交通流预测网格自适应负载平衡研究

交通流预测从理论研究到投入实际应用,需要满足大规模路网交通流预测对计算资源的需求,同时能以较低的代价使用这些资源,网格技术提供了这种可能性。但是网格是一个动态共享的环境,负载失衡会使得交通流预测的实时性无法得到保障。由于路网交通流预测任务是由一组不断被执行的相互独立任务组成的。提出了一种结合网格节点动态负载信息与任务执行时间反馈的自适应网格负载平衡算法,根据系统负载变化来分配任务到各个主机,同时根据各个节点上任务执行时间的差距来调节各个节点的负载。并且在此算法的基础上构建了大规模路网的交通流预测网格系统,验证了算法在实际运用中的可行性。     

两种约束条件下平面门式刚架的屈曲分析

应用ANSYS有限元程序,对均布荷载作用下平面门武刚架进行了屈曲研究,在数值模拟中,考虑了不同的约束条件、不同高跨比和坡度等因素对屈曲载荷的影响。结果表明：柱脚两端铰接时,高跨比为0.25是刚架发生对称屈曲和非对称屈曲的分界线;柱脚-端铰接-端固接时,其高跨比的分界线为0.33,此时刚架的临界屈曲载荷比两端铰接时大。     

岩体爆破近区临界损伤质点峰值震动速度的确定

质点峰值振动速度(PPV)是爆破开挖扰动的重要指标,研究确定岩体临界损伤PPV对爆破损伤控制具有重要意义。以溪洛渡水电站640 m高程马道下边坡岩体的爆破开挖为工程背景,依据岩体跨孔声波测试结果,采用基于LS-DYNA的二次开发技术对保留岩体的损伤演化过程进行了数值模拟,结合数值模拟结果研究了爆破近区PPV的分布特征及其与损伤程度的对应关系,结果表明PPV存在门槛值,当PPV大于该值时,岩体的损伤变量从零开始迅速增加至0.8左右,之后随着PPV的增大,损伤增长速度明显减慢,直至岩体完全损伤;分别基于岩体的损伤度、最大拉应力的PPV判据以及近区拉应力峰值与PPV的统计关系等3种方法确定岩体临界损伤PPV,从定量衡量损伤区范围看,常用的基于最大拉应力的PPV判据确定的临界损伤PPV偏小,而其余2种方法确定的临界损伤PPV相对精确。

     

光纤光栅压力计及其传感特性的研究

设计了一种基于悬臂梁结构的光纤布拉格光栅（FBG）压力传感器,采用应变片作为悬臂梁,将垂直压力转换成轴向应力. FBG固定在悬臂梁上,将应力转换成中心波长的漂移. 通过半导体激光器斜边检测法检测FBG波长的移动. 研究了FBG栅区长度和特征反射光谱宽度的关系,选择并制作了栅区长度为1 mm的FBGs作为传感器,确保FBG中心波长漂移时,半导体激光的波长仍在FBG的反射光谱区域内,扩大了传感器的动态范围. 在悬臂梁双侧设计了FBGs对结构,利用这对FBGs对环境温度相应系数相同的特性,消除环境温度波动对压力测量的影响. 在实验中改变FBGs对的温度,测量了它们对温度的响应并利用温度消敏算法获得传感器的温度不敏感性能. 提出了FBG压力传感器的空分复用技术,利用多个光纤耦合器和光电探头（PD）阵列组成传感网络. 上述的压力传感网络技术在边坡、基坑等土木工程结构安全监控领域具有实用价值.     

Keating改良模型的硅纳米梁动态特性

提出一种用于分析硅纳米梁动态特性的改良型半连续体模型,对比传统的连续体理论,这种新模型使用了Keating势,并考虑了纳米梁在宽厚两个维度的分立特性。依据Sun-Zhang模型思想和能量守恒定律,建立了改良型Keating模型,并进行了双端固支梁的基频计算。在这个过程中,对一些表面效应也进行系统分析。结果表明,该改良模型一方面在纳米尺度下与Material StudioTM软件仿真结果较为符合,另一方面也能在微观尺度下较好的接近连续体模型的计算数据。同时,该模型还反映了基频随纳米梁宽度变化的特性,这也符合一些实际实验。     

电子束泵浦XeCl准分子激光器及应用

为了获得高能紫外激光输出,开展了电子束泵浦XeCl准分子激光技术研究。详细介绍了四向电子束泵浦准分子激光装置的工作原理和结构特征,简述Marx发生器的放电电压、放电电流,激光气室中的沉积能量,激光脉冲能量、脉宽等参数的测量方法;研究了电子束泵浦XeCl准分子激光输出特性,得到了激光脉冲能量随激光气室内混合气体气压变化的规律,当激光器的充电电压为81 kV时,获得了能量100 J、脉宽200 ns的XeCl准分子激光输出,其本征效率约为3.2%。并且开展了XeCl准分子激光辐照涂层材料力学特性研究,采用微型红外通光冲量探头测量不同条件下激光辐照涂层材料的冲量耦合系数,在常压空气环境中的冲量耦合系数约为8.3210-5 NW-1。     

A Novel Aptamer-Imprinted Polymer-Based Electrochemical Biosensor for the Detection of Lead in Aquatic Products

Lead contamination in aquatic products is one of the main hazard factors. The aptasensor is a promising detection method for lead ion (Pb(II)) because of its selectivity, but it is easily affected by pH. The combination of ion-imprinted polymers(IIP) with aptamers may improve their stability in different pH conditions. This paper developed a novel electrochemical biosensor for Pb(II) detection by using aptamer-imprinted polymer as a recognition element. The glassy carbon electrode was modified with gold nanoparticles and aptamers. After the aptamer was induced by Pb(II) to form a G-quadruplex conformation, a chitosan-graphene oxide was electrodeposited and cross-linked with glutaraldehyde to form an imprint layer, improving the stability of the biosensor. Under the optimal experimental conditions, the current signal change (∆I) showed a linear correlation of the content of Pb(II) in the range of 0.1–2.0 μg/mL with a detection limit of 0.0796 μg/mL (S/N = 3). The biosensor also exhibited high selectivity for the determination of Pb(II) in the presence of other interfering metal ion. At the same time, the stability of the imprinted layer made the sensor applicable to the detection environment with a pH of 6.4–8.0. Moreover, the sensor was successfully applied to the detection of Pb(II) in mantis shrimp.     

神光-Ⅲ主机装置成功实现60 TW/180 kJ三倍频激光输出

2015年9月15日,由中国工程物理研究院激光聚变研究中心承担研制的神光-Ⅲ主机装置成功完成了48束激光三倍频180 kJ/3 ns、峰值功率60 TW的输出测试实验,标志着神光-Ⅲ主机装置已全面建成并达到设计指标,成为现有输出能力世界排名第二、亚洲排名第一的惯性约束聚变激光驱动器。神光-Ⅲ主机装置可输出48束阵列化的大口径高功率脉冲激光（分为6个束组,每个束组为一个42的光束阵列）,主要由前端、预放、主放、测量与光束控制、靶场、计算机集中控制等六大系统组成。神光-Ⅲ主机装置的研制,凝集了我国在光学、激光、脉冲功率、精密机械、快电子学、自动控制、化学清洗、超精密加工等多个学科领域的顶尖技术成就,堪称中国光学工程界的奇迹。神光-Ⅲ主机装置采用腔内四程放大+变口径90翻转U型反转器+助推三程放大的总体构型,在未使用大口径隔离组件的条件下,采用焦斑控制、精密准直、锥管镜面空间滤波及杂散光管理等技术措施,实现了基频光十万倍增益、10 kJ量级输出状态下的自激振荡抑制与反激光规避,在系统具备50%以上透过率的前提下确保了装置的运行安全,大大提高了装置的性价比。神光-Ⅲ主机装置的建设过程中攻克了高精度种子光源、高品质激光束的预放大、精密同步、辐射定标损伤检测、全光路精密波前校正、甚多束光路自动准直、自动化靶瞄准定位、计算机集中控制、高效谐波转换、一搁准精密安装、超精密光学加工、缺陷控制损伤阈值提升等多项光学工程技术难关,确保了装置具备优秀的技术指标性能。神光-Ⅲ主机装置打破了激光系统串行调试的规律,基于基准体系技术,通过不同束组间的错级并行,实现总体集成工作的满负荷运转,确保了装置建设的总体进度和集成效率。装置从第一个光机模块进场到基本完成集成调试,用时仅四年半,创造了又一个中国速度。在工程建设过程中以自主研发的传输放大动力学设计软件、激光泵浦动力学软件、杂散光树叉追迹软件等为基础,融合了部分光学设计商用软件,构建了覆盖光学、结构、电气、控制等多个学科的高功率激光装置数字化设计平台,基本实现了装置设计的全面数字化。工程建设过程中形成的质量、安全、进度控制体系保证了工程顺利进行。神光-Ⅲ主机装置的全面建成,标志着我国在大型激光驱动器方面的总体设计、总体集成、精密装校、加工制造、光学检测、关键技术等核心能力实现了体系化发展与成熟,面向更大规模的激光驱动器研制的光学工程体系已基本形成。     

氢氧化铝/环氧树脂复合材料的电荷衰减特性

环氧树脂电气绝缘性能优良, 但是其在脉冲功率设备中充当绝缘子时, 表面容易带电且不易衰减, 当表面电荷集聚到一定的程度会造成局部放电甚至发展为沿面闪络。为了提高环氧树脂的沿面闪络性能, 用中心粒径为1 m的氢氧化铝(ATH)无机填料来改善环氧树脂复合材料的表面性能。分别制备了ATH填料质量分数为0%(纯环氧) , 20%, 40%, 60%, 80%和100%的ATH/环氧树脂复合材料试样。用电声脉冲法研究了ATH填料对环氧树脂复合材料电荷衰减性能的影响, 对比了试样直流极化场强为10 kV/mm和30 kV/mm的试验结果。结果表明：ATH/环氧树脂复合材料电荷的衰减常数不仅与填料的质量分数有关, 而且与试样的带电量有关。     

电除尘器的脉冲电源研究

为解决电除尘器脉冲电源存在的负载上脉冲拖尾、电容剩余电压积累、负载上电压振荡问题, 在充电二极管两端反向并联了一个辅助开关。详细分析了电路的工作原理, 给出了选取影响负载上脉冲波形的关键元器件参数的理论依据, 仿真分析和低压试验验证了解决方案的正确性。脉冲电源的改进, 有利于进一步提高除尘效率和能量利用率。