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四叉树网格线源频率域电磁法二维正演研究

地球物理学报 2024年第5期67卷 1999-2014页

作者：王培杰陈小斌张赟昀中国地震局地质研究所北京100029 应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085

可控源电磁法正演面临的问题,主要表现在源的奇异性和边界条件的处理困难.本文首先利用面积分将源的模拟精度转化为网格的离散精度,然后利用四叉树网格局部任意加密的特性,有效解决了奇异源模拟精度不高的问题.由于大地中的电磁场迅速衰... 详细信息

可控源电磁法正演面临的问题,主要表现在源的奇异性和边界条件的处理困难.本文首先利用面积分将源的模拟精度转化为网格的离散精度,然后利用四叉树网格局部任意加密的特性,有效解决了奇异源模拟精度不高的问题.由于大地中的电磁场迅速衰减,在距源很远的侧边界,地下的电磁场主要是由空气中的电磁场感应产生的,而非从源经由大地传播而来,因此在地中使用一维平面波侧边界条件比一阶吸收侧边界条件更为合理,精度更高.通过算例分析,我们还发现空气侧边界的场强叠加了大地介质感应的二次场而显著改变,因此空气侧边界使用基于一次场的一阶吸收边界条件,是导致线源正演边界处计算精度不高的主因.本文中,我们使用四叉树网格将边界发散式向外扩展,以较少的网格覆盖更大的边界区域,来确保核心区的计算精度.研究还发现,线源全区视电阻率能较好地反映地下电性结构的变化,且趋势形态与大地电磁卡尼亚视电阻率相似,使用成熟的大地电磁反演技术对线源全区视电阻率进行反演,可以得到地下电性结构较好的近似模型.特别是倾子计算的全区视电阻率也能反映地下结构的变化,这为无电场观测的地下结构探测提供了可能.但二者之间仍存在差别,线源全区视电阻率还具有一定的几何测深能力,需开发基于线源全区视电阻率正演的二维/三维反演技术.

关键词：线源频率域电磁法正演四叉树网格有限差分法全区视电阻率

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无脉冲微流控片上蠕动微泵研制及其性能研究

中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1351-1360页

作者：张鑫杰包洋刘宇洋朱行杰陈亚伟河海大学机电工程学院江苏常州213022 东南大学机械工程学院江苏南京211189

为解决微流体连续输送过程中存在的流动脉冲、精度低等问题,研制一种基于微流控技术的片上蠕动微泵。该微泵由微流控芯片和电机驱动系统组成,利用驱动系统中的滚子轴承连续挤压微流控芯片中的微流道,以实现微流体的精确泵送。为研究微... 详细信息

为解决微流体连续输送过程中存在的流动脉冲、精度低等问题,研制一种基于微流控技术的片上蠕动微泵。该微泵由微流控芯片和电机驱动系统组成,利用驱动系统中的滚子轴承连续挤压微流控芯片中的微流道,以实现微流体的精确泵送。为研究微泵的流量特性,设计具有气腔稳流功能的微流道,采用光固化3D打印技术与模塑法制作微流控芯片样件;开发电机驱动系统,测试微泵在不同电机转速下的平均流量、总流量和瞬时流量,并将其流量特性与商业蠕动泵的流量特性进行对比。研究结果表明:随着电机转速增加,微泵的平均流量逐渐增大,瞬时流量误差逐渐减小;当电机转速大于60 r/min时,瞬时流量误差可控制在5%以内,其流量精度显著高于商业蠕动泵的流量精度;片上蠕动微泵可有效抑制微流体脉冲,提升微流体控制精度,在精密微流体输送中具有广阔的工程应用前景。

关键词：微流控片上蠕动微泵无脉冲气腔稳流光固化3D打印

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庚酰化乙二醇壳聚糖温敏性水凝胶的制备及其药物缓释

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2674-2682页

作者：韩晓杰李征征天津科技大学化工与材料学院天津300457 沂水县第四中学临沂276405 复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室上海200433

为了制备一种物理交联的温敏性水凝胶,本文选择水溶性乙二醇壳聚糖(GC)作为基体,通过庚酸酐与GC分子链上的氨基进行酰化反应实现改性,合成了具有不同庚酰度(DS)的庚酰化乙二醇壳聚糖(HAGC)。庚酸酐与GC分子链上氨基的进料摩尔比在0.2~0... 详细信息

为了制备一种物理交联的温敏性水凝胶,本文选择水溶性乙二醇壳聚糖(GC)作为基体,通过庚酸酐与GC分子链上的氨基进行酰化反应实现改性,合成了具有不同庚酰度(DS)的庚酰化乙二醇壳聚糖(HAGC)。庚酸酐与GC分子链上氨基的进料摩尔比在0.2~0.25之间,DS介于26.4%~31.5%。通过在GC骨架上引入疏水性庚酰基团,提高GC在有机溶剂中的溶解度和体外生物降解性,而且还引入了温敏性溶胶-凝胶转变性质。HAGC通过分子间相互作用(氢键和亲疏水相互作用)发生物理交联,响应环境温度变化而发生溶胶-凝胶相变,通过改变HAGC的DS和溶液浓度,可有效调节HAGC水凝胶的溶胶-凝胶转变温度处于25~37℃之间。HAGC水凝胶具有三维多孔结构,随着DS增加,HAGC水凝胶的交联密度增大、溶胀比降低、药物释放速率减慢。HAGC水凝胶对吉西他滨具有缓释作用,药物释放时间可达5天,药物释放率达到70%~91%。HAGC水凝胶以其优良的温敏性能,在药物注射载体领域具有重要的应用价值。

关键词：乙二醇壳聚糖庚酰化温敏性水凝胶溶胶-凝胶转变药物缓释

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纵向非均匀温度下钢柱弹性屈曲荷载

工程力学 2024年第6期41卷 202-211,256页

作者：王卫永杨竞杰重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

在大空间建筑火灾中,由于热空气的上升,在纵向空间上的温度分布常常是不均匀的,上部的温度会远远高于下部的温度。该现象在火灾的轰燃发生后是十分显著的。在钢柱的抗火设计中考虑纵向温度的不均匀分布不仅符合实际情况,也更符合基于性... 详细信息

在大空间建筑火灾中,由于热空气的上升,在纵向空间上的温度分布常常是不均匀的,上部的温度会远远高于下部的温度。该现象在火灾的轰燃发生后是十分显著的。在钢柱的抗火设计中考虑纵向温度的不均匀分布不仅符合实际情况,也更符合基于性能化的抗火设计理念。该文先以无端部约束钢柱为研究对象并假定其横截面上的温度均匀分布,基于能量法推导了其在一般场模型火灾条件下的弹性屈曲荷载;在简化的双区域火灾模型条件下,分别基于平衡微分方程以及能量法推导其弹性屈曲荷载,并采用数值分析对推导结果进行验证。发现基于平衡微分方程推导的精确解相较于数值模拟结果,误差均小于3%,而基于能量法推导的结果则在部分情况下显著偏大。此外,研究结果表明:如果忽略温度的纵向不均匀分布,对于受热长度与非受热长度等长的钢柱,其弹性临界荷载会被严重低估,甚至达到约37%。考虑柱端轴向约束的作用,该文给出了不均匀温度分布条件下约束柱的弹性屈曲荷载计算方法。

关键词：钢结构弹性屈曲能量法抗火轴向约束非均匀温度

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基于GAN的软测量缺失数据生成方法研究

西北工业大学学报 2024年第2期42卷 344-352页

作者：蒋栋年王仁杰兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050

针对工业过程中传感器数据缺失造成软测量模型精度低的问题,提出一种基于生成对抗网络(generative adversarial nets,GAN)的传感器缺失数据生成方法。利用孤立森林算法检测出传感器数据的缺失区域;利用缺失数据属性特征训练条件生成对... 详细信息

针对工业过程中传感器数据缺失造成软测量模型精度低的问题,提出一种基于生成对抗网络(generative adversarial nets,GAN)的传感器缺失数据生成方法。利用孤立森林算法检测出传感器数据的缺失区域;利用缺失数据属性特征训练条件生成对抗网络(conditional generative adversarial nets,CGAN),在CGAN的输入条件中添加随机序列作为附加信息迭代送入CGAN中生成数据,并借助WGAN-GP(wasserstein generative adversarial nets gradient penalty)成本函数提高网络训练的稳定性;针对缺失区域检测结果引入采样器,将采样的数据填补进缺失区域,形成完整数据集,以提高软测量模型精度。以镍闪速炉温度传感器数据为目标变量进行软测量建模,验证所提出的提高软测量模型精度方法的可行性与有效性。

关键词：数据缺失孤立森林生成对抗网络软测量模型

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乳化溶剂蒸发法在递送体系中的应用

中国食品学报 2024年第3期24卷 356-369页

作者：韦雅杰高彦祥中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083

将生物活性物质载入递送体系可以改善其水溶性、稳定性和生物利用度,便于在食品、药品和化妆品等领域应用。乳化溶剂蒸发法是一种常见的制备活性物质递送载体的方法,具有使用条件温和,易于操作和放大,溶剂残留较低等优点。本文简要介绍... 详细信息

将生物活性物质载入递送体系可以改善其水溶性、稳定性和生物利用度,便于在食品、药品和化妆品等领域应用。乳化溶剂蒸发法是一种常见的制备活性物质递送载体的方法,具有使用条件温和,易于操作和放大,溶剂残留较低等优点。本文简要介绍乳化溶剂蒸发法,综述材料的选择和制备过程对所制载体的影响以及该法在制备活性物质递送体系中的应用研究进展,旨在推动乳化溶剂蒸发法的深入研究和实际应用。

关键词：乳化溶剂蒸发法生物活性物质递送体系材料选择制备过程

广义周期点阵结构的等效性能均匀化映射方法研究

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中国科学：技术科学 2024年第6期54卷 1036-1056页

作者：徐仕杰张卫红西北工业大学航宇材料结构一体化设计与增材制造装备技术国际联合研究中心陕西省空天结构技术重点实验室西安710072

本文研究了广义周期点阵结构等效力学性能的均匀化计算问题,提出了计算等效弹性矩阵、等效热应力系数与热膨胀系数的均匀化映射方法,将广义周期均匀化问题映射转换为正方形单胞的经典周期均匀化问题,以此揭示了广义周期均匀化方法的内... 详细信息

本文研究了广义周期点阵结构等效力学性能的均匀化计算问题,提出了计算等效弹性矩阵、等效热应力系数与热膨胀系数的均匀化映射方法,将广义周期均匀化问题映射转换为正方形单胞的经典周期均匀化问题,以此揭示了广义周期均匀化方法的内在映射机理,阐明了广义周期均匀化等效性能的基本性质.该方法极大降低了计算求解与编程难度.通过典型数值算例,分析比较了广义周期均匀化映射方法、经典周期均匀化方法与精细尺度有限元方法计算结果的差异.结果表明所提出的映射方法普适性与有效性强,对于静力学、热力耦合问题及动力学固有频率问题均具有良好的计算精度.

关键词：广义周期点阵结构均匀化方法映射方法等效弹性矩阵等效热膨胀系数

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基于面积重叠法的概率盒全局灵敏度计算分析

控制与决策 2024年第2期39卷 467-473页

作者：张保强李潇乾罗华耿颜伟杰汤鸿杰厦门大学航空航天学院厦门361000

针对随机与认知混合不确定性的概率盒灵敏度分析问题,提出一种利用概率盒缩减前后重叠面积作为不确定性度量的全局灵敏度分析方法.混合不确定性在航空航天仿真系统中广泛存在,概率盒方法用于随机与认知混合不确定性的表征在学术界已被... 详细信息

针对随机与认知混合不确定性的概率盒灵敏度分析问题,提出一种利用概率盒缩减前后重叠面积作为不确定性度量的全局灵敏度分析方法.混合不确定性在航空航天仿真系统中广泛存在,概率盒方法用于随机与认知混合不确定性的表征在学术界已被广泛应用.首先,介绍传统概率盒灵敏度分析的不确定性缩减法理论,在此基础上,进一步考虑概率盒在位置和形状上的偏移量;然后,通过计算缩减前后的概率盒面积重叠量来表征各输入不确定性的影响程度,阐述其实施步骤;最后,通过数值算例对所提出方法与传统不确定性缩减方法进行全局灵敏度分析的对比和验证,并应用于发动机总体性能仿真计算灵敏度排序.研究结果表明,所提出面积重叠方法比传统不确定性缩减法适用范围更广,计算结果更准确.

关键词：概率盒混合不确定性全局灵敏度不确定性缩减法面积重叠法

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外加电场和B/N掺杂对锡烯带隙的影响

物理学报 2024年第8期73卷 90-96页

作者：吕永杰陈燕叶方成蔡李彬戴子杰任云鹏江苏大学机械工程学院镇江212013 江苏大学材料科学与工程学院镇江212013

锡烯具有超高载流子密度、无质量狄拉克费米子和高导热性等优良性质,并且存在能带反转现象,被认为是拓扑绝缘体,拓扑绝缘体在一定条件下可以获得无耗散电流,具有极高的应用潜力.由于锡烯在布里渊区高对称点K处的能带存在狄拉克锥,带隙为... 详细信息

锡烯具有超高载流子密度、无质量狄拉克费米子和高导热性等优良性质,并且存在能带反转现象,被认为是拓扑绝缘体,拓扑绝缘体在一定条件下可以获得无耗散电流,具有极高的应用潜力.由于锡烯在布里渊区高对称点K处的能带存在狄拉克锥,带隙为零,大大限制了锡烯在半导体领域的应用.本文采用在锡烯中掺杂B/N元素和在垂直于锡烯平面方向施加电场的方法来打开锡烯在K点处的带隙,并研究掺杂和施加电场强度对锡烯结构和电子性质的变化.研究发现施加掺杂B元素和垂直电场都能在保留锡烯拓扑性质的同时打开K点处的带隙,并且施加的垂直电场强度与K点处带隙呈正相关.在掺杂B元素的同时施加垂直电场可以增大K点处的带隙,当电场强度为0.5 V/A时,带隙达到0.092 eV.掺杂N元素后,锡烯变为间接带隙半导体,带隙为0.183 eV.施加垂直电场不能改变N元素掺杂锡烯的结构,施加的垂直电场强度与K点处带隙则呈负相关,当电场强度为0.5 V/A时,K点处带隙减小到0.153 eV.

关键词：锡烯拓扑绝缘体垂直电场掺杂