用于高分辨率成像的肺器官芯片构建及肺炎模型应用研究

肺是人体呼吸系统的重要组成部分,气道上皮是肺与外界接触的第一道屏障,参与抵御外来的颗粒物、病原体等,可将异物以痰的形式排出体外,对维护呼吸道正常功能起到至关重要的作用。 常用的体外细胞培养模型和哺乳动物模型尚不能完全模拟人体肺-气道微环境,在人体细胞与病原体相互作用研究和药物研发应用方面具有一定的局限性。该研究设计制作了一种基于微流控技术的双通道肺器官芯片,通过改进制备工艺使其能够满足高倍镜极短工作距离的要求,用于高分辨率成像;实现了模拟人体肺-气道微环境的气液界面气道上皮培养,并且能够实时观察细胞与细菌的共培养过程,为体外研究气道上皮和病原微生物的相互作用提供一个有力平台。     

面向新型非易失存储器的文件级磨损均衡机制

自旋转移力矩磁存储器（spin transfer torque random access memory ,ST TRAM ）和磁阻式随机存储器（magnetic random access memory ,MRAM ）等新型存储器具有接近于 DRAM 的访问速度,是构建高性能外存系统和提高计算机系统性能的重要手段,但有限的写次数是其重要局限之一．设计了文件系统级磨损均衡机制,使用 Hash 函数分散文件在外存中的存储,避免在创建和删除文件时反复分配某些存储块,通过分配文件空间时选择写次数较低的存储块,避免写操作的集中;使用主动迁移策略,在外存系统 I/O 负载较低时主动迁移写次数较高的数据块,减少磨损均衡机制对 I/O 性能的影响．最后在开源的基于对象存储设备 Open‐osd 上实现了面向新型存储器文件系统级磨损均衡机制的原型,使用存储系统通用测试工具 filebench 和 postmark 的多个通用数据集进行了测试与分析,验证了基于新型存储器的文件系统级磨损均衡机制能稳定地将存储块写次数差减少到原来的1/20左右,同时最高仅损失了6％的 I/O 性能和增加了0．5％的额外写操作,具有高效和稳定的特性．     

DIDS监视代理间数据融合算法的设计与实现

提出并实现用于分布式入侵检测系统中多监视代理之间协同检测的数据融合算法,实验证明该算法可以在0.07 s~1 s之内检测出SYN洪水、Smurf、Land等多种分布式拒绝服务攻击,并及时采取响应措施,阻断攻击者的网络连接。该算法建立在对多数据源的数据分析基础之上,提高了入侵检测的准确性,克服了路由访问控制列表过滤的局限性,可以实现在不影响网络正常运行情况下的实时检测与报警功能。     

激光工艺参数对钛合金表面着色稳定性的影响

研究了激光工艺参数的波动对钛合金表面着色稳定性的影响,以及不同激光工艺参数下钛合金表面色块的微观形貌和元素组分。在钛合金表面制备了橙、金、蓝、绿、紫等5种颜色的色块,通过重复实验获得各种成色稳定的色块对应的扫描速度、功率和线间距,实现了在20 J/cm²左右的较低激光能量密度下,在钛合金上获得欧几里得距离?E^*_ab<7的稳定颜色。分析了激光工艺参数在等量或等比变化下的成色稳定性,结果表明,在间隔为1μm的线间距扰动下,?E^*_ab值的波动最大,不利于稳定成色。从样本的微观形貌、结构、元素组分等方面分析了不同色块的微观结构和元素组分差异,结果表明,激光作用后,样本表面分别形成了裂纹状、团块状有明显差异的两种微结构,且氧、碳元素含量区别明显。激光诱导钛合金表面着色是激光作用于材料表面形成的热效应导致的材料升温与表面钛氧化物形成共同作用的结果。     

溅射法制备n型碲化镉薄膜的光电化学特性研究

采用溅射法制备了n型碲化镉薄膜。研究了不同沉积时间制备的n型碲化镉薄膜的形貌、结构和光学性质,以及薄膜厚度和退火工艺对n型碲化镉薄膜光电化学特性的影响。实验结果表明,溅射时间为25 min的碲化镉薄膜具有较好的PEC性能。退火工艺可以提高沉积的n型碲化镉薄膜的光电化学性能。当用饱和氯化镉溶液涂覆碲化镉薄膜并在真空中400 ℃退火时,n型碲化镉薄膜的光电化学性能最佳,光电流达到301 μA/cm²。     

2.8 μm中红外同步泵浦锁模光纤激光器

2.8μm波段中红外光纤激光器在激光医疗领域具有重要的应用,受到广泛关注。研究并实现了2.8μm同步泵浦锁模脉冲光纤激光器。自主研制了大功率单模976nm皮秒脉冲激光器并以此作为泵浦源,以掺铒氟化物光纤环形腔作为谐振器,通过纤芯同步泵浦的方式,在交叉相位调制作用下实现了2.8μm同步泵浦锁模脉冲激光器的制备。锁模脉冲的中心波长为2784.7nm,重复频率为6.534 MHz,脉冲宽度接近光电探测器极限。所提方案不需要在谐振器内插入任何中红外主动或被动调制器,具有系统稳定性好和易于实现全光纤化等优势。     

基于线电流解耦的三相光伏逆变器控制研究

三相半桥电压源型逆变器存在三相开关控制相互干扰的问题,要实现定频滞环控制,必须对三相开关控制进行解耦。如果采用基于相电流的解耦控制方法,电流误差准确度过分依赖于逆变器交流侧的电感参数。提出基于线电流的解耦控制方法,保持某相开关状态不变,实现另外两相线电流控制的解耦,有效改善光伏逆变器输出性能;并通过采用基于积分法的定频滞环电流控制算法,提高系统控制精度。Matlab仿真结果证明,基于线电流解耦的解耦控制方法,能准确实现电流跟踪;积分滞环电流控制算法在实现定频控制的同时,能有效降低输出电流低次谐波含量,减少稳态误差。     

天津地区居住区采光与室外风环境模拟研究

随着居住区建筑密度的不断增大,其采光与室外风环境已成为影响人居品质的重要因素,并关系到行人的舒适性甚至安全问题,通过计算机对居住区风环境进行模拟研究,以便在建筑设计阶段通过调整建筑群的布局来进行室外风环境的改善,已成为评价居住区规划优劣的必要手段和重要途径.文章通过计算机仿真系统采用计算流体动力学(CFD)数值模拟技术和多区域网络模型方法,配合相应的评价标准和指标体系,对天津地区居住区室外风环境进行了计算机模拟,对室外行人高度风环境进行定量评估;并结合建筑采光模拟进行综合分析评价,针对居住区中行人高度风对建筑外形设计、布局分布影响提出了相应的改进建议.     

基于状态观测器的软测量在管道煤气控制系统中的应用研究

状态观测器作为对系统中不可测量状态进行估计或重构的方法．有着非常完善的理论研究体系在管道煤气控制系统中．将状态观测器作为软测量的一种设计方法．不但可为软测量的参数估计提供一种良好的系统结构．而且可以充分保证参数估计过程所需要的稳定性和良好的收敛速度等性能指标。     

一种基于ZYNQ的嵌入式高尔夫球体花纹识别系统设计与实现

屏幕高尔夫系统需要通过高速摄像机获取高尔夫球体的旋转速度和飞行角度，一种简便的做法是在普通的球体上绘制花纹来测量球体的飞行参数，由于高速成像系统曝光时间短，因此采集到的球体图片对比度低且边缘模糊，为了识别高尔夫球体表面的花纹，设计出了一套以 ZYNQ为核心的嵌入式高尔夫球体花纹识别系统，通过最小二乘法对图像拟合出阈 值曲面，同时利用自适应算法来确定阈值曲面的平移量，保证算法对不同的图片具有较好的鲁棒性。实验结果表明，算法可以准确的将球体上的花纹同球体分离开。