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结合TGA与DSC作为优化目标的热氧化分解估算方法——以PMMA为例
摘要: 热分析技术在测定和表征固相热分解过程中起着关键作用。同步热分析(STA,即同时进行的TGA和DSC测试)因其能提供样品升温过程中的质量损失与能量释放信息而被广泛应用。结合数值方法的火灾计算机模型常用于呈现测试结果并获取动力学与热力学参数值。既往研究仅以质量损失曲线(TGA)或其导数(DTGA)作为唯一优化目标来获取这些参数。鉴于热释放速率是准确认识材料特性的决定性要素,最新研究增加了额外测量指标——包括程序升温过程中的热传递、所需/释放能量(如热释放速率、气化热或样品表面温度)等由差示扫描量热法曲线(DSC)提供的能量信息。尽管采用DSC数据,但与TGA不同,这些信息通常不作为使模拟曲线逼近实验曲线的目标参数?;贒SC曲线未被用作数值逼近过程来设定动力学特性的现状,我们探索将其作为新目标参数的可能性。通过同步拟合实验与模拟曲线,可同时获取动力学与热力学参数,从而综合考量分解过程及其能量释放。本研究表明:要获得能匹配DSC曲线的参数集存在重大挑战。仅以TGA为目标时的拟合精度高于DSC曲线,这使得双曲线共同拟合时误差值增大——换言之,无法直接实现双曲线同步逼近。为此,本文提出兼顾DSC曲线优化的TGA曲线拟合替代方法,并将该方法应用于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的分析研究。
关键词: 差示扫描量热法、数值方法、热重分析、计算流体动力学、热分解、聚甲基丙烯酸甲酯、优化方法、固相化学
更新于2025-09-23 15:23:52
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薄膜介电特性测试的共面波导测试结构设计与优化方法
摘要: 本文描述了一种精确设计共面波导(CPW)测试结构的方法,用于表征任意厚度薄膜的介电特性。现有CPW测量方法难以准确获取极薄薄膜的介电参数。针对该问题,提出优化算法为不同厚度的薄膜生成合适的CPW测试结构几何参数。为验证所提设计方法的准确性,设计并实现了多种尺寸的CPW结构测试案例,通过对比不同案例S参数提取的介电特性(如介电常数和损耗角正切)与Ansys HFSS电磁仿真工具的基准结果,证实了该优化方法能快速生成正确尺寸的CPW测试线,从而实现薄膜特性的精确表征。
关键词: 介电性能、薄膜、共面波导测试结构、优化方法
更新于2025-09-23 15:21:01
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[IEEE 2019年光子学与电磁学研究春季研讨会(PIERS-Spring) - 意大利罗马(2019.6.17-2019.6.20)] 2019年光子学与电磁学研究春季研讨会(PIERS-Spring) - 具有电压可调光谱响应的可见-近红外GeSi光电探测器
摘要: 本文提出了一种创新的双面管状直线感应电机,并探讨了其推力性能的最优设计。研究开发了该设备的专用半解析模型,可快速精确评估包括推力、反电动势、感应电流分布及齿部平均磁通密度在内的所有机电参数,为基于自组织映射的新型进化算法优化设计提供了基础。通过半解析公式,大幅简化了电机特性分析过程,从而实现对成本函数和设计约束条件的快速评估。最终通过与有限元分析法的对比验证了最优设计方案的有效性。
关键词: 直线电机、电磁分析、感应电机、感应加速器、优化方法
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC)- 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC)- 开发用于太阳能电池的喷墨打印PEDOT/PSS薄膜
摘要: 本文研究了气体放电避雷器电极形状对其性能的影响。当气体放电避雷器电极间电弧熄灭后,若电极间电场强度超过临界值就会发生重燃。通过有限元法计算现有气体放电避雷器电极间的电场强度表明,电场强度在电极边缘达到最高值。因此,通过改变电极形状来降低电极边缘的电场强度是合理的。这也能减少电极间电弧重燃的风险,提高避雷器的自熄能力??赏ü负嗡苄问沟缂繁5绯∏慷染】赡芫确植?。本文描述了气体放电避雷器模型及采用差分进化优化算法计算更适宜电极形状的方法,从而确保气体放电避雷器电极间电场强度的均匀分布。
关键词: 优化方法,有限元方法,过电压?;?,气体放电避雷器(GDA)
更新于2025-09-23 15:19:57
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[IEEE 2019年光子学最新进展研讨会(WRAP) - 印度古瓦哈提(2019.12.13-2019.12.14)] 2019年光子学最新进展研讨会(WRAP) - 液体中固体脉冲激光烧蚀空化气泡动力学的阴影成像研究
摘要: 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)功率模块在众多电力转换应用中得到广泛应用,其可靠性备受关注。标准IGBT模块面向通用场景设计,而针对定制化应用的优化设计较少。通过多目标优化技术可改进传统IGBT设计方案。本文提出一种新方法,重点考虑短时功率循环引发的芯片焊接失效与热循环导致的基板焊料疲劳——这两类IGBT主要失效机制。通过解析法计算热阻,并基于经实验验证的高精度有限元模型获取塑性功设计参数。利用代理模型构建最小化塑性功及约束函数的优化目标,采用非支配排序遗传算法II搜索帕累托最优解及最佳设计方案。该组合方案形成了一种有效的功率电子模块物理结构优化方法,能综合考量现场历史环境与运行条件。
关键词: 疲劳、功率循环(PC)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、热循环(TC)、可靠性、优化方法、有限元(FE)方法、老化、多目标
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE IECON 2019 - 第45届IEEE工业电子学会年会 - 葡萄牙里斯本 (2019.10.14-2019.10.17)] IECON 2019 - 第45届IEEE工业电子学会年会 - 建筑一体化光伏电气装置的技经分析
摘要: 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)功率模块在众多电力转换应用中得到广泛应用,其可靠性备受关注。标准IGBT??槊嫦蛲ㄓ贸【吧杓疲攵远ㄖ苹τ玫纳杓平仙?。通过多目标优化技术可改进传统IGBT设计。本文提出一种创新设计方法,重点考虑功率循环短时作用导致的芯片焊接失效与热循环引发的基板焊料疲劳——这两者是IGBT的主要失效机制。通过解析法计算热阻,并采用经实验验证的高精度有限元模型获取塑性功设计参数。基于代理模型构建最小化塑性功及约束函数的目标体系,运用非支配排序遗传算法II搜索帕累托最优解及最佳设计方案。该组合方案形成了一种有效方法,可在考虑现场历史环境与运行条件的基础上优化功率电子??榈奈锢斫峁埂?
关键词: 上电循环(PC)、老化、疲劳、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、热循环(TC)、多目标、优化方法、可靠性、有限元(FE)方法
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 硅异质结太阳能电池中实现隐含开路电压V<sub>oc</sub>=755 mV的a-Si:H/c-Si界面氢化处理
摘要: 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)功率??樵谥诙嗟缌ψ挥τ弥械玫焦惴河τ?,其可靠性备受关注。标准IGBT??槊嫦蛲ㄓ贸【吧杓?,而针对定制化应用的设计较少。通过多目标优化技术可改进传统IGBT设计。本文提出一种新方法,重点考虑功率循环短时作用导致的芯片焊接失效与热循环引发的基板焊料疲劳——这两类IGBT主要失效机制。通过解析法计算热阻,并采用经实验验证的高精度有限元模型获取塑性功设计参数。基于代理模型构建塑性功最小化目标函数及约束条件,运用非支配排序遗传算法II搜索帕累托最优解及最佳设计方案。该组合方案形成了一种有效方法,能在考虑现场历史环境与运行条件的基础上优化功率电子模块的物理结构。
关键词: 疲劳、功率循环(PC)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、热循环(TC)、可靠性、优化方法、有限元(FE)方法、老化、多目标
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2018 电磁学研究进展国际研讨会(PIERS-Toyama)- 富山(2018年8月1日-2018年8月4日)] 2018电磁学研究进展国际研讨会(PIERS-Toyama)——一种具有脊形结构及<tex>$\lambda/4$</tex>高度环绕金属棒的波导新技术及其应用
摘要: 本文研究了气体放电避雷器电极形状对其性能的影响。当气体放电避雷器电极间电弧熄灭后,若电极间电场强度超过临界值就会发生重燃。通过有限元法计算现有气体放电避雷器电极间的电场强度显示,电场强度在电极边缘处达到最大值。因此,通过改变电极形状来降低电极边缘的电场强度是合理的。这也能减少电极间电弧重燃的风险,并提高避雷器的自熄能力。电极可通过几何形状设计确保电场强度尽可能均匀分布。本文描述了气体放电避雷器模型,并采用差分进化优化算法计算更合适的电极形状,从而确保气体放电避雷器电极间电场强度的均匀分布。
关键词: 优化方法,有限元方法,过电压?;?,气体放电避雷器(GDA)
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2019年IEEE欧洲激光与电光学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 利用高阶拉盖尔-高斯光束整形实现高功率贝塞尔光束
摘要: 本文研究了气体放电避雷器电极形状对其性能的影响。当气体放电避雷器电极间电弧熄灭后,若电极间电场强度超过临界值就会发生重燃。通过有限元法计算现有气体放电避雷器电极间的电场强度显示,电场强度在电极边缘处达到最大值。因此,通过改变电极形状来降低电极边缘的电场强度具有实际意义。这既能减小电极间电弧重燃的风险,也能提升避雷器的自熄能力??赏ü负紊杓剖沟缂巫慈繁5绯∏慷染】赡芫确植肌1疚拿枋隽似宸诺绫芾灼髂P?,并采用差分进化优化算法计算更优化的电极形状,从而确保气体放电避雷器电极间电场强度的均匀分布。
关键词: 优化方法、有限元方法、过电压?;?、气体放电避雷器(GDA)
更新于2025-09-16 10:30:52
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耦合二阶非线性过程的准相位匹配效率优化
摘要: 当所涉过程无耦合时,如何定制单准相位匹配(QPM)光栅的转换效率网格已广为人知。但在多个过程存在耦合的情况下,问题就变得复杂得多。此时不同过程会在整个光栅中竞争相同的QPM"资源",且某一过程可能在特定相互作用范围内占据主导。本文首次提出广义迭代多米诺(GID)算法来应对这些挑战(据我们所知)。该算法并非调整每个"全局"傅里叶系数的强度,而是通过优化空间变化的"局部"傅里叶系数来提升最终产率。我们以三次谐波产生(THG)为平台,从数值模拟和实验两方面研究了三种结构——级联单周期(C1P)结构、准周期光学超晶格(QPOS)以及经GID优化的超精细非周期光学超晶格(HAOS)。结果表明,HAOS+GID结构的THG效率可比C1P结构纪录值提高33%。该方法适用于涉及多重耦合非线性过程的一般波长转换器。
关键词: 光学波长转换、优化方法、非线性光学器件、光学谐波产生
更新于2025-09-12 10:27:22