线性半向量二层规划问题的全局优化方法

研究了线性半向量二层规划问题的全局优化方法. 利用下层问题的对偶间隙构造了线性半向量二层规划问题的罚问题, 通过分析原问题的最优解与罚问题可行域顶点之间的关系, 将线性半向量二层规划问题转化为有限个线性规划问题, 从而得到线性半向量二层规划问题的全局最优解. 数值结果表明所设计的全局优化方法对线性半向量二层规划问题是可行的.     

脉冲动态核极化增强的NMR 和MRI 系统研究

该文介绍了一种自行设计和构建的可扩展脉冲动态核极化谱仪,可以实现核磁共振波谱与磁共振成像的功能．该仪器的新颖设计主要有：1) 采用基于PCIe 的分布式总线结构,能够极大地提高数据传输效率和通信可靠性,实现精确控制脉冲序列;2) 采用外部高速的DDR 芯片存储脉冲序列元素和FID 数据,可以极大的提高脉冲序列的执行速度,减少快速成像序列的TR 时间间隔;3) 采用时钟移相技术,可以精确产生分辨率为纳秒级别的数字脉冲．最后对该仪器的动态核极化-磁共振波谱与核磁共振成像功能进行了实验验证．     

地震反应分析中Caughey阻尼系数的优化解

传统方法建立Caughey阻尼矩阵时,存在选择多个合理参考频率及避免负模态阻尼比的问题。为此,基于地震反应谱分析,以结构的峰值位移误差最小为优化目标,将模态阻尼比大于零为约束条件,提出了优化Caughey阻尼系数的约束二次规划方法。然后,以一个直径90米,高15米的穹顶结构为例,讨论说明当结构的显著贡献模态多且不同动力反应相关显著贡献模态的频率有巨大差异时,采用Caughey阻尼矩阵的必要性。同时,分析比较了传统方法和优化方法对结构地震反应误差的影响。计算结果表明：传统方法选择的参考频率忽略了不同模态对动力反应贡献的差别,动力反应的计算误差无法有效控制;优化方法可使显著贡献模态的阻尼比合理,因此,对于4阶以上Caughey级数,优化方法的计算误差都小于传统方法。     

弹光调制器动态参数测量与高效驱动匹配研究

为了提高弹光调制器（photoelastic modulator,PEM）的驱动效率,提出了一种基于PEM动态参数测量的阻抗匹配参数计算方法。理论分析了PEM调制幅度与驱动电压大小的关系,建立了PEM及其谐振匹配网络的等效电路模型,在此基础上推导了PEM谐振驱动电压与各个参数的关系,并设计了针对PEM动态测试的测量系统与验证方法。对谐振频率为44.822 kHz的PEM进行各项特性曲线的理论仿真与试验比较,验证了动态测量系统的可靠性,并通过数值仿真得到PEM最优匹配参数。在最优匹配参数附近选取不同匹配参数,测量实际谐振驱动电压,测量结果与仿真曲线相关性达0.996 4,变化趋势在10μF前基本吻合,且在理论最优匹配参数下,实际谐振驱动电压峰值达510 V,优于其他驱动匹配方法,接近理论最大值,相对误差小于1.16%。通过PEM等效动态参数推算的最优匹配参数,可使PEM达到最大驱动效率。     

科技玩具开创研究性学习的大课堂

2007年秋,由本刊负责人吴祖仁主持的全国教育科学“十一五”规划课题的子课题——“科技玩具与物理教育”,以“非课程资源课程化”理念为指引,落脚于浙江义乌中学——背靠全国最大小商品城,充分利用其丰富的科技玩具资源．经学校研究作为研究性学习校本课程,由高一学生自主参加．在一学年中,学生要通过自选课题、市场调查、玩具解剖、原理分析、挖掘设计亮点、迁移应用、模型制作等自主学习过程,最后撰写出研究报告．2008年秋开学第一轮活动的成果在校门两侧宣传橱窗展示,引起很大反响．新高一同学踊跃报名参加第二轮活动．     

光学分子成像技术取得新进展

骆清铭、张智红、赵元弟、杨杰、罗若愚等人完成的“用于药物筛选和药效评价的光学分子成像动态监测理论与方法研究”项目针对在药物筛选与药效评价应用中存在的问题,从系统生物学角度出发,通过探索生物分子信息的建模、仿真与信号处理新理论与新方法,开发多元化的荧光分子探针,建立适合于长时程动态光学成像的细胞网络和实验动物模型,发展高时空分辨、高通量、高灵敏度的光学分子成像技术,形成了从光学分子探针、细胞与动物模型、光学成像监测装置到生物分子信息可视化的理论和技术体系,建立了可用于药物筛选和药效评价的光学分子成像动态监测平台。     

Theoretical analysis on the efficiency of optical-optical double-color double-resonance multiphoton ionization

Analytic formula of the efficiency of optical-optical double-color double-resonance multi-photon ionization （OODR-MPI） is derived from the dynamic rate equation about the interaction of photon and material. Based on this formula, the influence of characteristic of the pump and probe laser on the ionization efficiency of （1＋2＋1） OODR-MPI process is simulated theoretically. It is shown that the pump laser will affect the ionization efficiency by the number control of the molecules excited to the first resonance state. The ionization efficiency is decided by the probe laser directly. Both of the excited molecules and ionization efficiency increase with the intensity and pulse duration of the laser until saturation. It is also found that the longer the delay time of the probe laser to the pump one is, the lower the ionization efficiency would be. The delay time ought to be smaller than the lifetime of the excited molecule in the practical use of the OODR-MPI technique.     

In-line digital holography for dynamic metrology of MEMS （Invited Paper）

In-line digital holography helps to relax the spatial resolution requirement on charge-coupled device sensors for digital recording of holograms and to utilize the full sensing area for image reconstruction which provides larger field of view and better imaging resolution. In this letter, a lensless in-line digital holographic microscopy is presented for dynamic metrology of micro-electro-mechanical system devices. The methodologies of interferometry and time-averaged in-line digital holography are presented for dynamic measurements, which are also useful for simultaneous suppression of in-line waves from real image wave. The experimental results are presented for dynamic thermal characterization of microheater and vibration analysis of cantilevers.     

白蛋白酸致变性的动态激光散斑研究

利用动态激光散斑的方法研究了白蛋白的酸致变性过程。首先,利用动态散斑理论模拟生成了动态散斑序列图;然后,利用模拟和实验散斑图的时间序列散斑图及其灰度共生矩阵对白蛋白的酸致变性过程进行了分析;接着,又利用灰度共生矩阵的惯性矩和不同阶段的四幅散斑图的平均对比度图对该过程进行了更深入的研究。理论模拟和实验研究结果表明,在白蛋白酸致变性过程中,胶体溶液中的蛋白质微粒的运动由剧烈逐渐变得缓慢;同时,微粒数量减少而微粒尺寸增加。研究表明,动态激光散斑方法是一种实时、快速、有效的研究白蛋白变性过程的新手段。     

电热耦合综合能源系统双阶段多目标规划研究

多能耦合系统是未来分布式能源供给方式的重要发展方向。为了实现电热耦合能源供给系统的合理规划、促进能源供给与消费的经济与环保的协调发展,提出一种面向电热耦合能源系统的综合能源系统双阶段规划优化方法。模型的第一阶段是在投资和环境最优的目标下实现电热耦合综合能源系统的合理规划,第二阶段是在考虑设备运行特性的基础上对规划的结果进行运行优化,以获得能源系统的最优运行方案,并从多个指标验证规划方案的合理性。利用NSGA-II算法求得模型进的帕累托解集,使用多准则妥协优化法从帕累托解集中决策出最优配置方案。仿真结果表明,提出的双阶段多目标综合能源规划方法能够实现能源供给系统的经济与环保双优。