摘要：目的:多孔结构植入体在骨科修复领域具有极大的应用前景.本研究提出了一种在结构与力学性能方面更贴近人体骨组织的多孔Ti6Al4V植入体.创新点:针对骨组织的结构特点,提出了"分层设计"理念,以期更好地模拟皮质骨和松质骨的结构.除了结构相似以外,这种植入体在力学性能和结构稳定性方面同样具有优势.方法:将传统多孔植入体三维晶胞设计方法转化为二维设计理念,设计出一种分层杆连接多孔结构,并利用选择性激光熔融(SLM)技术打印出样品;然后通过光学显微镜评测打印效果,利用单轴压缩试验研究分析样品的力学性能;最后利用有限元方法分析多孔结构的结构稳定性.结论:本研究所设计的新型分层杆连接结构可以通过SLM实现高质量的打印,且尺寸合理,力学性能与骨组织相接近,结构稳定性优于传统多孔结构.这种新型多孔结构植入体在骨缺损修复领域具有较好的潜在应用前景.

摘要：针对机载广域遥感图像的目标尺寸变化大、背景噪声复杂以及局部目标密集给目标检测任务带来的困难,本文通过优化分割方法统一输入图像的目标像素尺寸,并以此简化模型结构提出了一种尺度归一化卷积神经网络模型MNNet。为增强局部之间的特征关联,本文设计了全局连接块(SGC),有效提高了检测的精度。针对现有非极大值抑制算法的超参数依赖经验设置的问题,本文提出了一种自适应非极大值抑制方法(DNMS),降低了模型的部署难度。在RSF数据集上的测试结果表明:本文模型的检测平均精度(AP)高于其他模型5.0%以上,在检测速度上达到了57.7帧/s,可以满足遥感图像的检测任务需求。

摘要：在连续变量量子密钥分发系统中,同步技术是确保通信双方时钟和数据一致的关键技术.本文通过巧妙设计发送端和接收端仪器的硬件时序,采用时域差拍探测方式和峰值采集技术,实验实现了可硬件同步的四态离散调制连续变量量子密钥分发.通信双方在设计好的硬件同步时序下可实现时钟的恢复和数据的自动对齐,无需借助软件算法实现数据的对齐.本文采用了加拿大滑铁卢大学Norbert Lütkenhaus研究组提出的针对连续变量离散调制协议的安全密钥速率计算方法.该方法需计算出接收端所测各种平移热态的一阶矩和二阶(非中心)矩,以此为约束条件结合凸优化算法可计算出安全密钥速率.计算过程中无需假设信道为线性信道,无需额外噪声的估算.密钥分发系统重复频率为10 MHz,传输距离为25 km,平均安全密钥比特率为24 kbit/s.本文提出的硬件同步方法无需过采样和软件帧同步,减小了系统的复杂度和计算量,在一定程度上降低了系统所需的成本、功耗和体积,有效地增强了连续变量量子密钥分发的实用性.

摘要：随着互联网不断发展,云计算和虚拟化等技术广泛投入使用,设计可信拍卖机制为云服务商进行社会福利最大化的虚拟资源分配,是当前云计算领域的研究重点之一。同时,随着服务器规模不断扩展,诸多主流数据中心的服务器正在升级为非统一性内存访问NUMA架构,其主要特征为,每台服务器可由多个计算节点构成,每个节点包含若干处理器和存储器,既可作为独立计算单元,也可以相互连通访问。但是,当前的研究主要着眼于传统的统一性内存访问架构,无法适应NUMA架构下的应用场景。因此,提出了一种适用于NUMA架构下的多资源可信拍卖机制,以虚拟机的形式进行多种资源的组合分配。具体而言,在资源分配问题中,提出一种单调启发式分配算法,考虑了NUMA架构下的部署约束和资源优势密度等因素,有效提升了社会福利。在价格支付问题中,使用二分法设计一种符合关键价格理论的定价支付算法,从而保证机制的可信特征。经过实验测试,该机制在社会福利、用户支付费用和资源利用率等方面,整体性能达到最优解的96%左右。

摘要：近年来由于生物制药行业对于蛋白产品需求的日益增加,连续型细胞培养工艺的灌流培养模式越来越受到重视.为了维持生物反应器中较高的细胞数量和生产力,收获纯度较高的蛋白产品,需要一种良好的分离装置来保留生物反应器中的细胞.本文在比较不同类型的细胞截留技术的基础上,总结了中空纤维过滤技术操作条件温和、通量大、过滤精度高且应用广泛的优势.为了缓解中空纤维过滤过程中存在的膜污染问题,延长膜组件寿命,本文还分析了灌流培养常用的中空纤维膜材质、孔径大小、组件内径、长度及填充密度等设计因素,讨论了不同的切向流过滤操作参数对膜组件的影响,以期为灌流培养工艺领域中细胞分离用中空纤维膜组件的设计与优化提供理论依据.

摘要：系统Signature是体现结构设计优良性的一组向量,描述系统设计对系统故障率的影响,在诸如系统可靠性指标分析、系统设计、系统寿命比较、寿命极限行为以及系统设计优化等方面展现出了强大的功能,成为可靠性研究领域越来越强有力的研究工具。而如何求解一个系统的Signature往往成为分析的关键一步,当系统庞大而复杂时,Signature计算难度将随着元件数目的增加呈指数增加,出现维数爆炸问题,这无疑对后续的分析造成巨大的障碍.本文为了解决此问题,建立了基于模块化思想的系统Signature求解方法,并给出了基于模块化思想的模块化串、并联系统与模块化备份系统的求解方法,对比于传统算法,运用模块化思想大大减少了计算Signature的复杂度,能够有效减小计算量,缩减计算时间,并拓展了可求解Signature的系统范围。

摘要：为满足家居智能化需求,拟推出的智能叠衣机可以解决衣物折叠工作量增加且过程繁杂的问题,首先根据设计要求确定装置的整体结构;采用模块化设计思想进行传衣机构、取衣机构、叠衣机构、分类存放机构和消毒机构的结构设计,环形导轨式传衣机构在节约空间的同时可提高效率,机械爪式取衣机构最大程度提高抓取的灵活性,采用可翻转的叠衣板模拟人工叠衣过程,实现简单、高效的叠衣。最后在SolidWorks环境中完成虚拟样机设计,验证了设计结构的可行性。最后编写了控制软件,进行在线联机系统程序功能测试,结果能够满足叠衣机功能需求,为后期实物设计、制作提供参考。

摘要：聚乙烯醇(PVA)/明胶基材料具有良好的成膜性能和生物相容性,具有广泛的实际应用价值,是一个重要的研究对象。本研究将微晶纤维素(MCC)和PVA分别作为增强材料和共混材料添加到明胶(GL)基材中,改善明胶基复合薄膜的力学性能和阻隔性能。微晶纤维素的添加可赋予MCC/PVA/GL复合薄膜良好的理化性能和应用性能。当基材中添加质量分数5%MCC时,复合薄膜的拉伸强度由14.91 MPa提高到48.02 MPa,热降解温度提高了11.4℃,含水率降低了9.12%。同时,还延长了水蒸气通过PVA/GL薄膜的路径,降低了MCC/PVA/GL复合薄膜的水蒸气透过率。土壤包埋实验表明,MCC的加入加快了复合薄膜的生物降解性能。因此,MCC/PVA/GL复合薄膜可应用于绿色包装领域,如食品包装、药品包装、化妆品包装等。

摘要：软件定义广域网(Software Defined Wide Area Network,SD-WAN)作为被应用于广域网连接的新型网络技术,使用混合链路为广域网流量提供多条Overlay转发路径,配合智能应用选路等技术为网络流量提供最优路径动态选择的能力。提出了一种基于混合链路多Overlay隧道实现网络规模解耦下快速路由切换的新型设计,在广域网链路中断后提供路由收敛时间确定性上界保证,给出关键的数据结构及工作流程,对相关工程实施具备较好的指导作用。

摘要：动态偏振控制器能够实现输入光场任意偏振态到输出光场任意偏振态的控制,可以动态补偿长距离单模光纤导致的双折射效应,是量子通信和相干通信系统中的重要器件.本文设计并实验验证了基于硅基光电子芯片的低损耗动态偏振控制器,芯片采用标准的绝缘体上硅工艺制作,器件整体尺寸为5.20 mm×0.12 mm×0.80 mm,整体损耗为5.7 dB,最大功耗为0.2W.基于可变步长.模拟退火算法、低噪声探测器和高静态消光比的器件,动态偏振消光比可锁定至30 dB以上.芯片采用热相移器对TE0光场的相位延迟量进行控制,整体为0°/45°/0°/45°结构,可实现无端偏振控制.基于Lumerical软件对核心部件偏振旋转分束结构进行了优化,该结构将以端面耦合方式进入波导中的TM0模式光场转化至另一波导中的TE0模式光场,而原单波导中TE0模式光场不发生转化,实验测得动态偏振控制器的静态偏振消光比可达40 dB以上.该器件具有小体积、低功耗和低成本的特点,可以广泛应用于量子通信和相干通信等领域,特别是需要考虑体积、功耗和成本的应用场合.