高频聚焦超声声场和温度场的仿真研究*

为探究临床常用的7 MHz高频聚焦超声在多层生物组织中的声传播以及毫秒级时间内的生物传热规律问题,基于Westervelt方程和Pennes传热方程,使用有限元方法建立高频聚焦超声辐照多层组织的非线性热黏性声传播及传热模型。首先分析了线性模型和非线性模型之间的差异,然后在非线性模型下探究换能器的参数对声场和温度场的影响。仿真结果显示：在7 MHz频率下,当换能器输出声功率超过5 W时,声波传播的非线性效应不可忽视(p <0.05);当声功率从5 W增大到15 W时,非线性模型与线性模型预测的温度偏差从20%增加到34.703%;高频聚焦超声波的非线性行为比低频更加显著,基频能量向高次谐波转移的程度增大,声功率为10 W和15 W时4次谐波与基波之比分别达到7.33%和12.12%;高频换能器参数的改变对组织中声场和温度场分布的影响较大,换能器焦距从12 mm减小到11.2 mm,焦点处最高温度增加了77%。结果表明,7 MHz聚焦超声的非线性声传播需要考虑到4次谐波的影响。该文提出的多层组织非线性仿真模型可为高频聚焦超声换能器参数优化及制定安全、有效的术前治疗方案提供理论参考。     

圆柱类构件超声相控阵聚焦模型

在利用平面相控阵超声换能器对圆柱类构件检测时,受曲界面结构引起的入射波和回波时延的影响,扫描声束的波阵面产生弯曲,在利用传统迭代遍历算法计算延迟时间时效率低,无法发挥相控阵换能器检测优势。针对上述问题,建立了一种基于圆柱类构件特征和耦合介质特性的超声相控阵扫描成像的聚焦模型。该模型基于换能器、耦合介质、圆柱类构件材料特性和几何关系以及声线模型和折射定律,建立了耦合介质及被检构件的声速、曲面曲率半径、阵列与曲面间的距离等关联的延迟时间聚焦控制模型。利用该模型计算出的延时时间,对各阵元发射时间进行控制,从而实现扫描声束的聚焦。该文以液体和有机玻璃制介质楔块为例,对圆柱钢曲面的相控阵声束聚焦进行了仿真实验,结果表明该文方法计算效率显著提升,同时声束可以在预设位置实现聚焦,验证了该模型在计算效率上的优势与有效性。     

声纹信号-图形差分场增强和多头自注意力机制的变压器工作状态辨识方法*

为提升电力变压器工作状态的智能监测水平,提出声纹信号-图形差分场增强和多头自注意力机制的变压器工作状态辨识方法。基于图形差分场技术将声纹信号映射为二维图像,再借助多头注意力机制的视觉转换器实现图像信息的深层挖掘与状态辨识,采用梯度加权类激活映射实现分类结果的可解释性分析。搭建了包含变压器4种典型工作状态下的实验模拟测试系统平台,实验结果表明：所提方法不仅能够有效表征变压器声纹信号的状态特征,且分类辨识精度相较于“时频图+引入多头注意力机制的变换网络”与“图形差分场+引入残差模块的卷积神经网络”的常规方法有显著提升,提升约6%,同时也具备较好的鲁棒性,可为电气设备的故障检测研究提供一定参考。     

等离子体湍流能量传输的尺度相关性

对于空间环境中近乎无碰撞的等离子体,可采用Vlasov方程进行理论描述,基于Vlasov方程,讨论了等离子体湍流能量传输和耗散的过程:由亚格子应力引起的尺度间的能量传输,电场做功,压强张量做功(压强张量与速度梯度张量的相互作用).通过混合Vlasov-Maxwell(HVM)数值模拟,进一步研究了能量传输通道之间的联系...     

Structure of Rotating Neutron Stars in Uniform Strong Magnetic Field

Properties and deformations of the rotating neutron stars in uniform strong magnetic field are calculated. The magnetic field will soften the equation of state of the neutron star matters and make an obvious effect on the structure of the rotating neutron star. If the magnetic field is superstrong （B=10^17 T）, the mass, radius, and the deformation will become smaller effectively.     

铜电路板缝腐蚀过程缝隙中pH、Cl-浓度分布的测量

根据铜电路板缝腐蚀特征,研制了阵列式Ag/AgCl、IrO2电极,设计缝隙腐蚀模拟装置,在0.5mol.L-1的NaCl溶液中分别同时原位检测电子线路板缝隙腐蚀过程,缝隙内的氯离子浓度分布、pH分布及其随时间的变化.研究表明,在电子线路板发生缝隙腐蚀的过程中,缝隙内部不同深度的Cl-及H+浓度逐渐增大,且随着与缝口距离的增大而增大,从而导致缝隙腐蚀不断向纵深方向发展.     

高效液相色谱法检测邻烯丙基苯酚在小麦纹枯病菌中降解动态

采用高效液相色谱-二极管阵列(HPLC-DAD)检测方法定量分析仿生杀菌剂邻烯丙基苯酚在小麦纹枯病菌中的降解情况。检测条件为:流动相为乙腈/水(0.1%醋酸),HYPERSIL BDS C18(250 mm×4.6 mmi.d.,5μm)色谱柱,检测波长280 nm。邻烯丙基苯酚的线性回归方程为y=5.019 8.0266x(r=0.9999),在2~500 mg/L浓度范围内线性关系良好。检出限和定量下限分别为0.15和2.00 mg/L;平均回收率为72.63%。所建立的分析方法灵敏、准确,并且具有较好的稳定性和重现性,可以用于邻烯丙基苯酚在小麦纹枯病菌中消解动态的定性定量分析。检测0~144 h内邻烯丙基苯酚在小麦纹枯病菌培养液中的降解情况,0~8h间邻烯丙基苯酚在培养液中迅速降解,至8 h时药物的降解率达到47.13%。此后,邻烯丙基苯酚呈平稳的递减趋势,在144 h药物已消解71.02%。此过程中药物对病菌菌丝生长的抑制作用并未因其降解而降低,而是呈现较平稳的抑菌势态。     

Construction of Binary Quantum Error-Correcting Codes from Orthogonal Array

By using difference schemes, orthogonal partitions and a replacement method, some new methods to construct pure quantum error-correcting codes are provided from orthogonal arrays. As an application of these methods, we construct several infinite series of quantum error-correcting codes including some optimal ones. Compared with the existing binary quantum codes, more new codes can be constructed, which have a lower number of terms (i.e., the number of computational basis states) for each of their basis states.     

新型螯合树脂在线预富集测定海水中痕量Cd

将新型螯合树脂(XAD-H2Dz)应用于微柱现场在线采样(MFS)新技术中,实现了海水样中痕量Cd的在线原位预富集和实验室中流动注射-火焰原子吸收(FI-FAAS)系统的联机测定。采样体积为5 mL和50 mL时,检出限(3σ)分别为68和6.7 ng/L;相对标准偏差(n=7)分别为2.0%和2.6%。对国家海水微量元素标准物质GBW(E)080040和实际样品(大连老虎滩区域海水以及连云港黄海水域)中镉进行分析,均获得了满意的结果。     

d2,8电子体系共价效应对光谱的影响

在含过渡金属离子的半磁半导体的光学和磁学性质研究中,由于体系的共价性较强,d轨道不再是纯d轨道,而是混合轨道t2g或eg。相应地,需要引入两个共价因子Nt和Ne。建立在混合轨道上的含有共价因子的能量矩阵称为广义能量矩阵。建立了d2,8电子体系的(45×45)阶广义能量矩阵。在广义能量矩阵中,拉卡(Racah)参量A不再是相加常量,同时,d8电子体系不能简单地视为互补的d2空穴体系,因为它们的能量矩阵形式不同。Nt和Ne虽然是属于两个不同轨道的不同的共价因子,但在数值上不能有大的差别,因为考虑进共价效应后,拉卡静电参量A对能级计算有极大的影响。这意味着在通常的光谱拟合中所采用的BCΔ方案是好的近似。以上结论被应用于ZnS∶Ni2 的d-d跃迁谱,计算结果与实验符合。