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关键词： 傅里叶级数   求和   常微分方程   波动方程  

摘要： 通过几类经典实例,探讨傅里叶级数在数项级数求和、常微分方程和波动方程中的应用。通过选取合理的函数,将其展开成傅里叶级数,傅里叶级数在某个特殊点的值求得数项级数的和。考虑二阶常微分方程的通解的结构具有傅里叶级数的形式,通过待定系数法,求得微分方程的通解。对于具有初边值问题的波方程,通过变量替换法,得出具有傅里叶级数的非平凡的特解,利用逐项求导和积分的方法,得出傅里叶系数,从而得出该波方程的特解。

关键词： 光纤光栅   位移传感器   波峰计数法   海洋地质   蠕变  

摘要： 针对三轴剪切仪中天然水合物地质储层侧向蠕变的位移监测需求,提出了一种高抗噪光纤光栅波峰计数式位移传感方案。具体方法是将光纤光栅一端与悬臂压片的自由端垂直固定,另一端施加预拉力后固定在外壳上。利用齿条和传动系统将地质储层侧向位移转变为齿轮的圆周旋转,在齿轮旋转过程中轮齿拨动悬臂压片自由端使光纤光栅产生周期性拉伸和复位,通过计算光纤光栅反射中心波长波峰跃变次数与标准步长的乘积,获得侧向位移。实验结果表明,位移传感器的量程为40 mm,分辨力达0.1 mm,误差仅为16μm,最小反射中心波长漂移量为1263 pm,考虑光纤抖动和解调仪误差后最小光信噪比达43.966 dB。在温度变化缓慢的条件下传感器不受温度影响,具有良好的重复性抗噪能力,能够满足天然气水合物地质储层侧向蠕变的监测需求。

关键词： 各向异性   黏滞性   波动方程   数值模拟  

摘要： 各向异性和黏滞性在地球介质中广泛存在,会对地震波的运动学和动力学特征产生影响,因此研究地震波在地下空间中传播时应该对其予以充分考虑.现有的各向异性波场外推方法主要采用基于声学近似的伪声波方程,该类方程在非声学假设条件下容易出现伪横波污染及传播不稳定.针对此问题,本文应用优化方案对原始的耦合各向异性纯声波频散关系式进行近似展开,进而发展了针对三维TI(横向各向同性)介质和OA(正交各向异性)介质的优化纯声波方程,结合有限差分和泊松算法对其进行了有效求解.同时,考虑到介质对地震波的吸收衰减效应,本文结合发展的纯声波方程和标准线性体模型,推导了黏滞各向异性优化纯声波方程.相速度分析表明优化方案能够产生高精度近似结果.数值模型算例证明优化黏滞纯声波方程在产生精确稳定P波响应的前提下,能够有效模拟各向异性介质中纯声波的振幅衰减和相位频散.整体而言,本文推导的方程能够为各向异性衰减介质成像和反演提供有效帮助.

关键词： 自动化   条纹投影   彩色光栅   三维轮廓测量  

摘要： 为了测量物体的三维轮廓数据,提出一种基于改进彩色光栅投影三维轮廓测量技术,并利用DLP来投影彩色光栅条纹到被测物体上来测量被测物体的高度,由于DLP的投射范围太大,无法直接投射在微小物体上,因此通过自行改装的方式改变DLP的投射范围,将其投影面积限制在约20×20 mm内,使其能覆盖整个被测物体。但由于改装时所选用的DLP镜头并不是针对DLP而设计的,因此容易产生光场分布不均的情况,可对无光栅图像或有彩色光栅图像进行光场补偿,使光栅图像更为清楚,用于对被测物体进行更准确的三维轮廓测量与重建分析计算,且获取被测物体的三维数据精度可达2μm,速度在0.024 s内。实验结果表明,该方法具有更高的速度、灵敏度及适用性。

关键词： 考前焦虑   睡眠质量   中医药大学生  

摘要： 调查中医药院校大学生期末考试考前焦虑和睡眠质量状况,为中医药院校大学生心理健康教育、身心健康发展提供参考和支持。文章对某中医药院校在校生进行随机抽样,采用SAS(焦虑自评量表)和匹兹堡睡眠质量指数(Pittsburgh Sleep Quality Index,PSQI)量表进行问卷测评,评估中医药院校大学生期末考试考前焦虑和睡眠质量。结果显示:⑴SAS在是否独生子女和不同年级之间差异显著,入睡时间在是否加入学生社团维度上差异显著;睡眠时间在不同专业之间差异显著,睡眠效率在性别、是否学生干部、不同志愿填报依据维度上差异显著,睡眠障碍在不同性别维度上差异显著,催眠药物在是否学生干部维度上差异显著,日间功能障碍在性别、不同志愿填报依据、不同专业、不同年级之间差异显著,PSQI总分在不同年级之间差异显著。⑵焦虑和睡眠质量指数七个维度及总分均呈显著性正相关;⑶睡眠质量、入睡时间、催眠药物会对SAS产生显著的正向影响关系。结论:重视学生在期末考试之前的心理健康状况,引导学生合理面对考前焦虑,重视睡眠质量。

关键词： 加速度计   泰伯效应   双层光栅   工艺设计  

摘要： 为提高MEMS加速度计灵敏度与线性工作范围,论文提出一种基于泰伯效应的双层衍射光栅透射式MOEMS加速度计,对其进行光学效应分析、结构与工艺设计。通过有限元分析,确定加速度计工作模态的固有频率为147.25Hz,结构灵敏度为11.5μm/g,光学检测线性范围为3.3μm。通过对结构施加预应力的方式,将加速度计线性工作范围提高4.75倍,为新型光栅加速度计的制造与测试奠定了理论基础。

关键词： 剂量胶片   平面探测器阵列   电子射野影像系统   多叶光栅到位精度  

摘要： 采取三种不同方法来对多叶光栅到位精度进行验证,评估不同方法的效果差异,通过这一实验来确定出一种测定多叶准直器到位精度时,能够具备良好精确性、时效性和便于开展的方法。方法 实验中使用的加速器维持不变,将其中多叶准直器到位精度作为实验对象,分别采取三种不同方法来对多叶光栅到位精度进行验证,使用的方法包括剂量胶片、平面探测器阵列、电子射野影像系统。结果 针对相同加速器进行实验后,能够看出三种测量方法的最终结果不存在过于明显的差距,都没有超过1mm。结论 本次实验中所采取的三种方法,在检测相同加速器的多叶准直器到位精度时,都体现出了很好的精准性,在结果方面没有明显差别,其中电子射野影像系统测量手段使操作流程得到简化,减少测量耗时,有助于临床广泛开展。

关键词： 多模光纤光栅   高温传感   拐点  

摘要： 在高温传感应用中,蓝宝石光纤光栅能够稳定传递温度变化信息,因此备受关注和青睐。但是,蓝宝石光纤光栅是多模光纤光栅,其谱线较为杂乱,当监测其反射光谱中反射峰实现传感时,存在识别困难和反射率低等问题,不利于温度传感应用中的有效识别和高精度探测。本文以多模光纤光栅为研究对象,提出了一种监测多模光纤光栅光谱中拐点实现传感的新方案。从耦合模式理论出发,研究了多模光纤光栅的耦合系数随模式阶数和圆形改性区域半径的变化规律,发现了耦合系数的拐点,并解释了其出现的原因,发现该拐点只与光纤结构有关,而与光栅的结构无关,通过追踪多模光纤光栅光谱中的拐点实现了温度传感,传感灵敏度为0.0137 nm/℃。在本文提出的传感探测方案中,光谱中拐点的识别度高,有利于高精度温度传感,为多模光纤光栅温度传感提供了新的探测方案,有望为光纤光栅的传感应用提供一个有力候选。

关键词： 水下盾构隧道   结构健康监测   光纤光栅传感器   数据预处理   关联分析   安全评价  

摘要： 为保证水下盾构隧道在施工和运营过程中的结构安全性,依托江苏某过江隧道建设工程,选取最危险、薄弱的典型断面安装光纤光栅传感器,建立隧道结构健康监测系统,实时掌握水下盾构隧道受力变形规律,及时判断隧道结构健康状况。首先,该系统对采集的健康监测数据进行异常数据的识别、剔除和补全等预处理;然后,结合温度、土压力和渗压等外部因素对监测数据进行关联性分析,研究外部因素对隧道结构受力变形的影响规律;最后,以管片收敛变形和钢筋应力为评价指标,对隧道结构安全性进行评价,并通过计算结构安全系数验证结构安全性评价结果。研究结果表明:1)拉依达准则和箱形图法能够有效识别异常数据,且识别的异常数据基本能通过估计邻域法的检验;2)对土压力和渗压分别与钢筋应力进行灰色关联分析,发现钢筋应力受土压力影响较大,管片变形受渗压作用更明显;3)以管片收敛变形和钢筋应力为评价指标,对单环监测断面进行安全性能评价,确定结构安全等级为1级,结构完好。通过钢筋应力推算结构弯矩和轴力,计算最危险管片结构安全系数为4.20,满足规范要求,安全评价结果准确,结构性能安全。

关键词： 铌酸锂   电场传感器   电光效应   集成光波导   微结构  

摘要： 电场传感器在汽车、航空电子、医疗器械、电力系统以及高能物理研究等领域具有广阔的应用前景,相关研究在工程技术和科学研究领域具有重要意义。介绍了电场传感器的几种工作原理,对比分析了基于铌酸锂电光效应的电场传感器的优势。分别推导了集成光波导马赫-曾德尔结构和基于共振峰漂移的微结构电场传感器的工作原理。总结和分析了铌酸锂块状晶体型和薄膜铌酸锂型的电场传感器近年来的研究进展,还重点讨论和分析了传感器件结构在灵敏度、线性动态范围、频率响应、器件尺寸等工作性能指标上的提升和关键技术。对未来基于铌酸锂电光效应的电场传感器发展前景和所面临的挑战进行了展望。