毫米波三维异质异构集成技术的进展与应用

三维异质异构集成技术是实现电子信息系统向着微型化、高效能、高整合、低功耗及低成本方向发展的最重要方法,也是决定信息化平台中微电子和微纳系统领域未来发展的一项核心高技术。文章详细介绍了毫米波频段三维异质异构集成技术的优势、近年来的发展趋势以及面临的挑战。利用硅基MEMS 光敏复合薄膜多层布线工艺可实现异质芯片的低损耗互连,同时三维集成高性能封装滤波器、高辐射效率封装天线等无源元件,还能很好地处理布线间的电磁兼容和芯片间的屏蔽问题。最后介绍了一款新型毫米波三维异质异构集成雷达及其在远距离生命体征探测方面的应用。     

Single Cell Bioprinting with Ultrashort Laser Pulses

Tissue engineering requires the precise positioning of mammalian cells and biomaterials on substrate surfaces or in preprocessed scaffolds. Although the development of 2D and 3D bioprinting technologies has made substantial progress in recent years, precise, cell-friendly, easy to use, and fast technologies for selecting and positioning mammalian cells with single cell precision are still in need. A new laser-based bioprinting approach is therefore presented, which allows the selection of individual cells from complex cell mixtures based on morphology or fluorescence and their transfer onto a 2D target substrate or a preprocessed 3D scaffold with single cell precision and high cell viability (93–99% cell survival, depending on cell type and substrate). In addition to precise cell positioning, this approach can also be used for the generation of 3D structures by transferring and depositing multiple hydrogel droplets. By further automating and combining this approach with other 3D printing technologies, such as two-photon stereolithography, it has a high potential of becoming a fast and versatile technology for the 2D and 3D bioprinting of mammalian cells with single cell resolution.     

Implication of Size-Controlled Graphite Nanosheets as Building Blocks for Thermal Conductive Three-Dimensional Framework Architecture of Nanocarbons

Preparation of three-dimensional (3D) networks has received significant attention as an effective approach for applications involving transport phenomena, such as thermal management materials, and several nanomaterials have been examined as potential building blocks of 3D networks for the improvement of heat conduction in polymer nanocomposites. For that purpose, nanocarbons such as graphene and graphite nanoplatelets have been spotlighted as suitable filler materials because of their excellent thermal conductivities (ca. 10²–10³ W·(m·K)^?1 along their lateral axes) and morphological merits. However, the implications of morphological features such as the lateral length and thickness of graphene or graphene-like materials have not yet been identified. In this study, a controlled dissociation of bulk graphite to graphite nanosheets (GNSs) using a low-cost, ecofriendly bead mill process was extensively examined and, when configured in a 3D framework architecture formation, the size-controlled GNSs demonstrated that the thermal conductivities of a 3D interconnected framework of GNSs and the corresponding polymer nanocomposite were intimately correlated with the size of the GNSs, thus demonstrating the successful preparation of an efficient thermal management material without highly sophisticated efforts. The capability of controlling the lateral size and thickness of the GNSs as well as the use of a 3D interconnected framework architecture should greatly assist the commercialization of high-quality graphene-based thermal management materials in a scalable production process.     

马头营地区低幅度构造速度建模方法

冀东马头营地区馆陶组低幅度构造具有很大的油气勘探潜力。该区地表结构复杂、断层发育，一直受深度域速度模型精度限制，低幅度构造圈闭难以识别。为此，提出一套新的综合速度建模方案：首先，考虑断层的影响，在时间偏移域建立准确的层位解释模型，采用基于地质层位解释的横向速度建模方法，有效消除断层导致的横向速度剧烈变化带来的影响；其次，考虑在叠前深度域偏移中浅层速度模型的误差累积会影响深层目的层成像质量，浅层采用回转波层析成像反演出精确的近地表速度场，中深层采用反射波层析成像速度建模，二者结合获得融合速度场；最后，在融合速度场基础上，采用以地质层位为约束、基于模型的高精度网格层析进行速度优化，提高速度模型精度。应用上述方案建立的高精度层速度模型，明显提高了冀东马头营低幅度构造的成像精度及与钻井资料的吻合度，该建模方案可为相似地质条件下低幅度构造成像提供借鉴。     

高泉背斜地层压力测井多参数综合解释与异常高压成因

目前国内外地层压力测井解释方法较多,但大多数方法基于欠压实沉积理论并局限于单一的地层岩性,尤其是针对盆地边缘山前深层构造,单一测井参数确定地层压力误差较大,且无法解释沉积压实机制以外的异常高压。为此,将多种异常高压机制相关的测井参数进行综合解释,建立适合山前复杂构造的地层压力测井多参数计算模型,评价准噶尔盆地南缘高泉背斜高探1井的地层压力剖面,其计算结果与钻井实测数据吻合,相对误差小于3.00%.同时,基于原始沉积加载—卸载过程力学原理,利用地层压力测井多参数分析判别出高泉背斜深层各层系异常高压的形成机制。     

火成岩储层物性参数模型及油层判识——以准噶尔盆地车排子凸起石炭系为例

准噶尔盆地车排子凸起石炭系发育火成岩油藏，但其储层岩性和物性特征十分复杂。运用岩性鉴定、岩心实测、成像测井、常规测井和试油测试等资料，总结出该区石炭系火成岩孔隙-裂缝储集空间组合特点与规律，即总孔隙度为基质孔隙度和裂缝孔隙度之和，总渗透率为基质渗透率和裂缝渗透率之和，对于裂缝不发育的储层总渗透率近似为基质渗透率。以岩心实测为约束，运用三孔隙度曲线多元回归和FMI成像测井识别有效裂缝等方法，分别建立了基质、裂缝和总体的储层参数测井解释模型。与实测储层物性对比验证，模型合理，为车排子凸起火成岩储层物性评价提供新手段，对其它地区火成岩油藏储层评价提供了借鉴。以储层参数测井解释模型为基础，结合多项钻井、录井和试油资料，建立了车排子地区石炭系火成岩油藏油层判识标准。     

煤层气压裂井裂缝参数优化及效果评价

因煤层复杂渗流机理及低孔低渗特征，煤层气均需采取压裂改造措施进行开采。为了正确认识压裂参数对煤层气井产能、采出程度及井网部署的影响规律，从储层应力形变及煤层气解吸、扩散、渗流流固耦合分析出发，建立压裂井气水两相非线性渗流模型，研究裂缝参数、储层非均质性对井距及井网类型优化的影响，并且采用注入压降试井解释对压裂工艺参数进行评价。研究结果表明：煤层流体以非线性渗流为主，物性呈现先下降后上升的特征，存在启动压力梯度的影响；井距优化应考虑裂缝方向、裂缝穿透比、裂缝导流能力等因素的影响；矩形与菱形井网选择要参考储层各向异性系数的临界值；避免注入压降测试中井筒液面的变化及测试段的选择对试井解释结果的影响，提高压裂效果解释评价准确性。研究对煤层气压裂井裂缝、井网参数优化及提高压裂效果评价准确性具有较好的指导意义。     

基于数字单元法的三维正交织物微观几何结构建模

为了反映织物内部纱线的空间构型和微观几何结构,针对在织物建模过程中,因忽略纤维间的相互作用而引起的纱线截面形状变化的问题,基于数字单元法理论,提出了一种计算纤维间摩擦力的方法。通过纱线纤维化离散,用数值模拟和仿真方法模拟三维正交织物成型过程,建立了5种精度递进的微观几何结构数值模型。5种模型中的每根纱线分别由4、7、12、19和37根数字纤维表征。研究结果表明:随着纱线纤维化离散程度的提高,仿真时间延长,织物厚度减小,纤维体积分数增大,节点平均作用力下降速度变缓,势能变小;当每根纱线由19根数字纤维组成时,所建织物的微观几何结构数值模型与真实织物样本在显微镜下的内部切片图像较为吻合。     

抽水蓄能电站施工现场安全文明施工三维策划应用研究

基于电网安全对稳定经济运行的重要作用,国家大力推进抽水蓄能电站的建设,"十三五"期间,将进入抽水蓄能电站建设高峰期,抽水蓄能电站施工现场点多面广,基建安全形势严峻,施工现场的安全是工程管理的核心因素[1].为了提升现场安全文明施工管理水平,其核心在于施工现场安全文明施工策划,策划的水平和可操作性决定了建筑施工过程中的安全管理的成效,而行之有效的策划应用模式成为关键.本文结合山东文登抽水蓄能电站安全文明施工三维策划管理及三维策划系统应用,解决了现有安全文明施工策划、现场安全布置、安全设施标准化等环节的局限性及不足,实现了策划的高效快捷、效果直观真切,探索出了安全文明施工策划应用的新途径.     

基于三维投影矩阵的生产流水线对接系统平台构建

针对工作台扭摆会导致机械加工对接产生误差,提出基于三维投影矩阵构建生产流水线对接系统平台,以降低对接误差。三维运动平台采用脉冲信号控制的步进电机进行驱动,达到机床限位控制;通过控制激光器开关和控制激光器的输出功率实现系统的激光控制;通过多普勒频差测量位移技术,采用交流前置放大器替换常规直流放大器等,获取精准实时测量数据;根据三维立体视觉校对原理提取对接区域图像特征点,依据特征点校验机械加工平台三维对接图像时,采用Powell方法求解三维阶段投影矩阵对接目标函数最小值,实现机械加工的高精准度对接。结果表明:机械加工对接的最大相对误差为1.50%,精准度高,进行机械加工耗时18～23min,花费时间较短。