摘要：水凝胶在生物医学、脑机接口、传感器、制动器等高科技领域具有广泛的应用前景。然而,水凝胶在面对不同应用环境时仍存在力学性能上的挑战,包括易发生拉伸断裂、塑性变形以及疲劳破坏等问题,这严重限制了其应用范围。为了增强水凝胶的力学性能以适应不同的工作条件,本研究对当前不同组分水凝胶所具备的力学性能以及多种力学强化水凝胶的典型应用进行了综述。首先,对水凝胶的成分构成进行了介绍,包括天然聚合物水凝胶和合成聚合物水凝胶等。进而,通过系统总结不同水凝胶的力学特性和强化方式,深入剖析了抗拉强度、黏接强度和疲劳阈值等力学性能的优化途径。最后,指明了具有优秀力学性能水凝胶相应的应用场景,并对未来的发展方向进行了展望。本综述提供了水凝胶力学性能提升的多元化视角和解决方案,为设计特定需求的新型水凝胶材料提供了科学指导。

摘要：背景:计算机辅助设计下,熔体静电纺丝直写技术可以精确构建具有特定形貌的3D组织工程支架,在组织工程领域已经引起越来越多的关注。目的:阐述熔体静电纺丝直写技术近年来在组织工程中的应用进展。方法:利用PubMed、中国知网数据库检索有关熔体静电纺丝直写技术应用于组织工程的文献,检索时间范围为2008年3月至2023年2月,以“melt electrowriting,melt electrospinning,electrospinning,tissue engineering,scaffold,regeneration”为英文检索词,“熔体直写,静电纺丝,组织工程”为中文检索词,通过阅读文题和摘要对文章进行初步筛选,最终纳入69篇文献进行综述。结果与结论:①相较于传统的静电纺丝技术,熔体静电纺丝直写技术可以实现纤维的逐层精确沉积,更好地模拟天然组织的复杂结构;相比于其他3D打印技术,熔体静电纺丝直写技术可以制备更小直径的纤维,形成高度有序的多孔结构;②通过与其他支架制备技术或材料相结合,如熔融沉积建模、溶液静电纺丝技术、水凝胶等,熔体静电纺丝直写技术在制备复杂组织工程支架方面表现出巨大的潜力,为实现复杂组织的再生提供了一定可能;③复杂组织再生往往同时涉及血管、神经和软硬组织,血管和神经再生对于实现组织的生理性重建具有重要意义,软硬组织因其不同的生物、力学性能,实现二者的协调再生具有一定的困难,熔体静电纺丝直写技术可制备多尺寸、高孔隙率、良好生物相容性的支架,在仿生支架构建领域具有一定的优势。

摘要：针对异构VLC/WiFi网络的多接入点布局的信道干扰问题,提出了改进遗传算法的干扰抑制子信道分配(IGA-ISSA)方案。该方案依据VLC信道质量状况,为用户决策接入网络。对接入VLC网络的用户,根据用户位置特征划分优先等级,采用冲突图为不同等级用户设计干扰抑制的子信道分配方案,并使用改进遗传算法优化VLC子信道的分配方案。对需要接入WiFi网络的用户,根据用户的差异化速率需求为用户分配子信道。仿真结果表明,所提方案能提高VLC/WiFi网络的吞吐量与用户满意度。

摘要：为实现下击暴流风场高精度数值模拟,基于冲击射流模型开展稳态下击暴流数值模拟,引入网格滑移技术实现下沉气流移动效应的模拟,研究下击暴流移动过程中的风场演变规律;提出以实测数据为目标的下击暴流模拟参数优化方法,将目标风速时程抽象为若干特征点,通过模拟特征点与目标值的误差建立目标函数;将代理模型引入下击暴流模拟参数优化的过程以提高计算效率,并通过数值模型计算设计样本点响应来训练代理模型;通过5组测试算例验证Kriging模型的代理精度和参数优化方法的可行性,采用所提出的优化方法以安德鲁斯空军基地(AAFB)所监测的下击暴流风场为目标进行模拟参数优化,并基于此参数进行数值模拟。研究结果表明:下沉气流喷口速度Uj、喷口移动速度UT和环境风速Ub的相对值是影响下击暴流平均风速时程时变特征的关键因素;在参数优化过程中引入代理模型替代数值模型参与优化迭代,极大地提高了参数优化的效率;基于最优参数进行数值模拟,显著提高了下击暴流数值模拟的精度。

摘要：为了在自然灾害之后通过应急车辆尽快地将应急物资送到受灾点,针对每个受灾点在发出需求信号后,不能尽快被应急车辆服务,从而导致受灾点的情形进一步恶化的情形,提出了带有线性惩罚的在线旅行商问题。通过设计最坏序列证明了该问题在一般网络上不存在确定性和随机性的在线算法。针对需求点仅在线段上的情形,分析了问题的下界、设计了推测后再移动策略,并证明了当单个需求点的最大惩罚值大于等于8时,该算法为最优算法。

摘要：定优胶具有比柔性聚合物更优越的抗剪切效果,是一种新型高分子聚合物减阻添加剂,目前对其研究仍相对缺乏.这里通过开展定优胶流变和管内狭缝喷射减阻实验,分析了流变特性与减阻行为之间的联系,并从其喷射扩散角度解释了其减阻规律变化的原因.实验结果表明,定优胶溶液为剪切变稀流体,会发生黏性到弹性转变,且转变点与温度无关,仅随浓度增加而前移;定优胶减阻率随水流速度(雷诺数)呈先增后降趋势,但随喷射速率单调递增;相较于喷射纯水,定优胶溶液在流场中扩散缓慢,且喷射速率越高,壁面附近集聚越明显.同时,定优胶溶液喷射减阻的变化与其扩散规律相吻合:当流速较小时,定优胶溶液扩散不充分,呈非均匀聚集态,未能充分发挥其湍流抑制效果,减阻较弱;随流速增加,水流的剪切拖拽作用增强了定优胶的扩散均匀程度,进而提升湍流抑制效果,减阻率上升;但当流速过大时,定优胶的快速扩散造成其浓度被大幅稀释,且近壁区过大剪切率可能已造成部分长链分子断裂,致使减阻效果下降.

摘要：通过增加伪码字的代价,基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)的惩罚译码方法可以改善低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码低信噪比区域的译码性能,同时具有低的译码复杂度.而减少ADMM惩罚译码的欧几里德投影次数、选择合适的消息调度策略和设计有效的罚函数是提高ADMM惩罚译码速度的三种重要方法.为了进一步提高ADMM惩罚译码速度,通过利用Wei等人提出的方法来减少欧几里德投影的次数,本文设计了基于I-l1-PF罚函数的水平分层调度与垂直分层调度策略的两种LDPC码ADMM惩罚译码方法.仿真实验表明,与现有ADMM惩罚译码方法相比较,所设计的译码方法不仅具有较好的译码性能,而且能够显著降低LDPC码译码的平均迭代次数和平均译码时间.

摘要：合理地选取215条典型近断层地震动记录,并根据我国桥梁抗震设计规范的场地标准进行分类后,统计了适用于我国桥梁抗震设计的近断层地震弹塑性加速度和位移反应谱,并拟合了阻尼比对近断层地震弹塑性反应谱的影响关系式,进而得到近断层地震的弹塑性需求谱.再将其与FEMA440的考虑土-结构相互作用(SSI效应)的方法、Chopra改进能力谱法相结合,完善了近断层地震下适用于我国梁式桥且能考虑SSI效应的能力谱法.最后,将本文方法应用于某梁式桥的抗震性能评估中,结果表明:对于近断层地震下考虑SSI效应的我国梁式桥,FEMA440的计算结果偏于保守,而本文方法的计算结果则较为合理,可以应用于我国梁式桥的抗震性能评估中.

摘要：以某大跨人行悬索桥为例,利用ANSYS建立了有限元模型,并进行了动力特性分析.再根据德国《人行桥设计指南》(EN03-08)的行人交通级别,按照不同工况的静态均布人群密度(μ)将人体模型布置在节段模型上,以设计人-桥系统的节段模型,并通过测力和测振的风洞试验获得了不同μ的静力三分力系数和气动导数,进而研究了μ对大跨人行悬索桥的静力三分力系数(阻力系数CD、升力系数CL和扭矩系数CM)和气动导数[H_(i)^(*)、A_(i)^(*)(i=1,2,3,4)]的影响.结果表明:1)随着行人数量的增加,CD和CM都逐渐增大,C_(L)则逐渐减小;2)人群密度对直接气动导数(H_(1)^(*)、A_(2)^(*)、A_(3)^(*)、H_(4)^(*))和间接气动导数(A_(1)^(*)、H_(2)^(*)、H_(3)^(*)、A_(4)^(*))的影响都十分显著;3)静态均布人群在改变了主梁的气动参数后,会显著影响大跨人行悬索桥的侧向和扭转的抖振响应.

摘要：目的准确预测激光熔覆Inconel625熔覆层尺寸。方法以送粉速率、扫描速度和激光功率为试验变量,以熔覆层的宽度和高度为评价指标,结合中心复合试验设计方法进行试验设计,开展单道激光熔覆试验,探究工艺参数对单道熔覆层尺寸的影响规律,并建立以工艺参数为输入、熔覆层尺寸为输出的BP神经网络模型,利用粒子群算法对BP神经网络模型进行优化,对比分析优化前后模型的预测效果。结果激光功率对熔覆层宽度的影响最显著,其次是扫描速度,最后是送粉速率;扫描速度对熔覆层高度的影响最显著,其次是激光功率,最后是送粉速率;粒子群算法优化BP神经网络预测模型对熔覆层尺寸的预测精度较高,熔覆层宽度和高度的测量值和预测值之间的平均相对误差分别为4.238%和2.910%。结论研究成果可以为激光熔覆Inconel 625熔覆层尺寸的调控和预测提供参考。