Stability and vibration of a helical rod constrained by a cylinder

The stability and vibration of an elastic rod with a circular cross section under the constraint of a cylinder is discussed. The differential equations of dynamics of the constrained rod are established with Euler’s angles as variables describing the attitude of the cross section. The existence conditions of helical equilibrium under constraint are discussed as a special configuration of the rod. The stability of the helical equilibrium is discussed in the realms of statics and dynamics, respectively. Necessary conditions for the stability of helical rod are derived in space domain and time domain, and the difference and relationship between Lyapunov’s and Euler’s stability concepts are discussed. The free frequency of flexural vibration of the helical rod with cylinder constraint is obtained in analytical form. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (10472067). The English text was polished by Yunming Chen.     

一种基于轮廓特征约束的飞机蒙皮配准方法

飞机蒙皮表面平缓、光滑、特征少,在使用迭代最近点进行数模配准时会产生错位、局部最小值等问题,因此提出了一种基于轮廓约束的蒙皮点云配准方法.首先定义一种新的三维轮廓Cκ特征点描述方法,并基于距离约束对初始Cκ特征点进行聚类和过滤,实现对蒙皮点云特征的精确描述.其次,基于距离的快速点特征直方图(FPFH-d)特征相似度约束...     

时间分辨荧光技术与荧光寿命测量

介绍了时间分辨荧光技术与荧光寿命的测量方法、意义及应用。     

一种非定常N-S方程并行求解设计

为了解决计算流体力学(CFD)中非定常计算与越来越大的计算量,并行计算已成为一种现实有效的选择.论文首先研究了一种并行区域分解策略,该策略简单而高效,但需要算法配合.为此,采用了一种与并行完全兼容的隐式方法DP-LUR方法.通过双时间步长法,将DP-LUR方法延伸应用到非定常计算中而不改变其原有的性质.最后分析了并行编程中的主要难点,提出解决方法,即采用中间数据分离节点下标与处理,并给出了并行程序的总体结构.     

带-NH2的嘧啶环对钌配合物与DNA相互作用的瞬态发光特性的影响

采用时间分辨的发光光谱技术,分别测量了两种新合成的钌配合物[Ru(bpy)2 (dpbpd(NH2)2)]2 和[Ru(phen)2(dpbpd(NH2)2)]2 与小牛胸腺脱氧核糖核酸(ctDNA)相互作用时的瞬态发光动力学过程,并与以往对[Ru(phen)2dppz]2 等的研究结果进行对比,从而研究带-NH2的嘧啶环对配合物与DNA作用动力学过程的影响.结果表明:这两种含有带-NH2的嘧啶环的钌配合物与DNA相互作用时的发光按双指数规律衰减,发光寿命为几十纳秒,比dppz类钌配合物与DNA作用时的发光衰变寿命(几百纳秒)小一个数量级.归因于嘧啶环上的N和-NH2可能与水分子、DNA的碱基对或磷酸骨架形成氢键,从而加快激发态的无辐射弛豫,削弱发射光强,缩短发光寿命.该结论为进一步研究配合物分子与DNA的相互作用的机理提供了一定的依据.     

约束最小二乘估计的优良性

对于线性模型y=Xθ ε,ε服从椭球等高单峰分布,未知参数θ满足不等式约束a′θ≥0,证明了在参数估计优良性的集中概率准则下,θ的约束最小二乘估计θ~*优于最小二乘估计θ.     

落球法测量液体黏滞系数的实验探究

黏滞系数是描述液体内摩擦性质的一个重要物理量,在工业、农业以及医学方面有着重要的应用。在黏滞系数的诸多测量方法中,传统的落球法现象直观,被广泛应用于大学物理实验。然而,目前落球法常用的秒表计时或光电门计时都会代来很大的不确定度。对此,我们提出了全新的测量理念——低速摄影法。与传统光电法以及CCD法不同,我们放慢视角,设置较长的曝光时间,用每张图片记录下小球“单位时间”下落轨迹。基于轨迹长度以及曝光时间等参数,可以直接算得小球匀速下落速度,进而求得黏滞系数,具有响应快、精度高、装置简的优势。进一步的,基于低速摄影法,实验观测到高速下落的小球受涡流、压阻作用而旋转、偏离竖直线的现象,并结合数据与模型探讨了其对结果的影响。分析表明,落球法测量黏滞系数实验中可通过小球密度和半径的调节来控制落球速度,有效避免涡旋和压阻带来的误差。     

精密光梳测距的发展

大尺寸装备制造、空间中航天器编队飞行等领域面临大量程、高速、高精度的绝对距离测量需求,传统的干涉相位法与飞行时间法已经无法满足测量需求。随着光频梳的出现,能够利用光频梳在时域及频域中的高分辨特性,将其应用于测距中。双光梳测距在解决了量程扩展问题后,成为了集大尺度、快速测量、高精度于一体的光学测距手段。梳理了光梳测距的发展过程,阐述了双光梳测距发展过程遇到量程扩展、噪声抑制、空气折射率补偿、光源小型化等问题及解决办法,为双光梳测距系统的完善提供理论指导。     

ACTIVE CONTROL OF A FLEXIBLE CANTILEVER PLATE WITH MULTIPLE TIME DELAYS

Active control of a flexible cantilever plate with multiple time delays is investigated using the discrete optimal control method. A controller with multiple time delays is presented. In this controller, time delay effect is incorporated in the mathematical model of the dynamic system throughout the control design and no approximations and assumptions are made in the controller derivation, so the system stability is easily guaranteed. Furthermore, this controller is available for both small time delays and large time delays. The feasibility and efficiency of the proposed controller are verified through numerical simulations in the end of this paper.     

用激光解吸附电离飞行时间质谱法检测悬浮土壤颗粒物

在自行研制的气溶胶飞行时间激光质谱仪(ATOFLMS)上实时探测单个悬浮土壤颗粒的粒径和化学成分。利用双束连续激光对单个粒子的空气动力学粒径进行测量,并用266 nm的Nd∶YAG激光器对气溶胶单粒子进行解吸附电离作用,产物离子通过飞行时间质谱仪的无场漂移区后完成单粒子化学成分的检测。本实验中使用了4个不同地区的土壤样本,在实验室内对分析的样本进行预处理和再悬浮,通过导管引入ATOFLMS进行测量,得到大量单粒子的粒径和质谱数据。发现在众多的单粒子的阳离子质谱中,金属成分以地壳元素(Fe, K, Al, Ca)为主,在其他阳离子质谱中包含了Mg和Na等。对悬浮土壤粒子的粒径进行实时检测的结果表明这些粒子多以粗粒子为主, 粒径主要集中在1～2 μm。实验结果表明该仪器在大气气溶胶环境监测及相关研究领域具有重要的实用价值。