基于光纤传感技术的地铁隧道冻结法施工监测

为了掌握地铁隧道联络通道冻结法施工中冻土的温度场和应力场,提出一种基于光纤布拉格光栅(FBG)传感技术的冻结法施工实时监测方法.在低温潮湿工作环境下,FBG传感器比传统电子式传感器在精度、灵敏度以及稳定性等方面存在较大优势.基于此,首次提出了整合FBG传感器的冷冻监测管设计方案及安装方法.通过在联络通道冻土帷幕左右两侧监测孔内布置FBG传感器,对冻结法施工过程中的冻土温度和应变进行实时监测.根据FBG传感原理并采用小波变换去噪方法对原始温度和应变监测数据进行分析,获得了冻土温度和应变沿厚度和深度方向的分布模式,为进一步认识冻土帷幕的形成和发展规律提供依据.     

[设计与优化]动车组车体端墙粒子阻尼器减振的数值分析与实验研究

动车组车体端墙的振动及其带来的辐射噪声会直接影响动车乘坐的舒适性以及列车高速运行时的平稳性,甚至造成结构疲劳失效。针对端墙结构在40 Hz激励频率处异常振动的问题,提出一种基于粒子阻尼技术的端墙减振方法。建立端墙粒子阻尼器的离散元模型,并根据粒子系统耗能大小,对阻尼器布置方案和分层数进行优化,通过实验分析了各减振方案下端墙的加速度响应。实验数据表明,安装粒子阻尼器后,端墙在40 Hz激励频率处主振方向的减振率可达80%以上,该结果也验证了理论和仿真模型的正确性。     

双压电驱动高频喷射点胶阀的设计与实验

为了满足电子封装产业对胶体高速、微量分配的需求,设计了一种基于圆弧柔性铰链放大机构的双压电陶瓷驱动喷射点胶阀。首先,利用有限元分析软件对放大机构输出位移和模态进行了计算与分析。针对其高频需求,讨论了结构参数对其影响因素。基于微元法并结合喷嘴内胶体动力学分析,建立了喷嘴内胶体喷射的流体力学模型。结合阀杆与阀座配合的仿真模型,利用FLOW-3D的流固耦合仿真,揭示了喷射点胶时胶点的成型过程。在此基础上探究了胶体喷射时喷嘴处压力的变化与流速的关系,为点胶阀参数的控制和优化奠定了基础。最后,搭建了喷射系统实验平台,选用黏度为180cps的胶体进行点胶性能测试,得出了供料压力和驱动方波频率对胶点尺寸的影响规律。实验结果显示,在供料压力为6bar,驱动方波幅值频率360Hz等参数下,获得胶点最小直径为525μm。同时,在380～400Hz的频率区间内进行高频喷射实验,能够获得均匀微小的圆形胶点。实验结果验证了该圆弧柔性铰链放大机构的双压电驱动点胶阀的高频、微量喷射性能,为压电高频喷射点胶的应用和研究提供了参考。     

CuSCN作为石墨烯/硅异质结太阳能电池无机界面层的数值模拟

界面工程是改善石墨烯/硅异质结太阳能电池性能的有效方法之一,但目前常用的界面材料存在价格高、稳定性差等问题.本实验采用AFORS-HET软件对石墨烯/硅太阳能电池进行数值模拟,并引入无机界面材料CuSCN实现降低电池成本、优化器件性能和稳定性的目的,研究了CuSCN界面层的作用、CuSCN层的空穴迁移率和CuSCN/n-Si的价带补偿对太阳能电池性能的影响.结果表明,引入CuSCN界面层和增加CuSCN层的空穴迁移率均有利于提高器件的光伏性能.当CuSCN/n-Si界面的价带补偿大于-0.1 eV时,CuSCN层可作为电子阻挡-空穴传输层;并且当CuSCN/n-Si界面的价带补偿为0.2 eV时,所构建的石墨烯/CuSCN/硅异质结太阳能电池模型取得了25.8％的最佳光电转换效率.本研究有助于揭示影响石墨烯/CuSCN/硅异质结太阳能电池性能的各种因素,为制备低成本、高效率的石墨烯/硅太阳能电池提供了有效途径.     

截断式原模图低密度奇偶校验卷积码边扩展优化

截断式原模图低密度奇偶校验(LDPC)卷积码(P-LDPC-CCs)结合了原模图LDPC (P-LDPC)码和卷积码的特点,具有多变的编码构造方式和优异的纠错性能,实现了编译码低时延特性。边扩展作为构造截断式原模图LDPC卷积码基础矩阵关键步骤,是影响其性能的重要因素。该文提出了一种边扩展优化方法。该方法利用原模图外信息转移(P-EXIT)算法理论分析基础矩阵的译码门限,引入差分进化思想搜索一定条件下最优的边扩展方式。理论分析与系统仿真结果均表明所提边扩展优化方法比现有的方法具有更好的性能。     

基于DNA和限制性核酸内切酶的基本逻辑门设计

由于DNA分子具有特异性、高并行性、微小性等天然特性,在信息处理过程中展现出了强大的并行计算能力和数据存储能力。该文研究将具有特异性识别功能的限制性核酸内切酶引入DNA链置换反应中,作为DNA电路的输入,通过控制立足点的生成和移除设计了是门、非门和与门3种基本逻辑门。采用Visual DSD对逻辑模型进行模拟仿真,并通过凝胶电泳实验验证设计。与以往的分子逻辑门比较,该设计反应迅速,操作简便,具有良好的扩展性,为大规模电路的设计提供了可能性。     

微F-P腔可调谐滤波器关键工艺研究

采用表面加工工艺,AZ5214E光刻胶进行光刻并反转,磁控溅射NiCr合金,剥离出高度为2.3μm的金属桥墩,填充聚酰亚胺作为牺牲层,再在牺牲层上光刻、沉积金属形成金属桥面,在金属桥面的中心嵌入第二布拉格反射镜。采用O2等离子体刻蚀去除聚酰亚胺膜,制作成微法布里—珀罗（ F-P）腔,不需要硅片键合,克服了传统F-P腔高度不够高、调谐范围有限、腔平整度不好以及对设备要求高的缺点,并且可以做出大阵列结构,易于探测器集成。着重对腔体关键工艺,即金属桥墩的NiCr剥离工艺进行研究,针对现有技术缺陷,提出解决办法。     

基于GraphLab的分布式近邻传播聚类算法

为有效实现海量数据的非线性聚类,提出基于GraphLab的分布式流式近邻传播算法--GStrAP(GraphLab based stream affinity propagation)。该算法将数据抽象为有向无环图模型,采用“Gather-Apply-Scatter”的模式完成数据同步和算法迭代。在人工合成流形数据3D Clusters、Aggregation、Flame和Pathbased数据集上分别采用不同数据规模以及与传统K-means的聚类性能做对比,实验表明:基于GraphLab的近邻传播算法对数据规模具有良好的拓展性,在保持算法聚类效果的同时,有效降低时间复杂度。     

热处理对NL202 SiC纤维结构与性能影响规律的研究

考察了Nicalon NL202SiC纤维经热空气环境脱胶之后,在惰性气氛下进行高温热处理前后,包括热失重、元素组成、物相组织、表面形貌、力学性能及电阻率等结构与性能所发生的变化。研究表明,热处理温度为1 200℃时,主要是因高电阻率的连续相无定型态SiCxOy的分解,纤维电阻率大幅降低,介电损耗能力提升,有望用于吸波材料。而热处理温度超过1 200℃时,剧烈的热分解,导致纤维结构的缺陷;且快速的晶化,导致纤维拉伸断裂模式由非晶态脆性断裂转变为多晶态沿晶断裂。所有这些,都导致纤维强度的显著下降。     

含水率对花岗岩残积土动态流变损伤力学特性与损伤度影响试验研究

以厦门地区某建筑工程地基浅层花岗岩残积土为试样,利用SDT-10微机控制电液伺服动态三轴流变仪为主要试验装备,研究了10%、15%、20%和23%等4种不同含水率试样的动态黏弹塑性流变损伤力学特性,分析了其正弦变化动态荷载作用下的动态流变损伤变形及动弹性模量变化特点。选取动弹性模量作为表述损伤过程的重要参数,由应变等效性假设推导出损伤变量,并研究了损伤程度随试样含水率的变化规律。研究结论对揭示软弱岩土动态流变损伤破坏动力学机制等具有重要的理论和现实意义。