20keV钛离子注入植物种子深度浓度分布的模拟计算

通过创建植物种子靶材料模型和修正的LSS（纵向静态稳定性）理论，使用Monte Carlo方法，提出了一种离子注入植物种子近似计算方法，使用该方法计算了20keV钛离子分别注入花生种子和彩棉种子的深度浓度分布。同时将该计算结果，TRIM程序计算结果，高斯拟合结果分别与实验测量结果进行了比较，本工作获得的计算结果更加接近实验值，并分析讨论了计算和实验结果差异的一些原因。     

低能N+注入植物种子射程分布的模拟计算

伴随着离子束生物技术的广泛应用, 国内许多单位开展了低能离子注入植物种子的实验研究. 其中关于低能离子注入植物种子诱变的物理机理, 集中在离子注入的深度-浓度分布上. 一些单位直接使用纵向非静态(LSS)理论和TRIM程序来计算低能离子注入植物种子的深度-浓度分布, 却发现计算结果与实验测量结果相差甚远. 所以在对植物种子靶材料进行处理和对LSS理论进行修正的基础上, 在二维近似情况下, 用蒙特卡罗方法分别模拟计算了200keV V⁺和20keV Ti⁺注入花生和棉花种子的射程分布, 得到了与实验结果较符合的曲线. 在此模型基础上, 计算了同样初始条件和理论计算模型下无法从实验上测量的N⁺注入植物种子的射程分布, 初步地为低能N⁺注入植物种子射程分布提供了一种理论计算方法.     

双频复合超声对绿豆种子生长发育的影响

缩短植物种子萌发时间、提高成活率、延续物种资源一直是一个重要且严峻的问题。基于绿豆种子细胞的微观结构,建立了圆形、矩形的种子细胞膜理论物理模型,由薄膜受迫振动的理论计算得到了绿豆种子在超声辐射下的共振频率。在一定条件下,利用共振频率进行实验,对比单一频率、组合频率、复合频率分别辐射绿豆种子后的实验结果,分析不同方式的声场辐射下植物种子的生长发育状况。通过实验可以得到,超声复合频率对绿豆种子的作用优于单一频率对种子生长发育的刺激。     

200 keV V+注入花生种子深度-浓度分布的蒙特卡罗模拟

在对植物种子靶材料进行处理和对LSS理论进行修正的基础上,用蒙特卡罗方法模拟计算了在一维和二维近似情况下,200 keV V⁺注入花生种子的深度-浓度分布,得到了与实验结果较符合的曲线.并在同样初始条件和理论模型下,计算了200 keV N⁺注入植物种子的深度-浓度分布,为研究低能离子注入植物种子深度-浓度分布提供了一种初步的理论计算方法.     

冲击加载对植物种子萌发率的影响

为分析冲击加载对植物种子萌发率的影响,利用轻气炮加载装置,对2种典型植物种子(苜蓿草种子和萝卜种子)进行飞片撞击实验。采用非显性有限元分析软件ANSYS AUTODYN,模拟盖板的变形以及冲击波在凹槽内的传播。通过测定实验后收集到的植物种子的萌发率,得到苜蓿草种子和萝卜种子的萌发率随峰值压力变化的关系。在385MPa的峰值压力作用下,苜蓿草种子和萝卜种子的相对萌发率分别降为65.4%和6.1%。分析表明,实验中的种子破损是影响萌发率的次要原因。     

预脉冲的抑制及Z-pinch实验可允许的预脉冲电压分析

 分析了脉冲功率装置特别是使用Blumlein线装置的预脉冲电压的产生机理，提出了通过一个连接于Marx和地之间的附加电感来平衡充电电路以抑制预脉冲的方法。用Pspice计算的实例表明：使用该方法可以有效地减小预脉冲电压。使用金属丝的比作用量和汽化热两种计算方法分析了Z Pinch实验中丝阵负载可承受的预脉冲电压，计算结果与实验结果对比表明，实验中铝丝的预脉冲电流远大于计算结果的最大值，铝丝发生汽化，验证了计算方法的正确性。     

MeV能量离子辐照拟南芥干种子和含水种子存活曲线对比

离子束辐照植物种子所产生的水自由基对植物种子存活率会有影响, 实验中为了观察这种辐射效应, 采用6.5 MeV能量的质子分别辐照拟南芥干种子和含水种子。 这个能量点的质子无论对干种子还是含水种子都可以完全穿透, 减少了因损伤部位不同带来的差异。 实验中采用的质子注量从4×109 ions/cm2到1×1014 ions/cm2。 实验结果显示干种子和含水种子存活曲线均成肩形下降趋势,而且含水种子下降注量点明显低于干种子。 这是自由基作用结果。 同时在辐射生物学靶学说的基础上, 建立了模型, 通过参数的合理设置,很好地拟合了实验数据。 The dry and water saturated seeds of Arabidopsis thaliana were irradiated by H+ions with 6.5 MeV in atmosphere. The ion fluence used in this experiment was in the range of 4×109 —1×1014 ions/cm2. According to the structure of the seed and TRIM simulation, the ions with the energy of 6.5 MeV can penetrate the whole seed. The experiment shows that the fluence response curves for the dry seeds and water saturated seeds had distinct shoulders and reduced rapidly. The experimental results show that the water imbibed seeds were more sensitive than the dry seeds and the reason is from free radicals reaction. A model has been constructed, and primely simulates the experiment data.     

低能离子注入植物种子的深度分布及生物效应机理研究

采用四种物理测量方法：扫描电子显微镜和能量色散x射线分析，质子激发x荧光分析，双光子激光扫描显微技术和正电子湮没技术测定了能量为200keV V⁺ 注入干花生种 子的深度分布.测量结果表明，注入的低能离子在干种子花生内的深度远比TRIM95的理论计算值为高.对低能离子注入植物种子后的生物效应的机理进行了讨论. 关键词： 低能离子注入 植物种子 深度分布 生物效应机理     

MgO和Cu的弹性常数随温度及压强变化关系的研究

从Anderson-Grüneisen参数定义式和热膨胀系数定义式出发，根据Tallon的普遍化理论,推导出了一个用于计算弹性常数的理论模型,用所得到的理论模型分别计算了MgO和Cu两种固体材料的弹性常数 、 和 随压强以及温度变化的理论数值，并将理论计算结果与Kumar模型计算结果以及相关实验数据进行了比较，对所得到的理论模型计算结果与Kumar模型计算结果之间的差异性进行了分析和探讨。研究结果表明：所推导的理论模型计算结果与实验数据更加符合，并且由于所用的推导方法不依赖于晶体的结构,因此该模型具有更好的合理性和普适性。     

螺旋型爆磁压缩脉冲发生器2维磁流体力学数值模拟

 基于任意拉氏- 欧拉方法的2维磁流体力学程序APMFCG被用于简单绕制的螺旋型爆磁压缩脉冲发生器动力学过程的模拟,给出了德克萨斯技术大学简单绕制的爆磁压缩发生器数值计算结果,输出电流和线圈电感的模拟结果与实验测量基本吻合。该程序也用于研究由于种子电流的不同所导致的欧姆电阻非线性效应对爆磁压缩过程的影响,实验结果证明了该程序计算的可靠性。     

Noise robustness and parallel computation of the inverse compositional Gauss–Newton algorithm in digital image correlation

The inverse compositional Gauss–Newton (IC-GN) algorithm is one of the most popular sub-pixel registration algorithms in digital image correlation (DIC). The IC-GN algorithm, compared with the traditional forward additive Newton–Raphson (FA-NR) algorithm, can achieve the same accuracy in less time. However, there are no clear results regarding the noise robustness of IC-GN algorithm and the computational efficiency is still in need of further improvements. In this paper, a theoretical model of the IC-GN algorithm was derived based on the sum of squared differences correlation criterion and linear interpolation. The model indicates that the IC-GN algorithm has better noise robustness than the FA-NR algorithm, and shows no noise-induced bias if the gray gradient operator is chosen properly. Both numerical simulations and experiments show good agreements with the theoretical predictions. Furthermore, a seed point-based parallel method is proposed to improve the calculation speed. Compared with the recently proposed path-independent method, our model is feasible and practical, and it can maximize the computing speed using an improved initial guess. Moreover, we compared the computational efficiency of our method with that of the reliability-guided method using a four-point bending experiment, and the results show that the computational efficiency is greatly improved. This proposed parallel IC-GN algorithm has good noise robustness and is expected to be a practical option for real-time DIC.     

基于THz-ATR光谱的玉米种子水分定量模型优化方法研究

应用太赫兹时域光谱技术结合区间偏最小二乘法筛选玉米种子水分THz特征波段,并采用支持向量机构建基于特征谱区的抗非线性干扰的种子水分快速定量分析模型。实验以郑单958玉米种子为例,制备含水量范围9.58%~12.71%的种子粉末样本40组(每组取样3份),采用衰减全反射(ATR)附件扫描得到120份样本太赫兹时域光谱,根据SPXY(光谱-理化值共生距离算法)法划分得到训练集样本90份,测试集样本30份。种子水分对太赫兹波具有强烈吸收,首先采用基于偏最小二乘线性回归的移动区间（mwPLS）、独立区间(iPLS)、后向区间(biPLS)和联合区间(siPLS)方法筛选最优特征谱区组合;鉴于环境水分、种子其他成分及系统噪声对种子水分太赫兹光谱存在不可避免的非线性干扰,在上述光谱特征区间进一步采用基于RBF核函数的支持向量机和网格搜索法构建得到预测性能最优的种子水分快速定量分析非线性模型,训练集均方根误差为0.021 2,预测集均方根误差为0.069 7,相对分析误差为12.345 7,相较于传统偏最小二乘线性回归模型,模型性能得到提升。种子水分含量是影响种子贮藏安全和种子活力的重要因素,实验结果表明：太赫兹时域光谱结合化学计量学可以有效筛选种子水分特征吸收谱区,建立抗干扰、高精度的种子水分快速定量分析模型,有望成为未来种子质量快速测定领域一项极具应用潜力的补充技术。     

基于可见光波段的色彩概率聚类模型的玉米杂交种子识别

由于同一种玉米杂交种子籽粒的粒型多样、色彩随贮藏时间不同而不同,仅靠其形状和单一区域色彩的机器视觉方法识别种类较为困难,且现有识别算法多以高光谱特征作为分类基础,对于不同时期、不同种类的玉米杂交种子要分别训练分类识别器,识别前需要大量的训练工作。为提高玉米种子品种识别方法的适用性,根据花粉直感色彩遗传现象,提出以可见光波段玉米种子的多区域小波色彩特征作为识别参数,建立多模型的概率聚类模型进行玉米杂交种子种类识别。该方法首先采用专有设备采集单粒玉米种子的无胚芽侧和顶端两部分色彩信息,包括RGB,HIS和Lab色彩信息,对该色彩信息进行增强和特征优化选择,通过小波包分解提取优化出21维细节识别向量;其次采用不同聚类模型对优化后色彩特征进行聚类识别,建立基于SOM、K-means、两步法三种聚类识别模型;最后以多种聚类模型结果为基础,建立基于概率模型的玉米种子品种识别。通过对郑单958、先玉335、郑58(郑单958母本)、昌7-2(郑单958父本)、PH6WC(先玉335母本)、PH4CV(先玉335父本)的试验,发现该方法可有效识别非亲缘关系和父本亲缘关系的玉米种子,识别率可达到98%以上;而对于亲缘关系母本识别率可达到75%。采用可见光波段玉米种子多区域色彩特征,结合概率聚类模型的方法可为玉米杂交种子纯度在线检验识别提供科学依据。     

一种用于玉米品种鉴别的近红外光谱频率选择方法

提出了一种近红外光谱的频率选择方法用于玉米品种鉴别。首先确定一种衡量特征鉴别能力的准则函数,然后根据该准则函数逐步选出适合于分类的特征频率,并通过去除各频率特征之间的相关性使得优选出的频率特征包含尽可能多的品种类间差异信息,优先选择方差较大的频率特征以减弱噪声的影响。实验结果表明,频率选择大幅度地改善了识别效果,仅使用30维频率特征即可达到94.16%的识别率。随机模拟实验显示,优选出的频率特征的识别效果对频率的小幅随机扰动不敏感,验证了本方法的鲁棒性。     

圆柱和直桨叶突然启动瞬态流动的数值研究

采用基于动网格方法的有限体积法对圆柱和直桨叶突然启动引起的二维非定常不可压粘性流进行了数值模拟,给出了计算方法.通过计算得到了Re=5000和9500时圆柱突然启动后的流场随时间演化的非定常过程.将计算结果与实验结果进行了对比,两者吻合较好;采用大涡模拟对高雷诺数下的直桨叶突然旋转启动的流场进行了计算,得到了完成启动后叶片内部瞬态流场的分布结果.     

ICP-AES法测定酸枣仁汤中多种金属元素

为了探讨中药方剂酸枣仁汤中多种金属元素的测定方法,采用湿法HNO3-H2O2对试样进行消解,用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法同时测定酸枣仁汤的中药方剂(酸枣仁、茯苓、甘草、知母、川芎)中钙、铬、铝、铁、钾、镁、锰、锌等元素的含量,各元素回收率在95．5％～106．8％之间,变异系数为1．7％～3．9％。应用本方法测定实际样品,结果令人满意。     

基于近红外光谱分析的高丹草种子发芽率检测研究

高丹草中粗蛋白质以及碳水化合物的含量丰富,适合青贮处理.优质的高丹草种子是发展畜牧业十分重要的前提,发芽率是检验种子质量最常规的指标之一,播前种子发芽率检测与筛选十分必要.现阶段采用发芽试验法进行种子发芽率的检测,周期长、成本高.基于此,提出利用近红外光谱对高丹草种子进行发芽率的快速、无损检测.选择适量的高丹草种子样品...