硅油基底上受限金属薄膜自组装褶皱的原子力显微镜研究

利用喷雾装置在清洁载玻片上喷洒出各种尺寸(微米到毫米量级)的硅油滴,采用直流磁控溅射方法在硅油滴上沉积金属铬薄膜,研究了薄膜中由热应力引起的自组装褶皱.实验发现硅油滴上的铬薄膜受到油滴边缘的约束而具有受限的边界条件,其对褶皱的形貌具有很好的调控作用:褶皱呈垂直于边界的辐射状条纹;越靠近约束边界,褶皱的波长和振幅越小.褶皱的形貌特征还与薄膜厚度和硅油滴尺寸密切相关.随着膜厚的增加,褶皱在约束边界处首先形成,并逐渐扩展到油滴中心区域;相同尺寸油滴中心处的褶皱波长基本不变,而振幅随膜厚先增大随后减小.薄膜厚度相同时,随着油滴尺寸的增加,褶皱的波长和振幅都相应增加.进一步的研究表明:在沉积过程中,高能粒子的轰击和溅射源的热辐射导致硅油表面层的结构发生改变而形成聚合物层,在此基础上对褶皱的形貌特征和振幅演化给出合理的解释.     

一种改进的光滑粒子流体动力学前处理方法

为了便于对任意边界形状的计算域快速地布置均匀粒子,提出了一种改进的光滑粒子流体动力学前处理方法.该方法是在2012年Colagrossi等提出的算法基础上进行改进后得到的.Colagrossi等提出的算法能够计算一些简单外形分布比较均匀的粒子.然而当光滑长度与初始粒子间距的比值较大时该方法在计算过程中会出现较强的数值震荡问题,收敛速度慢;而且在计算过程中可能会遭遇流体粒子穿透固体壁面的问题.本文通过引入未知因素修正的平滑粒子动力学模型来提高计算稳定性,并通过对边界附近的流体粒子施加边界力来避免流体粒子穿透固体壁面.算例验证结果表明,利用改进后的光滑粒子流体动力学前处理方法能够快速地对各种边界形状的计算域分布均匀粒子,并且避免了流体粒子穿透固体壁面的问题.     

任意复杂流-固边界的格子Boltzmann处理方法

本文提出了一种适用于流固耦合领域中任意复杂边界条件的lattice Boltzmann处理方法.该方法基于half-way反弹模型,在流固耦合处构建了一层虚拟边界,并结合有限差分的方法,获取虚拟边界上的变量值.改进后的方法确保了粒子反弹位置与宏观速度采集点的位置相同,计入了实际物理边界与网格线不重合时,偏移量对计算结果的准确影响,而且其适用范围被扩展到了任意静止或运动、平直或弯曲的复杂边界.文中研究了该方法在Poiseuille流、圆柱绕流和Couette流等经典条件下的边界处理能力,结果表明该方法与理论值符合良好,且当实际物理边界与网格线不重合时,与已发表文献中的结果相比,具有更高的精度.     

缓变下垫面和耗散作用的非线性Rossby波

从准地转位涡方程出发,采用摄动方法和时空伸长变换推导了在缓变下垫面和耗散共同作用的Rossby代数孤立波方程,得到Rossby波振幅满足带有缓变下垫面的非齐次Benjamin-Davis-Ono-Burgers(BDOBurgers)方程的结论.指出地形效应和耗散是诱导非线性Rossby波产生的重要因素,说明了在缓变下垫面强迫效应和非线性作用相平衡的假定下,Rossby孤立波振幅的演变满足非齐次BDO-Burgers方程,给出在切变基本气流下缓变下垫面和正压流体中Rossby波的相互作用.     

一个4维超混沌类Lorenz系统动力学分析

利用Matlab软件和理论分析给出了一个新超混沌类Lorenz系统的非线性动力学行为。主要包括对称性、耗散性、平衡点的稳定性、空间相图、时序波形图、Lyapunov指数和Lyapunov维数、分岔图、Poincaré映射图和功率谱图等方面。研究结果展示了系统具有丰富的动力学行为,证实了混沌系统的物理可实现性。     

上转换磷光生物传感器信号处理算法

为了提高上转换磷光生物传感器的工作效率和自动化程度,将互相关滤波技术用于对传感器采集到的信号进行预处理,基于预处理后的信号特征提出了一种简单有效的自适应边界提取算法.该算法可对免疫层析试纸条功能带(包括检测带T和质控带C)的边界线进行自动定位,并根据这些边界线计算出检测结果.实验结果表明：该算法在多种测试条件下对0～450ng/ml系列浓度标准样品进行检测,具有良好的稳定性和可靠性|且结果的重复性远优于10%,满足生物医学检测的要求.     

复杂背景下钢索图像的纹理分割与边界识别

 针对复杂背景下钢索图像难以准确分割的问题,提出一种基于纹理分析的钢索图像分割与边界识别方法.采用基于模糊Hough变换的纹理方向检测方法确定钢索走向,利用边缘方向密度直方图作为纹理特征,对与钢索纹理方向相应的边缘方向赋予不同权重,抑制纹理分割中背景的干扰,对钢丝绳图像进行聚类分割,采用检测平行直线的方法确定其边界,并根据算法参量对边界进行修正.在实验中,对比了边缘方向密度直方图特征与灰度共生矩阵、局部二值模式在钢索图像纹理分割中的结果与计算时间,结果表明边缘方向密度直方图特征计算速度快、受背景干扰小,分割准确率高.本文方法无须预先训练,受背景干扰小,可以准确地识别出钢索并确定其边界,能满足钢丝绳视觉检测的要求.     

无界区域上Cauchy型奇异积分算子的性质

On the basis of introducing the modified Cauchy kernel, we discuss the Hoelder continuity of the Cauchy-type singular integral operator on unbounded domains for regular functions by dividing into the following three cases： two points are on the boundary of region; one point is on the boundary and another point is in the interior（or exterior） of the region; two points are in the interior （or exterior） of the region.     

一类弱耗散双组份Hunter-Saxton系统的爆破与爆破率

研究了一类周期弱耗散双组份Hunnter-Saxton系统的爆破现象.首先,给出了此类Hunnter-Saxton系统解的局部适定性及其精确的爆破机制;其次,证明了在一定的初始值下Hunnter-Saxton系统强解的几个爆破结果;最后,给出了HunnterSaxton系统强解的爆破率.     

受迫耗散Boussinesq方程的可积性质和孤波解的探讨

考虑到耗散效应和地形外力,Rossby波的振幅可由受迫耗散Boussinesq方程来描述.当包含这两项时,模型比较复杂,不具有Painleve性质.通过将模型双线性化,双线性方法是一个可寻找孤波解和B(a|¨)cklund变换的方法.通过截断的Painleve展开式,得到了将方程双线性化的合适的因变量变换.然后得到了受迫耗散Boussinesq方程的单孤波解和B(a|¨)cklund变换.