摘要：时域脉冲平衡零拍探测器能够直接对光场量子态的正交分量进行测量,是连续变量量子密钥分发系统的核心测量器件,其测量精度与密钥分发系统的额外噪声及安全密钥速率密切相关.本文理论分析了探测器双臂不平衡对测量精度的影响,并实验设计、研制了双臂可精确自动平衡的时域脉冲平衡零拍探测器.通过高精度控制探测器一臂的光纤圆环曲率半径,实现了光纤内部光场强度的精密衰减,进而获得了探测器的精确自动平衡.实验测试结果表明时域平衡零拍探测器双臂具有10^(-5)以上的平衡精度,能够长时间稳定运行,有效避免了探测器的输出电压进入非线性区或饱和区.该探测装置可应用于连续变量量子密钥分发系统,有效降低由于量子态信号探测过程引入的额外噪声,提高系统的长期稳定性.

摘要：为研究散料属性与锥仓结构对散料与锥仓之间接触状态的影响,建立了自由开接触、滑移闭接触、黏着闭接触等状态的接触条件与数学求解模型;以葵花籽、玉米、煤粉、圆砾石、小麦为实例,进行了散料在不同倾角锥仓中的静压接触状态有限元分析,给出了5种散料在倾角分别为20°、33.7°、45°的锥仓中的接触状态。结果显示:散料堆积密度、弹性模量、泊松比、膨胀角、内摩擦角、内聚力等属性对散料在锥仓中的接触状态影响程度不同,其中膨胀角和内聚力有较大影响,膨胀角很小时,可能会有开接触状态,内聚力越大,则黏着接触区越小;锥仓由深向浅过渡时,开接触区域会消失,滑移接触区会变小,黏着接触区会增大。当散料黏着接触区增加时,不利于锥仓卸料;滑移接触区增加则对锥仓表面摩擦损伤大。通过散料在锥仓中的接触状态研究可从力学特性上评价锥仓设计与储料效率。

摘要：针对当前综采工作面虚拟仿真数字化设计程度低、虚拟模型不可控、协同配套运行不匹配不协调的问题,在虚拟现实引擎Unity3D下,对综采工作面三机虚拟协同关键技术进行研究。建立了全景综采虚拟现实场景,重点对三机虚拟模型构建与修补、刮板输送机虚拟弯曲、采煤机虚拟运行行走和采煤机与液压支架相互感知等关键技术进行研究。以端部斜切进刀双向割煤方式为例进行分析,发现原型系统可以非常生动形象且真实地再现综采工作面三机的动态配套关系、姿态和性能等运行状况,并可根据不同的工况对采煤机牵引速度与液压支架跟机距离进行规划。本技术提升了综采虚拟现实的数字化设计水平,可以为综采工作面规划、分析与决策提供足够技术支持。

摘要：市场经济下的小农生产一定程度上保持了小、散特征,其封闭性被消解,受到市场、社会和国家的深刻影响,由此与传统小农生产区别开来。在农业现代化进程中,小农生产容易因效率较低而陷入存续困境,但它依然会通过自我变革扩张其社会性,协调与乡村经济社会结构的关系,以维持必要的生产资料供给。同时借助其伴生的政治功能和社会功能,小农生产不断刺激国家产生保护动力,促使国家为其营造发展空间,输入发展资源。

摘要：静态干涉系统具有稳定性好、抗干扰能力强的优势,但其缺点是光谱分辨率低并且光谱测试范围不易调整。针对静态干涉型成像光谱系统光谱分辨率低且不可调等问题,设计了一种新型静态成像光谱系统。系统由光束整形模块、新型静态干涉调制模块以及成像模块构成。光束整形模块将入射光缩束并整形为平行光,进而保证入射干涉具后可以获得较好的干涉效果;新型静态干涉调制模块对入射光进行相干处理。在双折射干涉结构的基础上进行了改进,在不改变原有静态干涉具尺寸的基础上提高了系统的光谱分辨率,并实现了光谱分辨率的静态调制;成像模块完成对目标区域二维可见光图像的采集。系统核心部件由两组光轴相互正交的Wollaston棱镜作为分光器件,在两棱镜间放置电光调制模块,实现光程的静态扫描。分析了新型静态成像光谱系统的工作原理,给出了入射角、折射角等主要参数的函数表达式,并构建了系统的数据模型。通过绘制系统光线追迹图的方式,得到了该系统横向剪切量的函数方程,并对影响横向剪切量的各个参数进行了分析与讨论。通过仿真计算了改变结构角、晶体厚度以及调制度等参数对横向剪切量的影响程度,并定量计算了两个参数对系统光谱分辨率的影响程度。由仿真分析结果可知,增大结构角与加宽调制晶体厚度都可以为系统提供更大的光程差。故通过电光调制的方式实现横向剪切量的静态扫描是可行的,可以实现静态光谱图像的获取。在实验中对660nm激光进行了测试。新型静态干涉模块采用孔径20mm×20mm,厚度10mm的两块光轴相反的Wollaston棱镜与厚度10mm的电光调制晶体构成。当调制度分别是0.000 2和0.000 6时,成像模块采集得到干涉条纹具有明显差异。当调制度增大时,其干涉条纹密度增大,说明采用越大的调制度,系统对应的光谱静态扫描能力越强,对光谱分辨率的控制越好。由此可见,本静态成像光谱系统在控制电光晶体调制度的条件下具有光谱分辨率可调的特性,验证了系统的可行性。

摘要：针对煤仓内煤散料流动问题及其力学行为,采用三维颗粒流模拟程序PFC3D建立了某型号煤仓与某种煤散料的离散元模型,简述了其力学模型与求解步骤,模拟分析了煤仓内煤散料卸料流动状态。通过分析水平向侧压力、颗粒速度场和接触力场,重点讨论了煤仓下部锥体内壁面摩擦系数、锥仓倾角和卸料口径等对煤散料颗粒流动状态和力学行为的影响。结果显示,深仓卸料流动为整体流动与中心流动混合状态,煤仓内壁摩擦系数、锥体倾角和卸料孔开口半径均对煤散料流动和水平侧压力有较大影响。

摘要：基于非测量的量子相干反馈控制系统不会引入额外的噪声,可以用于稳定、操控和改善多种量子系统的性能.利用相干反馈的方法可以操控非简并光学参量放大器,在一定条件下能够增强其输出Einstein-Podolsky-Rosen (EPR)纠缠态光场的纠缠度.相干反馈控制系统中的核心光学元件是控制耦合镜,其透射率的选取直接影响反馈控制的效果.本文针对控制耦合镜对偏振相互垂直的种子光场透射率不同的情况,从理论上分析了该情况对相干反馈控制效果的影响,得出相干反馈的正作用达到最佳时对控制镜透射率的要求,理论分析与实验结果相吻合.同时分析了相干反馈控制效果随其他物理参量的变化关系,得出系统进一步优化的实验条件.为今后相干反馈控制系统中物理参量的选择提供依据,也为利用相干反馈操控更多的量子系统提供参考.

摘要：目前在液压支架的虚拟仿真过程中对四连杆机构、顶梁和立柱之间的联动还缺乏比较有效的表达方法。针对这种情况,提出了一种基于解析法与虚拟现实技术相结合的液压支架部件无缝联动方法。首先根据某型号液压支架进行UG建模并进行模型修补,运用解析法对关键尺寸进行姿态解算。之后导入Unity3d中建立"父子"关系,并在C#环境下进行协同联动程序编写,建立基于有限状态机理论的运动状态任务与关系,同时建立GUI界面与虚拟手操作两种交互方法。最后进行实际应用和测试,验证了无缝联动方法的可行性和有效性,为液压支架的联动仿真和基于3D的虚拟状态监测及控制提供理论支撑和应用实践。

摘要：利用电解水制氢来储存太阳能是未来能源发展的一大趋势。水的阳极氧化是这一过程中最重要也是最复杂的一步。因此,设计稳定而高效的水氧化催化剂是电解水制氢的关键。目前,研究比较成熟的是基于贵金属钌的水氧化催化剂,但由于其价格昂贵、储量较少无法大规模利用。铁作为钌的同族元素用于水氧化催化近年来受到了越来越多的关注。本文从铁基阳极水氧化催化剂研究现状、制备方法、催化体系及机理3个方面对电解水铁基阳极催化剂进行了综述。分析其当前存在的问题,为水氧化催化剂的进一步研究设计提供参考。

摘要：细胞培养液在微流控生物反应器中受到外界物理场(如压力梯度或者电场)作用流动而产生流体剪应力,并进一步刺激种子细胞调控其内部基因的表达,从而促进细胞的分化和生长,这个过程在自然生命组织内的微管中亦是如此.考虑到细胞培养微腔隙中液体流动行为很难实验量化测定,理论建模分析是目前可行的研究手段.因此建立了矩形截面的细胞微流控培养腔理论模型,将外部的物理驱动场(压力梯度与电场)与培养腔内液体的流速、切应力和流率联系起来,分别得到了压力梯度驱动(pressure gradient driven,PGD)、电场驱动(electric field driven,EFD)及力–电协同驱动(pressure-electricity synergic driven,P-ESD)三种驱动方式下的液体流动理论模型.结果表明该理论模型与现有的实验结果基本一致,即力–电协同作用下的解答为压力梯度驱动和电场驱动结果的叠加.细胞培养腔内的流体流速、剪应力及流率幅值均正比于外部物理场强幅值,但随着压力梯度驱动载荷频率的增大而减小,随着电场驱动频率的变化不明显.在压力梯度驱动作用下,细胞贴壁处的切应力随着腔高的增大而线性增大,流率则随着腔高的增大而非线性增大,而电场驱动下的结果不受腔高的影响.生理范围内的温度场变化对压力和电场驱动的结果影响不大.另外,在引起细胞响应的流体切应力水平,电场驱动能提供较大的切应力幅值而压力梯度驱动则能提供较大的流率幅值.该理论模型的建立为细胞微流控生物反应器实验系统的设计及参数优化提供理论参考,同时也为力–电刺激细胞生长、分化机理的研究的提供基础.