多曲面反射体的计算机辅助设计及优化

研究了自由曲面反射式照明系统的设计理论和方法.根据反射器的尺寸、位置以及配光要求按点光源设计得到曲面型值点初始坐标后,将双三次B样条曲面引入照明系统的设计,反算出控制顶点.给出了空间任意一条入射光线与反射器区块的交点及其曲面法线向量的求法,为了提高光路追迹的效率,针对多曲面反射体给出了一种快速判断相交区块的算法.探讨了用阻尼最小二乘法对B样条曲面反射器进行优化设计的方法,通过优化运算修正控制顶点Z轴坐标,使得曲面在使用扩展光源时光形分布尽可能满足设计要求.     

氢解还原法进行环境污染控制

化学氢解法具有脱卤、脱氮、脱硫、脱芳构化等作用,目前的研究表明该方法对环境中的许多重要污染物都具有还原去除效果,包括卤代化合物、硝基芳香化合物、有机硫化合物、多环芳烃等有机污染物,以及硝酸盐、硫酸盐、氮氧化物、二氧化硫、重金属等无机污染物。为此,本文综述了氢解还原方法降解各类污染物的研究现状,分别介绍了上述各种污染物氢解还原的脱除机理以及影响因素的作用机制,基于绿色化学的要求分析了氢解还原方法的技术优势,从提高氢解效率和节能的角度提出了今后的研究方向。     

光纤化学传感技术研究近况

光纤化学传感器作为传感器的一个重要分支,结合了化学和光学的相关技术,将化学制膜、光纤技术以及化学分析中的分光光度法、拉曼光谱、荧光光谱、折射率检测等方法相融合,以其微型化,抗电磁干扰,传输信息量大,拥有自身参比等特点不断向前发展。简要综述了光纤化学传感技术研究近况和未来的发展趋势。重点对光纤pH化学传感器、光纤离子化学传感器和光纤气体化学传感器进行了介绍。简要分析了常见的敏感膜制备方法如化学键合法和溶胶凝胶(sol-gel)等方法。新型光纤——微结构光纤的出现为光纤化学传感器开辟了新的发展方向。由于其具有大的内表面积,结构设计灵活多样,光纤内部提供感应场所等特点,快速度成为光纤化学传感器的重要发展方向和研究热点。对微结构光纤衍生而来的新型光纤化学传感器进行了详细评述, 最后对光纤化学传感器的未来进行展望。     

基于环糊精的靶向药物传递系统

癌症等恶性增殖疾病的靶向治疗有赖于靶向药物传递系统（targeted drug delivery system,TDDS）的开发。环糊精具有低毒、易修饰等优良性质,并可通过与药物分子形成包合物而提高药物的溶解性、稳定性、安全性和生物利用度等,因而具有成为优秀药物载体的潜力。环糊精不仅可以以其本身或修饰环糊精的形式充当载体,还可通过聚轮烷、阳离子聚合物或纳米粒等形式构建有效的药物载体。肿瘤或人体某些病变部位的细胞表面存在过度表达的生物受体如叶酸受体、去唾液酸糖蛋白受体、透明质酸受体、转铁蛋白受体和整合素受体等,可以与其相应的配体产生特异性识别。用适当的化学方法将配体分子如叶酸、单糖或寡糖、透明质酸、转铁蛋白及RGD肽等键接在基于环糊精的载体上,可形成具有靶向性质的药物载体,进而与药物分子一起构筑靶向药物传递系统。这种药物传递系统不仅针对于化学治疗药物,在核酸传递中也得到了丰富的应用。本文综述了基于环糊精的靶向药物传递系统的靶向机理及最新研究进展,并对其发展前景作了展望。     

载人潜水器“蛟龙”号的水声通信信号处理

蛟龙号的水声通信机实现了世界上首次7000 m深度的潜器与母船间的图像、语音、数据和文字的水声通信传输。研究了适用于载人潜水器的水声通信信号处理。(1)它有4种通信功能:1)相干水声通信,传输速率为5~15 kbps,用于传输图像;2)非相干水声通信,传输速率300 bps,传输文字、指令和数据;3)扩频水声通信,传输速率16 bps,传输指令;4)水声语音通信,采用单边带调制技术传输语音。(2)相干水声通信信号处理方法主要是自适应多普勒补偿的多通道自优化判决反馈自适应均衡器,它与Turbo码级联工作,同时采用定长编码的小波图像压缩方法。(3)声呐线阵吊放至水中一定深度,实现空间分集合并技术。(4)太平洋水域试验表明,水声通信机的作用距离几乎覆盖了所有地球海洋的深度,7s或14s传输一幅光图或声图。      

利用互易性电路设计降低超声流量测量的零点误差和温度漂移

超声流量测量系统中,严重影响时间差检测的准确度和稳定性的“零点误差”和“温度漂移”问题可以通过对测量系统互易性的改善加以改进。本文通过对测量系统等效电路模型的分析阐述了系统互易的成立条件,并提出了一种通过对激励和接收电路等效阻抗进行对称性设计提高测量系统互易性的测量电路。这一电路设计易于在仪表中实现,其中换能器的负载阻抗能够根据需要灵活设定。在实际测量管道上进行的实验证明,使用这样的电路设计进行流量测量,能够大幅降低零点误差并抑制温度漂移,使得流量测量结果更加准确稳定。      

Light-scattering model for aerosol particles with irregular shapes and inhomogeneous compositions using a parallelized pseudo-spectral time-domain technique

To improve the modeling accuracy of radiative transfer, the scattering properties of aerosol particles with irregular shapes and inhomogeneous compositions should be simulated accurately. To this end, a light-scattering model for nonspherical particles is established based on the pseudo-spectral time domain(PSTD) technique. In this model, the perfectly matched layer with auxiliary differential equation(ADE-PML), an excellent absorption boundary condition(ABC) in the finite difference time domain generalized for the PSTD, and the weighted total field/scattered field(TF/SF) technique is employed to introduce the incident light into 3 D computational domain. To improve computational efficiency, the model is further parallelized using the Open MP technique. The modeling accuracy of the PSTD scheme is validated against Lorenz–Mie, Aden–Kerker, T-matrix theory and DDA for spheres, inhomogeneous particles and nonspherical particles, and the influence of the spatial resolution and thickness of ADE-PML on the modeling accuracy is discussed as well. Finally, the parallel computational efficiency of the model is also analyzed. The results show that an excellent agreement is achieved between the results of PSTD and well-tested scattering models, where the simulation errors of extinction efficiencies are generally smaller than 1%, indicating the high accuracy of our model. Despite its low spatial resolution, reliable modeling precision can still be achieved by using the PSTD technique, especially for large particles. To suppress the electromagnetic wave reflected by the absorption layers, a six-layer ADE-PML should be set in the computational domain at least.     

基于车辆运动约束的里程计误差在线标定方法

为了降低里程计误差对捷联惯导/里程计组合定位定向精度的影响,提出了基于车辆运动约束条件的里程计误差在线标定方法。通过对里程计标度因数误差进行建模,推导建立了航位推算的误差模型,将航位推算的速度输出沿车体横向、垂向的投影作为量测的一部分,将捷联惯导输出的速度、位置信息与航位推算输出的对应信息相减作为另一部分量测,通过卡尔曼滤波获得里程计标度因数误差等状态量的最优估计值,实现里程计误差的在线标定。仿真结果表明,该方法能够有效地标定出里程计标度因数误差,从而确保了捷联惯导/里程计组合定位定向的精度。     

一种功控状态保持低功耗C单元设计

提出了一种新的具有状态保持功能的功控低功耗C单元, 该C单元采用高阈值NMOS管作为功控开关, 以减小C单元休眠期间的漏功耗, 并利用交叉耦合的高阈值反相器构成数据保持单元, 保持电路休眠状态时的数据. 版图后仿真结果表明: 该C单元具有正确的逻辑功能, 与传统弱反馈C单元相比, 其漏功耗下降86.6%, 动态功耗下降7.6%, 可在基于功控技术的低功耗异步电路设计中应用.