摘要：真实的细观形貌是进行固体推进剂细观力学性能预示的基础。通过CT扫描图片处理获得了固体推进剂真实的细观几何形貌及各组分参数,并生成了固体推进剂颗粒填充模型;采用多边形网格剖分方案,减少使用常规单元时各组分颗粒尺度差异带来的低质量网格影响;通过对单元和节点的后处理,设计了应对真实细观形貌的周期边界条件处理方案;引入虚单元法(VEM)开展固体推进剂细观力学性能预示,设计含夹杂算例,验证了VEM以及周期边界条件处理方案的可行性和准确性;利用内聚力单元模拟基体与颗粒间的“脱湿”效应,对真实细观模型以及颗粒填充模型开展了等效松弛模量测试。仿真结果表明,真实细观模型中不规则的颗粒几何形状会抑制“脱湿”现象的发生,其表现出的等效松弛模量较颗粒填充模型大。此外,两类模型预示的松弛模量最大相对误差为13.1%,这表明在固体推进剂配方设计中颗粒填充模型可以替代真实的几何模型进行固体推进剂等效力学性能的预示。结合VEM在应对固体推进剂各组分几何尺度差异以及周期性边界条件设计方面的优势,可进一步利用VEM开展三维固体推进剂力学性能的预示。

摘要：为了解决机器鱼在扰动下跟踪效率低的问题,本工作提出了一种抗扰动和自适应的误差约束控制方案。首先,通过设计虚拟控制输入,并利用积分环节更新了自适应视线制导律,消除了侧滑导致的运动位置偏离,增强了机器人的抗干扰能力。其次,通过构造机器鱼的偏航和浪涌自适应控制器,使神经网络函数拟合模型的不确定项和水流扰动,并用逼近值补偿系统的控制输入。这提升了机体的环境适应性。最后,利用障碍Lyapunov理论,机器鱼跟踪位置和角度的一致最终有界性被证明。通过模拟和实验,与经典制导方案相比,所提方案提高了机器鱼的跟踪效率和稳态性能,使机器鱼的位置误差收敛速率平均提升了14.57%。

摘要：铁电和多铁材料作为未来高性能信息媒介引起广泛关注.其中铁电畴的形态及演化特征可显著影响材料电导、光伏、磁电耦合等诸多物理性能以及器件功能,尤其是新奇拓扑畴带来诸多新颖物性,使得通过畴调控方法设计材料及器件性能成为可能.深入理解铁电畴及其微观物性调控规律有望为后摩尔时代信息技术带来新的器件设计方案.本文主要介绍通过多功能扫描探针显微镜研究铁电和多铁材料的微观畴结构和相关物理性能,及其调控规律和机制,并在此基础上构筑新原理信息器件.

摘要：应变能释放率是粘弹性裂纹扩展判断的重要依据。为了解决低质量网格条件下的高精度粘弹性应变能释放率的数值计算问题,提出了裂纹尖端虚拟网格方法。在原始网格位移场基础上通过插值手段获得虚拟网格位移场、应力及应变场分布;基于虚拟网格信息并结合虚拟裂纹闭合方法,开展应变能释放率的数值计算。虚拟网格方法在应对裂纹扩展过程中任意复杂网格形式的同时,不再需要对原始裂纹尖端进行精细网格划分。两种典型断裂模式下的算例仿真结果表明,全积分形式的虚拟网格方法可以实现低泊松比条件下应变能释放率的高精度数值计算,相对误差均在5%以内。为了应对高泊松比下的断裂问题,设计了虚拟网格方法的缩减积分方案;缩减积分方案下的应变能释放率相对误差在1%左右,计算精度较全积分方案大幅提高。

摘要：四溴双酚A(TBBPA)是一种重要的塑料添加剂和阻燃剂,广泛用于树脂、塑料、胶黏剂以及涂料中.它不仅是持久性的机污染物,还是一种内分泌干扰物,具有免疫毒性、神经毒性和细胞毒性.NO_(x),特别是NO,是主要的大气污染物之一,是形成PM2.5的重要前体,也容易引起酸雨,引发光化学烟雾、臭氧损耗、温室效应等,严重危害生态环境和人类健康.光催化技术以太阳能为驱动力,被认为是高效去除各种环境污染物的有效策略之一.但目前报道的光催化剂,大多仅适用于特定条件下单一污染物的高活性去除,严重限制了其发展,难以满足日益复杂的多功能环境净化需求.因此,设计廉价、高效、稳定的广谱光催化剂对拓展光催化的应用具有重要意义.廉价的铋基半导体光催化剂具有良好的可见光吸收能力,被认为是有前景的高效可见光催化剂之一.其中,Bi_(2)O_(3)作为组成最简单的铋基光催化剂,因其无毒、可见光催化活性好、稳定性好而备受关注.同时,其价带是由O 2p以及Bi 6s轨道杂化而成,有利于光生载流子在体相中的迁移,增强导电性.但Bi_(2)O_(3)在实际应用中仍面临着氧化还原活性不足和光生载流子分离效率低等问题,限制了其应用.因此,对Bi_(2)O_(3)进行修饰和调控,以增强其光催化活性,拓展其应用范围,成为推动Bi_(2)O_(3)光催化剂实用化的关键和挑战.本文通过简单的静电纺丝/煅烧/原位NaBH_(4)还原方法,制备了一系列多阴离子[PW_(12)O_(40)]^(3–)(PW_(12))掺杂的Bi_(2)O_(3–x)/Bi光催化剂PW_(12)@Bi_(2)O_(3–x)/Bi-n(PBOB-n,其中n为NaBH_(4)的用量,n=6,12,18,24和48 mg).在该复合光催化剂中,PW_(12)的掺杂可以有效地调节Bi_(2)O_(3–x)的电子结构,并改善其氧化还原性能.同时,PW_(12)作为电子浅阱,还可以促进光生载流子的分离.此外,金属Bi纳米粒子与PW_(12)@Bi_(2)O_(3–x)之间良好的肖特基结进一步加速了光生载流子的分离.这些因素的协同作用使PBOB-n表现出良好的光催化活性,其中,PBOB-18光催化活性最好,在可见光照射下催化TBBPA降解率达93.7%,较Bi_(2)O_(3)活性高4.4倍.此外,PBOB-18表现出较高的光催化去除NO活性,在30 min内去除率达到83.3%,是目前活性较高的Bi基光催化剂之一.本文还结合实验结果提出了PBOB-18高效光催化去除TBBPA和NO的可能机理.综上,本文为低成本、高效、稳定和多功能光催化剂的设计提供了一定参考。

摘要：根据某商用车驾驶室的形状特征,设计了4款驾驶室导流罩方案,安装在商用车上进行整车空气动力特性的数值模拟,以得到减阻效果最好的导流罩方案,并总结其气动特性规律。在此基础上,重新设计了一款更加合理的导流罩,安装在整车上进行数值模拟,对其减阻性能进行分析。结果表明:初始设计的4款导流罩的减阻效果不一,有的反而增加了阻力,而根据导流罩流场特性重新设计的导流罩,引导车头气流平顺通过车身表面,减阻效果显著提高。

摘要：FGH96高温合金的再结晶主要包括孕育期、形核期和晶核长大期。再结晶形核与长大对温度非常敏感:当变形量较小时,在1050℃充分形核,在1080℃再结晶晶核等轴化过程稳定,能够得到均匀细小的等轴晶,而当温度高于1110℃时,再结晶等轴晶粒显著长大;随着变形量的增大,获得细晶粒的温度由1110℃降低到1080℃左右。促进形核、抑制晶粒长大均有利于晶粒细化。另外,再结晶优先在原始颗粒边界发生,当变形不充分时,内部残留未再结晶区,得到不完全再结晶组织,即"项链"组织。同时,这种组织也是粉末冶金材料晶粒细化过程中必然存在的中间态特征组织,随着变形方向的增加、累积变形量的增大,原始颗粒中心区域能够发生再结晶,"项链"组织也逐渐转化成等轴细晶组织。

摘要：磷化铟（InP）属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料,在毫米波的应用中展示出了高性能,在非线性太赫兹器件应用上具有很大的潜力。以前关于InP的研究主要集中于太赫兹频率在0.1~4THz的频率范围内,在4~10THz频率范围内InP的太赫兹光学数据还是空白。该研究利用空气等离子体相干探测太赫兹波的时域光谱系统研究了无掺杂的InP晶片在超宽THz频率范围（0.5~18THz）内的光学特性,实验中用电离的空气作为太赫兹的发射器和探测器,利用可以调制的局部偏压诱导二次谐波产生,使在气体中太赫兹波的相干探测成为可能,明显提高了系统的动态范围和灵敏度。产生的太赫兹频谱宽度主要被激光脉冲持续时间所限制,太赫兹脉冲通过InP晶片后相对于参考脉冲会延迟,同时振幅会降低。另外,太赫兹信号的频谱振幅在6.7~12.1THz范围内下降到本底噪声。同时还可以看出InP晶片在6.7~12.1THz频率范围内不透光,在0.8~6.7THz以及12.1~18THz频率范围内InP的吸收系数相对较低,特别是在15~17.5THz范围内吸收系数很低并且保持相对稳定,与此同时它的折射率单调增加。这些发现将有助于基于InP晶片的非线性太赫兹器件设计。

摘要：针对传统下肢康复训练中病人参与度低、无法产生主动运动意图等问题,设计实现了基于虚拟现实的下肢康复训练系统。基于大脑镜像神经元和神经可塑性理论,利用Matlab和Labview等软件实现数据实时通信与反馈处理,结合虚拟现实场景建模和动画脚本编辑的方法,通过3D视觉和听觉等效果作用于患者神经中枢,形成信息传递的封闭回路,以实现对受损神经中枢的主被动协同刺激,激发大脑运动区镜像神经元,强化自主运动意图。研究结果表明,该系统能辅助患者完成主被动模式下的康复训练,并在训练中为患者提供深度虚拟环境的视觉交互,大大增强了康复训练中对受损神经中枢的刺激,提高了患者的训练效率和积极主动性。该技术在神经中枢损伤的康复领域有一定的应用前景。

摘要：目的 探讨是否经微波消融导致肿瘤细胞死亡引起免疫原性肿瘤抗原释放,从而诱导肿瘤特异性免疫反应。方法 3种分别来源于小鼠、大鼠和人类骨肉瘤细胞系作为微波消融模型。在体外消融和原位消融过程中,通过对不同灭活时间及不同实验组设计,检测具有免疫原性分子的表达水平变化。结果 将经体外消融的肿瘤细胞或上清液作为肿瘤疫苗,再植入荷瘤动物模型后,肿瘤细胞生长得到了显著抑制。该效应的产生与疫苗诱导的特异性CD8（＋） T细胞密切相关。效应细胞作用的发挥是通过释放IFN-γ和TNF-α细胞因子来实现,该过程又启动了Fas/FasL介导的细胞凋亡机制。结论 本研究表明经微波消融处理的骨肉瘤细胞可用于诱导特定的抗肿瘤免疫效应。微波原位消融技术联合免疫治疗可望为那些因对化疗不敏感患者提供更多治疗选择。