基于太赫兹时域光谱技术的煤岩识别方法研究

煤岩识别一直是制约煤矿无人化开采的关键问题之一。传统的人工采煤因为工作环境极其复杂,很难精准地找到煤岩的分界面,容易造成欠切割或过切割现象。太赫兹光谱技术作为一种无损探测技术,能够反映出被测物体的物理和化学信息,可以成为研究煤岩识别的有效方法。采用太赫兹时域光谱技术与多元统计法—聚类分析（CA）和主成分分析（PCA）相结合的方法来识别不同种类的煤岩。通过透射式太赫兹光谱仪获得六种煤岩样品的太赫兹光谱,对其进行FFT等一系列数学计算可以得到各种样品的折射率、吸收系数以及介电常数。计算结果表明不同种类的煤岩在折射率、吸收系数上都存在差异。分析各类煤炭样品的折射率和吸收系数与样品的各组成成分含量之间的关系,可以发现碳含量是影响其样品折射率大小的因素之一,灰分含量是影响其样品吸收系数大小的因素之一。聚类分析中两类样品的欧氏距离与主成分分析中的第一主成分（PC1）得分都能反映煤岩样品之间的相似性和相异性,并且CA与PCA的结果保持一致。分别将各类样品在0.5～2.5 THz频率范围内的折射率、吸收系数与CA和PCA结合,组成太赫兹数据与煤岩之间的模型。分析表明：根据不同样品之间的相似性,两种模型中六种煤岩样品均被分为两类;在各种样品的吸收系数与CA-PCA组成的模型中,四种煤炭被聚集在一起,并且石英砂岩（GSR-4）具有很好的独特性：石英砂岩拥有最小的PC1得分值以及石英砂岩与第二类之间的欧氏距离最大,为219.03。由此可见采用太赫兹技术与多元统计方法结合,可以实现煤岩的准确识别,识别准确率可以达到100%。     

激光透射成像法测量石英管的外径与壁厚

为了同时同位测量石英管的外径和壁厚,建立了激光透射成像系统,对系统测量原理进行研究。基于几何光学和菲涅尔公式,分别导出平行光垂直照射石英管后的透射光线偏向角、相对光强与入射光线离轴距离之间的关系;通过数值计算,分析了偏向角、相对透射光强随入射光线离轴距离的变化特点;针对物方远心光路,分析了光阑对偏向角和相对光强的限制;基于CCD成像原理,通过引入标定系数和补偿因子,导出石英管外径与壁厚的计算公式。实验结果表明:外径绝对误差和相对误差的平均值分别为0.119mm和0.91%,壁厚绝对误差和相对误差的平均值分别为0.153mm和6%。     

基于流场模拟的涡旋压缩机涡齿应力变形分析

为了更准确地计算涡旋压缩机涡旋齿的应力和变形,提出一种基于流场模拟的应力变形计算方法。通过对涡旋压缩机工作过程进行气体流动的数值模拟,得到其压力场和温度场分布。将流场分布作为载荷边界条件进行涡旋齿的受力变形计算,得到涡旋齿在气体压力、热载荷及其同时作用下的应力分布和变形规律。分析了涡旋齿的径向变形和轴向变形,讨论了不同主轴转角下的涡旋齿应力和变形,比较了动涡旋齿和静涡旋齿的变形。结果表明:在压缩结束时刻动涡旋齿的应力和变形最大,最大应力位于齿头根部,最大变形位于齿头顶部。     

均聚物结晶与熔融化转变的稳态和亚稳态统计理论Ⅴ 分子分凝统计结晶动力学—结晶增长速率对结晶生长机制和高聚物起始结构的依赖性

首先对结晶增长速率同浓度、分子量和链柔性依赖性进行总结，然后基于微晶核和粒——高分子键组网络结构模型和高分子分子分凝统计结晶动力学，根据高分子链组是微晶粒同连接链段复合体的结构特征及它们间存在的四个相关性（并存性、简并性、顺反式构象共存性和物料守恒性）的事实，成功地把连接链段缩短增长动力方程同微晶粒体积增大增长动力方程有机结合在一起，从理论上创建出一种微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率表达的一般化计算法，推导出结晶体系的微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率同四种增长机制（近邻折叠，近邻伸直，近邻折叠同近邻伸直并联并存和近邻折叠同近邻伸直串联并存）、结晶温度和高分子起始结构（分子量）间定量表达式．当把分子量的指数同链的构象分数相连后，就又从理论上得到了分子量指数同温度和链柔性间的关系式，并讨论了它们同增长机制间的关系，最后以大量结晶动力学实验数据对上述所得到的关系式进行了验证，结果表明它们均能同实验结果很好符合．     

铜丝水中电爆炸能量沉积特性

对s脉冲电压作用下铜丝水中电爆炸的能量沉积过程进行了实验研究,利用自积分Rogowski线圈和电阻分压器分别测量铜丝电爆炸时的电流和电压。利用测量电压波形确定了熔融起始、熔融结束、汽化起始和击穿时刻点,将铜丝电爆炸划分成熔融、液态和汽化3个阶段。通过数学方法计算了3个阶段和击穿前的沉积总能量。通过实验和计算,分析了电路参数,包括放电电压和回路电感,以及铜丝特性,包括铜丝长度和直径,对铜丝电爆炸过程中3个阶段和击穿前沉积总能量的影响。结果表明:在s脉冲电压作用下,放电电压、回路电感、铜丝长度和直径对熔融阶段能量沉积影响较小,但对液态和汽化阶段能量沉积影响较大,通过调节电路参数提高电流上升速率,可以显著提高汽化和击穿前的沉积能量。     

Application of the WKB method to calculating the group velocities and attenuation coefficients of normal waves in the arctic underwater waveguide

Algorithms based on the WKB approximation are proposed for the fast and accurate calculation of the group time delays and effective attenuation coefficients of normal waves in the deep-water sound channel of the Arctic Ocean. These characteristics of the modes are determined in the adiabatic approximation by integrating the local group velocity and attenuation coefficient over the horizontal distance between the ends of the propagation path. According to the WKB method, the local group velocity is the ratio of two quantities. The first one is the sum of the length of the ray corresponding to the mode and the side displacement of the ray at the reflection by the ice cover. The second one is the sum of the travel time of the sound signal along the ray cycle and the time delay caused by the side displacement. The grazing angle of the ray is determined from the condition of quantization for the phase integral. According to the WKB method, the local attenuation coefficient of the mode is specified as the ratio of the squared modulus of the coherent reflection coefficient at the lower boundary of the ice cover and the sum of the cycle length and the side displacement of the ray. Simple recurrent relations are proposed to estimate, with fair accuracy and short calculating time, the phase integral, the integral that describes the cycle length, and the related local group velocities and attenuation coefficients. The capacity and efficiency of the algorithms are confirmed by the comparison of the aforementioned mode characteristics calculated by using the proposed relations and the precise computer code. The calculations are performed with the sound speed profiles obtained from the temperature and salinity measurements during the SEVER and SCICEX-1995 expeditions.     

FTIR光谱仪中基于定镜调整的动镜运动控制研究

动镜是FTIR光谱仪中唯一不断运动的部件,动镜的匀速运动性能以及动镜与定镜的准直性好坏影响干涉效果和光谱图质量,直接制约着仪器的精度和分辨率,对仪器整体指标起着重要作用。文章围绕FTIR光谱仪中干涉仪动镜运动的匀速性以及其与定镜的准直性展开研究,使用相位检测技术对定镜的姿态作出动态调整以补偿动镜与定镜间的倾斜夹角,并且设计了具有磁悬浮特点的动镜支撑系统。文章采用改进的模糊PID控制算法实现动镜运动速度的精确调节,对该控制方案从硬件设计和算法上实现。结果表明所研发的动镜运动控制系统具有足够的精度和实时性,能够保证FTIR光谱仪中干涉仪所需的准直性及动镜匀速性的要求。     

氢键分子系统的非线性激发和质子传递的理论

基于对氢键分子系统中质子激发和移动的特点的仔细分析，提出一个新的哈密顿函数和理论，用以研究由质子位移所导致的质子的局域性涨落和重离子子晶格的构象畸变而引起的质子的集体激发和质子传递的特性，给出了运动方程和相应的孤立子解，讨论了这些解的特征 关键词：     

基于表面增强拉曼技术的致病菌及其耐药性检测研究进展

随着抗菌药物广泛应用于临床,细菌耐药日益严重。实现快速、高灵敏、准确的细菌及其药物敏感性检测是缓解细菌耐药的关键环节。表面增强拉曼光谱(SERS)具有快速、灵敏、无损等优点,可直接获取分子指纹信息,它已成为一种有效的细菌及其耐药性检测技术。不同种类细菌的分子组成和结构存在差异、抗生素处理前后细菌的特征拉曼信号会发生变化,这为表面增强拉曼光谱技术在致病菌及其耐药性检测中的应用提供了依据。基于分子组成与结构的差异, 结合传统多分类数据分析以及机器学习算法,表面增强拉曼光谱技术可以提供客观的诊断信息。这篇综述回顾了近年来表面增强拉曼光谱技术对于致病菌及其耐药性检测的研究进展, 阐述了当前表面增强拉曼光谱技术应用于致病菌检测面临的问题。首先,讨论了致病菌及其耐药性检测中常用SERS基底的材料和结构：金纳米粒子、银纳米粒子、银包金纳米粒子以及新型纳米材料与纳米粒子结合形成的复合SERS基底。然后,概述了SERS检测中捕获细菌的方法,主要介绍了基于核酸适配体、免疫磁性分离、微流控系统以及静电结合的捕获方法,包括上述捕获方法的原理以及捕获方式,综述了以上捕获方法的研究进展。最后,总结了致病菌SERS光谱的各种数据分析方法,通过光谱预处理,特征提取与分类识别,以及构建致病菌SERS光谱诊断模型,实现致病菌及其耐药性的检测;比较了传统的数据分析方法以及机器学习分析方法,重点介绍了深度学习算法在致病菌及其耐药性SERS检测中的优势与应用。文章也对表面增强拉曼光谱应用于致病菌及其耐药性检测的关键问题进行了讨论,并对基于表面增强拉曼技术的致病菌及其耐药性检测方法进行了展望,以促进表面增强拉曼光谱技术在临床检测中的应用。     

均聚物结晶与熔融化转变的稳态和亚稳态统计理论III. 分子分凝统计结晶动力学～熔体内结晶增长速率的一般化表征和它们对生长机制的依赖性

首先对微晶粒尺寸增长速率的表征进行总结.从微晶核和粒—高分子链组网络结构特点(高分子链组是微晶核和微晶粒同连接链段的复合体)同增长速率间的三个相关性的特征: ①晶核和晶粒加大同连接链段缩短的并存性; ②微晶核和粒表面上连接链段的缩短机制存有简并性; ③微晶粒内和粒表面上stem的反顺式构象共存性出发.建议了一种评估和计算微晶粒尺寸增长速率的新方法和原则,基于该种计算方法和原则用统计力学和动力学相结合法推导出了高分子熔体内几种不同结晶生长机制(近邻折叠、近邻伸直分凝和近邻折叠同近邻伸直分凝并存等生长方式)下微晶粒—高分子链组中微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率动力学方程.     

光度法对不同土地利用类型河流在不同水期氮磷分布特性及定量源解析研究

氮和磷是水环境生物生长和繁殖必须的营养成分,影响水体初级生产力的水平,且水体富营养化水平与氮磷形态密切相关,随着水体环境的改变,沉积物会向水体释放氮磷,造成二次污染。同时,对外源氮磷污染来源的贡献进行定量识别,可有效管理和控制水体氮磷污染负荷。毗河和石亭江是沱江的重要支流,影响着长江母亲河的水质。采用钼锑抗分光光度法和连续提取法研究在枯水期和丰水期毗河和石亭江水体和表层沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)及各形态氮磷的分布特性,对比不同土地利用类型河流氮磷行为特性及释放风险,并采用Multiple Linear Regression of the Absolute Principal Component Scores(APCS-MLR)受体模型进行氮磷污染源的识别和量化。研究结果表明：① 研究区水体和表层沉积物中氮磷均处于不同程度的污染水平,水体枯水期TP的主要贡献者是颗粒态无机磷(PIP)和颗粒态有机磷(POP),而丰水期却是颗粒态无机磷(PIP)和溶解态无机磷(DIP),两水期水体中TN的主要贡献者是硝态氮(NO-₃-N)和有机氮(ON)。而在表层沉积物中,TP的主要贡献者是钙结合态磷(HCl-P),TN的主要贡献者是酸解态氮(HN)。在枯水期和丰水期,毗河表层沉积物生物有效磷(BAP)占TP的平均值(19.7%和23.0%)比石亭江的平均值(11.0%和12.5%)占比更高,具有较高的磷释放风险。研究发现,枯水期氮磷污染程度高于丰水期,而且石亭江的氮磷污染程度高于毗河。②APCS-MLR模型在毗河提取了城镇生活污水、生活垃圾堆积产生的渗滤液、动植物残体分解和养殖业废水4个污染源因子,其中城镇生活污水对毗河氮磷污染的贡献最大(枯水期50.9%,丰水期54.8%),而在石亭江提取了工业生产中产生的废水等、动植物残体的降解、农业废弃物的风化、农田排水渠的农业废水和农药化肥的不合理施用5个污染源因子,其中工业生产中产生的废水等对石亭江氮磷污染的贡献最大(枯水期58.7%,丰水期55.8%)。因此,当地相关部门应加强对高贡献污染源的管控,从而降低流域氮磷污染负荷。     

矿山多源遥感图像像点位移测试系统设计

针对矿山地形的起伏变化影响对其进行分析研究的准确性,提出矿上多源遥感图像像点位移测试系统的设计方法。结合GPS定位原理,选取遥感图像上某一时刻点作为测试点,对拍摄得到的矿山图像和电子测试系统各触点之间的距离进行计算,进而得到测试点具体坐标位置,将其与测试点真实现场坐标相对比,实现矿山多源遥感图像像点位移的测试。通过实验证明,所设计的测试系统可以高精度实现对遥感图像像点位移的测试,有效减小了矿山地形变化带来的遥感图像研究误差。     

棕榈藤纤维和导管长度的近红外光谱预测研究

对我国华南地区六种棕榈藤的纤维和导管形态特征进行了观测,研究了应用近红外光谱分析技术预测棕榈藤纤维长度和导管长度的可行性.结果表明:六种棕榈藤的纤维平均长度在1229～1917μm,导管的平均长度在1035～2129μm;发现株榈藤纤维长度和导管长度模型的建立采用偏最小二乘法和完全交互验证法,在350～2454 nm谱...     

双外场对费米气体Joule-Thomson效应的调控简

研究匀强电场和谐振场构成的双外场对带电费米粒子系统化学势和Joule-Thomson系数的调控作用.在满足Thomas-Fermi近似的条件下,给出有限温度范围内匀强电场和谐振场中带电费米粒子系统的化学势和内能随温度变化的显式函数关系,分析双外场对带电费米粒子系统焦耳-汤姆逊系数的调控作用.研究结果表明,随着温度的升高,带电费米粒子系统的焦汤系数值逐渐由负变正,且临界温度Tc随外电场增强而降低.在适当温度下,外势场的存在会使带电费米粒子系统产生焦耳-汤姆逊正效应.     

倾斜均质表面上等径水滴聚合过程的可视化实验

对倾斜均匀表面上等直径水滴的聚合过程及特性进行了可视化实验研究,获得了水滴直径和表面倾角等参数对液滴聚合过程中液滴液桥半径、接触角和接触线变化特性的影响,分析了水滴聚合对其运动的影响.实验结果表明:表面倾角越大,下滑的临界半径越小;液滴的直径越大,液滴聚合后越容易下滑;液滴聚合可以加快液滴的运动,使下滑临界半径减小.     

数据链组网与数据传输仿真技术

研究数据链系统中的组网与数据传输技术,对于构建自主的数据链系统以及数据链系统的测试、评估极为关键。同时,进一步验证所设计的数据链系统的有效性、理解数据链的主要功能与性能参数,为进一步研究与设计测控数据链技术奠定基础。对数据链系统及数据链组网与数据传输技术进行了分析,并简要介绍不同数据链系统的组网与数据传输技术的差别,在此基础上提出一种数据链组网与数据传输仿真系统方案,对系统的功能和工作过程进行了分析,为数据链的构建、测试及评估提供支持。最后,对数据链及其测试评估系统构建及发展趋势进行了展望。该研究在数据链测试仿真评估系统中的验证效果良好,从而为数据链系统的设计提供了参考和依据。     

Calculation of the equilibrium and transport characteristics of gaseous and liquid mixtures of noble gases in complex narrow-pore systems

The molecular-kinetic theory of transfer of the components of the gaseous and liquid mixtures of inert gases is generalized to the case of narrow pores of complex structure. The theory is based on the latticegas model, which provides a self-consistent method for calculating the equilibrium and transport characteristics of noble gases and liquids. This model is used to describe the supramolecular structure of finely dispersed bodies and to calculate the distributions of the mixture components within the pore space. The supramolecular structure is composed of slitlike, cylindrical, spherical, and globular model elements and their joints. An analysis of the effect of the molecular properties of the mixture components, physicochemical properties of the pore walls and the width of the cylindrical and complex sections of variable diameter of spherocylindrical pores on the concentration dependences of the local label transfer coefficients and viscosity coefficients for mixtures of spherical molecules at supercritical temperatures range is performed. Correlations between the partial degrees of filling of pores with mixture components and the local dynamic characteristics of the mixture in the spherocylindrical systems are considered. It is shown that an increase in the binding energy increases the local flow viscosity and reduces the diffusion coefficients of the labeled mixture components.     

同步辐射弧矢聚焦双晶单色器传输效率的研究

本文对理想弧矢聚焦双晶单色器的相对传输效率进行理论分析;对第一晶体受高热负载发生的形变及第二晶体的鞍型形变对单色器的传输效率影响的原因,抑制第一晶体热形变、第二晶体鞍型形变所采取的结构和方法进行了简单的叙述;并对采取直接水冷的第一晶体和背部加肋的第二晶体进行了SHADOW光学追踪分析;进而得出整个单色器的实际传输效率.     

Properties of the Tokamak Edge Plasma

A short review of some features of the edge plasma in limiter tokamaks is given. The limits of the simple 1-D SOL model and the relation between the core plasma are discussed. MARFE phenomena and detached plasma are closely connected with the particle and energy balance of the SOL. Their occurrence is based on the relation of plasma parameters of the edge plasma to those of the core. Important problems of plasma wall interactions are the detection of the impurity sources and sinks and the study of the impurity transport and shielding. The non-uniform character of plasma wall interactions and their dependence on the discharge performance still renders difficult any theoretical forecast of impurity distribution and transport and calls for better diagnostics.     

农药丁吡吗啉与腐殖酸作用机理探讨

探讨农药丁吡吗啉与腐殖酸的作用机理, 可进一步了解农药在土壤中腐殖酸催化下降解的行为过程。将市售腐殖酸进行逐级分离,获得黄腐酸、棕腐酸和黑腐酸的固态或溶液状态,而后分别与农药丁吡吗啉进行作用,利用红外,荧光两种分析方法对其作用机理进行了解释。结果表明,三组分与丁吡吗啉之间广泛存在范德华力、次级键等弱作用力。黄腐酸与丁吡吗啉之间存在氢键和电荷转移吸附等作用力,棕腐酸与丁吡吗啉存在电荷转移吸附等作用力,黑腐酸与丁吡吗啉之间的作用力最弱,即依照黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸三组分平均分子量依次递增的顺序,与农药丁吡吗啉之间的作用力依次降低。