摘要：本科生毕业设计是工科类本科生培养过程中的重要实践性教学环节。该文阐述本科毕业设计管理模式研究的重要性,调研中外部分优秀高校工科类本科毕业设计在选题、时间安排、过程管理和知识方法指导方面的管理模式与方法,并运用实证调研的方法研究国内工业工程专业案例。发现目前仍存在选题实践性不够、时间安排不够灵活、欠缺指导等问题。最后提出增进产学研合作、加强规范化管理、增加知识能力培养等建议。

摘要：为改善机场远程停车旅客接驳服务水平,本文提出利用模块化车辆技术构建无人驾驶远程接驳系统,以乘客和运营方总经济成本最小为目标,同时考虑系统的安全性、人数守恒和运营质量等约束,构建不等发车时距的调度模型,并使用商业求解器Gurobi求解。为提升模型求解速度,同时设计了遗传算法,并对2种方式的求解速度以及精度进行比较分析。结果表明:Gurobi求解器所求的发车方案为最优,遗传算法求得近似解,二者仅相差3.4%,但遗传算法所需的计算时间是Gurobi的1%;而从解的质量来看,有微小差别的总成本基本也能满足实际运营需要。此外,通过与穿梭巴士发车方案相比,发现基于模块化车辆技术的发车接驳方案总成本降低64.50%,乘客平均等待时间降低76.35%,证明该方案比传统方案具有更好的经济性,并能大幅提高系统的服务水平。

摘要：合成生物学经过多年的发展,形成了典型的细胞工厂创制“设计-构建-测试-学习”(design-build-testlearn,DBTL)循环,成为支撑面向加速生物制造发展的智慧生物育种的重要方法。其中,测试环节是对前期所设计与构建的生物体系进行表型测试,以提供大量数据用于后续的学习和迭代升级。测试阶段的通量主要依赖于细胞自身或其培养测试所使用的生物反应器及其装备,是整个DBTL流程的限速步骤。本文系统综述了合成生物学表型测试所开发的面向不同通量的生物反应器及装备,从单细胞检测和筛选及不同尺度生物反应器包括皮纳升级生物反应器、微升级生物反应器、毫升级生物反应器和升级生物反应器等,系统地介绍了各自的特点和应用场景。同时,指出了现有生物反应器及其装备的应用潜力、面临的挑战与发展趋势,为合成生物学表型测试技术研究提供重要参考。

摘要：碳纳米管作为一维纳米材料,具有优异的电学、热学、力学等性能,被广泛地用作复合材料的增强剂。根据碳纳米管杂化结构类型,综述了碳纳米管/颗粒材料、碳纳米管/纤维材料、碳纳米管/片层材料、碳纳米管/轻质泡沫材料等结构在电学性能和力学性能方面的研究进展,阐述了各种杂化结构的电学性能和力学性能增强机理,分析了各种杂化结构的优势,为碳纳米管杂化材料的构建和设计提供了依据。

摘要：近年来,纳滤(Nanofiltration,NF)分离技术广泛应用在物料分离、水处理等领域.对NF分离机理的认识是能够准确预测NF分离性能的理论基础.本文从历史发展的角度回顾了用于解读和预测NF分离性能的非平衡热力学模型、结构模型及其他模型.结构模型包括细孔模型、固定电荷模型、空间电荷模型、静电位阻模型、道南位阻模型与道南位阻-介电排斥模型等.总结了各模型的特点、发展及其在NF分离机理解读和性能预测方面的应用.随着分析仪器和计算机技术的进步,未来NF分离机理和理论的研究应着重于将结构模型和人工智能模型相结合,针对各种复杂的NF分离体系开展膜分离性能预测和膜材料的设计优化,以期能进一步推动NF膜的精准构筑,从而拓展其应用场景.

摘要：近年来通过界面聚合(IP)法制备的聚酰胺(PA)薄层复合(TFC)膜广泛应用于纳滤、反渗透等水处理领域.采用IP法制备的PA分离层的形成机理及其动力学研究对TFC膜材料的设计和调控具有关键作用.本文从历史发展和聚合方法两个维度综述了PA分离层形成过程的模拟研究,具体涉及全原子分子动力学(MD)、粗粒化分子动力学(CGMD)和耗散粒子动力学(DPD)等3种方法.其中,全原子MD模拟采用链交联、单体交联及分级交联等3类方法,以距离准则为成键依据,构建了PA的聚合过程;CGMD方法减少了体系的自由度,得到的构型更加合理;DPD引入了反应概率,得以在更大的时空尺度中研究IP扩散与反应的竞争关系.重点关注IP反应的构建,总结了各模拟方法的特点、发展及其在IP法形成PA分离层中机理解读和性能预测方面的应用.

摘要：【目的】设计同时具有高质量活性和高体积活性的锂离子电容器(lithium-ion capacitor,LIC)复合正极材料。【方法】借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、康塔全自动比表面和孔径分析仪、四探针测试仪,通过实验分析了颗粒之间的微观形貌、堆叠方式、接触模式和界面特性对复合电极的电导率、电学性质的影响规律。【结果】将介孔活性炭(mesoporous activated carbon,MC)与单分散石墨烯/单壁碳纳米管杂化物(graphene/single-walled carbon nanotube hybrid,GNH)混合,紧密压缩制成锂离子电容器正极材料。GNH均匀地包裹在MC颗粒表面,与MC面对面接触,增大接触面积;而且GNH在MC颗粒之间形成均匀的三维导电网络,提供了快速的电子传导。另外,GNH具有开放结构,会优先吸附电解液离子,与MC界面间存在浓度梯度;同时,GNH具有较高的导电性,与导电性较差的MC界面间存在接触电势差效应。两者共同促使GNH和MC界面之间形成快速的离子和电子双传输路径,促进离子在MC内部的扩散,从而避免了高电流密度下因离子扩散缓慢而造成的容量损失。【结论】添加5%GNH提高了倍率性能,并且在不牺牲堆积密度的前提下同时提高质量和体积能量密度。

摘要：为研究成型格网箍筋混凝土柱和成型格网箍筋多重配筋混凝土柱的受力及抗震性能,分别对采用传统绑扎箍筋和成型格网箍筋的6个混凝土柱和10个成型格网箍筋多重配筋混凝土柱进行了轴压试验和低周往复加载试验研究,对比分析采用成型格网箍筋和传统绑扎箍筋的混凝土柱的受力性能,研究在核心格网区域设置不同配筋率纵筋和纵筋布置方式等对成型格网箍筋多重配筋混凝土柱的受力性能影响。研究结果表明:采用成型格网箍筋代替传统绑扎箍筋,钢筋混凝土柱的受力机理基本一致,成型格网箍筋能达到屈服应变,箍筋性能得到充分发挥,成型格网箍筋混凝土柱的轴压承载力和抗震性能更优;成型格网箍筋可为核心格网区域布置的纵筋提供有效支撑,纵筋的受压强度得到充分利用,延性可达到规范要求。在试验研究基础上,提出了成型格网箍筋多重配筋混凝土柱轴压比计算公式和轴压比限值建议。从公式计算结果与试验结果对比可知,成型格网箍筋多重配筋柱的实测轴压承载力高于公式计算结果,柱轴压比计算时,可计入核心格网区域配置的纵筋轴压承载力贡献。

摘要：目的探究工程机械驾驶员在平原和高原地区进行显示交互操作的认知负荷,并基于认知负荷对工程机械显示交互装置的不同功能模块进行评价,提出改进建议。方法设计并实施作业地区(高原和平原)×任务类型(4种功能模块)双因子混合实验,15名平原驾驶员和12名高原驾驶员分别在平原和高原工地进行了实车实验,采用眼动仪测量指标为注视点持续时间、瞳孔直径、瞳孔直径变化率及操作完成时间。结果方差分析的结果表明,作业地区和任务类型均会对眼动指标和操作时间产生显著性影响。高原的总操作时间为235.77±81.14 s,平原为170.62±28.72 s,平原与高原的瞳孔直径差值为-0.198(P<0.05),瞳孔直径变化率差值为-0.010(P<0.05)。结论高原环境会增加工程机械驾驶员进行显示交互操作的认知负荷。装载机显示屏的电机和电池模块的认知负荷较高,且在高原环境中这一影响更为显著,对此提出了通过简化、抽象化设计等方式进行改进的建议。

摘要：天然产物是大自然赐予人类的资源宝库,与人类的生活质量和健康息息相关。利用传统方式获取天然产物存在含量低、提取工艺复杂耗时以及资源不可持续等问题,而化学合成步骤繁琐、成本高,这些都严重制约了天然产物的广泛应用。合成生物学赋能的微生物细胞工厂通过变革天然产物的传统获取方式,实现高效、绿色及可持续的生物制造。分析天然产物传统获取方式面临的挑战,总结不同类型微生物细胞工厂的特点及天然产物合成案例。基于天然产物代谢通路的复杂性、底盘细胞的稳定性可能导致产物的结构和性质难以预测以及纯度和收率低等问题,从催化元件的局限、途径组装调控及底盘网络重塑的角度分析设计微生物细胞工厂的应对策略,并针对微生物制造产品的发展与应用提出政策建议。