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蒙特卡罗光线追踪环境中的不确定性分析与实验设计
摘要： 尽管蒙特卡罗光线追踪（MCRT）方法在现代辐射传热分析中占据主导地位，但现有文献对其计算结果的不确定性却出人意料地保持沉默。首先将辐射分布因子视为总体比例，随后采用标准统计程序估算其在给定置信水平下的平均不确定度——该不确定度是构成封闭空间的表面单元数量与每个表面单元追踪光线数量的函数。研究证明，这种先验统计不确定性与实际MCRT分析中获得的分布因子观测变异性具有良好的一致性。最后，本文提出了一种规范方法，可按既定置信水平估算预测传热结果的不确定度，该方法为确定获得目标精度所需的每个表面单元最小光线数量提供了依据。
关键词： 蒙特卡罗光线追踪、不确定性分析、实验设计、辐射传热、分布因子
更新于2025-09-23 15:22:29
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拉曼光谱结合先进化学计量学方法：洗涤剂逆向工程的新途径
摘要： 采用拉曼光谱和先进化学计量学工具对市售表面活性剂混合物进行了逆向配方分析。随着表面活性剂应用范围急剧扩大，为满足质量控制和法规要求，需对其成分进行精准鉴别与定量。通过稀释洗涤剂混合物并结合拉曼光谱信号提取技术，首次获取了该混合物的组成信息?；谒ǖ脑峡故笛樯杓?，最终建立了测定洗涤剂成分的稳健模型?；Ъ屏垦Чぞ撸ǘ懒⒊煞址治鲇肫钚《朔ǎ┯牍馄追治龇椒ǖ慕岷?，为洗涤剂成分分析提供了有效信息。该方法可便捷地转化应用于工业领域。
关键词： 洗涤剂逆向工程分析、拉曼光谱技术、表面活性剂表征、实验设计、化学计量学、盲源分离方法
更新于2025-09-23 15:21:21
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多自由光谱范围硅光子柔性LIONS?？?，用于带宽可重构的全互联光互连
摘要： 弹道抗性测试由美国国防部（DoD）开展，用于评估弹药击穿受试系统装甲的概率。该测试常规采用灵敏度实验技术，通过序贯试验设计来估算击穿概率的特定分位数。数十年来，国防部用于评估装甲弹道抗性的统计方法基本未变。在当前预算紧缩与财政赤字的经济环境下，测试评估的效率至关重要。本文回顾并比较了国防部采用的序贯方法、估计量及终止标准与文献中的相关内容。通过蒙特卡洛模拟发现：三阶段最优设计、概率单位模型及断点分离终止标准在估算V50值时最为精确高效；而估算V10值时则应采用三阶段最优设计或罗宾斯-门罗-约瑟夫方法。
关键词： 国防部、顺序设计、抗弹测试、三阶段最优设计、实验设计
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光束预处理对Nd:YAG激光加工Al?O?生物陶瓷微通道的影响
摘要： 本研究采用Q开关30W Nd:YAG脉冲激光器，在氧化铝生物陶瓷(Al2O3)上进行了激光微铣削试验以制备微通道?；谌蜃邮笛樯杓?DoE)的系统方法成功应用于识别关键激光工艺参数及其对通道尺寸精度的影响机制。研究考察的工艺参数包括激光束扫描速度、脉冲频率和脉冲强度。通过光学显微镜分析了通道几何特征响应（即通道顶部宽度、底部宽度、深度及锥壁角度）。此外，成功建立了预测氧化铝微通道几何形态的数学模型，用于实现微通道的可控微铣削加工。结果表明：扫描速度和激光强度的变化显著影响烧蚀通道的几何形态；进一步发现通道深度和宽度随激光强度增加及扫描速度降低呈线性增长，且受脉冲频率变化影响较小。最终实验数据与所提预测模型具有良好的一致性。
关键词： 微通道、Nd:YAG激光器、Al2O3生物陶瓷、实验设计、激光微铣削
更新于2025-09-23 15:21:01
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316L奥氏体不锈钢板激光对接焊工艺参数建模与优化以获得最大抗拉强度
摘要： 激光焊接具有高功率密度但低能量输入的属性，为传统连接技术常见的缺点提供了令人振奋的解决方案。本文采用Nd:YAG激光焊接系统对316L奥氏体不锈钢金属板进行对接焊。由于该材料成本低廉且具有优异韧性、高温下更高的蠕变抗力和断裂应力等特性，316L奥氏体不锈钢在工业领域（尤其是汽车和船舶行业）应用广泛。因此，在实施激光焊接后检验其焊后性能并确定参数优化值至关重要。研究分析了激光功率、焊接速度和焦距等关键工艺参数并进行优化，采用实验设计统计工具系统开展测试，运用响应面法(RSM)和方差分析(ANOVA)技术识别影响焊缝的关键工艺参数，建立了预测极限抗拉强度的参数经验关系式。通过三维响应面图和等高线图阐明了激光参数（焊接速度与焦距）、（激光功率与焦距）及（激光功率与焊接速度）对极限抗拉强度的交互作用。按ASTM标准制备电火花线切割的焊接试样进行拉伸测试，使用万能试验机检测焊接试样，并采用维氏硬度计对母材和热影响区进行显微硬度测试。将拉伸试样用于扫描电子显微镜(SEM)金相分析，金相试样制备严格遵循ASTM E3-11标准规范进行取样、镶嵌、研磨和抛光。金相观察显示存在延性断裂面的波状形貌。研究表明实际焊缝极限抗拉强度值与模型预测值高度吻合，证实本工作建立的模型能更精确地预测焊缝抗拉强度。
关键词： 实验设计，极限抗拉强度，316L奥氏体不锈钢，响应面法（RSM），Nd:YAG激光焊接
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光改性对复合基体的影响及PVD工艺制备薄层的耐蚀性
摘要： 对于物理气相沉积（PVD）技术而言，在沉积金属层之前清洁基底是关键的预处理步骤之一。本文展示了采用激光技术改性纺织复合基底的研究成果，及其对可穿戴电子器件用银结构表面电阻的影响。经基底改性处理后，镀层的电阻较未改性基底制备的结构有所升高。研究采用实验设计技术对激光改性工艺进行了优化。
关键词： 可穿戴电子设备、纺织电子学、实验设计、物理气相沉积、激光改性、PVD
更新于2025-09-23 15:19:57
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设计问题暗示了关于LED技术在渔网中降低鲸类和海龟兼捕风险的结论：对Bielli等人（2020）研究的评论
摘要： 全球范围内，兼捕是威胁鲸类和海龟（Reeves等，2013；Wallace等，2013）乃至整个海洋大型动物长期生存的最主要因素之一（Lewison等，2004）。减少海洋大型动物的兼捕问题迫在眉睫：Bielli等（2020）研究发现，在秘鲁海域针对软骨鱼类作业的小型渔业中，当渔网加装绿色可见光谱发光二极管（LED）后，鲸类和海龟的兼捕风险有所降低。为评估LED对兼捕的因果效应，部分渔网加装了LED（处理组），部分未加装（对照组）。由于在实际环境中收集相关数据时难以避免给渔民增加额外负担，加装LED的渔网平均长度短于未加装的渔网。处理组与对照组的作业强度比（每日浸泡渔网长度）为40%。由于实验设计中处理组与对照组存在这种系统性差异，预计处理组的兼捕量（绝对数值）将低于对照组。这一因素可在数据分析时予以考虑。但此类设计导致处理组与作业强度存在内在混杂：使用这些数据评估LED对兼捕的因果效应存在问题，因为任何估算效应都将依赖模型（Rubin，2008）。
关键词： 因果分析，海洋巨型生物，实验设计，协变量重叠，兼捕
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于响应面法与满意度函数法的高功率二极管激光表面硬化AISI 410不锈钢多目标优化
摘要： 本研究采用基于响应面法(RSM)的高功率二极管激光器对AISI 410钢进行激光表面淬火。以激光功率、扫描速度和焦平面位置作为输入工艺变量，以硬化区几何尺寸（即硬度深度与宽度）、最大硬度、基体材料深度方向的显微硬度偏差(MHD)以及微观组织中的铁素体相百分比作为工艺输出结果。通过统计分析研究了输入参数对响应变化的影响。结果表明：采用满意度函数法，通过提高激光功率并降低其他参数可获得具有显著渗透深度的高表面硬度及最低铁素体含量。实验测试验证了优化结果的可靠性。在最优工艺条件下，本研究获得的最大硬度为670维氏硬度，最大硬化深度2.2毫米，最小铁素体含量0.45%。
关键词： 激光表面硬化、高功率二极管激光器、实验设计、激光材料加工、优化
更新于2025-09-19 17:13:59
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采用激光切割对熔融沉积成型聚乳酸3D打印件进行后处理
摘要： 本文研究了3D打印聚乳酸（PLA）件的后处理工艺。工件采用熔融沉积成型（FDM）3D打印技术制造，其边缘等局部区域可能存在缺陷。本文引入低功率CO?激光对3D打印样品进行后处理。实验采用最优工艺参数打印厚度为3.2 mm的FDM试样，基于实验设计（DOE）方法考察了焦平面位置（-3.2~3.2 mm）、激光功率（20~40 W）和激光切割速度（1~13 mm/s）等工艺参数的影响。将切缝几何特征、上下切缝宽度、锥度及上下切缝宽度比作为输出响应变量。通过统计软件分析实验结果，研究工艺参数影响并建立回归方程。经激光切割工艺优化后获得良好切缝质量，并提出了最优输入参数组合。实验验证表明实测结果与统计预测高度吻合。最佳优化样本在切割速度1.19 mm/s、功率36.49 W、焦平面位置0.53 mm的条件下，激光切割形成276.9 μm上切缝宽度和261.5 μm下切缝宽度后展现出优异的物理特性。
关键词： 熔融沉积成型、激光切割、3D打印、增材制造、后处理、实验设计
更新于2025-09-19 17:13:59
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尼泊尔加德满都谷地当地辐照度与温度变化对光伏系统发电影响的实证研究
摘要： 太阳能光伏系统因其免费获取和低维护成本，在可再生能源领域日益普及。从经济角度看，持续发展带来的成本下降为光伏系统的应用增添了另一动因。目前已有诸多研究针对光伏系统在正常工况下的输出功率估算展开探讨。其输出功率会因各类环境因素产生波动。本研究旨在评估实验设计（DoE）方法如何用于建模气象数据对光伏系统发电量的影响。本文通过仿真与实验相结合的分析方式，阐明了辐照度和温度对光伏组件输出功率的影响程度。
关键词： 辐照度、实验设计（DoE）、光伏、温度
更新于2025-09-16 10:30:52