摘要：软体机器人在非结构化环境作业任务中极具潜力,但其驱动-结构一体化特性令结构设计问题颇具挑战性。相较于经验设计和仿生设计思路,拓扑优化方法从数学上实现了结构严密演化,可为设计问题提供新思路。本文聚焦于软体机器人拓扑优化设计的研究进展。首先,对软体机器人的变形行为与力交互特性两类基本设计问题进行简要描述,进而阐述拓扑优化思想以及主要的拓扑优化方法,然后列举各类软体驱动器的典型设计案例,最后系统概述软体机器人拓扑优化设计中存在的挑战与技术难点。

摘要：针对自主式水下无人航行器(AUV)航程短、尾轴易泄漏等问题,以AUV尾轴传动系统中的机械密封为研究对象,建立了双抛物线型流体静压型机械端面密封(DPHS-MS)二维轴对称数学模型,并对模型进行了试验验证;兼顾流体黏度随压力和温度的变化,选用有限差分法对Reynolds方程、能量方程及其他控制方程组成的耦合数学模型进行了数值分析计算;在相同的几何与环境参数下,对DPHS-MS、传统锥形(锥角β)流体静压型机械端面密封(CHS-MS)、单抛物线型流体静压型机械端面密封(PHS-MS)的密封性能进行对比。结果表明,在同等开启力下,DPHS-MS泄漏量比CHS-MS,PHS-MS小,且DPHS-MS提高了AUV水下运行的航程及安全可靠性,同等工况下航程可提高1 km以上;得到了几何参数对DPHS-MS密封性能的影响规律,优化了几何参数设计值。研究结果可为提高AUV尾轴机械密封效果提供理论设计依据。

摘要：为促进山桐子饼粕的综合开发利用,采用碱提法对蛋白质提取工艺进行优化,以山桐子粕为原料,蛋白质提取率为指标,通过单因素实验考察了NaOH浓度、温度、液料比和时间对蛋白质提取率的影响。在单因素实验的基础上,利用响应面实验设计优化山桐子蛋白的提取工艺。结果表明最佳工艺条件为:NaOH浓度0.06 mol/L、温度53℃、液料比55∶1、时间2.0 h,此时山桐子蛋白提取率为81.98%。所得的山桐子蛋白提取回归模型显著,拟合性好,可用于预测山桐子蛋白提取率。山桐子蛋白在pH为3.2时,蛋白质沉淀率最高;在温度为35℃时,持水性和持油性最好;山桐子蛋白具有良好的抗氧化能力,对DPPH自由基和ABTS自由基具有较强的清除能力。

摘要：对于水下航行器轴流泵喷水推进系统,现有升力法设计的高比转速轴流泵无法满足在浅水高速工况下正常工作的需求,为解决这一问题,提出一种针对低比转速轴流泵的设计方法。考虑所选NACA66_(a=0.8)翼型的叶栅特性,通过改变攻角和升力系数等参数的设计关系,建立适用于高航速工况的轴流泵模型,并运用SST k-ω湍流模型和多重参考系模型对设计泵的流场运动情况进行仿真。结果表明:设计工况下,设计泵的扬程和水力效率与设计值误差均控制在8%以内,同时测试了设计泵在不同水深下的抗空化性能,进一步探索设计泵工作的最小航深。

摘要：高超声速气流条件下飞行器内/外部流动中存在强湍流及脉动、边界层转捩、激波-边界层干扰和高温真实气体效应等耦合效应,表征该非定常流动现象对飞行器气动力、气动热以及目标光电特性等产生的影响是高超声速流动研究中的前沿课题.速度作为表征流动过程最重要的参数之一,准确的速度测量对于深入理解上述复杂流动-传输机理以及高超声速飞行器设计具有重要指导意义.文章针对高超声速流场速度测量中几种常用的非接触式激光测试技术进行了综述,主要包括基于空间法的粒子图像测速,基于激光吸收光谱、激光诱导荧光和瑞利散射的多普勒测速,基于飞行时间法的分子标记测速,以及基于流场折射率的聚焦激光差分干涉测速技术.首先简要介绍每种激光测速技术的基本原理,然后进一步介绍该技术在高超声速自由流、层/湍流边界层、激波/边界层干扰、尾流或其他复杂流动区域的速度及其脉动度测量等方面的典型应用,分析各种技术环境适用性及面临的局限性和挑战.最后对基于激光技术的高超声速流场速度测量进行了总结及发展趋势展望.

摘要：超声波雾化技术由于其良好的雾化效果获得了广泛关注,具有极大的研究价值和应用前景。但是在超声雾化的过程中,由于换能器的温度变化、刚度变化以及在水中的负载变化等因素,会产生谐振频率漂移的现象。当工作频率偏移谐振频率时,将造成换能器的工作效率降低和元器件损坏等问题。针对此问题,设计了基于改进粒子群算法优化PID参数的超声雾化电源频率跟踪算法,并对该算法进行频率跟踪的仿真验证和实验对比,在频率跟踪上实现了更好的效果,使换能器能够稳定工作在谐振状态,提高了电源的利用率。

摘要：本文根据医学生教学实践问题为中心,引入新型教育理念,以学生实际获得成果为导向,为促进学生能力提升、人才培养质量提升,探索适宜教学模式。成果导向教育(Outcomes-based education,OBE),OBE理念宗旨为“以学生为中心,以成果输出为导向”,又称成功导向教育、目标导向教育,以学生为中心,采用逆向思维进行课程设计,旨在针对各临床专业在实践教学阶段存在问题为中心,以培养学生结果为导向,制定培养计划,实施培养方案,提升实践教学质量,以期培养满足行业需求的高素质人才。

摘要：居住区用地是城市布局中的重要组成部分,与人们的日常生活息息相关。随着时代的发展,人们对居住区的要求不再是单纯满足“住”的需要,而是进一步对居住品质及设施环境提出更高的要求。这一转变提高了居住区的规划设计标准,同时也为高等院校“居住区规划”实践课程教学改革指明了新的方向。

摘要：【目的】表土贫瘠的石漠化边坡的地表和地下水土流失严重,限制了该地区的植被恢复,其水土保持生态防护是目前绿色公路建设的热点问题。【方法】结合广西贺巴高速来都段石漠化边坡应用梯级植被板槽进行水土保持的工程需求,研发了石漠化边坡地下渗漏的一体化综合观测技术,并利用数值分析软件,分别对该石漠化边坡及其植被板槽水土流失一体化综合观测的概化模型,进行应用性的数值试验模拟观测和分析。【结果】数值试验结果表明:石漠化边坡在仅覆盖一层薄土层时,总地下渗漏量达到65%以上,随着岩溶裂隙率和裂隙倾角的增加,基岩裂隙渗漏量占比增加,表层岩溶带渗漏量占比减小;在石漠化边坡上设置集约化填土的植被板槽措施后,在不考虑板槽底的防渗漏材料时,总地下渗漏量占比变成40%左右,与仅覆盖一层薄土的石漠化边坡相比地下渗漏占比降低25%以上。石漠化边坡上植被板槽的蓄水效率随植被覆盖度的增加而增加;坡度的增加会造成裸露边坡的地下渗漏量增加,因此必须加强石漠化边坡集雨面功能的建设和坡面降雨径流收集。【结论】研究成果可为石漠化边坡植被板槽水土保持生态防护措施的现场研究和工程应用提供理论依据。

摘要：间套作系统中合理的田间配置能改善作物生长环境,增加系统产量。为进一步完善西南地区大豆-玉米带状间作系统高产高效的田间配置技术,本研究以大豆-玉米带状间作为研究对象,采用二因素裂区试验设计,综合分析2.0 m(B1)和2.4 m(B2)2个带宽与9 cm(P1)、11 cm(P2)、14 cm(P3)、18 cm(P4)4个株距对大豆物质积累分配、籽粒灌浆和产量的影响。结果表明,B2带宽下各株距处理的净光合速率均高于B1,其2年平均值在B2下较B1增加14.26%;相同带宽下净光合速率在B1P4和B2P4达到最大,开花期较B1P1和B2P1增加13.57%和25.21%。2个带宽下大豆群体物质积累均随株距增加呈先增后减的趋势且分别在B1P3和B2P2下达到最大,完熟期B2较B1增加9.82%~22.08%。同时,带宽与株距的增加促进了大豆花后物质的积累与向籽粒的转移,与B1相比,B2处理使大豆花后干物质积累量与干物质转移量分别增加13.82%~28.01%和13.38%~37.76%,籽粒物质积累占比增加到41.80%~44.26%。物质积累的增加改善籽粒灌浆过程,B2带宽下籽粒灌浆活跃期(D)较B1延长2~3 d;2种带宽下平均灌浆速率均在P4达到最大且分别较P1增加5.80%和6.58%。产量结果表明,大豆-玉米带状间作模式中,带宽和株距的增加降低了群体有效株数,增加了单株粒数和百粒重;B2带宽下的大豆产量较B1增加22.32%~36.87%,2个带宽下分别在B1P3和B2P2达到最大值,2年间较B1P1和B2P1增加17.83%~26.44%和10.71%~10.76%。综上所述,2.4m带宽下大豆株距为11 cm时能有效改善大豆花后干物质积累和分配,促进籽粒灌浆,增加单株粒数和百粒重,提高大豆群体产量,实现大豆-玉米带状间作系统的高产高效。