基于模板法制备两亲性Janus纳米粒子及其应用进展

Janus粒子是同一粒子中含有两种不同化学组成的非对称结构,其中两亲性Janus粒子是在对立面分别含有亲水基、疏水基两种不同化学基团,作为一种新型纳米材料受到广泛的关注。该文综述了模板法制备不对称结构的两亲性Janus粒子以及其应用领域,包括硬模板法、软模板法、牺牲模板法以及无模板法;综述了两亲性Janus粒子在表面活性剂、牙科粘合剂、微胶囊、功能涂层、催化剂以及生物传感器等方面的研究进展。     

结构性土二元介质模型的有限元模拟

针对土的结构性对边坡稳定性的影响,结构性土二元介质模型将胶结元看成理想弹脆性材料,摩擦元看成硬化型弹塑性材料。基于该模型建立考虑结构性土的强度准则,编制相应有限元程序用于Biot固结的有限元模拟。通过对比初始各向同性和初始应力各向异性结构性土的天然边坡算例计算结果,发现初始应力各向异性天然边坡的安全系数要高于初始均质天然边坡;嵌入初始应力各向异性结构性土的强度准则后可以观察计算过程中边坡破坏区的发展,为采用破坏区贯通作为边坡的破坏标准的天然边坡的稳定性分析提供了一种新的思路且具有良好的工程适用性。     

基于各向异性滤波和空间FCM的MRI图像分割方法

针对具复杂目标和边界模糊的MRI图像中多感兴趣区域的分割中分割MRI图像软组织难的问题, 提出了一种基于各向异性滤波和空间模糊C-均值聚类(SFCM)的MRI图像分割方法; 用新型各向异性滤波对图像进行预处理, 解决去噪平滑的同时弱化图像细节的问题; 用邻域空间信息设计空间函数, 改进传统FCM的目标函数; 用图像的空间信息实现图像各目标准确分类、有效解决孤立区域的正确归类问题, 进而使分割区域完整; 用直方图拟合曲线初始化分类数和初始聚类中心, 加快算法迭代到最优解, 进而减少运行时间。通过实验证实了各向异性滤波和空间FCM的MRI图像分割方法的综合应用显著提高了分割灰度重叠、目标不连续和目标边界模糊的MRI图像的分割效果。     

一种复合各向异性扩散的图像去噪算法

本文提出一种复合各向异性扩散滤波算法,将降斑各向异性扩散(Speckle reducing anisotropic diffusion,SRAD)模型中对边缘敏感的瞬态系数(Instantaneuos coefficient of variation,ICOV)算子运用到了非线性相干扩散(Nonlinear coherent diffusion,NCD)相干模型中,并基于统计学提出ICOV算子的相关系数矩阵对图像的相关度进行度量,系数矩阵的值是每个ICOV算子与其所在行与列的相关度,此相关度的值在边缘附近会取到极大值,这个对图像的边缘检测有很好的度量,根据每个像素与其周围像素的相关度对边缘附近的扩散的强度进行修改,对图像进行更为之有效、更准确的非线性去噪与边缘加强.实验结果表明,与其他各向异性算法相比,本算法可获得更好的性能指标,具有更好的去噪效果和保留边缘功能.     

全波场地震波数值模拟中的边界处理实践研究

在用有限差分法或有限元法模拟无界区域中的波动时,需要对计算区域的边界做特殊处理,以消除由于把地震波的传播设定在有限区域而产生的边界反射。为了这一目的,人们研究出了多种人工边界处理方法,完全匹配层（PML）吸收边界条件就是理想的方法之一,现已被广泛应用。本文将PML吸收边界条件应用于全波场地震波的数值模拟,数值计算实验表明,对qP波,匹配层的厚度为5个网格间距即可达到要求,而对qSV波与qSH波,为达到理想的吸收效果,匹配层的厚度应当增大,当厚度为13个网格间距时达到了理想的吸收效果。     

考虑地层渗透性各向异性的堤防工程三维防渗结构优化分析

在透水地基上修建长堤防工程,堤基防渗结构的渗控效应直接影响堤防的安全运行。根据岷江干流虎渡溪工程库区长堤防工程地质条件,采用三维渗流分析方法,对堤基高喷防渗墙的布置结构进行优化分析。结果表明：高喷防渗墙可有效降低堤后地下水水位,减小库水向堤后低洼保护区域渗漏,但其渗控效应受防渗结构空间展布长度、深度与渗透性以及地层材料渗透性各向异性的影响。满足低洼保护区域不溢出要求的防渗墙最小展布长度随其布置深度的增大和施工质量的提高而减小,防渗墙渗透系数小于1×10^-5 cm/s并将透水性强的覆盖层截断时,其渗控效应明显,若进一步提升防渗墙质量和布置深度则效果不显著。防渗墙质量的提高对堤防渗控效应的提升受地层材料渗透性各向异性的影响较小,而布置深度增大在渗透性各向异性比较大时对渗控效应与防渗结构优化设计的影响较大。随着地层材料渗透性各向异性比的增大,防渗墙所需最小空间展布长度逐渐增大,由各向同性时的180 m增大到220 m,且当渗透性各向异性比较大时,可能有必要增加防渗墙布置深度。     

岩石节理三维粗糙度各向异性表征新方法

针对传统二维节理面粗糙度表征方法的不足,提出一种新的岩石节理面三维粗糙度描述方法。首先,利用光学扫描系统得到节理表面点云数据并建立三维模型;运用改进的变异函数方法,提出一种新的基于正态分布模型参数的三维粗糙度(VA)方法;最后,运用新方法对花岗岩张拉型节理表面的粗糙特性进行分析。结果表明,提出的新方法能够反映节理面的起伏变化、频率和分形特征,并因此能描述出节理粗糙度的各向异性特性。     

白鹤滩水电站柱状节理玄武岩卸荷损伤数值试验研究

白鹤滩水电站坝基的柱状节理玄武岩具有明显的卸荷损伤特性。为研究这类特殊岩体的卸荷损伤规律,通过变形试验和强度试验获取卸荷过程中柱状节理刚度和强度的定量表达式,并结合离散元方法提出了一种考虑岩体卸荷损伤的数值算法。在此基础上,建立了柱状节理玄武岩的离散元数值模型,开展开挖卸荷过程中柱状节理玄武岩力学特性的损伤规律研究。数值结果表明:岩体卸荷参量从6.0 MPa卸载到1.0 MPa的过程中,柱状节理玄武岩竖直向和水平向的弹性模量分别降低64.8%和86.3%;黏聚力分别降低18.3%和46.1%;内摩擦角分别降低8.4%和64.7%;柱状节理玄武岩具有显著的卸荷损伤特性,在开挖卸荷过程中变形参数和强度参数均有较大幅度的降低,且水平方向的降低程度大于竖直方向。研究成果可为工程开挖方式和支护形式的选取提供有益参考。     

PCB磁通门传感器

【目标】设计低频（〈1kHz）低强度（〈1mt）的磁场传感器,磁场（通常应用在地球磁场的罗盘上）包括AMR（各向异性磁阻）,磁通门和GMI（巨磁阻抗）传感器。传统的磁通门传感器要达到上述要求,必须包括铁磁芯、励磁线圈和耦合线圈。印刷电路板（PCB）和Si磁通门（用金属层和层互连代替线圈）,在空间和金属层的总数量以及线圈匝数的总数上受到限制。     

热塑性聚酰亚胺的热膨胀系数研究

利用静态热机械分析仪（TMA）测定了热塑性聚酰亚胺（TPI）注塑件的热膨胀系数α，考察了TPI的各向异性、尺寸稳定性以及添加不同填料对α的影响。结果表明：TPI存在着各向异性，且流向面的α最低。在正常的使用范围内，试样经历一个升降温循环后尺寸基本没发生变化。经消除热历史后，材料的α降低；类似地，热处理也能使。减小。在主链相同的TPI树脂中，加入玻纤、碳纤维等高强度、高热稳定性的填料有助于降低TPI的α。