牛顿学说在中国的早期传播及其影响

 众所周知,伊萨克•牛顿(IsaacNewton,1642～1727)是英国伟大的科学家,其研究领域包括了物理学、数学、天文学、自然哲学、炼金术和神学。牛顿发明了微积分,发现了万有引力定律,创建了经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等,被誉为人类历史上最有影响力的科学家。正如恩格斯所说:"牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学;由于进行了光的分解,而创立了科学的光学;由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学;由于认识了力的本质,而创立了科学的力学"。假如牛顿生活的时代就有诺贝尔奖的话,他无疑会多次获得诺贝尔奖。为了纪念牛顿的杰出成就,以牛顿的姓氏命名力的单位,国际天文学联合会还把662号小行星命名为牛顿小行星。     

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分析了电加热器对流动氦气的加热过程,从能量平衡和热传导的角度建立了系统数学模型,用解析的方法表达了热量的传递过程,得到了传递函数。用Matlab的Simulink模块搭建了PID的控制框架,用积分分离的策略改进了温度控制的效果。仿真结果显示流体在进口温度不断变化的情况下,通过加热器的功率调节获得了比较稳定的气体出口温度,表现出了良好的控制结果。     

双波段扫描辐射计的研制

介绍了一种新型小视场、高精度的双波段扫描辐射计。描述了系统的特点,分析了系统的总体方案。介绍了系统的工作原理,对系统的NETD进行了估算,对其探测器的选择、光学系统设计、调制系统设计、扫描机构设计、信号处理等方案进行了详细论述,对系统的标定和测量原理进行了分析,并给出了相应的计算公式。给出了系统的检测结果。     

管内电缆导体应变对稳定性影响模拟研究

提出了应变对CICC导体稳定性作用的仿真设计思想,研究了应变对临界电流密度的影响,量化了应变作用,推导了导体设计的数学公式,建立了数值仿真设计模型,并进行了导体结构的模拟设计。将数值仿真设计与工程设计进行了比较,结果显示,采用数值仿真设计模型能有效减轻工程设计工作量,缩短设计周期。     

一种低温制冷机用氦压缩机的研究

介绍了低温制冷机系统中氦压缩机的工作原理。通过对一般压机泵的研究,设计了专用的氦压缩机泵,引用了先进的热交换及过滤技术,解决了该类压缩机的滤油问题,延长了其使用寿命,提高了制冷机的可靠性。     

分光计测光栅光谱实验内容的拓展

用分光计测光栅光谱,实验光源除了普遍用的钠光灯、低压汞灯外,还选用了节能灯,使学生在学习的过程中不仅对常用光源有一定的了解,而且也对其他的光源进行了探索,拓展了学生的知识面,培养了学生的观察能力、创新能力,并且开阔了学生的科学思维,提高了教学质量与效率.     

用阈值函数分析粒子场同轴全息非线性记录对再现像的影响

用阈值函数分析了粒子场同轴全息非线性记录对再现像的影响,从理论上得到了非线性记录影响粒子场同轴全息再现像的模型,并数值模拟了不同形状粒子在非线性记录下的再现像,得到再现像出现了边缘剪切效应.实验验证了数值模拟的结果,完善了粒子场同轴全息理论,并为粒子场同轴全息图像处理提供了光学产生边缘剪切效果,节约了图像处理的时间.     

基于数据模型的卫星XTCE文件设计及应用

对XTCE的内容和特点进行了介绍,给出了基于数据模型的卫星XTCE文件设计思路,详细描述了XTCE文件中空间系统,遥测遥控统一模型的设计方法,以及XTCE文件的应用方法;基于数据模型的卫星XTCE文件设计方法在实际项目中的应用表明,该方法可以快速、高效的进行XTCE文件的设计和修改,简化了卫星数据交换格式设计的流程,增强了数据交换格式的通用性和继承性,促进了各应用系统间的信息交换,提高了卫星研制的效率和可靠性。     

航天器谐波传动机构效率试验测控系统设计

介绍了谐波传动机构的原理和应用,针对工作于空间环境下的航天器谐波传动机构,设计了一套传动效率试验测控系统。叙述了整套测控系统的结构、原理,设计了一套谐波传动机构在空间环境下的效率试验方法。并针对传统试验装置的缺点和不足,在实现基本功能的基础上,采用了针对性的软件设计,设计了一套自动测试流程,提高了整套系统的自动化水平。同时,针对测试数据无规则跳变的问题,设计了数据筛选算法,提高了控制精度和试验的准确性。     

基于ARM+PFGA的PLC系统通讯设计

为提高PLC系统功能模块间通讯协议的通用性和可扩展性,对自主研制的ARM+FPGA构架小型PLC进行了通讯设计;在分析各类通讯数据的特点、实时性及可靠性要求的前提下,对CAN协议的应用层进行了扩展,采用数据单元法组织通讯数据,并对不同类型的数据定义了不同的数据单元格式,从而制定出了一种CAN扩展协议;另外,提出了以主机为中心的通讯模式,规定了通讯流程,确保了PLC主机执行程序的可靠性;经对通讯可靠性、通讯流量及编解码速度等测试表明,该协议通用性好,编解码效率高,达到了数据可靠传输的目的,提高了PLC系统的性能。     

基于分段硬化曲线的X射线CT射束硬化校正方法

研究了X射线CT射束硬化的形成机理,分析了射束硬化校正的常用方法,建立了以投影灰度为自变量的射束硬化校正模型,从而降低了射束硬化校正的计算难度。分析了采用多项式拟合射束硬化曲线的优缺点,提出一种基于多项式的分段硬化曲线表达新方法。该方法首先采用过原点的多项式曲线拟合硬化数据,然后通过所得多项式曲线的曲率变化,判断该曲线在拟合区间两端是否出现振荡,并对振荡部分的多项式曲线采用幂函数曲线进行替换,同时保证各段曲线在连接点处C1连续(曲线的C1连续定义为, 两条曲线交于一点且在交点处的一阶导数相等)。计算机CT仿真实验结果表明,该方法对理想CT图像和含噪CT图像的射束硬化校正,均表现出良好的稳定性,并可基本消除射束硬化造成的伪影。     

多孔材料内部结构的微CT扫描仪分析

本文介绍使用微CT扫描仪对样品进行扫描和图像重构的原理,以蛋糕为样品使用CT对多孔材料的内部结构进行研究,包括样品的孔隙率及其变化,水在大孔内的分布,空腔的三维重构图像和样品内部其它微细特征。结果表明, 浸水的样品在干燥后,骨架收缩,部分孔的尺寸明显增大,孔隙率增加,而没有浸水的蛋糕在干燥前后结构变化不大。文章表明,对于孔径大于几十微米的多孔性材料,使用文中的微CT扫描仪可以有效地对它们进行内部结构的研究。     

聚丙烯酸酯泡沫密度均匀性的射线检测技术

 低密度泡沫材料大多存在一定程度的密度不均匀性，这对其后续使用性能将带来不良影响。文中简述了ICF靶用聚丙烯酸酯泡沫的制备方法，并利用β射线和X射线检测技术，对直径为mm量级的低密度聚丙烯酸酯泡沫柱进行密度分布表征。研究结果表明：泡沫柱沿轴向的密度分布比较均匀，而沿径向呈内低外高分布，形成了明显的密度梯度。实验表明：射线检测技术测量靶用低密度泡沫的方法可基本满足目前的实验要求，但密度分辨率和空间分辨率还有待进一步提高。     

同步辐射X射线相衬显微CT在古生物学中的应用

X射线无损成像技术在古生物化石标本研究领域中应用十分广泛.近几年来,随着技术的不断革新,同步辐射X射线相衬显微断层成像技术(SRX-PC-μCT)也被引入到这一领域.由于同步辐射光源产生的硬X射线具有高亮度、高准直性和高空间相干性等优点,可以实现化石标本高分辨率(亚微米级)的无损三维显微成像,给古生物学的发展带来了新的机遇.文章简要回顾了用于古生物化石标本无损成像技术的发展历程,并在此基础L综述了同步辐射X射线断层显微成像技术在古生物学领域的应用现状和前景.     

基于先验组分的多谱CT序列DCM融合算法研究

多谱CT成像是通过不同谱段的CT图像表征检测对象中的不同组分。为了便于在同一视图中显示所有组分的信息,需要研究多谱CT序列的融合方法;但是常用融合方法如加权平均法、小波变换融合法等都是针对图像细节信息的优化,不能表达组分的物理特性,从而导致融合图像的灰度不具有物理表征性,影响CT的定量检测。为此,结合具有物理表征特征的数据约束模型(DCM),开展了基于先验组分的多谱CT序列DCM融合算法研究。首先通过能谱滤波分离的成像方法获得多个能谱范围内的多能投影数据,采用TV-OSEM算法重建不同能谱段的CT序列;其次,利用传统DCM模型和改进DCM模型分别对多谱CT序列进行融合,传统DCM模型是严格单能的,由于滤波后能谱的非严格单能特性,其融合结果不能表征出对象序列中的全部组分。针对此问题提出了改进DCM模型。改进DCM模型选择了新的体元定义,并且在多谱CT序列融合中引入先验组分作为参照,通过先验物质对融合结果中其他物质进行校准,实现检测对象中各组分位置的准确分布。仿真实验表明,该方法可从物理表征正确性的角度,实现多谱CT序列融合,在满足CT序列中不同组分区分的同时,其融合图像的灰度具有物理可参照性,有利于后续的CT定量检测。     

计算机辅助活体足建模生物力学方法研究

随着计算机断层(CT,computed tomography)和MRI(nuclear magnetic resonance imaging)技术的发展,困扰着活体足建模的问题得到了解决,特别是DICOM(digital imaging and communications in medicine)标准的建立为计算机辅助足生物力学的研究开辟了一条新的途径。探讨了一种集CT扫描技术、Mimics(Materiaise’s interactive medical imagecontrol system)和ANSYS软件为一体的活体足研究的生物力学方法。利用PHILIPS 64排螺旋CT扫描仪获得了足部骨组织的DICOM图像;在工作站上用三维重建软件Mimics分别对足部骨、皮肤等建模,利用Mimics的逆向工程模块对模型去噪、平滑处理和点云运算,之后进行模型面网格的划分;在ANSYS中建立约束、加载载荷并求解,从而实现足的生物力学研究。CT扫描的足部断层图像通过Mimics能够实现对足的外型和骨的三维重建,在逆向工程软件中可以实现模型的体网格划分,用ANSYS实现有限元分析。根据运动中足的动力学规律(如通过压力分布测量平台),能够实现足的表面和骨的动力学和应力应变的计算机仿真研究,为运动损伤或运动鞋的评价等提供了依据。     

超声波信号渡越时间参数法测量空气中温度分布

超声波已成功在医疗、化工和无损探伤等领域得到广泛的应用。根据超声波在空气中的传播速度会随着温度改变而改变这一特点,本文把空气中的温度场作为研究对象,利用超声波信号在空气中的渡越时间参数TOF(Time of Flight)来对空气中的温度分布情况进行超声波CT画像的重建。     

The level of cross-linking and the structure of anisotropic magnetorheological elastomers

The influence of the concentration of the magnetic powder on the level of cross-linking of magnetorheological elastomers (MREs) has been studied. Afterwards the structural characterisation of manufactured MREs has been performed by using non-destructive method, specifically the computed tomography. The correlation between internal structures of MREs and the developing of its cross-linking level during the curing was found. It was shown that changes in the concentration of the powder significantly affect morphologies of the sample.     

Tomographic examination of magnetic nanoparticles used as drug carriers

Tumors grown on animals and treated with magnetic drug targeting and magnetic hyperthermia have been analyzed by microcomputed X-ray tomography to study the three-dimensional nanoparticle distribution. The measurements have been performed in two laboratories, with a polychromatic X-ray cone beam as well as with monochromatic parallel beam. Due to the poor resolution in the first case, the distribution of the magnetic nanoparticles can be studied only qualitatively. With the polychromatic beam semi-quantitative results can be achieved. In this paper, the results from both methods are presented and compared.     

Study of readout and cross-talks for multi-strip RPC with PSpice simulation

An electrical model for multi-strip resistive plate chamber (RPC) is presented,and a comparison between simulation results and test data is carried on.Based on the model,the influences of the RPC's design parameters on the readout are studied with PSpice simulation.Cross-talk (CT) phenomenon is observed and the relative amplitudes of the CT are studied for different design parameters.