融合欧拉弹性能及边缘检测项的图像分割模型

欧拉弹性能量作为正则项已经被成功应用于图像处理模型中.Egil Bae等人在L²欧拉弹性模型的基础上提出的ECV-L1模型具有偏向于分割凸轮廓的性质,但分割结果易受参数及弹性项的影响,使得分割结果不易紧贴目标物体边缘.在ECV-L1模型基础上引入边缘检测项提出新模型,并应用增广拉格朗日算法和交替方向乘子法对新模型进行数值求解.数值实验表明,新模型具有使分割结果保持为凸的性质,同时新模型的分割结果更易靠近目标物体边缘.     

二元超品格弹性应力的能带理论计算

根据量子能带理论，采用经验赝势方法，对(Pb)n／(Bi)n,(A1)n／(As)n的假想简立方二元超品格结构的弹性应力进行了计算．结果表明弹性应力随超晶格周期λ的增加而迅速升高至一定大小后趋于稳定，且只有在周期较小时才同过渡金属氮化物超晶格硬度随周期的变化的趋势定性一致，为超晶格硬度随周期的变化提供了一种可能的解释．     

多光谱法与分子对接模型研究西维来司钠与弹性蛋白酶的相互作用

采用多种光谱法及分子对接技术对西维来司钠（ONO-5046）与弹性蛋白酶的相互作用进行研究,利用荧光光谱法判断出ONO-5046的加入对弹性蛋白酶产生荧光猝灭作用,与弹性蛋白酶相互作用的猝灭类型为静态猝灭,ONO-5046与弹性蛋白酶以结合比为1∶1的比例构成复合物。经计算,ONO-5046与弹性蛋白酶体系的ΔH<0和ΔS<0,判断出氢键与范德华力为其主要结合作用力,由ΔG<0可知该反应可以自发进行。同步荧光光谱法、紫外-可见分光光谱法和圆二色光谱法探讨了ONO-5046的加入使弹性蛋白酶中氨基酸残基周围环境的疏水性降低,二级结构发生改变,α-螺旋结构的比例减少,无规则卷曲的比例增多;分子对接模拟结果表明：在与弹性蛋白酶相互作用过程中,ONO-5046分子骨架上的多个酰基结构、2个苯环以及较长的共轭结构能提供氢键与范德华力的作用位点,同时,端碳上的3个甲基结构有利于疏水作用,ONO-5046上的氧负离子与弹性蛋白酶的精氨酸存在盐桥作用。以上结果表明,ONO-5046与弹性蛋白酶的结合存在多种作用力,能形成稳定的复合物,从而抑制了弹性蛋白酶的活性。     

数字光弹性中六步混合相移技术

数字光弹性应力分析中常用相移法确定等倾线和等差线,最广泛应用的是十步相移法,针对单色光入射引起的等倾线耦合等差线的问题,增加采集白光入射4幅图像,使用不同光弹图像集分别计算等倾线和等差线,测量精度更高但操作复杂、效率较低。本文提出一种优化的六步混合相移方法,将十步相移法的6+4测量方法缩减为3+3的六步测量方法。用仿真模拟实验对本文方法进行误差分析,验证了其具有良好的抗噪性能和相移误差抗干扰能力。真实实验结果表明：与传统六步相移法相比,本文方法有效解决了等倾线耦合等差线以及波片失配误差的问题;与十步相移法相比,本文方法与其等倾线平均偏差约为0.01 rad,等差线平均偏差约为0.09 rad,在提高40%采集效率的同时保证了测量精度。     

基于夹层多模光纤干涉计的可穿戴呼吸传感器

提出了一种基于夹层多模光纤干涉计的可穿戴式呼吸传感器。该传感单元是将一段长度为1～3 mm的渐变型多模光纤(GIMMF)夹在两段长度为1 mm的阶跃型多模光纤(SIMMF)之间制作而成的,由于二者芯径不匹配,故会构成光纤马赫-曾德尔干涉光路,其干涉峰的强度对微弯曲非常敏感,在0～2.36m^-1曲率范围内最大灵敏度可达-74.03 dB/m^-1。基于此,将该夹层多模光纤干涉计集成到弹性腰带上并固定在人的腹部,通过监测该传感器透射谱中特征峰的强度变化可实时准确地获取呼吸信号。实验结果表明,该传感器可以区分不同类型的呼吸状况,且具有普遍适用性。     

B2-NiAl纳米薄膜厚度对其弹性性能影响的模拟研究

本文应用分子动力学(MD)技术和改进分析型嵌入原子模型(MAEAM)研究B2-NiAl纳米薄膜有关弹性性能的尺寸效应和表面效应. 首先计算块体B2-NiAl合金的弹性性能和该类薄膜的厚度尺寸对其表面能的影响, 发现块体B2-NiAl薄膜的弹性性能与已有的实验和理论计算结果接近, 而薄膜表面能仅与表面原子组分有关, 基本不受其厚度尺寸的影响. 在此基础上, 重点研究了纳米薄膜的弹性性能随其厚度尺寸变化关系, 发现所有纳米薄膜弹性性能都随其尺寸增加而呈指数变化, 并受表面原子组分调控. 并进一步分析尺寸影响纳米薄膜弹性性能的内在机理, 发现纳米薄膜的晶面间距偏离和表面是影响其弹性性能随尺寸变化的主要因素, 并与以前实验和理论研究结果相符合.     

水泥老化过程中水动态的准弹性中子散射(QENS)谱分析

准弹性中子散射(quasi-elastic neutron scattering, QENS)实验是研究水泥老化过程中水动态的一种新颖的实验方法.本文利用老化时间分别为7, 14和30 d水泥样品的QENS谱实验数据, 通过应用四个高斯项的和的能量分辨函数R(Q, E)代替一个高斯项的能量分辨函数来改进经验扩散模型(empirical diffusion model, EDM), 再进行非线性最小二乘拟合.由此导出水泥样品中水动态的相关物理参数: 不动水数密度A, 自由水指数FWI=B₁/(A+B₁+B₂), 洛伦兹函数的半高宽Γ, 移动水跳跃之间的平均停留时间τ ₀及自扩散系数D_t, 而且可得出更为精准的QENS谱拟合曲线.拟合得到的物理参数可定量描述水泥老化过程中水动态过程, 从而为QENS实验在水泥老化过程中水动态研究的应用提供一种合理实用的谱分析方法.     

圆截面直流道中微粒黏弹性聚焦机理研究

微粒黏弹性聚焦技术近年来受到了广泛的研究重视, 但影响粒子聚焦特性的关键参数调控机理仍不清楚. 基于此目的, 本文量化研究了圆截面直流道中非牛顿流体诱导微粒黏弹性聚焦的行为, 给出了流速和流道长度对粒子聚焦特性的调控机理. 具体而言: 首先, 对比分析不同黏度牛顿流体(水和22 wt%甘油水溶液)和非牛顿流体(8 wt%聚乙烯吡咯烷酮水溶液)中粒子横向迁移行为, 发现非牛顿流体中粒子将在弹性力主导下聚焦至流道中心区域, 而牛顿流体中粒子则在惯性升力主导下迁移形成Segré-Silberberg圆环. 其次, 量化分析粒子尺寸和驱动流速对黏弹性聚焦效果的影响, 发现随着流速的增加, 粒子聚焦效果逐渐变好并最终趋于稳定, 且大粒子较小粒子具有更好的聚焦效果. 最后, 研究粒子沿流道长度的动态聚焦过程, 推导并验证了粒子聚焦所需安全流道长度的数学模型, 发现大粒子聚焦所需安全流道长度显著短于小粒子. 上述研究结果对于提升粒子黏弹性聚焦机理和过程的理解, 实现微粒聚焦特性的灵活控制具有非常重要的意义.