人工智能在结构拓扑优化领域的现状与未来趋势

结构优化,特别是结构拓扑优化,受到学术界和工业界的广泛关注.通过发展不同的拓扑优化算法,实现了众多具有卓越力学、热学和声学等多学科性能的最优拓扑构型创新设计.然而传统的拓扑优化方法在处理大规模的拓扑优化问题的迭代过程中往往需要多次大规模有限元分析,面临巨大计算量的挑战.近年来,以机器学习为代表的人工智能方法的迅猛发展,成为拓扑优化最具有发展前景的新学科方向.通过将人工智能算法与拓扑优化框架结合,使得拓扑优化的效率大幅提高,同时也为实时拓扑优化的实现提供了可能.本文通过回顾近十年来基于机器学习拓扑优化方法研究的一些重要进展,对截止目前的研究现状进行了简要介绍.由于论文篇幅有限,本综述不涉及该领域的全部文献,其综述范围有限,且与作者本人的研究兴趣密切相关.     

复合纳米金属间化合物Ag2Al的制备及其结构表征

采用自悬浮定向流法制备出Ag2Al复合金属间化合物的纳米微粉,通过透射电子显微镜、X射线衍射仪和X射线能谱仪对纳米微粉的显微结构、粒度、相组成和成分构成进行研究。结果表明:所制备出的复合金属间化合物纳米颗粒呈规则球形,粒径分布在20～110 nm之间;纳米合金颗粒的主要组成相为Ag2Al,并伴有少量的Al;样品中的Ag,Al原子数比约为66.5∶33.5,金属间化合物纳米颗粒中Ag2Al晶粒尺寸约为33 nm,Al的约为21 nm。     

5-磺基水杨酸辅助水热法制备Co-Ni层状双氢氧化物及其超电容性能

采用5-磺基水杨酸(SSA)辅助水热法制备了Co-Ni层状双氢氧化物(CoxNi1-xLDHs),通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、场发射扫描电镜(FE-SEM)和透射电镜(TEM)研究其结构与形貌.结果表明,通过调控反应体系中Co、Ni的配比,可以得到不同形貌的CoxNi1-xLDHs.在Co的摩尔分数为0.24时,形成了由纳米片组装的花瓣状纳米球.循环伏安和恒流充放电测试表明,这种花瓣状结构的双氢氧化物在1A·g-1电流密度下,比电容值达到1735F·g-1.     

纳米结构Cu固体材料的低温热容性能研究

采用真空热压技术在高真空和温度为523K的情况下,通过不同压力将直径平均大约为45nm的Cu纳米粉末压制成纳米结构Cu固体材料,将X射线衍射、扫描电镜与物性测试仪(PPMS)相结合,研究了低温下纳米结构Cu固体材料的比热容随温度和材料密度的变化.研究结果表明:低温比热容随着纳米结构Cu固体材料密度的降低而升高;纳米结构Cu固体材料的低温比热容大于粗晶Cu,其增加率在10K左右达到极大.基于缺陷的热振动效应,探讨了这些现象的物理机理.     

聚乙烯吡咯烷酮相对分子质量对银纳米结构的影响

探讨了相对分子质量不同的聚乙烯吡咯烷酮对多元醇法制备银纳米结构的影响,采用扫描电镜和X射线衍射仪对样品进行了表征及分析,并用紫外可见分光光度计研究了粒子的光学性质。实验结果表明:在相同的实验条件下,不同相对分子质量聚乙烯吡咯烷酮将得到不同形貌的银纳米粒子;相对分子质量为1×104的聚乙烯吡咯烷酮得到的银纳米线产率最大,随着聚乙烯吡咯烷酮相对分子质量增加,银纳米线将减少,相应的银纳米立方体将增多。     

单个水分子与碳纳米管的离散-连续混合模型——水分子进入碳纳米管的条件及其相互作用力、速度和能量分布

研究水分子进入碳纳米管(CNT)时的物理特性.采用连续模型连同Lennard-Jones势函数,得到单壁面碳纳米管(SWCNT)与单个水分子之间的van der Waals力.水分子选择3种方位进入纳米管,其中水分子质心位于纳米管轴线上.对不同的纳米管半径和水分子进入方位,广泛地研究了相互作用力、能量和速度的分布.用分子动力学(MD)模拟得到的结果,来验证上述得到的相互作用力和能量分布.导出水分子进入纳米管时的可吸入半径,并详细地给出了有利于水分子进入纳米管半径的界限.计算单个水分子进入纳米管的速度,为不同进入方位的水分子,给出最大的入口速度和最大的管内速度.     

HL－1装置的电子回旋共振辅助击穿和电流启动

在ＨＬ－１装置上，我们对电子回旋共振（ＥＣＲＨ）辅助击穿和电流启动进行了研究，发现这时建立等离子体电流所需的环电压降低了约一半，等离子体电流的上升率增加了约３０％，放电初期所耗的伏秒数节省约１／３，约束得到改善。     

铁基纳米晶合金的热膨胀研究

研究了铁基纳米晶合金Ｆｅ_１３．５Ｃｕ_１Ｎｂ_３Ｓｉ_１３．５Ｂ_９和Ｆｅ_９１Ｚｒ_７Ｂ_２的热膨胀特性，并与相应成分的非晶合金做了比较。结果表明，在居里温度以下，纳米晶合金的热膨胀系数比非晶合金大得多，而在居里温度以上，两者几乎相等。认为上述的热膨胀的差别可能与铁基非晶态合金中存在的因瓦效应有关。 关键词：     

^31P核磁共振观察γ—干扰素对Molt—4细胞作用后含磷代谢物及pH变化

Ｍｏｌｔ＿４细胞的３１Ｐ核磁共振谱由磷酸单酯、无机磷（Ｐｉ）、双磷酸双酯、三磷酸腺苷（ＡＴＰ）的共振峰组成。用３１Ｐ核磁共振观察了γ－干扰素对Ｍｏｌｔ＿４细胞作用后含磷化合物的变化。根据Ｐｉ的化学位移对Ｍｏｌｔ＿４细胞内ｐＨ进行了监测。３１Ｐ核磁共振能一次同时监测细胞内多种含磷代谢物，是一种无损伤研究细胞代谢的有效方法。