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  • 扭转双层α-MoO3调控自发辐射:拓扑极化激元与量子发射器耦合新机制

    在量子光学和纳米光子学领域,自发辐射的主动调控一直是科学家们追逐的圣杯。传统观点认为原子的自发辐射是固有属性,但Purcell效应揭示其可通过电磁环境调控。近年来,范德瓦尔斯(vdW)材料因其支持表面极化激元的独特性质成为研究热点,其中α相三氧化钼(α-MoO3)因其双曲型声子极化激元(hyperbolic phonon polaritons, HPhPs)在mid-IR波段展现出非凡的光场限域能力。然而,如何实现动态可调的辐射调控仍是悬而未决的难题。江西师范大学的研究团队在《Optics》发表的研究中,创新性地将扭转工程引入量子光学领域。他们构建了扭转双层α-MoO3(twisted bil

    来源:Optics & Laser Technology

    时间:2025-06-25

  • 基于监督学习算法的激光辅助车削AA7178/nTiO2纳米复合材料切削力与表面粗糙度预测研究

    在航空航天和汽车工业中,高强轻质材料的需求日益增长,AA7178铝合金因其优异的强度-重量比和疲劳性能成为理想选择。然而,当该合金加入纳米TiO2颗粒形成AA7178/nTiO2纳米复合材料后,其硬度和耐磨性的大幅提升却导致传统车削面临刀具快速磨损、切削力激增和表面质量恶化等难题。激光辅助车削(Laser-Assisted Turning, LAT)通过局部热软化效应为这一困境提供了突破口,但如何精准调控激光功率、切削速度等多参数交互作用仍是未解之谜。针对这一挑战,国内研究人员开展了一项创新性研究,系统评估了LAT工艺对AA7178/3wt%nTiO2纳米复合材料的加工优化效果。研究团队采用两

    来源:Optics & Laser Technology

    时间:2025-06-25

  • 铒掺杂KDP晶体的化学组成与非线性光学性能增强研究

    在激光技术领域,如何提升非线性光学晶体的变频效率始终是核心挑战。作为经典变频材料的磷酸二氢钾(KDP)晶体,虽可通过金属离子掺杂调控性能,但传统二价/三价金属离子往往损害晶体完整性。稀土元素铒(Er)因其独特的4f电子跃迁特性,在发光和能量转移方面展现出巨大潜力,却从未被应用于KDP晶体改性。这一空白激发了越南国立大学胡志明市分校自然科学大学光学与光子学实验室的研究兴趣。研究团队创新性地选择硝酸铒(Er(NO3)3)作为掺杂源,通过精密控制的降温法培育出沿II类相位匹配角(59°)定向生长的掺杂晶体。区别于常规金属离子对晶体结构的破坏性影响,Er3+离子通过取代K+位点和间隙掺杂,在引发晶格畸

    来源:Optical Materials

    时间:2025-06-25

  • 高功率大模场掺铥光纤激光器中嵌套环掺杂结构的热建模与性能优化研究

    在激光技术领域,2 μm波段的掺铥光纤激光器(Tm-doped fiber lasers, TDFLs)因其在医疗手术、聚合物加工和气体检测等领域的独特优势备受关注。然而,随着功率向千瓦级迈进,热效应成为制约性能的关键瓶颈。传统掺铥光纤(TDF)在793 nm泵浦下局部热负荷可达170 W/m,引发横向模式不稳定性(TMI)、热透镜效应甚至光纤损伤。尽管近年来通过大模场光纤(LMA-TDF)和共振泵浦(1570 nm/1910 nm)取得进展,但短波长(<1950 nm)输出仍面临热管理与放大自发辐射(ASE)的双重挑战。为解决这一问题,研究人员开发了一套创新的热模型,聚焦于嵌套环掺杂结构的L

    来源:Optical Fiber Technology

    时间:2025-06-25

  • 深海可折叠泥垫不排水水平-扭转耦合抗滑机制及承载力优化研究

    随着深海油气资源开发向远海、深水区推进,海底生产系统成为连接水下设施的关键枢纽。然而,极软海床的低承载力、超长回接管道的巨大操作载荷,以及水下处理设备带来的复杂荷载条件,使得传统泥垫基础尺寸远超安装船舶的承载能力。面对恶劣的深海环境和短暂的安装窗口,如何优化基础设计成为制约深水工程发展的瓶颈。大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室的研究团队在《Ocean Engineering》发表论文,创新性地提出可折叠泥垫解决方案,通过塑性极限分析和有限元模拟揭示了其水平-扭转耦合抗滑机制。研究采用三维运动许可机制构建了塑性极限分析模型,结合ABAQUS 6.14进行有限元验证。针对两种典型土体条件(恒

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-06-25

  • 考虑海况变化与优化频率的船舶航速与纵倾两阶段能效优化研究

    随着全球贸易80%依赖海运,船舶能效优化成为应对燃油成本飙升与碳排放监管的双重挑战。传统方法仅优化单一变量(如航速),却忽视航速与纵倾(trim)的动态耦合效应,且海况变化使优化策略难以持续有效。国际海事组织(IMO)虽推行EEDI(能效设计指数)等标准,但现有研究在变量协同优化、实时响应等方面存在明显缺口。上海海事大学团队在《Ocean Engineering》发表的研究,创新性地提出两阶段优化框架。首先利用K-means算法依据风速、浪高等海况参数自动分割航段,再通过Extra Trees(ET)算法构建高精度能耗预测模型(R20.95),最终采用多目标粒子群优化(MOPSO)分阶段优化:

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-06-25

  • 斜切喷嘴水下超音速气体射流的非对称流动特性及其推进系统优化研究

    在深海勘探和海洋资源开发的浪潮中,无人潜航器(UUV)的机动性直接取决于其推进系统的性能。传统螺旋桨推进系统因空化效应在高转速下效率骤降,而斜切喷嘴(scarfed nozzle)通过非对称结构设计可突破空间限制并降低噪声,但其产生的超音速气体射流存在复杂的非对称流动特性,导致推力偏转和界面不稳定,成为制约UUV精准操控的“卡脖子”难题。北京理工大学的研究团队在《Ocean Engineering》发表论文,首次系统揭示了斜切喷嘴水下超音速射流的演化规律。通过搭建透明水槽实验平台(400 mm×1000 mm×800 mm)结合VOF(Volume of Fluid)多相流模型与k-ω湍流模拟

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-06-25

  • 基板全方位喷水推进器单喷口蜗壳设计与优化研究:基于NSGA-III和MLP的性能提升方案

    在船舶浅水作业领域,基板全方位喷水推进器因其灵活的转向能力和优异的防搁浅性能备受青睐。然而,这一系统的核心部件——蜗壳的设计却面临两大瓶颈:一是缺乏系统化的设计方法论,现有方法多借鉴离心泵领域经验,难以直接适用;二是主流三喷口蜗壳结构复杂,不仅增加铸造难度和成本,还导致显著的流动损失。这些问题严重制约了推进器的性能提升与大规模应用。针对上述挑战,来自中国的研究团队以量产型三喷口蜗壳为原型,创新性地提出单喷口蜗壳优化方案。研究首先通过参数化建模提取16项关键设计参数,利用拉丁超立方采样(LHS)构建100组样本空间;随后采用雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方法计算推进性能指标,并训练多层感知机

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-06-25

  • 轴向板条抑制圆柱体涡激振动的最优配置实验研究及其海洋工程应用

    在深海油气开发中,海洋立管长期承受洋流冲击引发的涡激振动(VIV),导致结构疲劳甚至断裂。尽管螺旋列板(helical strakes)和导流罩(fairings)等传统抑制装置已广泛应用,但存在阻力剧增或方向敏感性等缺陷。马来西亚理工大学团队在《Ocean Engineering》发表的研究,通过创新性轴向板条(axial slats)设计,为这一工程难题提供了更优解决方案。研究采用循环水槽实验技术,通过调节轴向板条的覆盖率(CR)和间隙比(GR)两个关键参数,测量了雷诺数(Re)7336-39346范围内圆柱体的跨流(CF)/顺流(IL)双向振动特性。结合自由衰减试验获取固有频率,并分析升

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-06-25

  • 二维粘性波浪水槽中波能转换器阵列布拉格共振反射的数值研究及其能量捕获优化

    波浪能因其清洁、可再生和分布广泛等优势成为海洋能源开发的重点,但波能转换器(WEC)阵列的周期性排列会引发布拉格共振反射现象,导致能量捕获效率显著下降。这一现象最初由Bragg父子在晶体衍射研究中发现,后被Heathershaw(1982)证实存在于波浪与周期性结构的相互作用中。传统研究多基于线性势流理论或边界元法,忽略了流体粘性和非线性效应的影响。为此,山东大学等机构的研究团队在《Ocean Engineering》发表论文,通过建立二维粘性数值波浪水槽,首次系统研究了固定、自由垂荡和能量提取三种状态下WEC阵列的布拉格共振特性。研究采用STAR-CCM+软件构建有限体积求解器,运用VOF(

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-06-25

  • 柔性包覆层与声子晶体集成的新型水下滑翔机翼设计与减振降噪研究

    随着海洋资源开发与环境监测需求增长,水下滑翔机因低功耗、长航程优势成为重要工具。然而,其搭载的高精度声学传感器易受机翼流体激励噪声干扰,尤其是流噪声(flow noise)和流激噪声(flow-excited noise)。传统降噪方法如椭圆前缘设计、锯齿尾缘结构虽有效,但难以兼顾柔性材料的振动抑制需求。声子晶体(Phononic Crystals, PnCs)作为周期性弹性结构材料,通过带隙(Bandgaps, BGs)特性阻断特定频段弹性波传播,为低频噪声控制提供了新途径。为解决上述问题,中国某研究团队在《Ocean Engineering》发表论文,提出一种集成柔性包覆层与PnCs的新型

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-06-25

  • 矢量推进流线型AUV的艇体几何对导管螺旋桨自航性能影响研究

    海洋探索的精准化需求正推动自主水下航行器(AUV)技术革新。传统流线型AUV依赖舵翼控制,低速机动性差且附加阻力大,而矢量推进技术通过实时调节推进器角度实现精准操控,成为突破瓶颈的关键。然而,采用导管螺旋桨的矢量推进AUV在运动中面临复杂流场干扰,现有仿真方法因忽略艇体-螺旋桨相互作用导致精度不足,且艇体几何参数对自航性能的影响机制尚未明确。针对这一挑战,浙江大学团队在《Ocean Engineering》发表研究,首次系统评估了艇体几何对矢量推进流线型AUV自航性能的影响。研究采用计算流体力学(CFD)技术,结合重叠网格(overset mesh)方法构建高精度仿真模型,通过1:1比例实验验

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-06-25

  • 四月池覆盖对驳船式风力机动态响应的抑制效应及阻尼机制研究

    随着全球海上风电向深远海发展,驳船式浮式风力机(FOWT)因其结构简单、建造成本低等优势成为50-100米水深海域的理想选择。然而这类平台在风浪联合作用下易产生大幅运动响应,特别是旋转叶片产生的推力力矩会导致系统显著倾斜。传统设计中,集成月池(moonpool)的结构虽能通过液面晃荡提供阻尼效应,但如何平衡倾斜抑制与运动稳定性仍是工程难题。针对这一挑战,由皇家学会和中国国家自然科学基金联合资助的研究团队,在《Ocean Engineering》发表了创新性研究成果。该研究首次将刚性覆盖方案应用于四个月池的驳船式5MW风力机平台,采用基于完全非线性粘流理论的数值方法,系统分析了覆盖对系统动态响应

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-06-25

  • 剪切流与内流耦合作用下柔性立管涡激振动响应的数值模拟研究

    海洋蕴藏着丰富的石油资源,但深海立管系统在洋流作用下产生的涡激振动(VIV)问题一直是制约油气开发的关键瓶颈。当漩涡脱落频率接近立管固有频率时,会引发"锁频"(Lock-in)现象,导致大幅振动并加速结构疲劳。现有研究多聚焦均匀流场,而实际海洋环境多为非均匀剪切流,且立管内部输送的油气常呈气液两相流状态,这种内外流场的复杂耦合效应尚未充分揭示。中国某研究机构团队在《Ocean Engineering》发表论文,通过StarCCM+平台集成动态网格技术和双向流固耦合(FSI)方法,构建了外剪切流与内气液两相流耦合的三维数值模型。采用大涡模拟(LES)求解N-S方程,以Zhang等(2009)的U

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-06-25

  • 内约束板对开口管桩轴向承载性能的影响机制及离心模型研究

    随着全球能源结构转型加速,海上风电作为清洁能源的重要组成,其装机容量呈现指数级增长。然而,随着单机功率突破15MW,支撑巨型风机的桩基系统面临前所未有的力学挑战——尤其在60米以上深水海域,传统开口管桩(OEPP)因土壤堵塞效应(soil plug effect)不稳定,导致抗拔承载力难以满足台风工况下的安全需求。这一"卡脖子"问题直接制约着中国东部深远海风电场的经济性开发。温州超重力离心实验室团队在《Ocean Engineering》发表的研究,通过创新性地在OEPP内部加装约束板(Interior Restraint Plate, IRP),构建了PPIRP新型桩基体系。研究采用100g

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-06-25

  • 考虑极限强度与屈曲失效模式的双底箱梁弯曲通用畸变模型设计策略研究:第一部分 比例缩放策略

    船舶结构在生命周期中常承受弯曲载荷,其极限承载能力与屈曲失效模式的准确评估至关重要。然而,全尺寸原型实验面临加载能力、数据采集等技术瓶颈,而传统比例模型因几何与厚度缩放不等(即畸变设计)易导致截面属性相似性破坏。针对这一问题,中国国家自然科学基金等项目支持的研究团队在《Ocean Engineering》发表论文,提出了一种适用于双底箱梁的通用畸变模型设计策略,通过同步实现中性轴高度、惯性矩和截面模量的相似性,解决了垂向(sagging)与中拱(hogging)工况下的普适性难题。研究采用非线性有限元分析(FE)与实验验证相结合的方法,以S4R单元(Abaqus/Standard)构建模型,对

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-06-25

  • 基于对抗强化学习的鲁棒性集装箱堆场空间分配研究——考虑船舶到港时间不确定性的优化策略

    在全球贸易波动与气候灾害频发的背景下,港口作为供应链核心节点的韧性成为关键竞争力。然而,船舶到港时间(VAT)的高度不确定性——全球平均准点率仅59.2%(CargoSmart,2020)——导致传统静态堆场规划频繁失效。特别是转运枢纽中,延误的支线船舶会引发集装箱长期占用堆场位,加剧搬运距离和拥堵。现有随机规划方法依赖已知VAT分布,难以应对台风等"黑天鹅"事件,而标准强化学习(RL)在动态环境中的表现亦不稳定。为此,中国某高校团队在《Ocean》发表研究,首次将对抗强化学习(ARL)引入港口运营领域。通过构建min-max鲁棒集装箱堆存与检索(R-CSR)模型,联合优化存储分配与检索序列,

    来源:Ocean & Coastal Management

    时间:2025-06-25

  • 正交晶系β-Sb2O3的{1 2 1}晶面双功能电催化水分解机理:DFT研究揭示不对称电荷分布与活性位点协同作用

    随着全球能源危机加剧,开发高效可持续的氢能技术成为当务之急。电催化水分解因其环境友好特性被视为最具前景的制氢途径,但现有催化剂普遍存在过电位高、稳定性差等瓶颈问题。传统贵金属基催化剂如RuO2和Pt虽性能优异,但高昂成本制约其大规模应用。在这一背景下,寻找兼具OER和HER双功能特性的非贵金属催化剂成为研究热点。中国某研究机构的研究团队将目光投向具有独特电子结构的正交晶系β-Sb2O3。该材料因Sb(III)离子的孤对电子诱导产生不对称电荷分布,且{1 2 1}晶面作为热力学最稳定表面具有最低表面能。通过系统的密度泛函理论计算,研究人员首次揭示了该晶面在原子尺度上的双功能催化机制,相关成果发表

    来源:Next Materials

    时间:2025-06-25

  • 多功能有机分子6-(3,3-二甲基环氧乙烷-2-亚基)-5,5-二甲基己-3-烯-2-酮的拓扑表征与抗癌潜力研究

    癌症是全球健康的主要威胁之一,而传统化疗药物往往伴随严重副作用。印度癌症发病率预计将从2023年的149万例增至2025年的220万例,亟需开发新型抗癌药物。天然产物因其结构多样性和低毒性成为研究热点,其中植物Hybanthus enneaspermus在传统医学中用于治疗炎症、癫痫等多种疾病,但其抗癌成分尚未被充分探索。为揭示其药用潜力,来自中国的研究团队通过绿色合成技术从Hybanthus enneaspermus中提取了含环氧乙烷和α,β-不饱和酮结构的化合物6-(3,3-二甲基环氧乙烷-2-亚基)-5,5-二甲基己-3-烯-2-酮(DMO-hexenone),并采用多学科交叉方法开展研

    来源:Next Materials

    时间:2025-06-25

  • 基于数据级并行与混合基架构的高吞吐量Viterbi解码器VLSI设计及性能优化

    在数字通信领域,Viterbi解码器如同一位精通密码破译的语言学家,负责将经过卷积编码的混乱信号还原为清晰信息。然而随着5G、物联网等技术的爆发式发展,传统解码器就像单车道的高速公路,难以应对海量数据的实时解码需求。特别是在多标准无线通信场景中,解码器需要像变形金刚般灵活切换不同码率(如GPRS的1/2和EDGE的1/3),而现有方案往往存在并行处理能力不足、硬件资源利用率低等痛点。这些问题直接制约着通信系统的吞吐量和能效比,成为制约高速通信发展的隐形路障。印度理工学院设计制造研究所的研究人员Mohamed Asan Basiri M团队在《Microprocessors and Micros

    来源:Microprocessors and Microsystems

    时间:2025-06-25


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