摘要：作为陆地生态系统碳库的主要组成部分,森林碳汇在全球碳循环与中国碳达峰碳中和目标中起着至关重要的作用。文中以清水河县森林生态系统为研究对象,以样地调查和室内实验结果为基础,通过生物量转换和拓展方法,估算区域生物量,并结合GIS森林矢量数据,比较分析其森林碳储量、碳密度的空间分布特征。研究结果表明:1)清水河县森林生态系统总碳储量328.80Wt、碳密度49.19t/hm^(2)。其中,人工灌木林、人工阔叶林、人工针叶林是森林生态系统碳储量的主要贡献者,其碳储量占总碳储量的83.8%。2)碳密度和碳储量表现为土壤层>乔木层>草本层>灌木层>枯落物层。3)乔木林碳密度主要集中海拔1501-1600m区间,灌木林主要集中在海拔1101-1500m区间。4)斜坡在碳储量贡献较大,平坡其次,急坡、险坡碳储量分布不足0.1%。5)阴坡、半阴坡碳密度明显高于其他坡向,天然灌木林阳坡、半阳坡碳密度较高于其他坡向。

摘要：Rapid and sensitive detection of various analytes is in high *** from its application in genome editing,CRISPR-Cas also shows promises in nucleic acid detection *** further exploit the potential of CRISPR-Cas for detection of diverse analytes,we present a versatile biosensing platform that couples the excellent affinity of aptamers for broad-range analytes with the collateral single-strand DNA cleavage activity of CRISPR-Cas12 *** demonstrated that the biosensors developed by this platform can be used to detect protein and small molecule in human serum with a complicated background,i.e.,the tumor marker alpha fetoprotein and cocaine with the detection limits of 0.07 fmol/L and 0.34 lmol/L,respectively,highlighting the advantages of simplicity,sensitivity,short detection time,and low cost compared with the state-of-the-art biosensing ***,this biosensing platform with plug-and-play design show great potential in the detection of diverse analytes.

摘要：对一种生物燃油(FAME)和传统航油(Jet-A)掺混后的碳烟生成情况进行了研究,燃烧室采用贫油预混预蒸发(lean premixed prevaporized,LPP)低污染燃烧室设计,应用ANSYS fluent软件计算分析了在地面慢车,起飞工况下燃烧室内的冷态流场,热态燃烧和碳烟生成三方面内容。结果表明:FAME燃油的添加有助于降低燃烧室内生成的碳烟数量和质量,但会生成更为精细的碳烟颗粒。随着FAME掺混比的增加,燃烧场温度、碳烟前驱体含量的下降引起了碳烟生成速率的降低,主燃区中心氧化速率的上升使得碳烟初始颗粒的粒径更小,进而最终生成更为精细的碳烟颗粒。FAME燃油的添加能大幅降低慢车工况下的碳烟排放,但对起飞工况下碳烟排放的降低并不显著。

摘要：液态金属材料在热控与能源、增材制造、生物医疗、柔性智能机器等领域有着特殊的优势。但是,新型液态金属材料的设计却一直是工业界的巨大挑战。这是由于液态金属是长程无序、无晶体、无晶粒的非晶态合金,基于第一性原理或有限元分析的传统材料计算方法难以适用,液态金属材料的设计只能靠无限重复的人工制备实验来进行,设计效率低下。同时又由于液态金属材料的这种非晶态合金特性,使得其材料性能主要取决于材料组份构成,而不是材料的工艺加工过程。因此,本工作设计研发了一种数据驱动的集成学习软件平台,用于代替液态金属材料设计的人工制备实验。首先,该软件平台在材料制备实验室和材料检验实验室部署了一种物联中间件和多源异构数据适配器,其能够自动的将制备实验室和检验室的材料实验与检验数据采集到云服务端,并结构化的存储于材料知识图谱中。而后,基于采集到的材料知识图谱数据,我们设计了一种液态金属集成计算神经网络,能够学习液态金属材料的组份与特定性能之间的关联模式。最后,软件平台提供了RESTful计算接口,能够在平台上自行调整液态金属材料的组份,预测该材料对应的性能。该软件平台目前已部署于我们的合作企业,实际对比实验结果表明,该软件平台能够较为有效的预测液态金属材料性能,显著的减少液态金属材料设计的人力投入,提升设计效率。

摘要：小浪底水库运行以来,进入黄河下游的水沙条件出现了较大变化,受水库清水下泄影响,黄河下游床沙粒径出现了明显的粗化。为了探讨床沙级配粗化对黄河下游洪水演进的影响,本文首先建立了适用于黄河下游的一维水沙耦合数学模型,然后采用花园口至孙口河段2020年4—10月的实测洪水过程对模型进行了验证;其次根据河段床沙粗化特点,并以花园口床沙粗化过程为代表,设计了4组床沙级配作为模拟计算的初始床沙条件;最后采用验证后的模型进行了模拟计算,分析了床沙级配调整对洪水演进的影响。结果表明:床沙级配调整对黄河下游的流量、水位、含沙量、洪水演进时间以及河段冲淤量均有影响,但是对流量影响较小,而水位、含沙量、洪水演进时间与河段冲淤量对床沙级配的改变响应较为敏感。床沙中值粒径d_(50)由0.076 mm(级配1)增至0.242mm(级配4)时,夹河滩断面水位增高0.89 m,花园口至孙口河段冲淤量由冲刷0.679亿m^(3)转变为淤积0.059亿m^(3),冲刷量减幅为109%。研究结果可为新水沙情势下黄河下游河道治理提供借鉴与参考。

摘要：针对现有耳膜激振式人工中耳的作动器存在不能适应患者个体耳道尺寸差异、高频增益不足、受电磁干扰的问题,设计了一种新型悬浮式压电作动器。首先,结合人耳解剖结构,对作动器的机械结构及宏观尺寸进行了初步设计;其次,针对压电叠堆存在输出位移不足的问题,引入了位移放大器,并采用粒子群优化算法对其位移放大倍数进行了优化;随后,构建了压电作动器-人耳耦合力学模型,分析了金属壳体的质量和压电叠堆的层数对作动器听损补偿性能的影响,并确定了最佳的设计参数;最后,基于优化的参数制造出作动器样机,并对其听力补偿性能进行了测试。结果表明,该作动器具有工作频带宽(0.2 kHz~10 kHz)、谐波失真低(THD≤2%)、高频性能优越的优点。该作动器适用于耳膜激振的听损补偿,为听力损失的临床治疗提供了新的解决方案。

摘要：2020年5月25—27日,以河南省荥阳市的月季法桐种质资源及园林科研基地为试验区、以月季花(Rosa chinensis Jacq.)为试验对象,应用四旋翼植保无人机对月季花进行航空喷药试验。在试验区内选择70 m×20 m的矩形试验样地,间隔5 m设置3条采集带,每条采集带按照距离地面高度100 cm(上层)、60(中层)、20 cm(下层)将月季花冠层垂直分为3层,试验区月季花平均株高100 cm、行距70 cm、株距40 cm;依据设计的试验参数施药量(7.5、15.0、22.5L·hm^(-2))、作业高度(2.2、3.0、3.8 m)、作业速度(2.0、3.5、5.0 m·s^(-1)),设计正交试验方案(L_(9)(3^(3))),试验使用清水代替农药对月季花进行喷施,植保无人机喷雾作业航线方向垂直于采集带;使用雾滴测试卡(尺寸为8 cm×3 cm)采集雾滴,使用扫描仪(灰度扫描、600×600分辨率)测定雾滴粒径、雾滴沉积密度;以雾滴密度及均匀性(变异系数)、雾滴沉积量及穿透率(变异系数)为评价指标,分析植保无人机作业参数对航空喷药雾滴在月季花冠层垂直沉积分布的影响、遴选植保无人机最优作业参数。结果表明:依据雾滴沉积密度和沉积量测定结果,植保无人机在对株高1 m左右的月季花进行喷雾作业,最佳作业参数——施药量22.5L·hm^(-2)、飞行高度3.0 m、作业速度2.0 m·s^(-1);月季花各冠层雾滴沉积分布,由大到小依次为上层、中层、下层。极差分析结果显示,影响雾滴沉积密度和沉积量的作业参数,由主到次依次为施药量、作业高度、作业速度;影响雾滴沉积密度均匀性的作业参数,由主到次依次为施药量、作业速度、作业高度;影响月季花各冠层雾滴沉积量穿透率的主次因素各有不同,作业速度是上层雾滴沉积量穿透率的主要影响因素,而作业高度对中层和下层的影响更为明显。

摘要：提出了一种基于矩形交错双光栅的两级串联慢波结构,该高频结构采用双电子注通道和一个聚焦系统,高频信号分别在两段慢波结构中工作在-1和＋1空间谐波状态。对该慢波结构的色散特性进行了模拟计算,分析了该器件工作原理。通过设计传输变换结构及两级慢波连接波导组成高频互作用电路,在295-320 GHz频率范围内获得较好的传输特性,反射系数S11〈-17 dB,传输系数S21〉-12.51 dB。利用三维粒子模拟设计的方法,在单注电流18 mA时,获得14.6 W的299.5 GHz信号输出,电子效率为1.7%。

摘要：为解决传统助听器高频增益受限及中耳植入物需侵入性手术的问题,文中设计、制作和测试了一种直接驱动耳膜的压电作动器。该作动器是一种新型的听觉假肢,融合了完全耳道式助听器的放置方式与中耳植入物的音质。作动器的前端直接激励耳膜,补偿患者的听力损失。针对压电叠堆存在输出位移不足的问题,引入了复合二级位移放大器,并采用多目标遗传算法对其位移放大比进行了优化。为优化作动器的频率特性,建立了作动器-人耳耦合力学模型,通过有限元分析确定了作动器的最佳结构参数。制作出作动器样机,并进行了测试试验,评估其听力补偿性能。结果表明:该作动器具有工作频带宽(0.1~10 kHz)、谐波失真度小(THD≤0.12%)、无需侵入性手术及高频性能优异的优点。因此,该作动器适用于耳膜激振的听损补偿,为感音神经性听力损伤的临床治疗提供一种新的方案。

摘要：高速列车轴箱轴承的可靠性和高速性能是保障高速列车运行安全和运行效率的关键因素。依据高速列车轴箱轴承的实际应用工况特征,并结合现有高速列车轴箱轴承的检修统计数据,对比分析了双列圆锥和双列圆柱设计的轴箱轴承技术特点。针对现有某高速列车车型,以满足运营速度400 km/h的技术要求为目标,对双列圆锥轴箱轴承低摩擦优化设计和轴箱系统散热设计优化这两个方面进行研究。其中为了准确评估摩擦功耗,建立了轴承—车辆刚柔耦合动力学模型,并以京津轨道谱和实测车轮不平顺作为输入,计算了轴承的动态载荷。轴承摩擦计算结果表明,在车速400 km/h,X-life设计的双列圆锥轴箱轴承的摩擦发热功耗比原有双列圆锥轴箱轴承大约降低24%;轴箱轴承台架测试显示,在更高的车速下,X-life设计的双列圆锥轴箱轴承运转温度比原有双列圆锥轴箱轴承降低了大概15°C。轴箱系统热仿真计算显示,在相同的热源输入和环境温度和散热条件下,铝合金轴箱体的最高温度相比铸铁轴箱的最高温度降低了约20°C。相关研究结果,可以为运营速度400 km/h高速列车的轴箱系统总体设计提供参考。