负泊松比结构力学设计、抗冲击性能及在车辆工程应用与展望

轻量化多功能负泊松比结构由于具有优异的可设计性、拉胀特性、剪切模量、断裂韧性、抗冲击吸能、减震降噪等特性,在车辆吸能结构设计和多功能优化方面具有巨大的应用潜力.本文详细综述了负泊松比结构的力学设计及其在车辆工程中的典型应用:(1)负泊松比基本概念及其力学特性,以及近几十年来的快速发展趋势;(2)负泊松比材料与结构构型设...     

SF_6绝缘气体光谱信号的最佳小波基基线校正算法

SF6气体作为优异的绝缘介质和灭弧介质,被广泛地应用于各种电力设备中。为了对SF6绝缘气体成分进行监测以保障电力安全,针对光谱检测法,提出一种基于最佳小波基的基线校正算法。该算法按照能量集中准则构造代价函数,从光谱信号小波包中选取最优小波基对信号进行时频域表示;然后通过阈值法去除光谱信号中的强谱信息,以排除其对连续谱拟合的影响。对剩余信号进行最小二乘拟合得到连续谱,并从原谱中去除连续谱,即得所需的线谱。基线校正处理后的线谱强度能够真实反映光谱谱线强度,提高了定量分析的精度。对存在漂移现象的SF6气体吸收光谱进行实验分析,结果表明,该算法能准确有效地估计并校正基线,拟合精度高于迭代小波基线校正算法。     

费马q-差分微分方程整函数解的增长性研究

本文研究了费马q-差分微分方程的整函数解的相关问题.利用经典和差分的Nevanlinna理论和函数方程理论的研究方法,获得了q-差分微分方程整函数解增长性的几个结果.     

基于生物阻抗谱的干细胞发育过程电学特性研究

基于生物阻抗谱方法研究了干细胞发育过程的电学特性,开发了一种用于干细胞发育过程监测的高精度生物阻抗谱传感器。此传感器采用倒锥形结构,实现了检测目标尺寸的自适应,通过渐缩腔室实现电场的聚集,通过窄缩腔室实现了检测区域处电场均匀化,提高了干细胞的检测精度。采用数值仿真方法对传感器的结构进行了验证及优化,结果表明,此传感器可避免干细胞发育过程中的位置变动对检测结果的影响,并且对发育中干细胞的尺寸变化更敏感,通过对传感器结构参数进行优化,使最优监测灵敏度达到0.882。以斑马鱼胚胎干细胞为监测对象,采用本方法对其发育过程进行了30 h监测,发现随着斑马鱼胚胎的发育,阻抗值逐渐增大,弛豫频率逐渐减小(由1870 kHz降低到481 kHz)。结果表明,本传感器与监测方法可实现干细胞发育过程的高精度监测。     

基于生物阻抗谱的细胞电学特性研究

生物阻抗谱是一种非侵入式、免标记、能够定量分析的检测技术,将其应用于生物细胞及组织的生理、病理分析中具有很大优势.本文采用数值仿真的方法研究了单细胞电学特性与其结构之间的关系,并通过实验进行了验证.根据细胞的生理特征,依据细胞的双壳模型与单壳模型理论分别建立了不同种类细胞的电学模型,研究了细胞种类、细胞膜、细胞核对细胞电学特性的影响.数值分析结果表明:1)细胞结构尺寸的变化引起细胞电学特性的改变,因此,依据细胞电学特性能够准确实现细胞分类; 2)柯尔-柯尔(Cole-Cole)图上高频与低频的两个半圆弧分别是由细胞质或细胞外液的离子极化、细胞膜与细胞外液之间的界面极化引起的;3)细胞核大小对测量阻抗的影响主要在低频段,是由细胞核与细胞内液的界面极化引起的,当存在细胞膜且当细胞核的核质比小于0.25时可忽略其影响.为验证仿真结果,对20%不同活性的酵母菌进行了实验.实验结果表明,运用本文建立的细胞电学模型,可以准确检测细胞的不同活性.该方法对实现细胞的精准电阻抗检测提供了理论依据,具有重要的应用价值.     

铟锌氧化物薄膜晶体管局域态分布的提取方法

本文针对铟锌氧化物薄膜晶体管(IZO TFT)的低频噪声特性与变频电容-电压特性展开试验研究,基于上述特性对有源层内局域态密度及其在禁带中的分布进行参数提取.首先,基于IZO TFT的亚阈区I-V特性提取器件表面势随栅源电压的变化关系.基于载流子数随机涨落模型,在考虑有源层内缺陷态俘获/释放载流子效应基础上,通过γ因子提取深能态陷阱的特征温度;基于沟道电流噪声功率谱密度及平带电压噪声功率谱密度的测量,提取IZO TFT有源层内局域态密度及其分布.试验结果表明,带尾态缺陷在禁带内随能量呈e指数变化趋势,其导带底密度N1TA约为3.42×10~(20)cm~(-3)·eV-,特征温度TTA约为135 K.随后,将C-V特性与线性区I-V特性相结合,对栅端寄生电阻、漏端寄生电阻、源端寄生电阻进行提取与分离.在考虑有源层内局域态所俘获电荷与自由载流子的情况下,基于变频C-V特性对IZO TFT有源层内局域态分布进行参数提取.试验结果表明,深能态与带尾态在禁带内随能量均呈e指数变化趋势,深能态在导带底密度NDA约为5.4×10~(15)cm~(-3)·eV~(-1),特征温度TDA约为711 K,而带尾态在导带底密度NTA约为1.99×10~(20)cm~(-3)·eV~(-1),特征温度TTA约为183 K.最后,对以上两种局域态提取方法进行对比与分析.     

结构光周期图案的统一解码方法

针对结构光解码问题,在传统相位测量轮廓术（PMP）理论的基础上,提出一种结构光周期图案的统一解码方法。通过把经典PMP的相位计算公式运用到任何周期波图案中,比如三角波、锯齿波、方波图案等,通过多频时间相位展开算法实现了对包含高频率的图案的相位展开。实验结果表明,提出的方法达到了相对高的精度,验证了此方法的有效性。     

稀土生物制造及其高附加值材料应用

稀土元素作为现代高精尖产业技术发展的重要原材料,被广泛应用于各个前沿领域.由于分布相对分散,稀土元素的开采常伴随着对自然环境的破坏;相似的化学性质也使稀土元素间的分离伴随着较高的能源消耗与污染排放.通过构建工程稀土微生物,可利用生物采矿技术克服传统工艺所面临的困难.此外,工程稀土微生物合成平台的建立,可实现高附加值稀土生物材料的原位合成,有效推进稀土生物材料的临床转化研究及应用.本综述对稀土微生物的理性设计、高附加值稀土生物材料的合成及其应用进行了综述,并最终对该领域的未来研究与发展提出了展望.     

A three-dimensional Eulerian method for the numerical simulation of high-velocity impact problems

In the present paper, a three-dimensional （3D） Eulerian technique for the 3D numerical simulation of high-velocity impact problems is proposed. In the Eulerian framework, a complete 3D conservation element and solution element scheme for conservative hyperbolic governing equations with source terms is given. A modified ghost fluid method is proposed for the treatment of the boundary conditions. Numerical simulations of the Taylor bar problem and the ricochet phenomenon of a sphere impacting a plate target at an angle of 60~ are carried out. The numerical results are in good agreement with the corresponding experimental observations. It is proved that our computational technique is feasible for analyzing 3D high-velocity impact problems.     

高维辅助的普适量子线路优化

受到Lanyon等(Lanyon B P et al 2008 Nature Physics. 5 134)利用高维Hilbert空间成功简化Toffoli门的启发, 本文将辅助维度应用到普适量子线路中, 结合Cosine-Sine Decomposition(CSD), Quantum Shannon Decomposition(QSD)等矩阵分解方法, 优化了两比特和三比特普适幺正量子线路, 给出了计算n比特普适量子线路复杂度的公式, 并利用线性光学和腔QED系统设计了实验方案. 结果表明, 两比特和三比特量子线路的复杂度已分别接近和优于目前最优结果, 且随着比特数的增加, 本方案的优势愈加明显.