 300 °C 时表现出优异的强度-延展性平衡,但在 500 °C 时出现了严重的延展性损失,表明存在中温脆化现象。由于合金的应变率敏感性较低,高应变率引起的强化效果不明显(通过应变率跳跃试验得到证实),但高应变率通过抑制晶界损伤提高了 500 °C 时
来源:Materials Research Bulletin
时间:2025-10-25
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TiC纳米沉淀强化V合金的微观结构与力学性能☆
V-4Cr-4Ti(V44)合金被认为是聚变能应用中自冷却液锂包层及其他设计的主要候选结构材料。然而,这种合金的应用受到其操作温度窗口的限制,因为在700°C及以上温度时,其蠕变强度会下降,而在低于400°C的辐照条件下,其容易发生辐照硬化和脆化。为了解决这些问题,本研究探索了设计一种新型V合金的可能性,该合金能够在V44基体中形成高密度的TiC纳米析出相,从而同时提升蠕变强度并提供缺陷陷阱以缓解辐照硬化。通过计算热力学方法,我们设计了一种新的合金V44C,旨在实现高密度的TiC纳米析出相。为了确保可扩展性,新合金通过电弧熔炼和铸锭铸造后,再经过热锻、冷轧和固溶处理与析出时效工艺制备而成。利用
来源:Materials Research Bulletin
时间:2025-10-25
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通过原位合金化工艺增材制造的一种具有优异机械性能的沉淀硬化高熵合金
在现代材料科学的发展中,高熵合金(High-Entropy Alloys, HEAs)因其独特的性能而受到广泛关注。这类合金通常由五种或更多元素组成,每个元素的含量在5%到35%之间,这种多元组成赋予其显著的结构复杂性和优异的综合性能。HEAs表现出高强韧性、良好的热稳定性以及出色的抗氧化和抗磨损能力,因此在许多高温结构应用中具有巨大的潜力,如核反应堆部件。然而,尽管HEAs在实验室条件下表现出色,但在实际应用中,复杂的几何形状和结构往往需要通过先进的制造技术来实现,其中加法制造(Additive Manufacturing, AM)因其能够构建内部结构复杂的三维组件而成为重要手段。加法制造技
来源:Materials Science for Energy Technologies
时间:2025-10-25