基于人工神经网络的移动可见光通信接收机研究北大核心CSCD

当前室内可见光通信系统大多考虑接收机静止的情况,无法适用于日益增多的移动设备。为了解决可见光通信系统中移动接收机的解调问题,提出了基于人工神经网络的可见光通信移动接收机方案。以广泛应用的二进制振幅键控调制技术为基础,推导出可见光通信移动场景的检测方法和解调阈值;通过动态时间规整技术提取光强度序列的距离特征,利用遗传算法对特征集进行优化,选择高显著性的少量特征子集;将特征子集送入人工神经网络进行训练,对二进制振幅键控解调阈值进行预测。实验结果显示,方案有效降低了移动场景下可见光通信系统的误码率。     

可见光通信系统的非线性失真抑制研究北大核心CSCD

发光二极管的非线性特性是引起光信号出现非线性失真的一个重要因素,针对该问题,采用人工神经网络在接收端对信号的非线性失真进行抑制,进而降低可见光通信系统的误码率。将发光二极管的输入电信号与接收端转换后的电信号组成成对数据,将成对数据集送入神经网络进行训练,学习信号在电光转换、信道传输及光电转换过程中的非线性失真特性,通过神经网络对信号的非线性失真进行估计与抑制。此外,在训练过程中采用分布估计算法搜索神经网络的超参数集,以降低训练难度。实验结果表明,该方法在不同的信道环境下均能有效地改善可见光通信的性能。     

带电多孔二氧化硅纳米颗粒在硫醇/磷脂混合双层膜上的非特异性吸附

制备了表面带阴/阳离子的多孔二氧化硅纳米颗粒, 通过QCM-D研究了颗粒在不同pH值环境下与磷脂膜的非特异性吸附情况. 结果表明, NH₂-MSN 在4–8的pH值范围内与磷脂膜相互吸引, 而COOH-MSN由于与磷脂膜的电性始终保持一致而无法发生吸附现象. 本研究能够帮助理解和预测纳米颗粒与细胞膜间的相互作用, 为药物输运提供载体, 有助于多孔二氧化硅纳米颗粒在药物输运体系中的应用. 关键词： 多孔二氧化硅纳米颗粒 磷脂膜 非特异性吸附 QCM-D     

基于特征正交分解的一类瞬态非线性热传导问题的新型快速分析方法

提出了一种基于特征正交分解(POD)和有限元法的瞬态非线性热传导问题的模型降阶快速分析方法,建立了导热系数随温度变化的一类瞬态非线性热传导问题有限元格式的POD降阶模型.在隐式时间推进方法的基础上有效结合单元预转换方法和多级线性化方法发展了一种加速求解瞬态非线性热传导降阶模型的新型计算方法,并通过二维和三维算例验证了该方法的准确性和高效性.研究结果表明:(1)降阶模型解的均方根误差在经过初始时段轻微的脉动后稳定于0.01%以下,而其计算效率比有限元全阶模型提高2～3个数量级,并且自由度数量(DOFs)愈大提高的幅度也愈加显著;(2)新型算法解决了常规算法在计算非线性降阶模型时加速性能差的问题,即使是在DOFs比较小的时候也能够明显提高计算效率;(3)常数边界条件下得到的POD模态可以用来建立相同求解域在各种复杂时变边界条件下的瞬态非线性热传导降阶模型,并对其传热过程和温度场进行快速准确的分析与预测,具有很好的工程应用价值.     

蜂毒肽与二元脂膜相互作用过程的单分子运动行为

蜂毒肽等抗菌肽可通过破坏细菌的细胞膜而直接杀灭细菌,因此它的杀菌功能具有高效、广谱和不易产生耐药性等特点,并被认为有望能从根本上解决目前正严重威胁人类健康的抗生素耐药性问题.然而,抗菌肽通过增强细胞膜的通透性来实现杀菌的分子机制至今尚不清楚.本文结合单分子荧光追踪技术和分子动力学模拟,从单分子运动的角度对蜂毒肽与二元脂质细胞膜的界面相互作用过程进行了研究.结果表明,相较于其他大多数脂分子而言、部分脂分子在膜内的扩散速率会由于蜂毒肽的吸附、聚集、插膜成孔等扰动行为发生显著降低;而蜂毒肽倾向于作用在多组分脂膜相畴的边界处,干扰并降低脂膜相分离的程度,进而降低相边界对脂质分子扩散运动的限制.本工作阐明了蜂毒肽的膜作用活性对脂分子运动行为和脂膜相行为的影响、以及三者之间的关联.这些结果对于从单分子运动行为的角度来探索抗菌肽生物活性的分子机制和开发新型抗菌药物具有重要的指导意义.     

基于特征正交分解的一类瞬态非线性热传导问题的新型快速分析方法

提出了一种基于特征正交分解(POD)和有限元法的瞬态非线性热传导问题的模型降阶快速分析方法,建立了导热系数随温度变化的一类瞬态非线性热传导问题有限元格式的POD降阶模型.在隐式时间推进方法的基础上有效结合单元预转换方法和多级线性化方法发展了一种加速求解瞬态非线性热传导降阶模型的新型计算方法,并通过二维和三维算例验证了该方法的准确性和高效性.研究结果表明:(1)降阶模型解的均方根误差在经过初始时段轻微的脉动后稳定于0.01%以下,而其计算效率比有限元全阶模型提高2～3个数量级,并且自由度数量(DOFs)愈大提高的幅度也愈加显著;(2)新型算法解决了常规算法在计算非线性降阶模型时加速性能差的问题,即使是在DOFs比较小的时候也能够明显提高计算效率;(3)常数边界条件下得到的POD模态可以用来建立相同求解域在各种复杂时变边界条件下的瞬态非线性热传导降阶模型,并对其传热过程和温度场进行快速准确的分析与预测,具有很好的工程应用价值.     

河南省地甲病、克山病、大骨节病病区不同人群发硒含量及全血GSH-Px活性的对比分析

测定了河南省地甲病、克山病、大骨病病区不同人群发硒含量及GSH－Px活性，并作了对比分析，结果表明，对照组人群发硒含量及GSH－Px活力显著高于地甲病、克山病及大骨节病区，病区之间无显著性差异。     

Silicon quantum dots delivered phthalocyanine for fluorescence guided photodynamic therapy of tumor

Imaging-guided cancer therapy provides a simultaneous tumor imaging and treatment, which helps to eliminate the excessive toxicity to the healthy tissues. For this purpose, multifunctional probes capable of both imaging and curing are needed. In this work, we synthesize water-soluble silicon quantum dots(Si QDs) smaller than 5 nm. Such Si QDs are used for delivering the hydrophobic drug phthalocyanine(Pc). The as-prepared Si/Pc nanocomposite particles show efficient transmembrane delivery into cells and feasible biocompatibility. Moreover, these composite particles emit dualchannel fluorescence signals even after cellular internalization and demonstrate robust photostability in the Si channel.More interestingly, the Si/Pc composite particles show efficient photodynamic therapy effects against tumors both in vitro and in vivo.     

磁场剪切对离子温度梯度模带状流产生的影响

对离子温度梯度模湍流非线性流体方程进行了解耦处理,得到包含磁场剪切效应的带状流与漂移波相互作用的非线性动力学方程.采用调制不稳定性的四波相互作用模型,研究了磁场剪切对带状流产生的影响.研究表明,在k_//值较小的范围内,当|k_//|增加时,带状流的增长率也呈增加的趋势. 关键词： 托卡马克等离子体 离子温度梯度模湍流 带状流 磁场剪切     

功能梯度材料结构的热应力边界元分析

导出了一种新的可对功能梯度材料结构进行二维和三维热应力分析的积分方程, 利用该方程并结合多区域边界元三步求解技术, 可对由任意多种介质组成的变物性参数复合结构进行热应力分析; 采用与弹性模量无关的Kelvin解作为问题的基本解, 导出的积分方程含有由材料的非均质性以及温度变化引起的域积分; 使用径向积分法将所有的域积分转换成等价的边界积分, 从而建立起只需要边界离散的无内部网格边界元算法; 最后对两种典型的飞行器防热结构进行二维和三维热应力算例分析, 并通过与有限元计算结构对比验证结果的正确性.