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颗粒局域共振增强仿生复合材料中应力波的衰减行为

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4909-4918页

作者：洪爽于瀛洋张作启武汉大学土木工程建筑学院杭州市富阳区发展和改革局建筑物检测与加固教育部工程研究中心

快速衰减应力波的冲击防护复合材料在民防、装甲、舰船等许多工业领域有着巨大的需求。受蜻蜓翅膀的启发，本文提出了基于颗粒局域共振原理的仿生微结构防护复合材料设计。研究发现：(1)当入射波频率接近局域共振单元的固有频率时，局... 详细信息

快速衰减应力波的冲击防护复合材料在民防、装甲、舰船等许多工业领域有着巨大的需求。受蜻蜓翅膀的启发，本文提出了基于颗粒局域共振原理的仿生微结构防护复合材料设计。研究发现：(1)当入射波频率接近局域共振单元的固有频率时，局域共振机制被最大程度激发，大量的入射应力波能量转化为颗粒的机械能；(2)单元固有频率随重芯直径、密度、软涂层厚度增大而减小，随软涂层弹性模量增大而增大；(3)在复合材料中引入不同固有频率单元的混杂设计，可以实现对宽频域入射应力波的高效衰减。本研究对于利用局域共振原理和仿生微结构开发设计高性能冲击防护复合材料具有指导意义。

关键词：应力波仿生微结构防护材料衰减行为局域共振

TMKs-ABP1/ABLs:植物激素生长素的细胞表面受体复合物

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科学通报 2024年第7期69卷 809-811页

作者：张曹莉彭亚坤谭树堂中国科学技术大学生命科学与医学部生命科学学院前沿交叉科学与生物医学研究所合肥230027

植物激素是指在植物生长发育中起着调控作用的微量化合物.其中,生长素(auxin;主要天然形式为吲哚乙酸,IAA)占据无法取代的重要地位,也是第一种被发现的植物激素.生长素参与调控植物生长发育的多个方面,包括胚胎发育、维管组织形成、顶... 详细信息

植物激素是指在植物生长发育中起着调控作用的微量化合物.其中,生长素(auxin;主要天然形式为吲哚乙酸,IAA)占据无法取代的重要地位,也是第一种被发现的植物激素.生长素参与调控植物生长发育的多个方面,包括胚胎发育、维管组织形成、顶端优势、主根生长、侧根形成和果实发育等[1].然而,生长素如何协调如此复杂的生物学过程呢?

关键词：植物激素细胞表面受体顶端优势生长素胚胎发育维管组织侧根形成吲哚乙酸

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黄河流域土壤水蚀时空分异特征及驱动因素分析

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黄河流域土壤水蚀时空分异特征及驱动因素分析

作者：尹作堂山东师范大学

学位级别：硕士

黄河流域土壤水蚀及其造成的泥沙输移影响着流域的水沙平衡和高质量发展。2000年以来,“退耕还林”政策和小流域综合治理工程等的实施在很大程度上改变了流域土壤水蚀的进程,改善了流域生态环境。修正通用土壤流失方程（Revised Univers... 详细信息

黄河流域土壤水蚀及其造成的泥沙输移影响着流域的水沙平衡和高质量发展。2000年以来,“退耕还林”政策和小流域综合治理工程等的实施在很大程度上改变了流域土壤水蚀的进程,改善了流域生态环境。修正通用土壤流失方程（Revised Universal Soil Loss Equation,RUSLE）与泥沙有限输移公式（Transport Limited Sediment Delivery,TLSD）耦合的模型能够结合泥沙实测数据进行模型参数修正,完成土壤水蚀评估和泥沙沉积模拟。因此,本文结合水文站泥沙实测数据对RUSLE-TLSD模型进行了改进与精度评价,基于改进后的RUSLE-TLSD模型开展了黄河流域2000-2020年土壤水蚀时空特征分析,并基于参数最优化地理探测器（Optimal Parameters-based Geographical Detector,OPGD）等方法探究了流域土壤水蚀驱动因素,对黄河流域水土保持和生态保护具有重要的理论意义和现实意义。主要结论如下所示:（1）改进的RUSLE-TLSD模型在黄河流域尺度应用时可靠性显著提高,校正站纳什效率系数为0.5766,验证站纳什效率系数为0.5369。2000-2020年黄河流域潜在水蚀速率介于4.6749-16.1347 t/（hm·a）,净水蚀速率介于1.6205-5.3334 t/（hm·a）,总体上呈波动减小的趋势,水蚀更多发生于夏季。2000-2020年黄河流域上游和中游潜在水蚀速率分别介于3.0512-7.6551 t/（hm·a）和7.1838-30.3679 t/（hm·a）,净水蚀速率分别介于1.1311-3.6149t/（hm·a）和2.4557-10.6118 t/（hm·a）,上游净水蚀速率呈波动增加趋势。（2）在空间上,潜在水蚀和净水蚀主要发生于黄土高原地区,水土流失区域呈东北至西南走向的条带状;泥沙沉积主要发生于宁夏引黄灌区、河套平原和关中谷地等河谷平原地区、坡脚或沟谷以及黄河下游。流域中游地形位指数（Terrain Niche Index,TNI）5-6级的区域净水蚀较为强烈,其多年平均净水蚀模数为21.2080 t/（hm·a）;在不同的土地利用类型,侵蚀易发于草地中,泥沙更多的沉积在水域中。（3）2000-2020年黄河流域潜在水蚀及净水蚀的驱动因素解释能力在总体上均呈减弱的趋势,土层厚度对流域潜在水蚀解释能力最强,其q值为0.1212;坡度对流域净水蚀解释能力最强,其q值为0.1048。在黄河流域上游,土层厚度和海拔对潜在水蚀的解释能力较强,q值分别为0.1007和0.0945;土层厚度、坡度和海拔对净水蚀的解释能力较强,q值分别为0.0771、0.0757和0.0751。在黄河流域中游,人类活动对水蚀的解释能力明显强于上游,NDVI和LULC对潜在水蚀的解释能力分别为0.1907和0.1563,NDVI、坡度、TNI和LULC对净水蚀空间格局的解释能力分别为0.1362、0.1227、0.1208和0.1145。（4）NDVI与坡度交互作用时对水蚀格局的解释能力最强,对黄河流域、上游和中游的潜在水蚀格局的解释能力分别为0.3093、0.2711和0.4709,对净水蚀格局的解释能力分别为0.3136、0.2709和0.4770。地形因素（坡度）和人类活动（植被）共同作用时,限制了降雨对水蚀格局的影响,因此在未来的水土流失治理中应当充分发挥坡度和植被对水蚀的控制作用。

关键词：土壤水蚀泥沙输移 RUSLE-TLSD 驱动因素黄河流域

陆地蜗牛壳和海蜗牛壳哪一种在机械设计上更胜一筹?

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医用生物力学 2024年第S1期 556-557页

作者：白旭锋张作启武汉大学土木建筑工程学院

目的具有交叉层状结构的软体动物壳由于其优异的机械性能而引起了广泛的关注。有趣的是,本研究的实验发现,陆地蜗牛(白玉蜗牛)壳具有三层交叉层状结构,而海螺(锡兰东风螺)壳则呈现两层交叉层状结构。方法它们为何不同,哪一种在机械设...

目的具有交叉层状结构的软体动物壳由于其优异的机械性能而引起了广泛的关注。有趣的是,本研究的实验发现,陆地蜗牛(白玉蜗牛)壳具有三层交叉层状结构,而海螺(锡兰东风螺)壳则呈现两层交叉层状结构。方法它们为何不同,哪一种在机械设计上更胜一筹?为了回答这些问题,通过扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕和三点弯曲测试对这两种壳的微观结构和微观/宏观力学性能进行了比较表征。结果和结论实验结果表明,海螺壳比陆地蜗牛壳表现出更好的机械性能,但更厚、更重。为了进一步阐明它们在机械设计方面的相对优势,通过有限元法(FEM)进行了计算机模拟实验,以比较三层和两层交叉层状设计的机械性能,排除宏观几何形状和成分材料的影响。令人惊讶的是,结果表明陆地蜗牛设计明显优于海蜗牛设计,尤其是在强度方面。对于陆地蜗牛和海洋蜗牛的生存环境不同,这可能源于陆地蜗牛追求更轻、更坚固的外壳以实现相对更快的运动的更高的生存和进化压力。这些发现不仅有助于了解陆地和海洋蜗牛壳微观结构设计的差异,而且为开发不同功能的仿生复合材料提供有用的提示。

关键词：

基于车牌识别数据的城市机动车碳排放估计和特性分析

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基于车牌识别数据的城市机动车碳排放估计和特性分析

作者：张作铭浙江大学

学位级别：硕士

基于高转矩密度的转矩偏置型永磁同步电机转子结构研究

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基于高转矩密度的转矩偏置型永磁同步电机转子结构研究

作者：张作山燕山大学

学位级别：硕士

可见光及中红外波段的微纳光学器件设计和仿真

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可见光及中红外波段的微纳光学器件设计和仿真

作者：张作鑫黑龙江大学

学位级别：硕士

在芯片制造领域中,微纳光学器件的研究逐渐成为焦点。本研究重点关注带阻滤波器与太阳吸收器,它们在光学通讯和成像方面展现较好的性能。目前,已有多种结构的滤波器和吸收器被提出,但其性能尚未完全满足实际应用的需求。因此,本研究是... 详细信息

在芯片制造领域中,微纳光学器件的研究逐渐成为焦点。本研究重点关注带阻滤波器与太阳吸收器,它们在光学通讯和成像方面展现较好的性能。目前,已有多种结构的滤波器和吸收器被提出,但其性能尚未完全满足实际应用的需求。因此,本研究是通过采用时域有限差分法(Finite difference time domain,FDTD)对多种带阻滤波器和太阳吸收器进行设计、模拟和理论分析。研究内容主要包括以下几个方面:(1)提出了一种基于表面等离子体波导带阻滤波器。利用FDTD方法和耦合模理论(Coupled-mode theory,CMT)模拟了波长与滤波器透射率之间的关系。与单菱形谐振腔相比,双菱形谐振腔和双矩形谐振腔在固定波长下的最小透射率分别提高了11.33%和14.25%,达到了增强效果。(2)提出了一种基于双尺寸矩形钛和氮化钛的超材料广角太阳能吸收器。由顶部周期性双尺寸钛与氮化钛矩形谐振腔,中间绝缘体二氧化硅与底部基底钛组成。FDTD仿真结果显示,该吸收器在可见光至近红外波段的平均吸收率达到92.1%,拥有1270 nm的吸收带宽,其中吸收率超过90%,且峰值吸收率可达到96.9%。(3)提出了一种基于多层蚀刻环形结构的广角宽带太阳能吸收器。它由顶层钛、钨和氮化硅多层材料、二氧化硅绝缘体和钛衬底组成。从可见光到中红外波长的平均吸收率为94.2%。吸收率大于90%的吸收带宽为3092 nm,峰值吸收率为99.9%。

关键词：表面等离子体共振金属-绝缘体-金属结构波导滤波器太阳能吸收器 FDTD

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氮化硅基陶瓷材料微波烧结参数实验优化

中国机械工程 2024年

作者：徐伟伟张作轩朱松青殷增斌南京工程学院机械工程学院南京理工大学机械工程学院

微波烧结技术已被广泛应用于陶瓷材料的制备中，然而微波烧结的氮化硅基陶瓷材料存在性能一致性差、升温过程功率波动大等问题。本研究为解决上述问题，采用仿真的方法，比较了微波烧结腔有无负载、不同试样放置方式下电场和温度场的分... 详细信息

微波烧结技术已被广泛应用于陶瓷材料的制备中，然而微波烧结的氮化硅基陶瓷材料存在性能一致性差、升温过程功率波动大等问题。本研究为解决上述问题，采用仿真的方法，比较了微波烧结腔有无负载、不同试样放置方式下电场和温度场的分布特性，分析了微波功率对电场和温度场分布的影响规律，提出了微波烧结功率选择原则，通过实验研究比较了各温度段升温速率及匹配功率对陶瓷力学性能的影响。结果表明：微波场中添加负载、试样紧密排列有助于提高电场均匀性，在0-800 ℃、800-1400 ℃、1400-1650 ℃的升温速率分别选择80 ℃/min、50 ℃/min和25 ℃/min，各温度段匹配的功率分别选择1600 W、1800 W和2200 W条件下可获得力学性能最佳的氮化硅基陶瓷材料，其维氏硬度达18.278±0.233 GPa，断裂韧度达8.588±0.165 MPa·m1/2，与匀速升温工艺相比，材料硬度提高14.8%，韧度提高22.5%，且该调控策略能有效提高陶瓷材料力学性能的一致性。

关键词：氮化硅基陶瓷微波烧结调控策略微波功率

地球物理勘探技术结合智能清障管理系统在沉井清障中的应用

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公路 2024年第9期69卷 137-143页

作者：彭林林赵泽苗周阳李林张作宏中交一公局第二工程有限公司苏州市215000 江苏省地质勘察技术院南京市210049

针对张靖皋长江大桥北航道桥北锚碇沉井工程,为探明沉井下沉的深度范围内存在的地下障碍物类型及分布情况,按照“超前探测、智慧管理、定点清除”清障施工原则,采用多种地球物理勘探技术对沉井下沉区域内的障碍物及地层分布进行了探测,... 详细信息

针对张靖皋长江大桥北航道桥北锚碇沉井工程,为探明沉井下沉的深度范围内存在的地下障碍物类型及分布情况,按照“超前探测、智慧管理、定点清除”清障施工原则,采用多种地球物理勘探技术对沉井下沉区域内的障碍物及地层分布进行了探测,建立了沉井施工区域的地层地质和障碍物三维模型。以此为基础开发了智能清障管理系统,实现了沉井地下障碍物清除无遗漏,施工过程可追朔,有效提高了沉井清障效率。

关键词：桥梁工程张靖皋长江大桥沉井工程地基清障地球物理勘探技术智能清障管理系统

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