中国高速列车研发与展望

十几年来, 以高速列车为代表的高速铁路装备在长期技术积累和自主研发的基础上,经过引进消化吸收再创新、自主提升创新、全面创新和持续创新,成功研制了多代先进的高速列车产品. 通过不断的技术创新,突破了高速列车系列关键技术, 形成了自主研发能力,不断提升高速列车的安全性、可靠性、经济性、环保性及智能化.我国高速列车的运行速度、综合舒适度、安全性、可靠性、节能环保等各项综合性能指标优良,部分指标达到国际领先水平.论文系统回顾了我国和谐号动车组、复兴号动车组、城际动车组、前沿动车组产品的发展成就及主要技术突破,分析了高速列车研发过程中面临的复杂环境适应性、大系统复杂耦合作用、安全可靠设计、智能化应用等关键技术挑战,系统概述了高速列车故障预测与健康管理技术、车体轻量化技术、被动安全防护技术、碳纤维复合材料应用、气动外形设计技术、高速转向架技术、噪声控制技术、牵引制动技术等关键技术的研究进展及主要技术突破, 并展望了高速列车动力学技术、结构安全技术、被动安全防护技术、流固耦合技术、牵引制动技术、智能控制安全技术、故障预测与健康管理技术、综合节能技术等关键技术的未来发展方向.      

充-岩界面耦合体爆破动力响应机理

充填采矿法的充填体与矿岩体构成的界面耦合结构体,受采矿爆破影响会持续受到动力扰动,在充-岩界面耦合处易产生脱粘、裂隙扩展等行为,为井下生产带来安全隐患。采用ANSYS/LS-DYNA建立了充-岩界面耦合体模型,分析了爆破作用对界面耦合体结构的力学影响,获取了不同界面粗糙度、充填体养护龄期和起爆方式等因素对爆破裂隙扩展及应力波峰值应力的影响,探讨了爆破动力作用机理。结果表明:（1）爆破冲击在界面耦合体中存在拉、压和剪3种力学作用,且随着界面粗糙度的提高,界面受力呈先上升后下降趋势;（2）随着充填体养护时间增长,界面破坏逐步从受拉转化成剪切损伤;（3）同时起爆对耦合界面的损伤比逐孔起爆的小。     

“轴对称”数学活动教学应体现初中学段特点——由一次数学活动课的观课引发的思考

一从.一次数学活动课的观课说起最近有机会观摩某校八年级数学活动课的公开教学活动,课题是人教版教材八年级上册第13章“数学活动”,教材上提供了以下三个活动素材:活动1:如图1,从轴对称的角度观察这些“美术字”,你能发现它们的共同特点吗?     

皮肤含水量对太赫兹光谱参数的影响规律研究

太赫兹时域光谱技术已经用于皮肤癌、皮肤烧伤以及皮肤疤痕治疗效果的诊断和过程监测,通常采用太赫兹时域和频域光谱参数作为区分皮肤组织不同状态的诊断参量。目前最常用的皮肤活体反射式太赫兹测量装置需将皮肤放置于介质窗上来提高测量的准确性,这使得皮肤表层水分含量因为阻塞而发生变化,从而影响太赫兹诊断皮肤的精确性。随着太赫兹生物应用从离体检测到活体测量方向发展,需要分析阻塞情况下皮肤太赫兹光谱参数的变化规律。采用太赫兹反射系统对手臂皮肤在石英介质窗上的阻塞过程进行了连续测量,然后对不同时刻时域波形的峰峰值、半波脉宽等13个特征量进行了分析。结果表明：时域信号和传递函数的峰峰值、最大值与最小值之间的拟合斜率等参量随阻塞时间而呈指数衰减;传递函数的最大值与最小值时间差、最大值与最小值的斜率等随阻塞时间呈指数增加;时域波形的半峰全宽、对数频谱等保持不变。然后用双德拜模型来模拟皮肤组织在0.2～1 THz频段的介电常数,采用遗传算法和Levenberg-Marquardt相结合的优化算法得到了皮肤阻塞情况下不同时刻的双德拜参数,结果表明：ε_∞和ε_s均随着时间呈指数上升,5 min内增幅分别达到了27.8%和12.5%;ε₂、弛豫时间常数τ₁和τ₂基本保持不变。将皮肤组织视为多层媒质结构,基于Bruggeman有效介质模型,将计算得到的太赫兹反射率和测量得到的反射率作为目标函数,再采用上述混合优化算法得出了皮肤含水量随时间的变化规律。结果表明：随着阻塞时间的增加,皮肤角质层中的水分以指数函数的形式增加,5 min的阻塞时间即可增加23.8%。因此,在进行临床应用和研究时,必须谨慎考虑皮肤与介质窗接触阻塞而导致的参数变化。该研究有利于提高太赫兹活体检测的准确性和推动太赫兹时域光谱技术的临床应用。     

储存环光学速调管自发辐射模拟研究

 用蒙特卡洛方法模拟了合肥储存环上TOK的自发辐射，通过模拟结果分析和讨论了电子束团能散和发射度对自发辐射谱的作用,并和实验结果进行了比较,分析了实验测出的自发辐射谱调制因子很低的原因。     

芳基乙炔聚合物热分解动力学研究

利用ＴＧ－ＤＴＧ方法研究了聚（ｐ－ＤＥＢ）在氮气和空气气氛中的热分解过程和动力学。实验发现,在氮气中其热分解反应为一步反应,热分解速率较低,热分解４温度随升温速率β的增加而线性增加,在７３０℃下残碳率高达８７％;而在空气中其热分解反应则由多步组成,热分解速率较快,热分解温度低,升温速率对热分解温度影响不大,在６００℃下聚合物已完全分解。在氦气和空气中聚合物的热分解反应均为一级速率对热分解温度不大,     

一种基于标记单光子源的态制备误差容忍量子密钥分发协议

在实际量子密钥分发系统中,由于设备、器件存在缺陷,在量子态制备过程中往往存在误差,而这些态制备误差会导致一定的系统安全性漏洞.本文在Tamaki等(Phys. Rev.A 90 052314)的工作基础之上,提出了一种基于标记单光子源的态制备误差容忍量子密钥分发协议.本文将发送端制备态误差进行参数刻画并带入量子密钥协议安全性分析之中,避免了实际应用中由于态制备装置的不理想可能引入的安全性漏洞,提高了系统的安全性.同时,为了方便起见,本文采用三强度诱骗态方案开展建模分析与数值仿真计算.仿真结果显示,本文提出的协议对态制备误差具有很好的鲁棒性.同时,由于标记单光子源具有真空脉冲概率低的优点,与此前基于弱相干态脉冲的同类协议相比,我们的协议在传输距离较远时能够显示出更优的性能.因而,该工作有望为未来发展长距离量子保密通信应用与研究提供重要的参考价值.     

钠离子层状氧化物材料相变及其对性能的影响

钠离子电池近年来在大规模储能领域展现出优异的发展和应用前景.由于钠离子层状过渡金属氧化物正极材料(Na_xTMO₂)具有比容量高、容易制备、电压可调和成本低的优势,在学术界和产业界得到了广泛的关注与研究.但较大的Na~+半径和较强的Na~+-Na~+静电排斥作用,导致Na_xTMO₂具有多种结构类型和复杂的结构转变,以及由此形成了多重结构-性能关系.本文详细介绍了Na_xTMO₂的结构类型,综述了在Na~+脱出/嵌入过程中引发的结构演变,旨在揭示钠离子层状过渡金属氧化物正极材料结构转变机理及其对电化学性能的影响,最后讨论了现存的挑战并提出了改进策略.     

高效液相色谱-离子阱质谱分析甘草中的化学成分

甘草(Glycyrrhiza)是豆科(Leguminosae)甘草属植物的根和根状茎,是我国传统中草药,有补脾益气、清热解毒、祛痰止咳、缓急止痛之功效,复方中常用来调和诸药.到96年为止,从10种甘草中共分离得到170多种成分,近年来仍有新分出的成分的报道.由于甘草成分复杂,不同产地的化学成分有一定的差异,建立一个微量、快速的定性分析方法在其质量控制方面具有重要的意义,并且通过质谱和PDA共同定性分析可为甘草的液相色谱峰提供更充分的证据.我们对内蒙产甘草的化学成分用LC-ESI-MSn进行了研究,得到了100多个组分的质谱图,其中大部分成分的分子量文献有报道,有40多个组分还未见从甘草中分离出来的报道.     

基于DISLab温度传感器的导热系数测定

对采用热电偶测量导热系数的实验进行改进,利用DISLab温度传感器测金属盘达到平衡的温度和散热盘的温度,解决了传统的导热系数测定时误差较大的问题。实验表明,该实验操作简单,精度高,具有明显的优势。