构元组集模型对结构弹性损伤至断裂过程的描述及与内聚区模型的比较

结构的响应实质上是材料的响应,宏观结构损伤至断裂的发展过程也是材料性质不断演化的结果。构元组集模型从材料的微观物理变形机制出发,基于对泛函势理论和Cauchy-Born准则,抽象出两种构元——弹簧束构元和体积构元。在微观层次上,结构损伤和断裂的实质都是原子间键合力减弱和丧失的结果,而弹簧束构元是同一方向上的原子键的抽象,因此损伤可以通过弹簧束构元的响应曲线来反映。组集两种构元的响应,建立了材料的弹性损伤本构关系,从而能一致描述材料从弹性到损伤、破坏的发展过程。将构元组集模型的本构关系嵌入ABAQUS的用户材料单元子程序UMAT,实现对结构响应的数值模拟。本文模拟了包含中心预制裂纹三点弯曲梁的裂纹扩展过程,并与内聚区模型比较,给出了内聚区模型所假设的应力——位移关系曲线,并从材料损伤演化的角度对材料裂纹扩展过程做出了物理解释。     

鱼类自主游动水动力学特性的数值模拟

通过对推力和阻力进行重新定义, 从根本上解决了鱼游研究中推力和阻力无法区分的难题.在此基础上, 利用自适应网格下的ghost-cell浸没边界方法, 模拟了鱼类以鲹科模式在黏性流体(309 \le Re \le 14\,581)和无黏流体 (相当于雷诺数无穷大情形)中的二维自主游动.结果表明: (1) Strouhal数随雷诺数增大而减小,当雷诺数趋向于无穷时, Strouhal数趋向于0.25; (2)在所有雷诺数情况下, 推力主要来源于压力分量; 当Re<3000时, 阻力的压力分量小于黏性力分量, 而当Re>3000, 二者的关系就会反过来; (3)推进效率随着雷诺数的增大而增大,当雷诺数趋向于无穷大时, 推进效率最高可以达到70%, 说明鲹科模式适用于较高雷诺数下的游动.      

双环戊二烯反应注塑

作为一种新型工程材料,近年来聚双环戊二烯(polydicyclopentadiene, PDCPD)的研究备受关注。PDCPD多采用反应注塑成型工艺,需要在反应前有足够的储存稳定期以保证物料的混合和注模。本文介绍了不同催化体系的优缺点,着重阐述了极具应用前景的新兴Grubbs潜伏型催化剂最新进展,包括热触发型、化学触发型和光触发型等,并对其结构、性能及反应机理进行了详细分析。同时,围绕配体结构对催化特性的影响,对如何提高催化剂的潜伏性且保持其催化活性进行了对比和剖析。其中,螯合结构和O、S、N等杂原子基团的引入,提高了催化剂的潜伏性,但催化活性会有一定程度的下降。此外,还评述了聚双环戊二烯改性方面的相关研究,并对聚双环戊二烯产业发展的趋势进行了展望。     

非均匀烟雾环境对偏振光传输特性的影响

针对由烟雾沉降现象产生的非均匀烟雾介质环境,利用蒙特卡洛仿真程序,并通过实时测量沉降时间内的光学厚度,建立了实验测试与模拟仿真中非均匀环境参数的联系,解决了传统非均匀环境中介质参数测量与偏振传输特性测量存在延时的问题,增加了测试的准确性。实验结果表明,4种偏振光的偏振度均随烟雾浓度的增大而减小;随着烟雾浓度的增大,圆偏光表现出更好的保偏特性;波长越长圆偏光的偏振特性越显著,波长越短线偏振光的偏振特性越显著。     

Optical–digital joint design of refractive telescope using chromatic priors

The conventional optical system design employs combinations of different lenses to combat aberrations, which usually leads to considerable volume and weight. In this Letter, a tailored design scheme that exploits state-ofthe-art digital aberration correction algorithms in addition to traditional optics design is investigated. In particular, the proposed method is applied to the design of refractive telescopes by shifting the burden of correcting chromatic aberrations to software. By enforcing cross-channel information transfer in a post-processing step, the uncorrected chromatic aberrations are well-mitigated. Accordingly, a telescope of F-8, 1400 mm focal length,and 0.14° field of view is designed with only two lens elements. The image quality of the designed telescope is evaluated by comparing it to the equivalent designs with multiple lenses in a traditional optical design manner,which validates the effectiveness of our design scheme.     

压缩感知光谱成像技术的编码孔径与探测器匹配优化

编码孔径光谱成像仪在实际应用中存在着编码模板与探测器分辨率不匹配从而降低系统分辨率的问题。针对该问题进行了两种情况分析,并通过数学理论建模给出了相应的解决方案。对于编码模板分辨率高于探测器分辨率这一情况,提出引入邻域嵌入超分辨技术的方法,实现了基于压缩感知的超分辨光谱成像。对于编码模板分辨率低于探测器分辨率这一情况,提出区块阈值划分的编码孔径,将编码微元按照区块阈值重新划分并进行灰度分级,从而实现低分辨率编码模板的高分辨率编码孔径。利用梯度投影稀疏重构(GPSR)算法进行数据立方体重建,实验结果表明:运用基于超分辨理论的编码孔径快照光谱成像系统所测得的光谱图像更精准,内容更丰富;采用基于区块阈值划分的编码孔径的编码孔径快照光谱成像系统具有更高的空间分辨率和光谱分辨率。结果证实优化后的编码孔径快照光谱成像系统,其分辨率和成像质量大幅度提升,并实现了高分辨率元件的100%利用。     

不同形状的非球形粒子对偏振传输特性的影响

针对自然界的非球形粒子问题,对典型非球形粒子的偏振传输特性进行研究,采用T矩阵算法研究椭球、圆柱和切比雪夫粒子的偏振传输特性,及其与球形粒子偏振传输特性的差异。研究结果表明:对于横纵轴之比中等的椭球粒子,当散射角小于60°时,不同形状椭球粒子的偏振度(DOP)差异较小,可用Mie散射方法进行粒子偏振特性的近似计算;当散射角大于60°时,DOP随横纵轴之比的变化较大,且球形与椭球粒子的DOP差异随着横纵轴之比的增加而增大;对于直径与高度之比中等的圆柱体粒子,DOP的变化相比于椭球粒子更加平稳,但后向散射与侧向散射区域仍不能采用Mie散射进行近似计算;形状比例极端的椭球粒子和圆柱体粒子的偏振曲线均类似于钟形,且在散射角约为90°时DOP达到最大值;切比雪夫粒子的形变参数和级次都对粒子前向散射偏振特性的影响较小,但对后向散射偏振特性的影响较大,且灵敏度随级次的增加而减小。本研究结果可为非球形粒子偏振传输特性的研究及球形粒子近似提供理论指导。     

被动多轴DOAS技术污染气体垂直柱浓度反演方法研究

介绍了基于太阳散射光的多轴被动差分吸收光谱技术与系统及其在大气污染气体垂直柱浓度监测中的应用．实验中利用夫琅和费光谱作为参考光谱,同时将Ring光谱作为一种吸收结构参与拟合去除太阳光谱中的夫琅和费结构和Ring效应对测量结果的影响,并结合辐射传输模型将污染气体斜柱浓度转换为垂直柱浓度,通过“好运北京”奥运限车期间与OMI卫星的对比实验一致得出限车期间NO2有约20％的下降,证实了本方法的可行性．     

捷联惯导系统快速最小二乘精对准方法

传统最小二乘精对准方法采用水平速度误差作为量测值,对方位失准角和陀螺漂移的估计时间较长,且收敛速度受递推计算初值影响。改进方法直接采用单位时间的水平比力作为量测值,同时忽略失准角误差中的高次项,将三次曲线转化为线性模型进行估计。在简化模型的基础上,推导了计算量很小的无初值最小二乘递推算法,进一步加快了对准收敛速度。静基座条件下的仿真和实验验证结果表明,改进方法估计的失准角误差和北向陀螺漂移均可在120 s内收敛,在不影响对准精度的前提下缩短了对准和测漂时间。     

一种基于物理机制的后继屈服面演化模型

考虑滑移为晶体塑性的主要变形机制,推广单晶滑移理论至多晶体,建立滑移构元模型,研究了后继屈服面的移动、变形等演化规律。基于滑移构元的包氏效应和潜在硬化的影响,后继屈服面的尾部缩进,变得较“平坦”,而前端突出,形成“高曲率区域”。为了验证模型的有效性,本文分别预测了单轴拉伸、纯扭转和拉—扭组合比例/非比例加载下的后继屈服面演化过程,与已有实验结果符合一致。关键词:滑移构元模型,后继屈服面,包氏效应,潜在硬化,非比例加载