酶联半仿生法提取虎杖中白藜芦醇工艺研究

目的:优选虎杖中白藜芦醇的酶联半仿生法提取工艺.方法:以白藜芦醇提取率为指标,在单因素试验基础上,根据星点试验设计原理,选取加酶量、酶解时间、酶解温度3个因素进行试验,利用响应面法优选提取工艺.结果:优选的提取工艺为加酶量1.7 mg·g~(-1),酶解温度55℃,酶解时间107 min.在此工艺条件下白藜芦醇提取率达5.91%,与预测值5.94%较为接近.结论:采用响应面法优选的提取工艺合理可行,具有良好的预测性.     

基于形态仿生的轿车升阻特性的数值模拟

受鱼类利用中央鳍/对鳍对流体介质产生扰动来增加运动稳定性的启发,本文在轿车尾部增加功能类似中央鳍/对鳍的扰流板,称之为方案一;针对其阻力增加,在方案一的基础上,在车后窗及汽车后备箱表面添加棱纹形态仿生功能表面,称之为方案二。利用数值模拟方法,对上述两种方案及原车模型在高速行驶状况下进行仿真分析,结果表明:方案一升力系数由原车的-0.06455降为-0.1516,后轮附着力增加,提高了轿车的操纵稳定性;方案二较好地梳理了尾部气流,延迟了气流的分离,与方案一比较,减阻率达到4.938%。     

牛庄洼陷页岩油大尺寸井眼优快钻井技术

牛庄洼陷是胜利页岩油国家级示范区重点开发区域,该区块地质条件复杂,二开?311.1 mm井眼钻进效率低的问题十分突出。为实现页岩油井大尺寸井眼的高效钻进,针对上部砾石层钻头寿命短、行程进尺少,斜井段滑动钻进“托压”严重、钻头攻击性与工具面稳定性矛盾突出等问题,通过对提速工艺的分段优化、井眼轨迹优化、高效钻头及提速工具研制配套、钻井液性能分析及工艺优化等技术措施,提出了优快钻井技术。该技术在牛庄洼陷页岩油国家级示范区应用20口井,取得了显著的提速提效成果,表现在：机械钻速较同区块前期提高40.8%,平均行程进尺较同区块前期提升46.35%,二开平均钻井周期较同区块前期缩短55.55%,有效解决了牛庄洼陷页岩油上部大尺寸井眼钻进效率低、行程进尺少的问题。研究结果可为胜利油田页岩油钻井提速提效提供借鉴。     

基于仿生学的风机降噪技术研究进展

风机作为通风换气的重要设备,在家用电器、工厂及矿井等多领域得到应用。随着科学技术的进步和人们环保意识的增强,这些设备在日常运行中的噪声逐渐成为学者们研究的重点。随着仿生技术的发展,基于生物结构和形态的仿生在风机降噪方面的研究表现突出。为此,综述基于仿生学的风机降噪方面的优化设计研究,主要有锯齿结构、波型结构、翼型结构、S型和C型鱼体形态方面的研究进展,分析和总结各类仿生机构的降噪机理,旨在为风机优化设计和降噪研究提供借鉴。     

短纤维增强复合材料的仿生模型──Ⅰ 哑铃状短纤维增强复合材料的应力分析

受生物体构件的启发，提出了哑铃状短纤维增强复合材料的模型．分析了带球短纤维和基体中的应力分布，发现端头半径粗化将改善纤维中轴向应力分布，使之趋于均匀化，同时可减少纤维端部界面的剪应力．研究表明纤维长径比对纤维端头应力影响较小．讨论了纤维－基体模量比对纤维轴向最大拉伸应力和界面最大剪应力的影响．     

离心泵仿生微结构叶片减阻特性的仿真研究

目的 通过在离心泵叶片表面布置仿生微结构实现离心泵的减阻，并获得仿生微结构的最优化设计参数。方法 研究利用仿真模拟的方法，采用离心泵的扭矩变化对其减阻性能进行表征，考虑了仿生微结构的形态、截面形状和特征高度等结构参数的影响规律，通过分析叶片表面的湍流动能、剪切应力和近壁面层的速度云图揭示仿生微结构对离心泵减阻特性的影响机理。结果 在3种微结构形态中，流向沟槽的减阻效果最好;在3种截面形状的微结构中，矩形截面的减阻效果最好;离心泵减阻率并非随微结构特征尺寸单调变化，而是存在最优值;所有微结构的减阻率均随着流量的增加而增加。当叶片表面布置流向、矩形沟槽时离心泵具有最优的减阻效果，且在全流量工况范围流向矩形沟槽结构的最大减阻率为8.39%。结论 叶片表面微结构的布置可以实现离心泵减阻，其减阻机理与近壁面流体流动行为有关。表面微结构可有效降低叶片壁面的速度梯度，使速度沿壁面法线方向过渡更加均匀，且微结构内部低速流体层可有效控制和减弱近壁面区的湍动程度，减少湍流动能损耗;同时微沟槽内的反向涡流具有类“滚动轴承”作用，将滑动摩擦转换为滚动摩擦，降低摩擦阻力。     

扁锭结晶器的故障诊断及排除方法

从国外引进的低液位组合结晶器，内置水套，石墨环镶嵌在结晶器四周内壁上，分上下两级水道。在铸造中，由于水质原因会造成喷水水眼堵塞，人为因素也会造成石墨环损坏，结晶器缺陷会造成铸造缺陷，严重时会生产不合格产品。从生产实践出发，对结晶器故障诊断、排除及日常维护技术进行了研究。     

基于曲线拟合和SVM的眼动信号分类算法研究

为提高基于EOG的眼动信号分类算法精度,改进基于EOG的人—机交互系统性能,提出了一种基于曲线拟合(curve fitting)与支持向量机(SVM)的眼动信号分类算法(CF-SVM),并设计了新的实验范式,增加了“扫视保持”环节.该算法采用曲线拟合方法进行特征提取,在此基础上,使用SVM分类器对眼动信号进行分类.实验室环境下,对9名眼部活动正常的受试者进行了眼动数据采集与识别,CF-SVM算法的平均分类准确率达到98.3％,与其他几种眼动识别方法相比较,其平均正确率分别提升了9.4％、5.9％、1.0％.实验结果表明,CF-SVM算法在眼动信号识别中表现了良好的性能,具有高的分类精度和鲁棒性.     

一种混合驱动柔索并联仿生眼的轨迹规划

在与眼球运动相关的解剖学和运动学的基础上,设计了一种符合Listing定理的基于混合驱动柔索并联机构的3自由度机器人仿生眼.通过矢量封闭方法建立了逆运动学模型,求解出柔索并联机器人的雅可比矩阵和结构矩阵.利用达朗贝尔定理建立柔索并联机器人的力矩平衡方程组,采用广义逆矩阵的相关理论,以柔索张力矢量的2范数最小为目标进行张力优化.用蒙特卡洛方法计算出仿生眼球可达工作空间.最后,在Simulink环境下进行仿真,规划运动轨迹并得到柔索并联机器人运动特性的仿真结果,证明了本文设计的机构符合Listing定理.结果表明:基于混合驱动柔索并联机构的机器人仿生眼结构合理,数学模型正确.     

北京联合大学机电学院机器人技术成果

北京联合大学机电学院本着“应用为本”的理念,在机器人领域的研究团队重点研究机器人直流伺服驱动技术,并以直流伺服驱动技术为基础,开发了各类仿生机器人,如仿生人形机器人、仿生机械狗、仿生机械蜘蛛,6自由度仿生机械臂,以及仿人大型娱乐机器人. 仿生人形机器人(图1)已作为北京市机器人比赛的运动平台,完成了2013、2014两届中小学机器人比赛的任务.