超大功率固态激光器的介质温度场分析

利用有限元分析的方法,对在二极管抽运的超大功率（10~100 kW或更高）Nd3＋:GGG板状激光器的热稳态（CW）和热容量 (Heat Capacity)两种工作模式中的激光晶体的温度场分布,及其随工作时间变化情况进行了模拟分析,为热透镜效应提供了详尽的基础数据.研究表明,在热稳态模式下,加大冷却气体的流速可以改善晶体温度分布,减小热透镜效应,但改善程度有限;在热容量模式下,激光的发射和冷却过程在时间上分离,减小晶体应力和光学畸变,改善了输出激光质量.尺寸为10 cm×10 cm×2 cm单片晶体在26.6、38.6、53.2和66.5 kW的抽运下,晶体最高温度分别为70.6、93.6、121.0和146.8 ℃,准连续工作时间分别为7.8、8.5、9.0和12.4 s,该结果与实验测量相符合.由此得到：在热容量模式中,单片厚度为2 cm的Nd3＋:GGG输出功率面密度的极限为170~200 W/cm2.     

水位升降对库区非饱和土质岸坡稳定性的影响

针对传统的饱和土理论在分析库岸边坡渗流和稳定问题中存在的不足,以非饱和 饱和渗流分析程序模拟水位升降过程中岸坡内孔压场（包括浸润线以上的基质吸力场）.在此基础上,考虑基质吸力对抗剪强度的贡献及其对安全系数的影响,进行了边坡稳定的极限平衡分析,并对影响岸坡渗流场的主要水力参数进行了敏感性分析.分析结果表明,坡外水位升降时,坡内浸润线及其上的基质吸力场发生显著变化,进而影响岸坡稳定;水位升降过程中,岸坡安全系数的变化规律非常复杂,坡内孔隙水压力、坡外水推力和土体容重对稳定安全系数的贡献规律随水位变化而变化;土体的渗透性能和土 水特征曲线的斜率显著影响了水位升降过程中岸坡稳定安全系数的变化规律.     

海底热液长期原位探测器流控系统的设计与实现

为了实现深海热液长期原位探测,设计了3套能实现深海热液传感器在线自校正与自维护功能的流控系统.在实验的基础上,针对系统结构、功耗以及流量特性3个主要方面,对3种流控系统进行了比较,最终选择采用二位二通阀配合泵工作的系统作为探测器的流控系统.针对流控系统不能在高压下工作的缺陷,借助于甲基硅油介质,采用压力补偿的方式设计了流控系统的压力补偿装置,并实验验证了在40 MPa的压力下,所设计的流控系统仍能正常工作,证实了该流控系统合理且实用,从而为深海热液长期原位探测的实现提供了技术支撑.     

基于位置和程度指标的结构损伤识别研究

为提高结构损伤识别的精度,提出基于动、静态数据融合的位置指标和完全基于频率的位置指标,并采用学习速率自适应调整的新型BP神经网络学习算法,其特点是在网络迭代过程中根据网络学习误差来调整学习速率的取值,该方法有效地克服了传统BP网络学习过程中容易陷入局部极小和收敛速度慢、学习效率不高的缺点,进一步讨论了参数输入方式对网络识别效果的影响,分别采用两步诊断法和一步诊断法进行损伤识别.结果显示,两步诊断法对损伤位置和程度的识别正确率较高,而一步诊断法识别效果却不令人十分满意;减少位置指标和程度指标的输入个数对损伤识别结果有显著的影响.     

柴油机工作过程计算中排放物模拟与实验研究

为了提高原有的柴油机工作过程计算模型模拟能力,在分析柴油机有害排放物生成机理的基础上,提出了排放物中NOx、HC和CO的预测子模型.在工作过程计算中,燃烧过程采用现象学准维燃烧模型;用广义Zeldowich不平衡原理建立NOx的数学模型;采用化学平衡和反应动力学原理建立HC和CO的数学模型.用该模型对LD485型直喷柴油机的排放物进行了模拟计算,得到了3种排放物在缸内的生成过程,分析了不同转速下对这些排放物生成规律的影响.用13工况法进行了实机排放测量.结果表明,排放物的生成量随转速升高而升高,模拟计算结果与采集得到的数据吻合较好.     

大规模环境下基于激光雷达的机器人SLAM算法

为解决大规模环境下机器人的同时定位和地图构建(SLAM)问题,提出一种基于Rao Blackwellised粒子滤波器的SLAM算法. 通过选取稳定且易于区别的特征点,发展了一种基于全局约束的数据关联方法,有效地减少了误匹配的概率;采用改进的粒子分布预测函数,提高了粒子滤波器的性能.实验结果表明,该算法具有较低的计算复杂度,精度也比较高,能够有效地解决大规模环境下的机器人SLAM问题.     

保单调插值的奇异混合三角/双曲B样条

为了使得插值曲线保单调,设计了两类新的平面参数曲线及其保单调插值算法.计算奇异混合函数,把三角/双曲多项式B样条曲线与奇异多边形通过奇异混合函数混合,无需解方程组或繁琐的迭代,得到自动插值给定平面点列且C2(或G1)连续的带形状参数的复合曲线,尤其能得到摆线、螺旋线、双曲线、悬链线等各类超越曲线.通过把插值曲线的导矢分量转化为类Bernstein多项式,并且利用Bernstein多项式非负的充要条件,得到插值曲线单调的充要条件,获得形状参数合适的取值范围. 该方法简单方便,所得参数范围保证了插值曲线保单调.     

一种单轮的动态组密钥协商机制

针对动态组密钥协商协议中,轮数大多为2轮,且效率不高的问题,利用ID-based密钥体系下的“免交互两方静态共享秘密”技术,构建了一种单轮信息交互的基于成员认证的组密钥协商协议,并将协议推广到组成员动态变化的情况.它使得密钥协商阶段所需的广播交互消息数目较2轮的协议减少一半,因而通讯效率得以提高.该协议的密钥协商过程是安全的,并且具备“前向”和“后向”安全属性,它能适用于不要求“完美前向安全”的安全组通信应用.     

基于正交补空间的人脸识别

为了实现人脸识别免于特征提取,提出了一种基于正交补脸(OC-faces)的人脸识别方法.该方法基于空间正交分解理论,对不同类的原始训练样本进行Gram-Schmidt正交化,以正交化后的基张成各个不同的子空间,将测试样本分解为子空间投影及子空间正交补两部分.正交补的范数体现了测试样本到各类子空间的距离,并以此作为分类的依据.在Yale库和AT&T库上的实验结果表明,与主成分分析(PCA)、线性判别分析(LDA)两种经典识别手段相比,该方法有更好的识别效果.     

高深宽比SU-8微结构的简易加工技术

为了提高微驱动器的性能,提出了一种在氧化铟锡(ITO)玻璃上加工高深宽比SU-8微结构的方法.在导电玻璃的ITO层上涂覆一薄层AZ-4620正光胶,用常规的接触式曝光法,将光刻掩模上的二维图形转移到AZ-4620光胶层上,显影后利用ITO玻璃的导电性,在AZ-4620光胶曝光处电沉积镍,原掩膜图形可保真地转移到ITO玻璃表面的镍镀层上,使紫外光透过ITO玻璃基底进行反面曝光,从而保证了光刻掩模与SU-8光胶层间的完全接触,消除了厚光胶层表面不平在曝光时的散射和基片材料的反射影响,成功制备了深宽比为16、侧壁垂直度为89.5°的微结构.本方法使用设备简单,加工成本低.     

肾远曲小管上皮细胞主动重吸收功能初步研究

以弱酸类药物丙磺舒(Probenecid,PBD)在PAMPA模型和MDCK细胞模型上的累积吸收 量、表观渗透系数(Apparent permeability coefficient,Papp)以及PBD跨细胞单层吸收对能量、pH的依赖性为指标,分析选曲小管上皮细胞对PBD的重吸收作用及其机制．结果发现在MDCK模型 上PBD吸收是PAMPA上的3倍;并且PBD跨细胞吸收具有能量依赖性．提示肾远曲,l、管上皮细 胞能主动重吸收弱酸类药物．     

低温离体肾脏上皮细胞Ca2+动态变化检测

研究细胞内Ca2+对低温连续灌流120h的离体肾的影响.对经连续灌流的离体肾脏组织进行冰冻切片处理,切片经Fluo-3/AM荧光剂染色后分成三组.Ⅰ组利用无Ca2+孵育液,Ⅱ组利用添加普鲁卡因的无Ca2+孵育液,Ⅲ组利用添加异搏定的无Ca2+孵育液,分别孵育30min,并采用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)检测肾小管上皮细胞亚结构中Ca2+浓度的变化.结果表明: 低温适应过程中肾小管上皮细胞内Ca2+浓度升高主要源于内钙变化,持续时间不长;被普鲁卡因选择性阻断的内质网膜Ryanodine受体系统介导的Ca2+释放可能为该过程中Ca2+的来源.同时Ca2+检测手段对实验过程中Ca2+浓度变化的湮灭效应应该加以注意.     

离体肾脏保存实验研究

本文讨论离体肾脏生存机理研究的意义和方法，研制,成功的一种携带式快速和精确控制保存环境温度的脉动灌流型人工生命维持系统，采用微处理器进行实时数据采集，处理和非线性多模式采样控制，用以维持设定的环境参数和维持最佳生存条件，本文是采用猪肾为实验材料，进行多例离体猪肾的保存实验，研究有关环境参数和保养液成分对保存效果的影响，取得良好结果，实验性猪同种异体移植亦已获得初成成功。     

考虑墩-梁碰撞效应的连续刚构桥系统易损性 与概率地震风险性分析

为研究连续刚构桥主梁与过渡墩碰撞效应对其地震系统易损性和概率地震风险性的影响,以一座主桥跨径为(120+220+120)m的连续刚构桥为研究背景,先通过模拟实际施工过程以获得真实成桥内力状态,然后基于等效荷载法建立考虑该内力状态的动力弹塑性分析模型,再采用Hertz-damp接触模型着重考虑包括主梁与过渡墩碰撞在内的伸缩缝处碰撞效应。选取90条具有速度脉冲的脉冲型近断层地震动沿纵桥向输入,通过时程分析解释了墩梁碰撞过程和破坏机理;采用增量动力分析法,通过考虑桥墩和支座权重系数建立全桥的复合系统易损性曲线,并与一阶界限法串联模型下限和并联模型上限系统易损性曲线进行对比,还将场地危险性函数与易损性函数卷积从而建立概率地震风险曲线,进而考察桥梁系统易损性和概率地震风险性,以及墩梁碰撞效应的影响。结果表明：若忽略过渡墩与主桥梁体的碰撞效应,过渡墩的位移反应将会低估3~5倍,其地震风险性概率低估120%,当地震动强度为0.2g~0.6g时轻微破坏和中等破坏的损伤概率被低估了35%~80%,地震动强度为0.6g~1.5g时严重破坏和完全破坏分别被低估了13%~68%和15%~59%。     

一种简单的模板法制备聚苯乙烯纳米管

为了制备具有高强度聚苯乙烯纳米管及其阵列结构，以孔径仅有200nm的阳极氧化铝为模板，采用聚合物溶液浸润模板这一简单的物理技术，成功制备了具有常规相对分子质量的聚苯乙烯纳米管及其阵列。SEM和TEM测试结果表明：聚苯乙烯质量分数分别为2．5％，5．0％和10．0％的聚合物溶液可以制得管壁厚度分别为50nm，70nm和80nm的纳米管。可知聚合物溶液浓度是影响纳米管结构的主要因素之一。计算可知：聚苯乙烯质量分数为10．0％的聚合物溶液完全充满纳米孔时，溶剂挥发后高分子链沉积在孔内壁上形成纳米管的管壁厚度约为5nm。由此推断出聚合物溶液浸润阳极氧化铝模板的过程反复多次进行，并归纳出溶液浸润模板制备聚合物纳米管的多次浸润机理。     

H2O2对DNA影响的拉曼光谱分析

检测了鲱精DNA水溶液及其经过1%、2%和3%H2O2处理48h的拉曼光谱图.实验结果表明DNA在水溶液中同时具有A、B两种构象,但以B型构象为主.经H2O2处理后,DNA水溶液的A型构象有所增强,碱基堆积程度下降.H2O2对碱基和脱氧核糖几乎没有损伤,对DNA的主链结构也只造成很轻微的损伤.由此可见H2O2本身对DNA的损伤是很小的,只有在外界因素诱发下H2O2经反应生成HO.才会给DNA造成严重损伤.     

基于频率指纹的梁类结构损伤定位方法研究

利用摄动原理探讨了基于振动模态分析的结构无损检测技术，并把频率变化平方比和正则化频率变化率应用于连续梁，从理论上验证了频率指纹是结构损伤位置的函数。利用该方法对连续梁进行了数值模拟试验，总结出利用梁频率的正则化频率变化率进行损伤定位的步骤。方法简单可行，可为解决工程实际问题提供参考。     

环境镉致肾损伤与槲皮素应用时间的研究

实验研究了镉致急性肾损伤及槲皮素对肾损伤的保护作用.将雄性Wistar大鼠随机分成对照组、镉组、槲皮素治疗组,分别对各组大鼠进行生理盐水注射、氯化镉注射、氯化镉注射加槲皮素灌胃,然后测定镉致肾损伤指标:尿蛋白含量、血尿素氮(BUN)、尿乙酰氨基葡糖苷酶(NAG)、尿γ-L-谷氨酰转肽酶(γ-GT)、尿金属硫蛋白(UMT).研究结果表明:镉组与对照组相比,肾损伤指标含量显著增高;槲皮素治疗组与镉组相比,肾损伤指标含量显著降低,且随着应用槲皮素时间的增加,肾损伤指标含量逐渐恢复.因此,镉能够导致肾损伤,而槲皮素对镉致大鼠急性肾损伤具有保护作用,且其保护作用具有时间依赖性.     

支持向量机和元胞自动机相结合的图像边缘检测方法

针对如何提高图像边缘检测效率的问题,提出1种结合最小二乘支持向量机(LSSVM)和元胞自动机进行图像边缘检测的方法.首先,基于Gauss径向基核和多项式核构建出新的核函数,使得LSSVM对图像像素邻域的灰度值能够进行准确的曲面拟合.接着,推导出图像的梯度算子,并与图像灰度值进行卷积得到图像的梯度值.然后,元胞自动机按照所设计的局部规则对梯度值进行演化,实现图像边缘的定位和检测.仿真实验检测出的图像边缘定位准确,而且达到1个像素宽,表明新提出的边缘检测算法是有效的;同时,通过对比分析得知新算法具有比Sobel和Canny算法更高的检测性能.     

基于铰接正交异性板法的铰缝损伤评估理论

为了定量评估空心板梁桥铰缝损伤程度,为后续维修加固提供决策依据,将单块空心板比拟成正交异性板,视空心板桥上部为铰接正交异性板结构,引入铰缝剪力与铰缝两侧挠度差关系式作为板间传力方程,建立二维可考虑不同位置、不同长度及不同程度铰缝损伤影响的铰缝剪力计算模型(HJSFM),并导出荷载作用下铰缝处剪力Fourier级数形式的解析解.在此基础上,以设计荷载和加大荷载下铰缝的损伤演化为依据,提出轻、中、重3级铰缝损伤程度评级方案(HJDRS),形成铰缝损伤评估模型(HJDAM). 以有限元模拟结果对本模型铰缝剪力计算值的正确性进行验证,并将本铰缝损伤评估模型应用于一座铰缝损伤的空心板梁桥. 研究表明,剪力计算模型得到的铰缝剪力的精度满足工程需要,并且该损伤评估模型可行.