摘要：数字高程模型(digital elevation model,DEM)是地学分析应用的基础数据。目前对国际上多套开放DEM产品的精度分析与比较依然有所欠缺。以机载激光雷达数据生成的高精度DEM和数字表面模型(digital surface model,DSM)为参考,以平均误差(mean error,ME)、均方根误差(root mean square error,RMSE)、90%线概率误差(linear error at 90%probability,LE90)为统计指标,评价5种开放DEM产品(ASTER、AW3D30、MERIT、SRTM和TanDEM-X 90 m)分别表达DEM和DSM时的高程精度。实验结果表明,5种产品的高程精度存在明显差异,在山地森林区域的实际精度都低于各自目标设计精度。作为DEM使用时,5种产品都对地面高程存在显著高估,其中MERIT产品(ME为2.82 m,LE90为12.19 m)和SRTM产品(ME为4.74 m,LE90为11.75 m)的精度更高,TanDEM-X产品高估最严重且精度最差(ME为10.39 m,LE90为22.83 m)。当作为DSM使用时,5种产品都对地表物体高程存在显著低估,其中TanDEM-X产品(ME为-3.69 m,LE90为16.99 m)和AW3D30产品(ME为-5.34 m,LE90为16.81 m)精度更高。误差的空间分布受地物覆盖类型影响,在森林覆盖区域比居民地区域的误差更严重。相对坡度而言,地表物体的高度对5种DEM产品的高程误差有更强影响,各产品的高程误差随着地表物体高度的增加而显著增强。

摘要：混凝土介质中多点同时或彼此微差爆炸可产生复杂的地冲击波叠加聚集效应,从而使特定作用区域内的地冲击波压力显著增强,大大提升爆炸的毁伤威力。为获取多点爆源不同排布方式下爆炸聚集效应及地冲击传播衰减规律,进行了混凝土中单点和七点聚集爆炸的现场和数值模拟试验,基于正交设计方法和灰色系统理论对多点起爆参数进行了优化设计,建立了比例装药间距、比例有源装药高度和比例起爆微差等因素与不同爆心距下峰值压力间的灰色关联度系数及灰色关联度,确定了起爆参数的优选组合,并开展了数值模拟试验检验。分析结果表明:影响地冲击聚集效应的主要因素为比例装药间距,其次为比例起爆微差,最次为比例有源装药高度。在本模拟试验情况下,采用优化的起爆参数时,即在比例装药间距为0.549 m/kg^(1/3)、比例起爆微差为0.239 m/kg^(1/3)和比例有源装药高度为0 m/kg^(1/3)时,地冲击波聚集效应达到最佳,最大可达单点同等装药量产生的地冲击压力的4.7倍。

摘要：生物酶元件作为合成生物学系统的芯片对生物制造产业有着至关重要的作用。发展多样性新功能酶元件可为合成生物学系统提供丰富的工具盒并助力其发展。本研究报道了一种基于非天然辅因子的新型人工酶构建方法,通过非天然氨基酸结合点击化学策略将4-二甲氨基吡啶(4-dimethylaminopyridine,DMAP)辅因子通过共价键引入至优选蛋白骨架中,成功构建了一种以叔胺辅因子为催化中心的新型人工酶。该人工酶成功实现了一例环状烯酮与对硝基苯甲醛之间发生的非天然不对称Morita-Baylis-Hillman(MBH)反应,转化率高达90%、对映选择性(e.e.)为38%。本研究不仅为新型人工酶的设计提供了一种有效策略,而且为发展酶催化非天然MBH反应建立了理论基础。

摘要：目的通过拓扑优化和尺寸优化方法对周转铝箱进行轻量化设计,以解决结构强度设计过剩及多工况性能不均衡的问题。方法利用Hyperworks软件对周转铝箱的堆垛工况、运输冲击工况、吊装工况进行有限元分析,对各工况分析结果进行评价。建立基于折衷规划法的多工况拓扑优化数学模型,通过Optistruct软件进行优化求解,获得最优载荷传递路径,并根据拓扑优化结果进行二次设计及有限元分析。最后将新结构的管材壁厚分为7个独立设计变量,通过尺寸优化方法进一步优化管材壁厚。结果有限元分析结果表明基于经验设计的箱体结构安全余量较大,且各工况下的力学性能不够均衡。通过折衷规划拓扑优化设计了新的箱体结构,在同等壁厚下,箱体质量降低10.15%,且提高了横向刚度,使各工况的力学性能更加均衡。结论根据折衷规划模型的拓扑优化方案,使周转铝箱在各工况下的性能得到协同优化,且轻量化设计后的箱体满足多种典型工况的使用要求,说明综合运用折衷规划拓扑优化和尺寸优化的方案是可行的,为金属包装箱的轻量化设计提供了理论依据。

摘要：针对钻爆法和机械法在岩石破碎工程中的弊端,基于泡沫的高黏性和可压缩性,提出了高压泡沫涨裂破岩技术。首先设计高压泡沫涨裂破岩装置,理论分析高压泡沫瞬间释放冲击岩石涨裂孔过程,搭建高压泡沫涨裂力测试装置并开展涨裂力影响试验,建立高压泡沫涨裂破岩试验系统,探讨不同空气体积分数时的泡沫涨裂特性,揭示高压泡沫涨裂破岩机理。研究表明:高压泡沫释放时,能够在涨裂孔内产生比泡沫初始压力更高的涨裂力,但涨裂力随泡沫空气体积分数增加而先增大后减小,高压泡沫涨裂破岩经历了裂纹初生、裂纹扩展、涨裂抛掷、涨裂结束4个阶段,破岩重量随泡沫空气体积分数的增加而先增大后减小,当空气体积分数为60%时,由高压泡沫冲击涨裂孔产生的压应力波在岩石上表面反射形成的拉应力造成岩石破坏形式为涨裂坑,空气体积分数为70%~90%时,泡沫涨裂形式为大块岩石分离,这主要是由孔底直角处应力集中效应造成。

摘要：针对可重构智能超表面(RIS)辅助多用户系统中基站和RIS联合波束成形设计问题,该文提出通用低复杂度联合波束成形设计方案。首先,分析RIS辅助多用户系统以最大化和数据速率为目标的联合波束成形非凸优化问题。其次,利用波束导向矢量近似正交性设计RIS反射矩阵,进一步利用迫零方法设计基站发射波束成形,并对多用户进行功率分配优化。最后,讨论该方案适用性并对比该方案的计算复杂度相比现有方案降低了一个数量级。仿真结果表明,所提通用低复杂度波束成形设计可以获得较高和数据速率,并且采用最优功率分配可以进一步提高和数据速率。此外,仿真结果和理论分析都表明系统和数据速率随RIS位置的变化而变化,该结论为RIS位置的选择提供参考依据。

摘要：通过流变特性和3D打印特性评估,筛选叶黄素负载层和空载层乳液凝胶的制备参数,运用双喷头3D打印技术将叶黄素负载层与空载层间隔交错打印,构建不同间隔多层结构的3D打印凝胶体系,探究间隔多层结构的间隔层数和空载层定位对叶黄素的释放特性和生物可及性的影响。结果表明,通过提升油相体积分数、分离乳清蛋白(Whey Protein Isolate,WPI)浓度以及叶黄素载量,可以有效地提高叶黄素乳液凝胶的表观黏度、储能模量和损耗模量,同时降低蠕变恢复应变,增强叶黄素乳液凝胶的黏弹性和抵抗形变的能力,从而显著提升了叶黄素乳液凝胶的打印精确度和稳定性;当油相体积分数为15%、WPI浓度为10%和叶黄素载量为1.5%时,叶黄素乳液凝胶的3D打印效果最佳,打印精确性和稳定性分别为96.94%和97.60%。经体外模拟消化发现,间隔多层结构设计可有效改变叶黄素的释放行为,显著降低了叶黄素在胃消化阶段的释放率,从21.61%最低降至7.26%,使叶黄素在肠消化阶段表现出一定的时滞性,并显著提高叶黄素的生物可及性,最高达到了47.97%。本研究将为解决叶黄素生物可及性低的问题和运载工具的设计提供新的思路和理论依据。

摘要：In recent years,chiral inorganic nanomaterials have become promising candidates for applications in sensing,catalysis,biomedicine,and *** nanomaterials with an intrinsic chiral structure exhibit intriguing geometry‑dependent optical chirality,which benefits the combination of plasmonic characteristics with *** advances in the biomolecule‑directed geometric control of intrinsically chiral plasmonic nanomaterials have further provided great opportunities for their widespread applications in many emerging technological *** this review,we present the recent progress in biosensing using chiral inorganic nanomaterials,with a particular focus on electrochemical and enzyme‑mimicking catalytic *** paper commences with a review of the basic tenets underlying chiral nanocatalysts,incorporating the chiral ligand‑induced mechanism and the architectures of intrinsically chiral ***,it methodically expounds upon the applications of chiral nanocatalysts in the realms of electrochemical biosensing and enzyme‑mimicking catalytic biosensing ***,it proffers a prospective view of the hurdles and prospects that accompany the deployment of chiral nanoprobes for nascent biosensing *** rational design of the chiral nanoprobes,it is envisioned that biosensing with increasing sensitivity and resolution toward the single‑molecule level can be achieved,which will substantially promote sensing applications in many emerging interdisciplinary areas.

摘要：神经辐射场(NeRF)是一种基于神经网络的三维重建技术,它将场景定义为位置和观察视角的五维辐射场函数,并通过隐式的神经网络来表示.该技术仅需要单个场景在不同视角下的二维图像,结合体渲染方程,可以通过深度学习的方式训练得到该场景的神经辐射场模型,利用该模型可以合成出高质量的新视角图像.文中对NeRF的现有工作进行调查和分类,从相参位姿估计、视图集合标准、渲染过程优化等方面介绍各种方法的基本原理及优势,重点阐明不同方法之间的相似性和差异,帮助理解它们之间的关系;还讨论了各种受益于NeRF合成机理的应用场景;最后通过对现有方法优势和局限性的分析,对未来研究的趋势进行展望.

摘要：连续纤维增强树脂基复合材料因其密度低、力学性能优异被广泛应用于航空航天、汽车和船舶等工业领域,传统制造工艺因模具限制成本高昂且无法成型复杂零部件。增材制造设计自由度高、快速灵活等优点被认为是连续纤维增强复合材料未来生产的重要方向之一。目前连续纤维增强复合材料的增材制造技术发展仍处于起步阶段,本文系统综述了连续纤维增强树脂基复合材料的研究现状,概述了打印的装备、工艺、材料的研究进展,为连续纤维增强树脂基复合材料的打印平台搭建以及工程化应用提供了方向,重点分析了打印温度、打印速度和打印层厚等工艺参数对打印质量的影响,为连续纤维增强复合材料的智能增材制造提供参考,同时讨论了连续纤维的二维和三维的结构设计在轻量化制造方面的发展,如纤维路径铺设和结构拓扑优化,并对连续纤维增强复合材料增材制造的设备、材料、打印工艺和结构设计的研究发展趋势进行了总结和展望。