摘要：高光谱显微成像(HMI)是一种新型无损光学诊断技术,其光谱数据能够反映样本的内部微环境变化,图像数据可以反映样本空间结构信息,因此可以作为癌症诊断工具,在未来具有广阔的应用前景。但HMI数据量大且数据结构复杂,将其应用于癌症诊断领域需要进行系统详细的数据解译。设计并搭建了一套推扫式HMI系统,并编写了系统控制、数据采集和数据分析软件,可提供多种基于机器学习的数据处理方法。基于MATLAB编制了具有图形化用户界面的HMI数据采集和数据分析软件,该软件可给出分析结果,为医生病理诊断提供了便利。利用该系统和软件进行皮肤癌的分类与分期研究,验证了系统的性能。HMI系统的光谱范围为465.5~905.1nm,光谱分辨率约为3nm,视场尺寸为400.18μm×192.47μm,放大倍率为28.15,实际分辨率范围为1.10~1.38μm。分别采集基底细胞癌、鳞状细胞癌和恶性黑色素瘤组织的HMI数据,利用图像数据实现了三种皮肤癌的分类,准确率为85%;利用光谱数据实现了鳞状细胞癌的分期鉴别,准确率达到96.4%。

摘要：基于CPFD(计算颗粒流体力学)方法,考虑热解、燃烧、气化等反应,构建ASR(汽车破碎残余物)流化床空气气化的三维数值模型,通过气体产物体积分数的模拟结果验证模型的准确性。在此基础上,对ASR气化过程中反应器内的组分分布和流体温度分布进行分析,并探究操作温度、当量比、初始床层高度对ASR气化特性的影响。结果表明:随着操作温度升高,CO和H_(2)的摩尔分数明显增大,气化效率和碳转化率上升,焦油含量下降,950℃时气化效率和碳转化率分别达到67.09%和78.75%;当量比增大可提高气体产率和碳转化率,同时导致气体低热值和气化效率下降;初始床层高度增大促进H_(2)产生,但总体上对ASR气化影响较小。

摘要：环件径-轴向轧制是极大尺度无缝环件整体塑性成形的不可替代技术,主轧阶段环件匀速长大是径-轴向稳定轧制的一种理想状态,如何通过合理的控制策略获得逼近理想设计的环件匀速长大状态,是极大尺度环件径-轴向轧制过程稳定性控制的关键问题。为解决这样的问题,提出一种面向实际轧制过程的设计驱动下环件外径长大速度理论控制方法。首先提出轧制过程中环件实时尺寸的测量方法实现对长大速度的实时监控;其次在ABAQUS平台中通过用户子程序VUAMP进行二次开发建立一种设计驱动下环件长大速度控制方法(理想状态控制方法),此方法需要的参数由等效尺寸模型计算以消除环件几何不规则引起的误差(尺寸修正控制方法),最后通过误差实时反馈调控策略消除动态缺陷引起的小幅误差使得长大速度精确逼近目标值,形成一种过程与设计相结合的主轧阶段外径匀速长大理想状态的精准闭环控制模型(基于尺寸修正的闭环控制方法)。结果表明,稳定的长大速度能够降低主轧阶段环件的偏心程度同时改善最终环件的椭圆度,为实际极大尺度环件轧制过程稳健控制提供了可靠手段。

摘要：直接催化甲烷(CH4)氧化转化制备甲醇(DMTM)是具有较高绿色化学原子经济性的反应过程,且可在常温下进行,是潜在的实现CH4转化升级的重要过程.作为“圣杯反应”,DMTM性能通常显著受氧化剂影响,使用氧气(O_(2))作为氧化剂一步实现DMTM仍然极具挑战性.至今,双氧水(H_(2)O_(2))仍是被报道最多的具有较高CH4转化速率和甲醇(CH3OH)选择性的绿色氧化剂.为了深入理解氧化剂如何影响DMTM反应性能,本文基于密度泛函理论计算和微观动力学分析研究了在Cu-ZSM-5,Cu-MOR和Cu-SSZ-13三种具有不同微孔尺寸的单核铜分子筛上DMTM反应机理,以确定H_(2)O_(2)作为氧化剂在DMTM反应中的优势和局限性.通过理论计算对比在反应条件下O_(2)和H_(2)O_(2)的O–O键活化以及CH4的C–H键活化过程,发现在单核Cu分子筛中,H_(2)O_(2)的O–O键通过水介导机制极易被活化,并形成活性Z[Cu(OH)_(2)]^(+)中心,该活性中心所含的表面羟基自由基能够在低温下活化CH4的C–H键,进而高效的形成CH3OH.随着分子筛微孔孔径增大,其更有利于表面羟基自由基的形成并促进C–H键的活化.相反,在低温下O_(2)的O–O键难以被具有不同微孔孔径的单核Cu分子筛催化断键,难以生成表面活性氧物种,进而抑制了CH4的C–H键活化.与O_(2)相比,H_(2)O_(2)能显著提升甲烷的活化转化.虽然H_(2)O_(2)能使得CH4被快速转化为CH3OH,但计算结果表明由于活性中心Z[Cu(OH)_(2)]^(+)上C–H键优先通过自由基机理活化,CH3OH较弱的C–H键更易断键,从而难以协调CH3OH选择性和CH4转化之间的竞争.同时,较弱的O–H键使得Z[Cu(OH)2]^(+)将优先催化H_(2)O_(2)自分解.尽管长期而言,使用H_(2)O_(2)作为氧化剂存在上述瓶颈,但动力学分析表明,相比于现有报道工作,以H_(2)O_(2)作为氧化剂时,通过改进催化剂和优化反应条件,仍能显著提升甲烷转化率和甲醇选择性.综上,本文研究了甲烷直接制甲醇过程中氧化剂对于反应性能的影响机制,为进一步设计改进甲烷转化催化剂、优化反应条件和探索新的转化途径提供借鉴.

摘要：能源需求的不断增加以及环境问题的日益凸显迫使人们在环境中寻求清洁能源。该文提出了一种新型拱式能量采集器,能有效利用波浪的振动能量。从拱式振动能量采集器的工作原理分析能量采集的可行性,采用Comsol建立了拱式能量采集器的有限元计算模型,分析周期荷载作用幅值、激励频率、负载电阻、压电片位置和基础层材料等参数对能量采集器压电性能的影响,确定采集器的最优设计参数。

摘要：硅基光子集成谐振腔作为光学敏感单元对芯片级光学陀螺的性能起着至关重要的作用。以互易敏感增强型双微环架构的光子集成陀螺谐振腔为研究对象,通过时域有限差分法仿真分析了双微环谐振腔的关键结构参数,并通过搭建仿真链路研究了微环谐振腔的品质因子、精细度与耦合系数、传输损耗的内在关系。在此基础上,选取典型结构参数设计版图,基于无源硅基光子集成工艺的多项目晶圆流片制备了双微环谐振腔器件。测试结果表明,当微环半径为500μm、波导与微环的耦合系数为0.3时,在工作波长1550 nm附近微环的自由光谱范围为0.182 nm,3 dB带宽为0.045 nm,精细度为4.04,品质因子约为3.4×10^(4)。本研究结果为双微环谐振腔的进一步优化设计提供了依据。

摘要：在中国当下的存量规划转型期,城市设计也正转向针对存量空间资源的品质提升。作为城市空间形态研究的核心理论,城市形态学在21世纪成了欧洲先发国家城市设计的重要支撑,但目前中国对城市形态学最新理论的引介仍不足以有效指导转型期的城市设计实践。为此,本研究从概念框架、实践经验和理论发展三方面概述了欧洲城市形态学研究的相关进展及其对存量规划中城市设计的重要意义,指出城市形态学作为方法论对中国当前的精细化城市管控与城市空间品质提升的应用价值。

摘要：结构健康监测方法已被引入中国古建筑木结构领域,用以实现古建木构的“预防性”保护,但上述过程仍处于起步阶段,亟需一个能够为不同健康监测方法的验证、比较和评估提供条件的平台。该文建立了包含实验室物理模型、有限元模型、平台试验和配套网站4个模块的中国古建筑木结构健康监测Benchmark平台。平台首先综合其他领域健康监测Benchmark平台优势和古建木构自身特征,以既有古建为原型进行简化得到实验室物理模型,并给出构件尺寸、用材材性、监测设备选取和损伤设计等信息。其次,使用有限元分析软件ABAQUS分别建立能够提取静力和动力信号的有限元模型,以作为实验室物理模型的补充。进而,对成型平台进行动态监测试验,通过试验结果和有限元结果对比证明本平台能够为不同的健康监测方法的分析、比较和评估提供条件,并缩小理论研究和实际应用之间的差距。同时,证明目前其他领域常用的模态分析流程同样适用于古建木构领域。最后,建立包含8个模块的网站,对上述信息进行公开,以方便后续研究人员调用。

摘要：寒区凌汛灾害的孕育、发生及演变与河道-堤防-泛区关联密切,凌汛灾害风险的科学评估与防控至关重要。以凌汛灾害风险“识别-计算-评估-防控”为主线思路,从凌汛成因与凌汛灾害特征、河冰及凌汛洪水数值模型、河道凌汛灾害风险评估、凌汛期堤防险情与溃堤淹没风险评估、凌汛灾害风险防控措施等五个方面,综述寒区河道-堤防-泛区凌汛灾害风险评估防控研究进展,并提出河道-堤防-泛区凌汛灾害链条效应及其驱动机制、河冰演变-凌汛壅水-堤防险情-泛区淹没风险链模型、河道凌汛壅水-堤防溃决-泛区淹没风险定量评估、堤防冻融险情演化动力机制及智能预测、凌汛灾害监测-预警-评估-防控应急决策支持系统、凌汛灾害“四预”数字孪生平台等方面是凌汛灾害风险评估与防控亟需解决的关键科学问题或未来主要的研究方向,可为寒区凌汛灾害风险的深入探究与科学管理提供重要思路。

摘要：本试验旨在揭示不同添加量、不同种类的中链脂肪酸对50∶50精粗比饲粮体外瘤胃发酵的影响,为中链脂肪酸种类及添加量的选择及后续的相关研究提供理论依据。试验采用体外产气法,采用单因素试验设计,以全价混合日粮(TMR,精粗比50∶50)为发酵底物,在体外瘤胃液(取自延边黄牛)中分别添加0 (对照组)、0.2%、0.8%、1.2%、2.0%(干物质基础)的辛酸(C_(8))、癸酸(C_(10))和月桂酸(C_(12))。每个中链脂肪酸5个组(CON组、T1组、T2组、T3组和T4组),每组3个平行。研究它们对肉牛体外瘤胃发酵产气量、产气参数、甲烷产量、瘤胃原虫数量、发酵参数、体外营养物质表观消化率等的影响。结果表明:1)各时间点辛酸和癸酸各试验组的产气量与对照组相比均无显著差异(P>0.05);月桂酸T2~T4组产气量从24 h开始与对照组相比显著降低(P0.05);月桂酸T3、T4组pH、各试验组氨态氮含量及T4组丁酸含量与对照组相比显著降低(P0.05);月桂酸各试验组OMD、ME值及MCP产量与对照组相比显著降低(P<0.05)。5)辛酸、癸酸和月桂酸各试验组的粗蛋白质体外消化率(IVCPD)与对照组相比显著降低(P<0.05)。由此可见,在本试验条件下,不同种类及添加量的中链脂肪酸对瘤胃液体外发酵参数均有一定程度的改善,且与添加量有关。