爆破位置对深凹露天矿山炮烟扩散的影响研究

深凹露天矿山由于其特殊的结构,爆破产生的炮烟扩散稀释较为困难,严重危害生产作业人员的生命安全与健康。基于实际矿山构建了深凹露天矿山的二维物理及数学模型,采用非稳态数值分析方法研究了不同爆破位置下,深凹露天矿山采坑内爆破炮烟的扩散规律。研究结果表明：不同爆破位置下,露天采坑内均出现复环流,爆破点位置是影响露天采坑内风流结构特征的重要因素；露天采坑内的炮烟最高浓度均随着时间变化而逐渐下降,但下降的速率逐步减小,呈现三个阶段的下降趋势；爆破位置位于背风侧时露天采坑内的炮烟最高浓度和降至安全浓度所需时间远高于迎风侧三个爆破位置；随着背风侧爆破点距采坑底部距离的减小,炮烟最高浓度及降至安全浓度所需时间先降低后增加,炮烟最高浓度及降至安全浓度所需时间随着迎风侧爆破位置距采坑底部距离的减小而增加。研究结果对于指导深凹露天矿山企业合理组织爆破后的生产作业和保障作业人员安全具有重要意义。     

自适应抽指加权技术

在传统的抽指加权技术基础上,该文提出了一种自适应抽指加权技术。通过计算确定抽指加权的起始位置和加权数值,能对切趾换能器进行部分指条的抽指加权。研究结果表明,根据该文提出方法研制的一款声表面波滤波器,其频率为61.60 MHz,-1 dB相对带宽为3.7%,带外抑制大于45 dB,矩形度为1.4,器件的综合性能得到改善。     

高光谱成像用高帧频CMOS图像传感器北大核心

针对高帧频、全局曝光和光谱平坦等成像应用需求,设计了一款高光谱成像用CMOS图像传感器。其光敏元采用PN型光电二极管,读出电路采用5T像素结构。采用列读出电路以及高速多通道模拟信号并行读出的设计方案来获得低像素固定图像噪声(FPN)和非均匀性抑制。芯片采用ASMC 0.35μm三层金属两层多晶硅标准CMOS工艺流片,为了抑制光电二极管的光谱干涉效应,后续进行了光谱平坦化VAE特殊工艺,并对器件的光电性能进行了测试评估。电路测试结果符合理论设计预期,成像效果良好,像素具备积分可调和全局快门功能,最终实现的像素规模为512×256,像元尺寸为30μm×30μm,最大满阱电子为400 ke^(-),FPN小于0.2%,动态范围为72 dB,帧频为450 f/s,相邻10 nm波段范围内量子效率相差小于10%,可满足高光谱成像系统对CMOS成像器件的要求。     

快速城市化流域综合径流系数确定方法比较研究

径流系数是表征流域的产水能力、反映自然地理因素对降水形成径流过程影响程度的重要参数。针对快速城市化背景下的海绵城市规划建设需求，为了寻求具有一定物理基础且较简捷快速的方法来确定区域产流，以武汉市后湖流域为研究对象，采用基于降雨径流试验的拟合函数、面积加权法和水量平衡法3种方法计算综合径流系数，并分析比较各个方法的优缺点。结果表明：(1)后湖流域3种方法计算的综合径流系数值分别为0.49,0.49和0.58;基于试验的拟合函数法计算简便，面积加权法各土地利用类型的径流系数取值主观性较大，水量平衡法具有水文学原理，适用于监测资料较充足区域。(2)降雨过程水量平衡法计算结果表明，前期影响雨量对场次径流系数有较大影响，在规划设计中应结合设计工况对应的成灾雨型、雨量、设计重现期等影响因素，优选水量平衡计算法。(3)当实测资料较为缺乏时，综合考虑排水规范中面积加权法和降雨径流试验方法可以快速得到区域综合径流系数的参考值。研究成果可为城市水资源利用和海绵城市建设提供参考。     

活体光学成像技术

阐述活体内的成像技术,利用这些成像技术,可以直接实时观察标记物体在活体动物体内的活动及反应,探讨基于酶分子的光学成像技术。     

α钛富氧层增厚动力学模型

为了实现在工业化生产中对α钛富氧层厚度预测和控制,通过实验研究α钛富氧层在高温空气环境中的形成及增厚过程,讨论热处理温度和时间的影响作用,建立高温(750~850℃)空气环境下关于温度、时间的富氧层增厚动力学模型。结果表明:当恒温热处理温度为750~850℃时,α钛富氧层厚度x与保温时间t0.5呈正比例关系,且升高热处理温度可显著提高富氧层增厚速度。在此温度范围内,氧原子的扩散激活能约为203473 J/mol,计算曲线与实验数据吻合性较好。结合文献中已有的扩散系数方程和实验测得的富氧层厚度数据,推导得到5个富氧层增厚动力学方程,其中3个方程的计算曲线与实验数据吻合性较好,可为实际生产中预估富氧层厚度提供理论支持。     

钨中空位及其团簇的能量学和动力学性质参数

在总结前人钨中空位及其团簇的能量学和动力学行为的研究成果基础上，采用第一性原理方法系统计算了钨中空位及其团簇的结合能和扩散能垒。研究发现，交换关联泛函PW91和PBE较PBEsol、AM05和LDA更适合用于计算钨空位的能量学性质。基于第一性原理计算结果对文献中单空位形成能、双空位作用性质等争议性问题进行了讨论，并对钨经验势进行了评估。研究结果表明，钨中孤立单空位间总是相互排斥，而空位团簇（V_n>3）对单空位具有很强的吸引作用，其结合能随着所含空位个数增多呈现波动性增大的趋势。空位团簇稳定结构可通过最小化Wigner-Seitz表面积来确定，其结合能与V_n与V_n-1之间的Wigner-Seitz面积之差呈正比。     

煤体瓦斯初期扩散简化模型

针对目前瓦斯扩散理论模型和经验公式的有限适用范围,在假设煤粒瓦斯初期扩散系数近似恒定的基础上,根据球坐标系表示的Fick第二定律,建立了含瓦斯煤初期扩散模型,运用数学物理方法推导出了其解析解,并进行实验验证。