摘要：针对基于最优导流工况设计的双阶四栅栅极系统在多工况下的引出性能,采用浸入式有限元和粒子云算法(IFE-PIC)对其聚焦和引出过程进行了研究。研究结果表明,相较于相同聚焦电压下的传统栅极系统,基于最优导流工况设计的双阶四栅栅极系统由过聚焦进入正常聚焦的拐点右移,栅极系统的引出性能变差。因此建议双阶栅极离子推力器在设计时使用小口径放电腔体,以提高栅极上游等离子体密度,从而使得双阶四栅栅极系统处于正常聚焦状态,并注意重点设计双阶加速栅极参数,如增大其孔径,以规避或减少束流离子的直接冲击。

摘要：为提升混凝土框架节点的变形耗能及自复位能力,提出了一种改进的内置超弹性SMA筋—钢端板梁柱节点设计方式。基于OpenSees有限元分析平台,建立了内置超弹性SMA筋—钢端板混凝土梁柱节点的有限元数值模型,对比了低周往复荷载作用下节点滞回和骨架曲线的试验与数值模拟结果,验证了数值模型的有效性。并进一步分析了SMA筋直径和屈服强度对该新型节点滞回耗能、刚度退化和残余变形等力学性能的影响。结果表明,SMA筋的直径对新型节点的承载力和自复位耗能性能有较大影响,在适筋前提下,SMA筋直径越大,节点承载力及自复位性能越高;在一定范围内,SMA筋屈服强度的提高对节点刚度整体影响较小,对残余变形的影响较大。

摘要：针对传统自复位支撑在低强度地震作用下难以充分耗能的问题,基于桥式放大工作机理提出了一种具有位移放大功能的扭转摩擦自复位支撑(self-centering displacement amplified rotational friction brace,SC-DARFB)。介绍了其基本构造、工作原理,给出了其理论恢复力模型,通过数值模拟研究了不同初始放大角度下支撑的力学性能,并对附加SC-DARFB的双柱式桥墩结构进行地震响应分析。结果表明:理论恢复力模型能够有效描述SC-DARFB的滞回性能,与数值模拟结果吻合较好;随着初始放大角度的减小,SC-DARFB起滑荷载、最大荷载和耗能能力均有显著提高,且具有较强的自复位能力;合理的设计能够确保支撑的拉、压最大荷载比满足美国钢结构规范限值1-3,基于此原因建议SC-DARFB采用倒V型对称布置形式;将SC-DARFB应用于双柱式桥墩结构,能够有效减小双柱式桥墩结构的最大墩顶位移及震后桥墩残余位移角,通过减小SC-DARFB初始放大角度能够进一步提高双柱式桥墩的减震耗能能力。

摘要：为降低月壤采样器的功耗,并减小工作反力,提出一种双体振贯式采样方法,详细设计了两种不同磁力驱动方式的采样器,采用电磁仿真软件得到了采样器的驱动力,利用离散单元法数值模拟软件研究了颗粒单向运移特性,开展了采样器对模拟松散月壤和月壤硬岩的掘进采样试验,验证了采样器的驱动力大小。试验结果表明:采样器针对模拟松散月壤具有较高的掘进速率,对模拟月壤硬岩具有一定的破碎掘进能力。可为未来深空探测星壤采样装置设计提供参考。

摘要：微型软体机器人通常具有结构尺寸小、柔性可变形等特征,在生物传感以及靶向载药等方面具有广阔的应用前景。刺激响应型水凝胶材料对外界刺激具有膨胀收缩的能力,是一种优异的微型软体机器人本体材料。目前针对提升微型软体机器人变形能力的研究主要聚焦于材料性能的提升和加工工艺的优化上,而通过微型软体机器人关节结构优化来提升其变形性能的研究相对较少。鉴于此,笔者提出了一种基于双光子聚合加工的双层膜弧形关节的设计方法,有效提升了双层膜关节的形变能力。通过改变双光子聚合过程中的激光功率和扫描速度,可有效调节pH响应材料的溶胀响应特性,进而获得双层膜关节的变形或驱动能力。进一步,笔者制备了圆心角不同的双层膜弧形关节,结果表明:不同圆心角的双层膜弧形关节在pH响应下的形变能力具有明显差异,当圆心角为240°时形变率最大,形变率是传统直角形双层膜关节的6.73倍。基于双层膜设计和构建的弧形关节具有良好的稳定性和形变能力,为微型机器人的高效驱动提供了新的设计思路。

摘要：综述了国内外微小型自主水下机器人(AUV)的研究现状。首先,对微小型AUV的定义进行了梳理。其次,基于微小型AUV的平台结构特征,对微小型AUV的应用背景和特征进行了归纳和总结。最后,对微小型AUV的发展趋势进行了分析和探讨。为微小型AUV的设计提供了参考,对微小型AUV的应用发展具有借鉴意义。

摘要：针对现有的轨迹相似度匹配算法用于渔船AIS(Automatic Identification System)与ARPA(Automatic Radar Plotting Aid)轨迹匹配时存在复杂度高、效率低等问题,本文提出基于时空约束和三角形迭代划分的渔船AIS与ARPA轨迹匹配算法TSC-TIP(Temporal and Spatial Constraint-Triangle Iterative Partitioning)。首先采用时空约束法筛选出ARPA目标时空约束范围内的AIS数据;其次采用三角形相似算法选择与AIS数据具有相似特征点的APRA轨迹数据;最后设计了子轨迹迭代划分法将每条轨迹划分为两条子轨迹并采用三角形相似法对子轨迹进行迭代筛选。为验证算法的性能,用渔船的真实AIS轨迹数据和ARPA轨迹数据进行了试验,结果表明:与基于经典距离的相似性度量方法相比,提出的TSC-TIP算法在不影响匹配准确率的前提下,匹配时间减少了95%。研究表明:TSC-TIP算法能有效匹配渔船AIS与ARPA轨迹数据,为面向AIS与ARPA的渔船轨迹数据融合研究提供了新思路。

摘要：在结冰海域,海冰往往是海洋工程结构的控制环境荷载,加装锥体能够有效降低冰力,避免海冰挤压破碎引起的结构自激振动现象。风电基础结构的抗冰锥体尺度较大,海冰与其相互作用的破坏形式及动力模型仍存在一定的不确定性。本文首先探讨了海上风电基础与导管架平台结构特性的差异;基于对冬季冰期内某风电基础结构的现场监测,明确海冰与锥体相互作用的破坏规律;依据实测的冰厚、冰速以及海冰破碎尺度等数据,分析海冰断裂长度与海冰厚度的统计关系,得到适用于风电基础结构锥体冰力周期模型;最后,采用修正的确定性冰力函数进行实测冰况下的结构冰振响应计算,并与实测的冰振响应数据比较。结果表明,海上风机属于一种柔性结构,海冰与风电基础锥体结构的相互作用主要产生弯曲破坏,修正的冰力周期计算模型适用于风电基础宽大锥体结构。

摘要：目的建立小鼠肝炎病毒(mouse hepatitis virus,MHV)的逆转录-重组酶聚合酶扩增(reverse-trancription recombinase ploymerase amplification,RT-RPA)检测方法。方法以GenBank中登录的MHV-FJ株(FJ6647223)M基因保守区段(82~317 bp)为靶基因,设计合成6对RPA扩增引物(M-MHV-1~6),筛选1对最适引物,同时优化反应温度(31、33、35、37、39、41℃)和时间(20、25、30、35 min),并验证该方法的特异性和敏感性。采用优化方法检测32份野生田鼠肝脏组织样本,并与RT-PCR法检测结果进行对比。结果筛选最适引物为M-MHV-2,最适反应温度和时间分别为37℃和30 min。该方法的检测下限为4.75×10;copies/μL,对鼠肺炎病毒(Pneumonia virus of mice,PVM)、仙台病毒(Sendai virus,SV)、汉坦病毒(Hantaan virus,HV)、鼠细小病毒(minute virus of mice,MVM)、呼肠弧病毒Ⅲ型(reovirus typeⅢ,ReoⅢ)无交叉反应。32份野生田鼠肝脏组织样本中,检测出阳性样本1份,检出率为3.13%(1/32),与RT-PCR检测结果一致。结论建立了MHV的RT-RPA检测方法,该方法的特异性及灵敏性良好,且具有反应迅速、操作简单等优点。本研究为MHV快速检测方法的进一步研发奠定了基础。

摘要：相比单跨日光温室,两连跨日光温室具有单位面积建造成本低,土地利用率高等优势,为深入了解两连跨日光温室热环境性能,该研究基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)构建了相同结构参数和构造材料的单跨和两连跨日光温室热环境模型。通过试验测试两连跨日光温室内的环境温度和各围护结构表面热流,并与CFD模拟的温度场进行对比,结果表明模拟数据与实测数据吻合度较高。在此基础上,基于该CFD模型分别对两连跨和单跨日光温室热环境进行模拟,并提取各围护结构表面热流和温度、土壤温度和空气温度进行对比分析。结果表明,在相同外界气候条件下,两连跨日光温室比单跨日光温室夜间气温高1.7~3.8℃,土壤温度高2.9~3.0℃,墙体内表面温度高2.9~7.9℃;两连跨日光温室的土壤和墙体在夜间,持续向南侧棚室放热,热流稳定,热流密度分别为7.11~8.59、12.65~15.19 W/m^(2),分别比单跨日光温室土壤、墙体表面热流密度高0.76~2.42、9.71~14.36 W/m^(2)。相比单跨日光温室,两连跨日光温室地表土壤温度和室内气温波动较小,热环境调节能力明显提升。该研究结果为两连跨日光温室的结构优化、耕种管理等提供参考。