大脑血液动力学现象中的能量编码

神经信息的编码与解码是神经科学中的核心研究内容,同时又极具挑战性.传统的编码理论都具有各自的局限性,很难从脑的全局运行方式上给出有效的理论.而由于能量是一个标量具有可叠加性,因此能量编码理论可以从神经元活动的能量特征出发来研究脑功能的全局神经编码问题,取得了一系列的研究成果.本研究以王-张神经元能量计算模型为基础,构建了一个多层次结构的神经网络,通过计算机数值模拟得到了神经网络的能量消耗和血液中葡萄糖供能的变化情况.计算结果显示,和网络的神经活动达到峰值的时间相比,血液中葡萄糖的供能达到峰值的时间延迟了约5.6s.从定量的角度再现了功能性核磁共振(fMRI)中的血液动力学现象:大脑某个脑区的神经元集群被激活以后经过5~7 s的延迟,脑血流的变化才会大幅增加.模拟结果表明先前发表的由王-张神经元模型所揭示的负能量机制在控制大脑的血液动力学现象中起着核心的作用,预测了刺激条件下大脑的能量代谢与血流之间变化的本质是由神经元在发放动作电位过程中正、负能量之间的非平衡、不匹配性质所决定的.本文的研究结果为今后进一步探究血液动力学现象的生理学机制提供了新的研究方向,在神经网络的建模与计算方面给出了一个新的视角和研究方法.      

A STUDY OF LOW CYCLE FATIGUE PROPERTIES OF MATERIALS BASED ON THE FUNNEL-SHEET SPECIMENS1)

根据能量等效方法,针对漏斗薄片试样,提出了关联Ramberg-Osgood 幂律参数、试样几何参数的载荷-位移半解析统一模型。采用有限元数值模拟,正、反向验证了该模型的有效性。在此基础上,提出了通过漏斗薄片试样低循环试验实现材料低周疲劳性能的预测方法。基于薄片试样低循环试验数据,完成了SS316L, N18及SAPH440 三种材料的低周疲劳性能预测,预测结果与标准试样试验结果具有良好的一致性。并利用该方法完成了N18与SAPH在不同温度条件下的低周疲劳性能预测。     

EXPERIMENTAL RESEARCH ON FAILURE AND ENERGY DISSIPATION CHRACTERISTICS OF THE SANDSTONE1)

通过三轴卸荷试验,探究了不同路径下卸荷速率对砂岩力学特性及破坏过程中的能量耗散的影响。试验结果表明在全过程应力-应变曲线的弹性阶段,轴向变形起主导作用,弹塑性阶段,环向应变的增加值大于轴向应变增加值。在围压卸荷阶段,卸荷速率越小,卸荷阶段的应变折合柔度越大,此时岩样的变形不充分,呈现明显的脆性破坏。恒主应力差路径下的耗散能大于恒轴压路径下的耗散能的35%,卸荷速率越大,岩样的弹性应变能越小。     

Surface modification of polyamide 12 angioplasty balloons by photochemical reaction with an aromatic azide

Polyamide 12 (PA12) is used in a variety of applications when low moisture absorption, good dimensional stability, and toughness are required. Polyamide 12 is one of the polymers most frequently employed to fabricate angioplasty balloon catheters; however, its high hydrophobicity and chemical inertness require the application of coatings to make its surface more hydrophilic and biocompatible. In this work, an alternative method, based on the photochemical reaction of PA12 with a hydrophilic aromatic azide, was developed. Static and dynamic contact angle measurements evidenced that the surface modification process was able to improve PA12 wettability and that the effects were retained even after 12 months from surface treatment. Polyamide 12 modification resulted in an increase of its surface free energy, as evaluated by the van Oss, Good, and Chaudhury method. X‐ray photoelectron spectroscopy confirmed the presence of the aromatic azide on PA12 surface. Finally, compliance tests showed that the modification process did not reduce the mechanical performance of balloons.     

Experimental determination of interfacial energy for solid Al in the Al-Sn-Mg eutectic system with Bridgman-type apparatus

The equilibrated grain boundary groove shape of solid Al in equilibrium with Al-Sn-Mg eutectic liquid was observed by using a Bridgman type directional solidification apparatus. The ratio of the thermal conductivity of the equilibrated liquid to the thermal conductivity of solid Al has been obtained as 0.91. In addition, the average Gibbs-Thomson coefficient, $\bar{\mathrm{\Gamma }}=(4.20\pm 0.35)\times {10}^{-8}\mathrm{Km}$, the solid-liquid interfacial energy, ${\sigma }_{SL}=180.68\pm 23.48\text{mJ}/{\text{m}}^2$ and the grain boundary energy, ${\sigma }_{GB}=309.30\pm 29.47\text{mJ}/{\text{m}}^2$, in the Al/Al-Sn-Mg system have been calculated from the measured grain boundary shapes.     

基于复杂网络的能源互联网信息物理融合系统跨空间风险传递研究

能源互联网呈现物理信息深度融合的趋势,为电力系统管理研究定义了新的研究框架。作为一个先进的复杂系统,能源互联网信息物理系统(Energy Internet Cyber-Physical System,ECPS)在其发展过程中面临着一些新的挑战,其中一个就是耦合结构下的风险管理。本文结合复杂网络理论和风险传递理论,着重在拓扑层面分析了ECPS跨空间交互机理,并在此基础上定义了交互路径和交互系数;接着建立了ECPS跨空间风险传递模型,量化描述了风险的传递和演化过程,并进行了风险影响评估;最后,通过仿真实验分析了三种不同交互系数节点故障的风险传递过程和不同攻击模式下系统的崩溃过程。对仿真结果的讨论阐述了能源互联网风险跨空间传递的特点,为更深入地研究ECPS的风险管理提供了参考。