基于可见光谱通道的松树年轮参数获取方法研究

年轮参数是树木生长的重要指标。目前年轮的检测方法主要有人工测量法、扫描仪法和X射线法等。这些方法费时费力、检测成本高、操作难度大。为此,提出采用可见光谱进行年轮参数检测的新方法。首先针对活立木年轮检测需求,设计了木芯专用可见光谱分析装置。装置采用宽光谱对称式光源,封闭式暗箱设计,彩色CCD外置、固定距离采集方式。进而采集样品全彩色图像,分别提取不同光谱通道数据进行分析,最终获得年轮特征光谱参数。以从松树活立木钻取的木芯为例,经打磨后的木芯水平固定于载物台,光源均匀照射样品,CCD采集木芯漫反射RGB图像,基于对木芯全彩色图像的不同光谱通道的分析,分别提取RGB三帧灰度图像的强度曲线,区分早晚材分界线,得到树木年轮各项指标,实现树木年轮参数的快速提取。实验首先将CCD采集的RGB图像转换至NTSC色彩空间,以扩大色彩域。在设置滤波窗滤除背景,截取出木芯图像后,通过提取木芯图像的R,G和B三灰度分量图像,发现木芯B灰度图的早晚材区域差异最分明。基于该特征,可提取出早晚材分界线的位置信息。对木芯B灰度分量图微分,得到灰度沿水平方向的空间梯度。确定灰度变化率极大值对应的各点,鉴于木芯生长特性,灰度变化率极大值对应空间位置首先取为窄像素区域,进而在窄像素区域取中间值,此即木芯年轮各早晚材的中心点。其中,早材中心点对应光谱曲线的极大值,晚材中心点对应光谱曲线的极小值。结合专家经验,建立早晚材中心点与分界线的灰度关系,可得各分界线的位置。通过早晚材分界线与年轮各参数的关系,可进一步得出年轮各项指标。对比3位林木育种专家人工识别结果,本方法检测结果除了在木芯靠近端点处的位置外,都具有极高的准确度。采用可见光谱通道的数据采集与分析方法检测树木年轮参数,检测过程可实现全自动,高效、无损,精度可达到0.1 mm,结果精确。相比于人工测量法、扫描仪法,检测效率更高;相比于X射线法,检测过程更加安全、低耗,操作更方便。是一种具有较强应用性的方法。     

叶片弯掠对风力机气动性能的影响

叶片形状的变化对叶片的气动性能有着显著的影响,采用合理的叶片形状可以有效地提高叶片的气动性能。本文采用带自由尾迹的升力面法,研究了风力机叶片的弯掠对风力机整体气动性能的影响。预测结果显示采用前后掠的叶片在一定程度上改变风力机的风能利用系数。使用后掠叶片使叶片在中后段部分所受升力小于前掠叶片上对应升力,而在叶片前端所受升力大于前掠叶片上对应升力,同时使用后掠叶片将在一定程度上增加风力机风能利用系数,而使用前掠叶片则减少风力机风能利用系数。采用上弯或下弯形式的叶片同样也会在一定程度上提高风力机的风能利用系数。     

风力机翼型在失速工况下非定常流场的本征正交分解分析

风力机气动性能受静态失速与动态失速影响很大,对风力机翼型的失速问题研究具有重要意义。本文通过计算流体力学方法得到的风力机翼型在固定大攻角工况,以及大攻角震荡工况下的非定常流场,来研究翼型静态失速与动态失速。采用本征正交分解方法(POD),对非定常流场降阶,得到流场的POD模态以及对应的系数。POD模态结果表明在静态失速下,主要非定常流动结构是尾迹区域交替脱落的涡结构;在动态失速下,除了尾迹区域,前缘和整个吸力面都存在流动分离结构。     

电流变液的研究进展及应用前景

电场致流变液体（电流变液）是一些高介电小颗粒和低介电油液的混合体，它在高电场作用下呈现液体与固体间的变换，变换时间为几毫秒，而且变换可逆。阐明了电流变液的原理，综述了电流变液在机制、材料及应用等方面的研究现状，并介绍了电流变液在技术和工业上广泛的应用前景。     

烷基胺和醇胺在层状磷酸锆中的嵌入研究

从制备层柱磷酸盐的要求出发考察了烷基胺和醇胺在层状α－Ｚｒ（ＨＰＯ４）２·Ｈ２Ｏ（α－ＺｒＰ）中的嵌入及其对该层状磷酸盐结构和性质的影响。发现层板剥离度与有机胺种类及加入量有关；ＨＰＯ４＾２－的水解程度主要取决于胺分子的碱性和层板剥离状况；已剥离的层板是介稳定的，放置后会重新有序化并发生相变。ＸＲＤ及结构模型近似计算结果表明，在饱和嵌入量时，烷基胺和醇胺在α－ＺｒＰ层间呈双层排列。样品在空气中长时     

层状磷酸盐在有机胺溶液中的胶体化和稳定性研究

系统地研究了层状磷酸锆（α－ＺｒＰ）、磷酸锡（α－ＳｎＰ）和磷酸钛（α－ＴｉＰ）在有机胺水溶液中的胶体化（即层板剥离）和水解状况。发现磷酸盐在有机胺嵌入而胶体化的同时，层板表面的ＨＰＯ４＾２－和金属离子发生水解而脱离，ＨＰＯ４＾２－的脱离先于金属离子，ＨＰＯ４＾２－水解度超过４０％则磷酸盐层状结构破坏严重。在相同的有机胺溶液中，不同磷酸盐的水解和胶体化状况不同，其中磷酸钛的水解最严重层板最信打开，     

J酸分光光度法测定芳香族氨基化合物

综合考虑显色反应选择性、反应速度、灵敏度和偶氮化合物的水溶性等问题,通过对偶合组分分子结构的理论设计和实验筛选,研究了显色反应方法和条件,提出利用J酸(2-氨基-5-萘酚-7-磺酸)作为偶合试剂分光光度法测定水中芳香族氨基化合物。溴化钾催化,室温下,亚硝酸盐与芳香族氨基化合物在稀盐酸水溶液中发生重氮化反应,在碳酸钠水溶液中重氮盐与J酸偶合生成有色偶氮化合物,最大吸收波长480 nm。所测苯胺、4-氨基苯磺酸和1-萘胺的表观摩尔吸光系数分别为3.95×104,3.24×104和3.91×104 L·mol-1·cm-1。水中共存离子影响研究结果表明: 地表水中常见离子对测定结果不产生影响。采用J酸分光光度法测定了上海市复兴岛运河水样,同时,用标准加入法做回收实验,实验结果：苯胺回收率为98.5%～102.1%,相对标准偏差2.08%。J酸是一种常见有机试剂,易溶于水,挥发性低,其毒性大大低于盐酸萘乙二胺。J酸分光光度法测定芳香族氨基化合物具有灵敏度高、选择性好、操作简单快速、测定结果准确等优点,可用于环境水体中痕量芳香族氨基化合物的测定。     

高活性纳米流体的原位流度控制及驱油效率研究

由于纳米流体的界面效应、小尺度特征,在提高采收率领域具有较大应用潜力,但其驱油机理尚待进一步明确.为了进一步研究纳米流体的驱油机理和驱油效率,采用硅基纳米球与表面活性剂耦合的方式研发高活性纳米流体,借助静态宏-介-微观实验和岩心物理模拟,阐明高活性纳米流体形成乳状液的流度控制和介观驱油效率.实验结果表明,高活性纳米流体...     

基于纳米材料的电化学免疫传感器在传染性病原体POCT中的应用

传染性病原体POCT对于及时有效控制传染病尤为关键。相比于传统检测方法,基于电化学免疫传感器的传染性病原体检测具有快速、灵敏、准确、易于小型化和集成化等优势,尤其适用于传染病POCT。新兴的纳米材料因其独特的理化性质可用于修饰传感器界面或作为生物分子的固载基质以及信号标记物等,有助于构建出高选择性和高灵敏度的电化学免疫传感器。在本文中,我们着重阐述了不同结构的纳米材料修饰的电化学免疫传感器在传染性病原体POCT检测中的应用,进一步介绍了基于纳米材料的电化学免疫传感器与不同检测技术联用在传染性病原体POCT中的应用,并对其发展前景做出了展望。     

Unity内嵌Matlab子程序实现迈克尔逊干涉仪虚拟仿真实验中的干涉动态演示

利用MATLAB软件对实验过程中的等倾干涉、等厚干涉的动态演变进行了动态仿真模拟。采用Unity软件创建迈克尔逊干涉仪虚拟仿真实验场景,内嵌MATLAB子程序,通过调节动臂实现迈克尔逊干涉仪虚拟仿真实验中等倾干涉条纹的吞吐,等倾干涉转化为等厚干涉以及白光干涉等动态实验过程。该干涉变化的演示过程直观、形象,增强了使用者与迈克尔逊干涉虚拟仿真实验间的交互性。