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玻璃橡胶混合颗粒物质的声波探测

玻璃橡胶混合颗粒物质的声波探测

作者：赵子渊太原理工大学

学位级别：硕士

颗粒物质是大量宏观粒子聚集而成的多体系统,是地球上存在最广泛的物质形态之一。由于颗粒物质所具有的典型的强耗散非平衡态体系特点,其力学行为与牛顿流体或者弹性固体等连续性介质有显著的区别。在外界扰动下,颗粒物质会在微观—介... 详细信息

颗粒物质是大量宏观粒子聚集而成的多体系统,是地球上存在最广泛的物质形态之一。由于颗粒物质所具有的典型的强耗散非平衡态体系特点,其力学行为与牛顿流体或者弹性固体等连续性介质有显著的区别。在外界扰动下,颗粒物质会在微观—介观—宏观三个空间结构尺度下展现出多个不同特征时间尺度的动力学行为。对这些行为发生的原理以及机制的认知不仅有助于揭示颗粒材料的基本物理力学特性,而且对于生产及原料运输过程中的能源节约以及山体滑坡等自然灾害的预防有重要现实意义。声波探测法是一种优异的无损探测颗粒体系材料属性及内部结构的方法。声波信号在颗粒系统中的传播受到透射、反射、散射以及耗散等多重机制的影响,信号本身包含关于颗粒系统宏观属性以及微观结构的各种信息。本论文首先利用飞行时间法对单种材质颗粒样品进行了声波测量,并考察样品所受压强对透射波的影响。发现声波波速同样品所受压强之间满足简单的正幂指数关系,而衰减系数和非线性系数则同压强之间存在负幂指数关系。同时研究了样品厚度对声波的影响。发现随着样品厚度的增加,样品声速呈现先增加后饱和的趋势。小波变换得到的波谱显示,随着样品厚度的增加,E波所含波的主要频率从高频逐步向低频过渡。其次我们利用声波探测法研究了玻璃橡胶二元混合颗粒系统的弹性性质。实验中通过控制玻璃橡胶混合比研究轴向加载下混合颗粒弹性模量随玻璃橡胶混合比的变化。利用飞行时间法测量混合材料等效动弹性模量,发现随着橡胶颗粒增加体系逐渐从类玻璃刚性行为转变为类橡胶柔性行为,随后在离散元模拟中得到与实验类似的结果。模拟基于Hertz-Mindlin无滑动非线性接触模型计算颗粒速度及相互作用力。从模拟中得到直观的力链分布以及颗粒间力分布概率密度与配位数分布。模拟显示低橡胶颗粒占比样品内主要由玻璃颗粒构成主力链结构而橡胶颗粒基本不参与强力链的构成。当橡胶颗粒占比较大时,玻璃颗粒和橡胶颗粒共同构成主力链网络结构,但颗粒间法向接触力分布相对更为均匀,可视为玻璃颗粒悬浮于橡胶颗粒中。基于上述结果我们试图提出改进的等效介质理论用于描述混合颗粒体系的弹性行为。认为橡胶颗粒占比较小时内部颗粒的变形相对均匀,材料近似满足等应变假设,视为并联弹簧模型;橡胶颗粒占比较大时混合材料近似满足等应力假设,视为串联弹簧模型。两种模型得到的结果与模拟结果一致。

关键词：颗粒声波弹性模量离散元

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熔石英元件超光滑磁流变抛光工艺基础研究

熔石英元件超光滑磁流变抛光工艺基础研究

作者：赵子渊中国工程物理研究院

学位级别：硕士

熔石英材料具有优良的物理和光学性能并被大量应用于强激光技术领域,然而传统光学加工技术难以使熔石英表面的粗糙度稳定降到1nm以下,同时加工过程造成的(亚)表面缺陷是降低熔石英元件抗激光损伤阈值的主要因素。磁流变抛光是一种先进... 详细信息

熔石英材料具有优良的物理和光学性能并被大量应用于强激光技术领域,然而传统光学加工技术难以使熔石英表面的粗糙度稳定降到1nm以下,同时加工过程造成的(亚)表面缺陷是降低熔石英元件抗激光损伤阈值的主要因素。磁流变抛光是一种先进的柔性抛光加工技术,为实现熔石英材料超光滑表面加工提供了新方法。磁流变抛光工艺参数和磁流变抛光液性能是决定抛光去除质量和效果的主要因素,也是获得熔石英超光滑表面的关键。目前,以表面均方根为主的超光滑表面评价指标难以有效地表征磁流变抛光工艺参数对熔石英元件的超光滑表面影响,这直接制约了磁流变抛光工艺的发展。本文在表面均方根评价基础上结合功率谱密度法(PSD)作为超光滑表面质量评价方法,对影响熔石英超光滑表面的主要工艺因素开展研究。首先,从分析熔石英材料的物理化学性质出发,阐明了水对熔石英材料去除起不可忽视的作用。对熔石英材料去除特性及去除模型的研究表明控制熔石英材料的去除量是获得超光滑表面的关键,并基于赫兹接触理论,计算出熔石英材料的理论临界去除深度。结合磁流变抛光去除机理和微纳米颗粒团聚-分散行为的研究获得磁流变抛光液中固相颗粒的法向载荷及颗粒的分散性是影响熔石英超光滑表面质量的主要因素,其中颗粒粒径和溶液pH值对颗粒的分散性影响较大。其次,分析了采用二维轮廓均方根(Rq)和三维表面均方根(Sq)对表征和量化超光滑表面质量的方法存在不足,即二者只能描述微观形貌在一个方向(z向)的幅值变化,无法有效表征磁流变工艺对熔石英超光滑表面在平面方向(x向和y向)的影响。因此,提出了基于功率谱密度从三个维度去评价磁流变工艺对熔石英超光滑表面的影响。第三,基于电磁学仿真,深入分析了改变磁流变抛光浸入深度和励磁电流影响磁流变抛光液固相颗粒的法向载荷,进而影响熔石英超光滑表面质量的本质。研究表明,浸入深度和励磁电流都是通过改变磁场梯度影响抛光效果,且二者和磁场梯度均呈现线性关系。最后,基于抛光工艺实验研究了不同粒径的磁性颗粒和磁流变抛光液pH值对超光滑表面质量之间的映射关系。结果表明,铁粉粒径主要影响空间频率在100.1～102mm-1之间的PSD;pH对熔石英表面PSD的影响集中在100.1～102.6mm-1,碱性增强将扩大磁流变抛光后熔石英不同方向微观表面形貌的差异性。

关键词：磁流变抛光熔石英功率谱密度基础工艺表面粗糙度

面向Android手机的自动化性能测试工具的设计与实现

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面向Android手机的自动化性能测试工具的设计与实现

作者：赵子渊哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

自Google公司推出Android智能手机系统以来的短短的数年里,Android手机已经在全世界普及,许多有名的公司也推出了具有各自特色的Android手机。随着各种手机的推出,竞争也越来越激烈,目前除了硬件配置的升级之外,更多比较的是软件的实际... 详细信息

自Google公司推出Android智能手机系统以来的短短的数年里,Android手机已经在全世界普及,许多有名的公司也推出了具有各自特色的Android手机。随着各种手机的推出,竞争也越来越激烈,目前除了硬件配置的升级之外,更多比较的是软件的实际用户体验。因此用户体验所带来的影响也越来越不能忽视,其中软件的性能是直接影响用户体验的一个重要指标。比如手机划动是否流畅,软件响应速度快慢,手机是否卡顿以及应用启动快慢等性能问题是用户最能直接感受到的手机体验。对手机进行性能优化也是手机开发的一个重要过程,而性能优化的前提在于进行性能测试,进而发现性能问题。就目前而言,性能的测试大都是使用高速摄像机进行人工测试,这种测试方式需要消耗大量的人力和时间,对用于测试的设备也有一定要求。而性能指标的评测十分微妙,可能会因为人工操作的微小误差直接影响到测试结果的准确性。人工性能测试存在的问题成为软件性能测试的瓶颈,本文提出了一种自动化性能测试系统,该系统能够自动执行测试用例,并自动对软件系统进行监控,进而获取各项性能指标的测试结果。本系统基于Linux shell命令行、自动化设计框架Instrumentation、日志输出系统、事件输入输出系统、平台权限框架等实现对Android手机应用层进行自动化监控。通过shell命令行与Instrumentation模拟用户操作事件,然后通过获取手机输入输出系统中反馈的信息,解析并还原性能指标,包括技术性能指标、手机划动流畅度、软件响应时间、手机以及应用的启动时间等。测试结束后会将所有结果整合并写入到相应文件中,方便测试人员查看。该性能测试工具不需要添加硬件成本,也成功缩短了性能测试的所花费的时间,占用的时间约为人工测试的1/4。由于测试过程中该工具会自动监控手机系统,所以不会占用多少人力资源,并且可以保证测试过程的一致性,减少了测试时的一些误差因素,提高了测试结果的可靠性。该测试工具同时也是一个基于Android系统的体系结构,可以为Android系统的其它终端的性能测试提供一个参考。

关键词： Android手机自动化测试性能测试性能指标

CRISPR/Cas核酸检测技术的研究进展

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中国科学：生命科学 2023年第8期53卷 1101-1119页

作者：赵子渊彭俊平中国医学科学院/北京协和医学院病原生物学研究所国家卫生健康委病原系统生物学重点实验室北京100176 中国医学科学院呼吸道疾病病原组研究重点实验室北京100176

CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)技术作为强大的基因编辑及基因调控工具,在生命科学研究、生物技术产业、基因治疗等领域得到了广泛的发展与应用.近些年来,基于Cas蛋白(CRISPRassociated protein)特异性及非特异性的核酸切割活性,CRISPR技术在核酸检测领域展现了其简单快速、高效特异的特点,以及在即时检测(point-of-care testing,POCT)领域的应用潜能,可满足临床早期治疗及床旁监护所需的快速诊断需求.根据Cas酶的不同活性(顺式切割活性和反式切割活性),本文将基于Cas酶的核酸检测技术分为两大类,分别为CRISPR/Cas9系统和CRISPR/Cas12,Cas13,Cas14系统,并阐述了它们各自的工作原理.此外,本文还详细综述了CRISPR/Cas系统与多信号传感器的联合应用,总结了CRISPR/Cas核酸检测技术所存在的缺陷及面临的挑战,并对其未来的发展进行了展望.

关键词： CRISPR技术 Cas蛋白核酸检测即时检测

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冻融交替对小麦秸秆降解特性的影响

载人航天 2023年第6期29卷 757-764页

作者：赵子渊艾为党卞强汪震黄峰中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室北京100094 中国农业大学土地科学与技术学院北京100193

针对未来星球基地中植物类固废的资源化循环利用问题,以受控生态生保系统中的主要固废小麦秸秆为实验材料,探究了冻融交替对其降解特性的影响。选取冷冻温度、冷冻时间、冻融次数3个影响因子,开展了三因素三水平正交实验L_(9)(3~4)。测... 详细信息

针对未来星球基地中植物类固废的资源化循环利用问题,以受控生态生保系统中的主要固废小麦秸秆为实验材料,探究了冻融交替对其降解特性的影响。选取冷冻温度、冷冻时间、冻融次数3个影响因子,开展了三因素三水平正交实验L_(9)(3~4)。测定秸秆冻融前后可溶性总碳、总氮含量的变化,根据结果选取部分组别进一步开展微观形貌观察、纤维素结晶度以及化学结构特性的测定。结果表明:冻融交替会提高小麦秸秆的可溶性总碳、总氮含量,改变秸秆表面的微观形貌,提高纤维素结晶度,打断秸秆中的-OH、C-H、C-O等键。此外,在冷冻温度-80℃,冷冻时间4 h,冻融次数3次的条件下,小麦秸秆中可溶性总碳、总氮含量最高,比对照组分别提高了51.4%和74.4%,说明在此条件下小麦秸秆各降解特性改变最大,更有利于其后续的生物降解。

关键词：受控生态生保系统小麦秸秆冻融交替降解特性正交实验

松辽盆地西斜坡上的反S型断裂对油气的聚散作用

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石油勘探与开发 1989年第2期16卷 1-6,23页

作者：赵子渊温祥泉大庆石油管理局物探公司研究所

松辽盆地北部西斜坡上发育的小林克—敖古拉反 S 型断裂系,是松辽盆地比较少见的构造型式。本文通过模拟实验探讨反 S 型断裂系的成因机制,各部位力学性质的差异。结合探井油气产能、油气在平面、纵向上的分布特点、油气物理化学性质的... 详细信息

松辽盆地北部西斜坡上发育的小林克—敖古拉反 S 型断裂系,是松辽盆地比较少见的构造型式。本文通过模拟实验探讨反 S 型断裂系的成因机制,各部位力学性质的差异。结合探井油气产能、油气在平面、纵向上的分布特点、油气物理化学性质的变化,进一步论证反 S 型断裂系各部位因力学性质的不同,导致探井油气产能悬殊。文中对微幅度构造、特别是派生的“入字型”构造对油气的富集作用也作了细致的分析。这些对石油勘探和开发都有现实意义。

关键词：盆地反S型断裂油气聚集带

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三肇凹陷微幅度构造群与油气聚集规律

大庆石油地质与开发 1987年第2期 15-22页

作者：赵子渊大庆石油管理局物探公司

随着勘探程度的提高，大庆油气田均已钻探，中小型构造，甚至微幅度构造，必然成为勘探的重点。通过研究发现，三肇凹陷有一百多个微幅度构造，小者不足1.0km;，大者10km;以上，闭合度一般为10～20m。这一地区虽然区域构造很平缓，但断... 详细信息

随着勘探程度的提高，大庆油气田均已钻探，中小型构造，甚至微幅度构造，必然成为勘探的重点。通过研究发现，三肇凹陷有一百多个微幅度构造，小者不足1.0km;，大者10km;以上，闭合度一般为10～20m。这一地区虽然区域构造很平缓，但断层很发育，断距一般较小。T;层最大断距仅50m，一般为10～15m。微幅度构造群和断裂在平面上的展布很有特色。升平—徐家围子地区，形成多字型构造带。宋芳屯地区形成帚状构造带。钻探实践证明，微幅度构造是油气聚集的主要控制因素。早白垩世末期形成单纯受砂体控制的“古岩性油藏”，后来由于剧烈的构造运动，以往形成的各种美型油藏，包括“古岩性油藏”，均转化为新类型的油藏——断裂微幅度构造油藏。1979～1982年按微幅度构造部署了21口探井和资料井。试油结果表明，符合率为80％。

关键词：三肇凹陷油层葡萄花探井生产层微幅度构造油气聚集规律

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玻璃-橡胶混合颗粒体系的弹性行为研究

物理学报 2018年第10期67卷 117-127页

作者：赵子渊李昱君王富帅张祺厚美瑛李文辉马钢太原理工大学力学学院材料强度与结构冲击山西省重点实验室太原030024 中国科学院物理研究所软物质物理重点实验室北京凝聚态物理国家实验室北京100190 太原理工大学机械工程学院太原030024

废旧橡胶制品颗粒与砂土颗粒混合物作为建筑填充材料具有环保、轻质、减震效果好等特点.软硬组分的混合比例可以调制体系力学性能从而实现兼顾材料柔韧性与强度的需求,但细观层面上材料性能改变的原因尚不明确.本文主要研究玻璃-橡胶混... 详细信息

废旧橡胶制品颗粒与砂土颗粒混合物作为建筑填充材料具有环保、轻质、减震效果好等特点.软硬组分的混合比例可以调制体系力学性能从而实现兼顾材料柔韧性与强度的需求,但细观层面上材料性能改变的原因尚不明确.本文主要研究玻璃-橡胶混合颗粒体系的弹性行为及其微观机制.利用飞行时间法测量混合材料等效动弹性模量,发现随着橡胶颗粒增加,体系逐渐从类玻璃刚性行为转变为类橡胶柔性行为.离散元模拟结果与实验结果类似.此外,模拟显示低橡胶颗粒占比样品内主要由玻璃颗粒构成主力链结构,而橡胶颗粒基本不参与强力链的构成.当橡胶颗粒占比较大时,玻璃颗粒和橡胶颗粒共同构成主力链网络结构,但颗粒间法向接触力分布相对更为均匀,可视为玻璃颗粒悬浮于橡胶颗粒中.基于上述结果,提出了改进的等效介质理论,用于描述混合颗粒体系的弹性行为.研究认为:橡胶颗粒占比较小时内部颗粒的变形相对均匀,材料近似满足等应变假设,视为并联弹簧模型;橡胶颗粒占比较大时混合材料近似满足等应力假设,视为串联弹簧模型.两种模型得到的结果与模拟结果一致.上述结果有利于从微观角度揭示混合颗粒材料弹性行为的变化机制.

关键词：混合颗粒离散元声速测量动弹性模量

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某凹陷微幅度构造群的发现

石油物探 1982年第4期 114-118页

作者：赵子渊大庆石油管理局钻探地调处

某一北北东向的大型生油凹陷,区域构造平缓,T1反射层（相当于下白垩系姚家组顶界）的倾角为1°～2°。以往作过多次物探工作,发现的局部构造极少,断层也很少。一般认为它是一个平缓的,非常简单的二级向斜。1974年以后,以姚家组下部（葡... 详细信息

某一北北东向的大型生油凹陷,区域构造平缓,T1反射层（相当于下白垩系姚家组顶界）的倾角为1°～2°。以往作过多次物探工作,发现的局部构造极少,断层也很少。一般认为它是一个平缓的,非常简单的二级向斜。1974年以后,以姚家组下部（葡萄花油层）为主要目的层进行详探。葡萄花油层的单层砂岩厚度一般为0.5米～2.0米,砂岩总厚度为7.0～8.0米。砂岩薄,透镜体发育。根据大型二级向斜加透镜体控制含油的概念,布署了3.0～6.0公里方格井和大剖面井网勘探“岩性油藏”。钻探结果,部分剖面井成功率较高,但也有相当一部分剖面井成功率低。曾经出现过这样的现象,两口

关键词：微幅度构造断层透镜体地质构造岩性油藏油气聚集工业油流