DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 基于多目标规划的中央空调系统动态优化模型 4.1. 决策变量 本文中影响目标函数的变量是各个设备的转速和设备状态变量，以冷水泵转速、冷凝水泵转速、冷却塔风扇转速和12个设备状态变量为决策变量。 4.2. 目标函数 中央空调系统优化控制应本着能够保证温度适宜的前提下，应该尽可能的减少能源的消耗。因此，选取系统总耗电量最小和系统效率最低为目标函数，即： min W = f ( v k ， x i ) ， min e f f s y s . (12) 其中：W表示总耗电量，是设备状态与设备转速的函数； v k ， x i ， e f f s y s 分别表示设备的转速，设备的状态参数，系统效率， k = 1 ， 2 ， 3 ，   i = 1 ， 2 ， ⋯ ， 12 。 4.3. 约束条件 这里，从设备转速约束、设备状态约束、系统稳定约束和设备运转情况四个方面进行分析。 1) 设备转速约束 冷水泵转速、冷凝水泵转速和冷却塔风扇转速三个转速均有范围限制，因此，应有 0 < v k < 100 ，   k = 1 ， 2 ， 3 。 2) 设备状态约束 由于设备的状态分为开和关，我们以0表示设备处于关闭状态，以1表示设备处于工作状态，则设备状态 x i 为0-1变量，应满足 x i = 0 或者1， i = 1 ， 2 ， ⋯ ， 12 。 3) 系统稳定约束 为了能够保证设备正常工作，系统热平衡不应该过大，通过查阅相关文献，我们得出以下约束： h b s y s < 5 % 。同时，每台设备均不能超负荷运转，即设备的实际功率应小于额定功率 P i ≤ P i ， max 。 4) 设备运转情况约束 由于设备开关会导致能源消耗，因此在满足基本需求下，对设备运转情况提出以下要求： l 每台设备的开/关以后两小时内不可以关/开； l 每台设备每天最多只能开关6次； l 每台设备不能超负荷运转，任何时间都至少要开启一台设备。 Table 3 Error analysis tabl 变量 ∑ i = 1 n ( y i ^ − y i ) 2 ∑ i = 1 n y i 2 σ 2 总耗电量 851444.66 24475166.32 0.035 系统冷却负载 955.53 19624.59 0.049 系统效率 0.03 0.86 0.035 表3. 误差分析表 4.4. 优化模型的建立 综上所述，可以得到如下基于多目标规划的中央空调系统动态优化模型 [ 5 ] ： min W = f ( v k ， x i ) ， min e f f s y s ， s . t . { e f f s y s ≥ e f f s y s min ， Δ t = t i .2 − t i ， 1 > 2 ， i = 1 ， 2 ， ⋯ ， 12 ， P i ≤ P i ， max ， i = 1 ， 2 ， ⋯ ， 12 ， ∑ i = 0 24 x i ≤ 6 ， i = 1 ， 2 ， ⋯ ， 12 ， ∑ i = 1 12 x i ≥ 1 ， i = 1 ， 2 ， ⋯ ， 12 ， h b s y s < 5 % ， 0 < v k < 100 ， k = 1 ， 2 ， 3 ， x i = 0 或 1 ， i = 1 ， 2 ， ⋯ ， 12. (13) 其中：W表示总耗电量，可由公式(8)求得； e f f s y s 为系统效率，可由公式(10)求得； h b s y s 为系统热平衡； P i ， P i ， max ， x i ， t i .2 ， t i ， 1 分别表示设备 i 的实际功率、额定功率、设备的状态参数、关闭的时间和开启时间， i = 1 ， 2 ， ⋯ ， 12 ； v k 是设备的转速， 。 4.5. 基于最速下降法改进的模拟退火算法 本文所建立的优化模型为多目标规划问题，直接求解存在极大的困难，因此我们将其转化为单目标线性规划求解。由于空调运转必然有系统效率，因此将系统效率最低这一目标函数转化为约束条件：系统效率不小于系统效率的最小值。 针对上述简化后的最优控制策略模型，采用模拟退火算法 [ 6 ] 进行求解，将简化后的目标函数作为内能E，利用Java语言编写程序，具体的算法步骤如下： Step1. 初始化各参数：初始温度T、初始解状态、每个T值的迭代次数L； Step2. 对于 。重复Step3到Step5； Step3. 随机出各个设备的转速，满足约束条件，则对结果进行检验； Step4. 若初始解大于新解，并更新初始解；否则，继续下一次迭代； Step5. 迭代次数达到或者解满足目标函数时，输出结果；否则而转到Step3。
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user: 5. 优化结果与分析 为了对模型进行检验，以2016年10月5日~2016年10月24日的时间、室外温度和湿度、冷却负载等数据作为已知量，并将2016年10月5日00:00作为时间原点，首先按照划分的11种设备运转情况对数据进行处理，然后利用模拟退火算法对该条件下的中央空调进行优化控制，得到各个设备开关状态和各个设备的转速(部分数据见表4)以及优化后的系统效率和功率。 由表4给出了最优控制下不同时间段各设备的开关状态以及转速。优化后的系统总耗电量和系统效率与优化前的数据的对比图见图4和图5。 由图4和图5可知，优化后的系统总耗电量和系统效率都是要明显低于优化前的数据，并且优化后的系统总耗电量更加稳定。将优化后的系统总耗电量和系统效率与原来的数值进行对比，得出系统总耗电量平均下降了41.55%，系统效率平均下降了41.56%，这说明所建立的模型显著地实现中央空调优化控制。 Table 4 Equipment status under optimal control strateg 时间/h 冷却装置 冷却塔 冷水泵 冷凝水泵 1 2 3 1 2 转速 1 2 3 4 转速 1 2 3 转速 0 0 1 0 1 0 88.97 1 1 0 0 10.83 0 1 1 6.67 2.37 0 1 0 0 1 54.96 1 0 0 0 5.40 1 1 0 78.36 4.68 0 1 0 1 0 44.52 0 1 0 0 0.52 1 1 1 96.89 7.3 0 1 0 1 0 86.69 1 1 0 0 1.73 1 1 0 72.42 9.43 0 1 0 1 0 38.80 0 1 0 0 1.94 1 1 1 27.88 11.5 0 1 0 1 0 69.80 1 1 0 0 0.85 1 1 1 78.80 13.75 0 1 0 1 0 72.88 1 0 0 0 32.50 1 1 1 0.21 15.85 0 1 0 1 1 26.75 1 0 0 0 5.26 1 1 0 52.55 18.05 0 1 0 1 0 29.52 0 1 0 0 2.56 1 1 1 29.34 20.2 0 1 0 1 0 84.55 0 1 0 0 14.11 1 1 1 55.16 表4. 最优控制策略下设备状态 注：表中第二行数字代表对应设备编号。 图4. 总耗电量变化图 图5. 系统效率变化曲线
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user: 6. 讨论 6.1. 数据的周期性规律及降维 首先，采用“先剔除，后替换”的方法过对数据进行预处理。为了更加具体的分析数据的变化趋势，随机选取了四个周的数据进行分析，发现不同时间的数据变化趋势相同，因此，又选取了其中一周的数据分析每一天的变化趋势，得知变量存在明显的周期变化规律。从而，可以利用数据的周期性规律，减少数据的样本量。 此外，由于各个设备的开关状态均为0-1变量，并且通过分析得知：不同设备组合的开关状态是等效的。因此，对各个设备的开关状态进行动态聚类分析，根据聚类分析的结果将12个设备运转情况分为11种组合，在之后研究中只需要研究这11种设备运转组合即可。 6.2. 多目标规划模型及改进的模拟退火算法 首先，对降维后的数据进行多元回归分析，得到冷却负载、系统效率、系统总耗电量关于各个可控变量与不可控变量之间的多元回归方程。然后，使用剩余数据检验了回归方程和回归系数的显著性，并计算了相应的均方误差。由于回归方程和回归系数均能通过显著性检验，且均方误差均小于5%，因此，回归方程通过检验，并且回归效果较好。 其次，选取各个设备的运行状态和转速为决策变量，建立了以系统功率和系统总耗电量为目标函数的多目标规划。模型中充分考虑了中央空调实际运行过程中各因素对系统总耗电量和系统效率影响。 最后，在求解多目标规划时，先将其转化为单目标线性规划。然后，使用最速下降法对模拟退火算法进行改进，不仅提高了算法的求解效率，还提高了模型的准确度。 6.3. 中央空调优化控制效果分析 将所建立的模型运用到2016年10月5日~10月24日中央空调的优化控制中，通过对比优化前和优化后的系统总耗电量和系统效率数据，得知优化后的系统总耗电量平均下降了41.55%，系统效率平均下降了41.56%。由于中央空调的设计原理会造成部分能量的浪费，再加上实际使用过程中可能会有部分设备空转，均会导致系统总耗电量和系统效率偏高，因此所的优化结果在接受范围内。 6.4. 中央空调优化控制策略的推广 本文在中央空调优化控制策略中使用了多目标规划模型，充分考虑了各个因素对系统总耗电量和系统效率的影响，且所使用非线性规划较一般的线性规划更能体现各指标的非线性变化情况，从而优化结果更加精确。此模型可以推广到其他耗电设备优化控制中，如工厂生产设备优化等。
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user: 摘 要 目的：本研究旨在编制融合生家长参与量表，并检验家长参与量表的效度与信度。方法：利用文献分析、专家检阅编制量表的预试题项，并以项目分析、因素分析、信度分析来对融合生家长进行了预试。结果：项目分析显示，每一个题项与量表总分相关系数介于0.508~0.851 (p < 0.01)，显示每个题项所测量之心理特质是比较接近；当删除了3个题项后，其探索性因素分析显示，各题项因素负荷量在0.592~0.899之间，解释总变异量为72.081%；内部一致性检验显示，量表的「家庭参与」、「学校参与」、「社区参与」等三个层面的Cronbach α系数分别是0.901、0.926、0.779，整个量表Cronbach α系数为0.935。结论：融合生家长参与量表具有良好的信效度，可在未来相关研究领域使用。 关键词 :融合生家长，家长参与，量表编制，项目分析，因素分析，信度分析 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 家长参与的观念源于十八世纪，在上世纪六十年代渐受社会重视 [ 1 ] 。所谓家长参与，意指父母直接、间接参与子女的教育历程或学习活动 [ 2 ] ，从狭义的观点去看，家长参与界定为家长在家教导孩子或在学校参与孩子的学习活动 [ 3 ] ，广义观点看，家长参与是指家长为提高学校的教育效能，促进孩子的发展与学习，而对孩子所有学习的有关历程、活动都进行参与，这包括家庭、学校、社区等层面 [ 4 ] 。 2006年，澳门政府颁布“第9/2006号法律：《非高等教育制度纲要法》”、强调特殊教育优先在普通学校内以融合教育的方式实施 [ 5 ] ，澳门私立学校正式开始收取有特殊教育需要的融合生。另外，澳门政府亦界定了融合生的定义：所谓融合生是指经评估后的有特殊教育需要学生，在学校环境的学习只需要少量的特别辅助，便能和普通学校同班同学一起学习、成长，以及发展潜能的学生，一般而言，这些学生可包括身体机能障碍、智力范围在临界之内、学习困难、轻度的自闭症、情绪障碍、注意力不足过动症等类别 [ 6 ] 。而澳门随着融合教育政策推行多年，近来澳门融合生也在不停地增加，其相关议题正逐渐受到社会关注。有关融合生家长对于有障碍孩子的学习、发展的参与程度，也可能成为关注议题。之前有文献显示，随着特殊教育的不停发展，家长参与，将会是二十一世纪特殊教育的重要发展趋势之一 [ 7 ] 。可见，了解澳门融合生家长在子女学习与发展过程中的家长参与，将会是未来有关研究领域的重点课题。然而，目前关于澳门融合教育研究较少，在融合生家长的家长参与之研究范畴更为不足，本地化研究工具又欠缺，因此有必要制定澳门本土化的融合生家长参与量表，才能推动到日后之有关研究工作，借此才能了解目前以至将来澳门融合生家长在教导子女的过程中、家长参与行为的情况是如何。
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user: 2. 研究方法 2.1. 研究工具之初步制订 在测量这些家长所感受有关的自身参与行为之前，就须在编制量表的初期，参考国外、国内学者对于家长参与的测量文献。根据国外的文献，学者Baker、Kessler-Sklar、Piotrkowski与Parker认为，家长参与应包括课外的参与、学校工作的参与及在校内的参与 [ 8 ] 。学者詹月菁则更清楚地叙述了上述国外学者的观点，指出家长参与其实就是指家长在其家庭层面、学校层面以及社区层面等三方面的参与 [ 9 ] 。学者陈德谦在其有关身心障碍孩子的家长参与研究上，亦以这三方面的参与来作为有关的研究向度 [ 10 ] 。研究者同意上述众位学者的观点，认为以家庭、学校、社区等三方面的层面来作为有关向度，能涵盖家长参与的研究层面，而且也能符合实际操作的效益与家长填写时的便捷性，所以会以这三个层面来作为本研究工具的向度，也以「家庭参与」、「学校参与」、「社区参与」等，来作为家长参与各向度的命名。其中「家庭参与」是指家长和孩子在聊天说话、陪伴娱乐、习惯建立、跟进学业等有关方面的参与程度；「学校参与」是指家长在参与学校所举办活动的参与程度，也包括与学校交流、合作的程度；「社区参与」是指家长与他人分享、讨论教养孩子的程度，也包括在社区中为孩子争取有关资源的程度。依照这三个向度来作为家长参与的研究层面之建立，研究者参考上述学者在有关量表的题项设计上，初步就每个向度订出了7个题项，全份预试量表共订了21个题项。量表使用李克特式(Likert-type rating scale)的五点量表方式填答，从「总是如此」、「经常如此」、「一半如此」、「偶尔如此」到「从不如此」，分别给予5分、4分、3分、2分、1分，将每一位融合生家长在每层面的分数加起来，其分数就代表该名融合生家长在该向度的参与表现，三个层面分数相加后所得出的总分，即为量表的整体分数(量表总分)，得分越高，显示该名融合生家长感受到自身教养孩子时的参与程度越大，而分数越低，则代表该名融合生家长感受到自身教养孩子时的参与程度越低。 定出最初题项后，研究者将有关量表交给两位澳门学者及两位澳门教师进行审阅，以定出量表具公信力的专家效度。其中两位学者分别是一位教育系教授，另一位是教育心理系教授，两位教师则是有相当经验的特殊教育教师。这四位专家依据每个题项的重要性、适宜性以及各题项语句流畅清晰度，而对有关题项修正，考虑到上述两位教授指出因素分析的预试人数须与题项数目呈现一定的关系、以及过往澳门融合教育研究较难抽取家长来作施测的状况，参考有关建议，研究者于是将量表的每个层面较不重要的一个题项删除，因此「家庭参与」、「学校参与」、「社区参与」等每个层面最后只保留了6个题项，整份预试量表的题项总数为18题，有关量表之预试题项，可见附录，当中第1至第6题(A1-A6)为「家庭参与」，第7至第12题(A7-A12)为「学校参与」，第13至第18题(A13-A18)为「社区参与」。 2.2. 研究对象 在实施本量表的预试前，须考虑预试取样数目。按预试对象人数须不少于题项数、最好按量表题项总数的3~5倍之数目来作为预试人数 [ 11 ] 。若以此作准则，本研究量表的预试题项有18个题项，预试人数最少就要有18人。若也按上述所指出的题项总数之3~5倍为原则，则理想的状况应将预试人数定在54人~90人之间。另外，考虑到之前澳门融合教育的家长研究上，在正式施测时，取样数大概只可取250人左右 [ 12 ] ，因此本研究在预试上就不能派发太多预试量表，以免影响正式施测时的取样数目。所以研究者考虑上述几个因素后，以方便抽样方式来进行抽样。研究者透过澳门非牟利社团：“澳门鲍思高青年服务网络”向两间在澳门参与了融合教育的学校之融合生家长派发有关预试量表，派发对象除了是融合生的父母外，也包含融合生的其他主要照顾者。预试量表共派发了71份，有效回收数只有43份，有效回收率为60.56%，其中母亲有20份，父亲有15份，其他主要照顾者有8份。虽然43份有效量表数目少于理想预设的预试数目(54人~90人)，不过仍远多于预试最少样本数的18人，依特殊情况下，预试样本取样数可以少一些 [ 13 ] 。因此，有关预试数目仍符合预试取样的基本要求。 2.3. 统计方法 本量表预试工作编制采用SPSS 21.0统计软件进行分析，对回收的43份量表之数据进行输入处理，然后以教育统计学者吴明隆、张芳全的问卷预试方法，依次实施项目分析、因素分析、信度分析。项目分析会采用「同侧性考验法」，首先求出量表每个题项与量表整体分数之相关，然后按有关统计数值来决定量表每个题项所测量之心理特质属性是否接近；因素分析会采用「探索性因素分析」，求出量表各题项因素负荷量及解释总变异量，以建立量表的建构效度；最后，信度分析会采用「内部一致性考验」，求出内部一致性系数Cronbach α，以检验本量表的可靠性及稳定度 [ 13 ] [ 14 ] 。
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user: 4. 结论 本研究对融合生家长参与量表之编制，首先透过文献分析，建立量表的三个理论层面(「家庭参与」、「学校参与」、「社区参与」)，并在专家多次检验、及对题项进行反复修改下，构建了较好的专家效度。 Table 6 The factor matrix after the rotation of the fourth factor analysis: The items of common factor A9 A8 A12 A7 A10 A11 因素一 0.863 0.812 0.760 0.727 0.722 0.720 因素二 0.284 0.258 0.401 0.282 0.251 0.388 因素三 0.243 0.152 0.102 0.252 0.390 0.122 表6. 第四次因素分析的转轴后因素矩阵：共同因素一的题项 Table 7 The factor matrix after the rotation of the fourth factor analysis: The items of common factor A1 A2 A3 A6 A4 A5 因素一 0.245 0.284 0.275 0.251 0.387 0.359 因素二 0.849 0.811 0.783 0.724 0.674 0.593 因素三 0.042 0.114 0.106 0.432 0.174 0.129 表7. 第四次因素分析的转轴后因素矩阵：共同因素二的题项 Table 8 The factor matrix after the rotation of the fourth factor analysis: The items of common factor A14 A15 A18 因素一 0.148 0.257 0.240 因素二 0.117 0.059 0.455 因素三 0.899 0.819 0.592 表8. 第四次因素分析的转轴后因素矩阵：共同因素三的题项 Table 9 The reliability analysis of Parental Participation Scale of Inclusive Student 家庭参与 学校参与 社区参与 整个量表 Cronbach α系数 0.901 0.926 0.779 0.935 表9. 融合生家长社会支持量表之信度分析 Table 1 0 The pre-test summary table of Parental Participation Scale of Inclusive Student 学校参与的因素负荷量 家庭参与的因素负荷量 社区参与的因素负荷量 共同性 正式題項 A1 0.245 0.849 0.042 0.782 01 A2 0.284 0.811 0.114 0.752 02 A3 0.275 0.783 0.106 0.699 03 A4 0.387 0.674 0.174 0.634 04 A5 0.359 0.593 0.129 0.497 05 A6 0.251 0.724 0.432 0.775 06 A7 0.727 0.282 0.252 0.671 07 A8 0.812 0.258 0.152 0.749 08 A9 0.863 0.284 0.243 0.885 09 A10 0.722 0.251 0.390 0.737 10 A11 0.720 0.388 0.122 0.683 11 A12 0.760 0.401 0.102 0.749 12 A14 0.148 0.117 0.899 0.844 13 A15 0.257 0.059 0.819 0.740 14 A18 0.240 0.455 0.592 0.616 15 特征值 4.254 4.146 2.412 解释变异量 28.359% 27.640% 16.082% 累积解释总变异量 28.359% 55.999% 72.081% Cronbach α系数 0.926 0.901 0.779 表10. 融合生家长参与量表之预试摘要表 项目分析上，各个题项与量表总分具有显著的中度至高度相关，相关系数在0.30以上，说明量表中每个题项所测量融合生家长知觉到自身教养孩子时的参与程度之心理特质属性是非常接近。综合上述因素分析、信度分析的部分，整理如表10。 探索性因素分析最终结果表明，在依次删除第17题、第13题、第16题后，剩下15个题项的共同性在0.497至0.885，显示这15个题项中、每个题项与其它题项可测量的共同特质会较多，三个共同因素在转轴后的解释变异量分别为28.359%、27.640%、16.082%，解释总变异量为72.081%；在依次删除第17题、第13题、第16题后的转轴因素显示，每一个题项能有效归类于原预试量表设计的因素层面，各因素层面题项的因素负荷量均在0.592~0.899之间，整份量表具有良好的建构效度。而以内部一致性去考验量表结构的可靠性、稳定度上，可发现三个层面的Cronbach α系数由小至大依次为0.779、0.901、0.926，整份量表Cronbach α系数为0.935，各项系数都能符合心理测量之要求，量表具较好的信度。综合上述分析，本研究的融合生家长参与量表具有良好的信效度，可在未来相关研究领域使用。
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user: 摘 要 本论文针对在使用IPSec网关时由于用户量不断增加、网络流量需求大的情况下所造成的时延、阻塞、吞吐量小等问题，分析了内核态IPSec解决方案处理流程中存在的不足，提出了基于DPDK在用户态实现IPSec网关的方法。针对传统方案处理开销大的问题提出利用思科的VPP作框架，DPDK作收包工具搭建平台实现数据包在用户态的处理。测试结果表明，基于DPDK的用户态IPSec解决方案与传统方案相比，性能得到了有效的提升。 关键词 :IPSec，DPDK，用户态，性能提升 Copyright © 2018 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着互联网技术的快速发展，智能终端用户量的爆炸式增加，对移动通信业务的覆盖效果要求越来越高。据调查显示，移动通信业务主要集中在车站、住宅区、办公区等室内场所 [ 1 ] 。但目前室内信号存在容纳终端量小、信号不稳定，数据和话音质量差等现象。针对上述现象，室内信号增强的解决方案主要有femto基站、路由器、AP等。Femto系统是通过固网宽带接入核心网，为用户提供固定移动融合业务，在高性价比实现移动通信室内覆盖、固定移动综合业务平台化提高等方面具有显著优势，已成为主流运营商重点关注的技术方向。Femto系统是由Femto AP、安全网关、Femto网关等组成的，目前Femto应用中一般安全网关都是作为独立网元存在的。本文分析的就是安全网关作为独立网元存在的不足，并针对这些不足对独立安全网关进行改进，利用基于DPDK实现的用户态IPSec网关来改善数据通信处理流程复杂带来的一系列问题，优化安全网关的性能。
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user: 2. 架构概述 2.1. Femto架构概述 Femto系统架构组成如图1所示，包括终端、femto基站、femto网关、核心网 [ 2 ] 。Femto基站通过Internet连接到femto网关，在Internet上传输的数据安全性很容易通过相应的技术手段造成威胁，所以提高femto系统的安全性是非常必要的，IPSec网关技术应运而生 [ 3 ] 。 2.2. IPSec框架概述 IPSec安全网关的运行环境是Linux系统。如图2所示为IPSec安全网关的结构框图。其中数据加解密模块、AH (Authentication Header，验证头)/ESP (Encapsulated Security Payload，封装安全载荷)实现模块、SADB (Security Association Database，安全关联数据库)/SPDB (Safety Policy Database，安全策略数据库)等模块都是在内核层实现的，IKE (Internet Key Exchange，因特网密钥交换协议)模块在用户层实现 [ 4 ] 。 现有的IPSec安全网关技术是使用IPSec隧道对数据进行加解密处理，这种方式会增加额外的带宽，对数据的传输速率产生很大的影响，因此需要寻求方法来提升安全网关的性能。提升IPSec安全网关性能的方法有三种：第一，优化IPSec加解密算法；第二，利用加速硬件来处理加解密流程；第三，内核协议栈中IPSec数据的处理流程的内存拷贝、系统调用、中断的开销比较大，而用户态只有一些上层应用程序，我们可以把协议栈放在用户态减少上述开销，在用户态实现IPSec功能。基于上述三种方法的对比和衡量，本文采用在用户态实现IPSec功能来优化安全网关的性能。 图1. Femto系统 图2. IPSec网关的结构框图
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user: 3. 解决方案 通过大量的调研和学习，本文提出了一种基于DPDK (Data Plane Development Kit，数据平面开发套件)实现用户态IPSec网关功能的方法。即利用基于VPP (Vector Packet Processing，向量报文处理)框架实现的DPDK模块、协议栈处理模块和IPSec模块来提升安全网关的性能，如图3所示。 首先介绍一下DPDK，DPDK是Intel推出的运行在用户空间上利用自身提供的数据平面库来实现数据包快速收发的套件，绕过了Linux内核协议栈对数据包进行相应的处理 [ 5 ] 。DPDK主要有两个功能：底层驱动和数据收发。 DPDK在底层驱动模块实现了多核处理和分布式存储分配方式。DPDK改变了传统处理方式不支持多核环境的缺点，实现了多核环境，把所有的逻辑核分为主核和次核两部分，主核负责初始化次核、内存池的初始化、共享变量的建立、硬件的检测以及任务的分发等。次核负责执行主核分发的任务。同时为了避免分发的任务在多个逻辑核之间频繁的迁移，DPDK通过CPU亲和性将任务固定分发到某一个次核。次核的任务执行由主核完全控制，不能被其他应用程序抢占，因此在整个应用程序的执行期间，处理器核都是被独占的。 为了解决传统处理方式中硬件中断所带来的负载严重不均衡问题，以最快的速度处理数据包，DPDK采用轮询模式从网卡获取数据包，每一个逻辑核可以分配一个发送和接收队列，将收到的数据包平均放在网卡的接收队列中，以此实现负载均衡。另外不断的检查每一个逻辑核的发送队列，将要发送的数据包发送出去 [ 5 ] 。通过上述方式，有效减少了数据收发的开销，实现数据包的快速收发。 接下来介绍的是用户态的框架VPP。VPP是Cisco开发的一套基于DPDK实现的运行在用户空间的 可扩展框架。它是个延展性很高的应用，一个应用在VPP里以连起来的若干节点(Graph Node)组成，每个节点包含上述的一个或多个功能。网络帧在VPP中被储存在网络帧向量Packet Vector中，它也是节点的唯一处理对象，节点也会根据处理结果来决定网络帧的下一个目的地节点。它的功能非常强大，提供了完整的IPsec协议栈支持：ESP，Transport和Tunnel模式，以及IKEV2，将VPP IPSec和DPDK Cryptodev进行了融合，在VPP IPSec中成功启用了DPDK Cryptodev来负责所有的Crypto工作，让两者之间有了强烈的化学反应。VPP DPDK IPsec工作流如图4所示，可以看到，在interface-output节点处，程序发现网络帧是ESP协议帧后，将其组成Packet Vector传递给ipsec-if-output节点，再将其交给DPDK Cryptodev加持的dpdk-esp-encrypt和dpdk-esp-decrypt做Crypto工作。然后再传递给dpdk-crypto-input轮询节点，dequeue处理完的工作流。接下来的dpdk-esp-encrypt-post/dpdk-esp-decrypt-post负责网络帧的再封装 [ 6 ] 。
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user: 4. 测试及分析 为了比较用户态IPSec网关与传统方案的性能，搭建如图5所示的测试环境。其中网关A和B是两 图3. VPPDPDK IPSec在用户态的结构框图 图4. VPP DPDK IPsec工作流 图5. 测试架构 台Dell PowerEdge R620 (型号)服务器，两个处理器，12个物理核，24个逻辑核，NUMA架构，32 G内存，Ubuntu14.04(64位)操作系统，万兆光口。测试仪1、2、3用的是IXIA测试仪。其中测试仪1表示的是发出数据包的速度；测试仪2表示接收数据包的速度；测试仪3表示网关A发出数据包的速度。 4.1. VPP安装步骤 1) 下载源码：git clone https://gerrit.fd.io/r/vpp； 2) 安装依赖：make install-dep； 3) 安装：执行./build-root/vagrant/build.sh； 4) 生成Makefiles文件：gitpull；cd build-root/；make distclean；./bootstrap.sh； 5) 进行编译：make V = 0 PLATFORM = vpp TAG = vpp install-deb； 6) 包安装：ls *.deb；dpkg–i *.deb； 7) 启动VPP：start vpp [ 7 ] 。 4.2. DPDK安装步骤 1) 下载源码：git clone git://dpdk.org/dpdk 2) 设置环境变量：进入dpdk目录：cd~/dpdk 编辑一个环境变量文件名字为dpdkrc，内容为： export RTE_SDK = “pwd”； export RTE_TARGET = x86_64-native-linuxapp-gcc； 然后执行sourcedpkdrc命令； 3) 编译dpdk makeconfig T = x86_64-native-linuxapp-gcc； make install T = x86_64-native-linuxapp-gcc； 图6. 测试结果图 4) 配置hugepages mkdir-p/mnt/huge； mount-t hugetlbfsnodev/mnt/huge； echo 1024 > /sys/devices/system/node/node0/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages； 5) 加载驱动模块 cd tools； ./dpdk-devbind.py –status (查看网络端口状态)； modprobeuio； cd x86_64-native-linuxapp-gcc/kmod； insmodigb_uio.ko； 6) 绑定网卡 ./dpdk-devbind.py –bind = igb_uioethx； ./dpdk-devbind.py –status； 7) 解绑命令 ./dpdk-devbind.py –u 02:06.0 02:07.0； ./dpdk-devbind.py –status [ 8 ] 。 经过上述步骤，完成运行在用户态的VPP和DPDK环境的搭建，要在VPP上实现IPSec和IKEV2的功能，还需要经过一系列的配置才能实现，在这里就不详细进行介绍了，环境搭建好之后，基于DPDK实现的IPSec网关就可以成功实现数据包在用户态的安全传输。 4.3. 测试结果分析 从测试仪1以20 Gbit/s的极限速度向测试仪2发送数据，单核转发，测试情况分为以下两种：一、网关A、B均为VPP DPDK IPSec；二、网关A、B均为标准IPSec (strongswan5.3.3)。使用百分比来表示此刻速率达到的最大吞吐量程度，100%表示20 Gbit/s。测试结果如图6所示。从测试结果图可知，在用户态实现的VPP DPDK IPSec网关比传统方案性能提升了很多，说明本方案是可行且有效的。
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user: 5. 总结 根据传统IPSec网关的不足，本文提出了一种基于DPDK的用户态IPSec网关的解决方案，并在Linux环境下实现了此方案。测试结果表明，VPP DPDK IPSec与传统方案相比，性能得到了有效的提升。
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user: 摘 要 面向二氧化硅(SiO 2 )材料开展了近场辐射传热实验测量方法研究，其核心工作是近场热辐射传感器设计。首先，基于电磁波理论以两个平行的SiO 2 平板为对象分析近场热辐射的特性并以此确定近场热辐射传感器的关键参数；其次，根据近场热辐射的作用效果确定实验方案并设计相应的近场热辐射传感器；再次，基于经典传热理论确定实验模型，以及设计传感器的微加工工艺；最后，本实验方法在其他介质的近场辐射传热测量中的应用。 关键词 :微型传感器，二氧化硅，悬空薄膜，近场热辐射 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 具有一定温度的物体在其内部电子和离子的热运动的作用下会不断地从物体表面辐射出电磁波，在不同温度的物体之间由于温度差会导致其间的辐射传热 [ 1 ] 。进一步的，当上述物体的间距同等温度下黑体辐射的主波波长时(黑体温度300 K，热辐射主波波长为10 µm)会出现辐射传热明显增强的现象，即两物体间发生了近场热辐射现象 [ 2 ] [ 3 ] 。自20世纪60年代末发现近场热辐射现象以来，国内外科研团队基于微型探针技术开发了一些实验测量方法 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] ，同时也有团队采用低导热材料或悬空薄膜结构开展了近场辐射传热的实验测量 [ 9 ] [ 10 ] 。本文作者是利用悬空薄膜结构微型传感器开展近场辐射传热测量实验的设计者之一，当时的实验目的是减少近场热辐射现象对微米纳米结构传感器绝热性能的影响，为传感器结构设计提供参考。本文将以二氧化硅材料为例阐述传感器设计过程，为利用微型传感器面向不同材料开展近场辐射传热测量提供参考。
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user: 2. 近场热辐射基本理论 物体热辐射原因在于构成物体的材料内部带电粒子的热运动，即处于非绝对零度状态的材料内部的电子和离子不断的进行热运动，从而在材料中形成极化电流源，这些电流源会产生电磁场 [ 11 ] 。由于极化电流源的电场和磁场不同分量的空间相关函数的平均值不为零，极化电流源的电磁场能够传播能量 [ 12 ] 。 在讨论两物体之间辐射传热之前，首先讨论单一物体表面的电磁场辐射，即求解以涨落电流为辐射源的麦克斯韦方程组。本节以面积无限大、厚度无限厚的平板上表面的热辐射情况为目标，在厚度方向上将平板分成很多层作为极化电流源层，再以一层极化电流源为对象，利用其统计特性和麦克斯韦方程研究一层极化电流源辐射电磁波在厚度方向上的传播，以及通过计算电磁波的坡印廷矢量得到在该电流源作用下平板表面向空间辐射的电磁能量。其中，主要关注的是在平板表面形成表面电磁波，这部分电磁波在极近距离物体表面间的隧穿是形成近场热辐射的原因 [ 3 ] 。 2.1. 涨落电流的统计特征 涨落耗散定理是联系不可逆过程中的能量耗散和平衡态热涨落的重要定理 [ 13 ] 。根据该定理，当物体处于热力学平衡(温度T)时，其内部由带电粒子热运动引起的极化电流密度的相关函数可以表示为 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] ： 〈 j l ( r → ′ ， ω ) j n ∗ ( r → ″ ， ω ) 〉 = 1 π ω ε 0 Im ( ε r ) Θ ( ω ， T ) δ l n δ ( r → ′ − r → ″ ) (1) 式中，角括号代表系综平均，星号代表复共轭， j l ( r → ′ ， ω ) 和 j n ( r → ″ ， ω ) 分别是在位置 r → ′ 和 r → ″ 处波动电流密度的傅立叶分量， Im ( ε r ) 是介质相对介电常数的虚部， Θ ( ω ， T ) 是量子力学谐振子在频率为 ω 时的平均热能，它的表达式为： Θ ( ω ， T ) = ℏ ω [ 1 2 + 1 exp ( ℏ ω / k B T ) − 1 ] 其中， 2 π ℏ 是普朗克常数， k B 是玻尔兹曼常数， δ l n 是克罗内克德尔塔函数， δ ( r → ′ − r → ″ ) 是狄拉克德尔塔函数。 2.2. 单层极化电流元辐射的电磁场 格林函数法是通过叠加同等边界条件点源产生的场来计算任意源生成的场。通常点结构源有x、y、z三个坐标，在仅研究点结构源的z坐标变化时，点结构源即变为单层结构源。因此，可以得到由单层极化电流源所产生的在任意位置 r → ′ 处的的“电型并矢格林函数”和“磁型并矢格林函数”分别为 [ 15 ] ： G ↔ E ( r → ， r → ′ ) = − z ^ z ^ δ ( z − z ′ ) k m 2 + i 2 ∬ d K → ( 2 π ) 2 1 k 0 z ( s ^ s ^ + p ^ + p ^ + ) θ ( z − z ′ ) e i k 0 z · z e i K → ⋅ ( R → − R → ′ )     + i 2 ∬ d K → ( 2 π ) 2 1 k 0 z ( s ^ s ^ + p ^ − p ^ − ) θ ( z ′ − z ) e − i k 0 z · z e i K → ⋅ ( R → − R → ′ ) (2) G ↔ H ( r → ， r → ′ ) = i 2 ∬ d K → ( 2 π ) 2 k + 2 k 0 z ( p ^ + s ^ − s ^ p ^ + ) θ ( z − z ′ ) e i k 0 z ⋅ z e i K → ⋅ ( R → − R → ′ )     + i 2 ∬ d K → ( 2 π ) 2 k − 2 k 0 z ( p ^ − s ^ − s ^ p ^ − ) θ ( z ′ − z ) e − i k 0 z ⋅ z e i K → ⋅ ( R → − R → ′ ) (3) 式中，i为虚数， δ ( z − z ′ ) 为狄拉克函数， θ ( z − z ′ ) 为阶跃函数， K → 为波矢量水平方向分量， s ^ 为TE偏振波的偏振方向， p ^ 为TM偏振波的偏振方向。 2.3. 平板表面辐射的电磁场 平板通过其表面向空间辐射电磁波实现辐射传热，这一过程可视为平板内部所有层极化电流源辐射电磁波通过界面的传播过程 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] 。设定本文的平板是面积无限大、厚度无限厚的平板，在坐标系中的位置和材料分布情况为：平板的上表面设置在z轴源点( z = 0 )，下表面在z轴无穷远处，即平板与自由空间的分界线位于z轴源点。平板内部记为材料2，自由空间记为材料1。并且，材料2中存在层极化电流源并且 z = 0 − 处的电磁场为材料2中该处以下所有层极化电流源辐射电磁场的叠加，材料1中不含热辐射源，其中的电磁场是材料2中电磁场经过界面传播得到。由此，用电型并矢格林函数和磁型并矢格林函数描述材料2中的层极化电流源与材料1中的电场和磁场的关系如下 [ 15 ] ： G ↔ E ( r → ) = ∬ d K → ( 2 π ) 2 j 2 k z 2 ( s ^ t 21 s s ^ + p ^ 1 + t 21 s p ^ 2 + ) e ( i k z 1 ⋅ z 1 − i k z 2 ⋅ z 2 ) e i K → ⋅ R → (4) G ↔ H ( r → ) = ∬ d K → ( 2 π ) 2 k 1 + 2 k z 2 ( p ^ 1 + t 21 s s ^ − s ^ t 21 s p ^ 2 + ) e ( i k z 1 ⋅ z 1 − i k z 2 ⋅ z 2 ) e i K → ⋅ R → (5) 式中， t 21 s 为界面处电磁波的透射系数，该系数中包含了1和2两种材料的介电常数和折射率参数。 由于平板表面在单位时间内和单位面积上发射的某一频率电磁场携带的瞬时能量为电磁场坡印廷矢量的系综平均值，依据电磁场系综平均值的定义和公式(1)、(4)和(5)可以得到平板表面的辐射能量密度为： 〈 S → ( r → ， ω ) 〉 z = ω Θ ( ω ， T ) 4 π 2 c ∫ 0 ∞ e 2 Im ( k z 1 ) z 1 Re ( k z 1 ) | k z 1 | 2 k 0 [ Re ( k z 1 ) ( 1 − | r 21 s | 2 ) − 2 Im ( k z 1 ) Im ( r 21 s )     + Re ( ε r 1 ∗ ) ( 1 − | r 21 p | 2 ) − 2 Im ( ε r 1 ∗ k z 1 ) Im ( r 21 p ) ] K d K (6) 式中， ε r 1 ∗ 为材料1的相对介电常数的共轭， r 21 s 和 r 21 p 分别为界面对TE波和TM波的反射系数。
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user: 3. 平行的二氧化硅平板之间近场辐射传热 对于两物体间的辐射传热研究，常采用两个面积无限大、厚度无限厚的平板并且二者表面相互平行的结构作为模型。在这个模型下根据第1节的方法可以得到“电型并矢格林函数”和“磁型并矢格林函数”，以及由此得到的坡印廷矢量系综平均值。 3.1. 平行平板间的近场辐射传热 两个平板的表面之间均向对方辐射电磁波，在计算两者间的辐射传热时要计算两者辐射电磁波的能量差。不失一般性地，设定两个平板相互辐射电磁场的表面分别位于 z = 0 和 z = d ，由此平板的间距为 d 。由此，在两个平行平板之间由单一频率的电磁波引起的近场辐射热流密度为： q ω = 〈 S → ( r → ， ω ) 〉 z 0 → d − 〈 S → ( r → ， ω ) 〉 z d → 0 (7) 将式(7)对频率积分并简化，得到近场辐射传热模型为： q = 1 4 π 2 d 2 ∫ [ Θ ( ω ， T 2 ) − Θ ( ω ， T 1 ) ] Im ( ε r 1 ) | ε r 1 + 1 | 2 Im ( ε r 2 ) | ε r 2 + 1 | 2 d ω (8) 其中， T 1 和 T 2 分别是两块平板各自的温度， d 为两块平板的距离，即辐射距离。 从近场辐射传热模型可以看到，当两块平行平板间存在辐射传热时，近场辐射传热与辐射距离 d 成平方反比关系。 3.2. 二氧化硅材料的介电特性 近场辐射传热是两物体在极近距离下其表面电磁波隧穿的结果，而物体表面是否形成表面电磁波与构成该物体的材料特性有关，具体地，材料的相对介电常数的实部小于−1 [ 17 ] 。 二氧化硅相对介电常数与频率有关，两者的关系可以用Lorentz振子模型描述 [ 18 ] 。利用二氧化硅的介电常数模型计算得到频率为 0.9 × 10 14 rad / s 和 2.0 × 10 14 rad / s 时介电常数的数值为−3.9和−6.5，这两个值均小于−1。因此，在二氧化硅表面存在表面电磁波，当两个二氧化硅物体距离足够近时能够发生近场热辐射现象。 将二氧化硅的相对介电常数带入式(8)中，即得到平行的二氧化硅平板间的近场辐射模型。由于该模型中的平板面积无限大、厚度无限厚，基于该模型可以得到二氧化硅物体间近场辐射传热的上限。
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user: 4. 近场热辐射传感器的辐射距离参数设定 4.1. 近场辐射传热系数 定义辐射传热系数 h 研究辐射温度T和辐射距离 d 对近场热辐射的影响并建立模型，具体为： h = lim Δ T → 0 q Δ T (9) 由此，依据式(7)和(8)计算得到两种近场辐射传热系数，一种是对应单一频率电磁波作用的辐射传热系数 h ω ，另一种是涵盖所有频率电磁波作用的辐射传热系数 h ，具体如下： h ω = 1 4 π 2 d 2 Im ( ε r 1 ( ω ) ) | ε r 1 ( ω ) + 1 | 2 Im ( ε r 2 ( ω ) ) | ε r 2 ( ω ) + 1 | 2 × k B T ( ℏ ω k B T ) 2 exp ( ℏ ω / k B T ) ( exp ( ℏ ω / k B T ) − 1 ) 2 (10) h = ∫ 0 ∞ 1 4 π 2 d 2 Im ( ε r 1 ( ω ) ) | ε r 1 ( ω ) + 1 | 2 Im ( ε r 2 ( ω ) ) | ε r 2 ( ω ) + 1 | 2 × k B T ( ℏ ω k B T ) 2 exp ( ℏ ω / k B T ) ( exp ( ℏ ω / k B T ) − 1 ) 2 d ω (11) 式(10)为针对单一频率电磁波作用的近场辐射传热模型，式(11)为全部电磁波作用的近场辐射传热模型，该模型与文献中的模型一致 [ 14 ] [ 19 ] 。 4.2. 仿真确定辐射距离参数 利用式(11)完成如下仿真计算：参数T从1 K升高到700 K，参数 d 分别为1000 nm、800 nm、700 nm、600 nm、500 nm、400 nm和300 nm，计算结果如图1所示。图中还给出了黑体辐射传热系数 h bk 和远场热辐射传热系数 h fr 对应计算值，这两个系数是依据式(9)和经典辐射传热理论得到。图1中水平坐标为温度，单位为K，垂直坐标为辐射传热系数，单位为W∙m −2 ∙K −1 ，图中交点1至4分别是 d 为1000 nm、800 nm、700 nm和600 nm时 h 曲线与 h fr 曲线的交点，坐标分别为(313，2.465)、(474，8.565)、(554，13.686)、(647，21.781)；交点5至7分别是 d 为600 nm、500 nm和400 nm时 h 曲线与 h bk 曲线的交点，坐标分别为(304，6.381)、(443，19.775)、(578，43.921)。上述数据表明 d 为1000 nm时近场辐射传热能力与远场辐射传热能力相当， d 为600 nm近场辐射能力与黑体辐射能力相同，并且随着 d 减小近场辐射迅速增强，并均大于黑体辐射。依据此仿真结果可以确定所需测量近场辐射传热的距离，即传感器结构中的近场辐射传热距离，这是设计近场辐射传感器的关键参数。
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user: 5. 实验方案及近场热辐射传感器 5.1. 实验方案及对应的传感器结构 辐射传热对于辐射源和吸收体来说产生的效果是不同的，可制定两种测量方案和对应的近场热辐射传感器。 方案1：如图2所示，对于辐射源，由于辐射传热导致能量散失，其自身的温度会下降。为了保持辐射源的温度(T e )不变，需要给辐射源提供更多的电功率，即 ( i 1 − i 2 ) 2 R (R为加热单元的电阻值)，通过测量电流的变化可测得近场辐射传热。 方案2：如图3所示，对于吸收体，由于通过辐射传热吸收了能量，其自身的温度会增加，在无近场辐射传热情况下通过对吸收体输入加热电流能达到同等的温度(T a )，输入电流形成的热功率为 i 1 2 R (R为加热单元的电阻值)，通过测量加热电流能实现近场辐射传热的测量。 图1. 近场辐射传热特性数据 图2. 实验方案1及对应的近场热辐射传感器。(a) 无近场热辐射的情况，(b) 存在近场热辐射的情况 依据前述近场辐射传热测量方案可以设计两种形式的传感器： 1) 传感器形式一 如图2(b)所示的近场热辐射传感器包括辐射源结构和吸收体结构。并且，辐射源结构中有加热单元和测温单元，用于维持加热单元的温度；吸收体应与环境温度保持一致并通过测温单元检测。 2) 传感器形式二 如图3(a)所示近场热辐射传感器包括辐射源结构和吸收体结构。并且，辐射源结构与和吸收体结构中均有加热单元和测温单元。要求吸收体应具备良好的绝热性，能将近场辐射传热转变为明显的温度变化。 图3. 实验方案2及对应的近场热辐射传感器。(a) 无近场热辐射的情况，(b) 存在近场热辐射的情况 5.2. 近场热辐射传感器的实验模型 在经典辐射传热理论文献中将具有不同几何特征的物体间的辐射传热归结为不同的类型分别建立模型，包括平行平板的辐射传热模型、球体和平板的辐射传热模型以及两个同心圆桶的辐射传热模型等 [ 1 ] 。其中，平行平板辐射传热模型具有如下特征：1) 发生辐射传热的两个物体均为平板；2) 平板之间的垂直距离处处相等。该模型的一种理想形式是当平板的长度和宽度大于平板间距10倍以上时视角系数为1，即可认为离开一个平板的能量全部到达另一平板，这时可不考虑两平板边缘的辐射传热。 若图2(b)和图3(a)所示的近场热辐射传感器结构以平行平板辐射传热模型为实验模型，在设计中应保证如下条件：第一、辐射源结构表面与吸收体结构表面均为平板结构；第二、辐射源结构和吸收体结构相互平行，即二者表面的间距处处相同；第三、辐射源结构和吸收体结构的长度和宽度都超过二者间距10倍以上。 5.3. 近场热辐射传感器的微加工工艺 微米纳米量级悬空二氧化硅(SiO 2 )薄膜结构具有热响应快、功耗低等优点，已经成为研制微、纳米器件的一种常见结构，包括风速计、皮拉尼真空传感器、非制冷式红外传感器和微型加热器等 [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] 。在这些微型传感器的结构单元中涵盖了加热单元和测温单元，相关工艺可以用于近场热辐射传感器的加工。不同之处在于：近场热辐射传感器中需要制作两块悬空二氧化硅薄膜的结构，并且薄膜中分别制作加热单元和测温单元作为热辐射的辐射源和吸收体。 此外，近场辐射传热发生在微米或纳米距离下的物体之间，构造两个间距为微米或纳米级的两个悬空薄膜结构是实现近场辐射传热实验测量的必需，也是设计和制作近场热辐射传感器的重点和难点。实现薄膜结构悬空的常用的加工技术是“表面微加工”工艺和“正面体硅微加工”工艺是目前常用技术 [ 23 ] [ 24 ] 。文献15中给出了具体工艺流程。
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user: 6. 面向其他材料的近场热辐射实验测量 6.1. 近场热辐射的频谱特性 利用式(10)仿真计算二氧化硅材料的近场热辐射的电磁波波谱特征，如图4所示。在400 nm、500 nm、 图4. 近场辐射传热频谱特性数据 600 nm和700 nm辐射距离下电磁波隧穿现象发生在频率 0.9 × 10 14 rad / s 和 2.0 × 10 14 rad / s 处，并且辐射距离越小电磁波的隧穿现象也显著。 不同材料物体间的电磁波隧穿的频率和距离都不相同，因此，要以此为依据设计传感器中辐射源与吸收体的距离。具体地，可将相应材料的介电常数替换式(10)和式(11)中的介电常数 ε r 2 ∗ ，从而得到其他材料的近场辐射传热系数，从而确定近场热辐射传感器的关键参数。文献18中给出了多种材料的介电常数实验测试数据。 6.2. 制作不同种类近场热辐射传感器 对于其他介质材料表面间的近场辐射传热测量的传感器而言，在结构设计上可参考图2(b)和图3(a)中的结构，不同之处在于传感器结构中的二氧化硅换成其他材料，如碳化硅等，并用相关的材料制备工艺加工。
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user: 7. 结论 本文以二氧化硅材料为例给出了利用微型传感器测量近场辐射传热的基本方法。该方法涵盖了传感器结构参数设计、实验方案确定、传感器加工等步骤。基于本论文方法的实验已经发表论文 [ 10 ] [ 15 ] [ 25 ] ，其可行性得到了部分研究者的认可 [ 26 ] 。在此基础上，本文提出了基于该方法实验测量其他介质材料物体间的近场辐射传热的拓展，具体方法是：1) 在近场热辐射理论仿真计算中用待测材料的介电常数替换本文中二氧化硅的介电常数；2) 在制作近场热辐射传感器时，将传感器辐射源和吸收体中的二氧化硅换成待测材料。
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user: 摘 要 本文对白炽灯、荧光灯、LED白光灯三种光源在高应力梯度试样条纹的表征能力进行了分析对比。聚碳酸酯制成的试样放置在圆偏振光暗场中，受纯弯曲应力使试样中部上下边缘的条纹级数达到24条。用三种光源分别照射光弹试样，以获取彩色的数字光弹图片。通过MATLAB软件选取图片中试样受压区中间部位垂直中性轴的一条线，将该线的红光、绿光及蓝光分量的强度值随着像素及条纹级数的变化绘制出来，以对比三种光源在试样高条纹级数下的分辨能力。分析结果显示荧光灯照射下人工可识别的条纹级数高达24级，能提供比白炽灯和LED白光灯更高的条纹分辨能力。分析结果有助于正确选择光源开展高应力梯度光弹试验。 关键词 :光弹实验，光源，LED，高应力条纹 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/