基于放电检测和机器视觉技术的火花塞缺陷检测系统

为了减少传统人眼目测检测造成的误差,提高火花塞的缺陷检测效率,设计了1种基于放电检测技术和机器视觉技术的火花塞缺陷检测系统.火花塞缺陷检测系统由工控机、NI DAQ数据采集卡、IGBT驱动板、IGBT模块、点火线圈、分压模块和工业相机构成.利用脉宽调制技术和电磁感应原理,对火花塞施加电压,通过抓拍点火线圈电压输出下火花塞放电火花的位置信息,检测火花塞陶瓷件是否存在缺陷.试验结果表明:该火花塞缺陷检测系统输出的放电高电压安全可测,检测精度更是高达95％,满足了火花塞缺陷检测的实际应用需求.     

平面黏弹性力学问题的插值型重构核粒子法

插值型重构核粒子法的形函数结合了包含Kronecker delta特性的简单函数和由基函数向量采用重构条件构造的增强函数,并且具有点插值特性和不低于核函数的高阶光滑性.该方法可直接施加本质边界条件,同时也保证了较高的计算精度.基于插值型重构核粒子法,文章提出了一种求解平面黏弹性力学问题的新方法.采用弹性-黏弹性对应原理和Laplace变换,将黏弹性问题转化为Laplace域内的准弹性问题,并采用插值型重构核粒子法进行求解,然后借助Laplace数值逆变换求得黏弹性问题的解.数值算例验证了本文所提方法的有效性.     

基于位点特异性打分矩阵的卷积神经网络预测SARS-CoV-2核衣壳蛋白的蛋白质二级结构

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)有4种关键的结构蛋白,而核衣壳蛋白就是其中的1种.本实验从公开数据库NCBI上选取的SARS-CoV-2核衣壳蛋白质序列数据,分析SARS-CoV-2核衣壳蛋白与SARS-CoV核衣壳蛋白的序列相似性,对SARS-CoV-2核衣壳蛋白的理化性质和疏水性进行分析;在此基础上提出基于位点特异性打分矩阵的卷积神经网络,预测SARS-CoV-2核衣壳蛋白的8类蛋白质二级结构.研究结果表明,核衣壳蛋白的二级结构主要为无规卷曲,此结果可为抗病毒药物的研发与新型冠状病毒肺炎的诊断提供参考.     

掺铒氟硫磷酸盐高增益激光光纤

光纤激光器是大功率激光、空间激光通信、引力波探测、地球磁力探测等国家安全与科学前沿领域的迫切和重大需求.稀土离子掺杂的高增益玻璃光纤是光纤激光器的核心工作介质.氟硫磷酸盐（fluoro-sulfo-phosphate,FSP）激光玻璃具有稀土溶解度高、受激发射截面大、光学光谱性质优异等特点,是高增益激光光纤的潜在候选.本文从玻璃形成区、玻璃结构与性质关系、掺稀土玻璃发光与激光角度系统研究了Al F₃-R₂SO₄-RPO₃/Zn（PO₃）₂（R=Li、Na、K）系列新型FSP玻璃.结果表明,热力学方法有助于简便快速地确定玻璃形成区,为该类新型激光玻璃设计提供指导.通过固体核磁共振谱、拉曼光谱、差示扫描量热分析、耐久性实验等揭示了Zn（PO₃）₂能够提高FSP玻璃的结构聚合度和阴阳离子相互作用强度,从而增强玻璃的抗析晶稳定性和化学耐久性等,为大尺寸玻璃制备和光纤拉制奠定基础.Er³⁺/Yb     

化工原理线上线下混合式智慧教学模式探索与实践

化工原理是化工及相关专业的专业核心课程,旨在培养学生的工程意识和分析、解决化工生产中实际问题的能力.传统教学过程僵化、教学效果差、信息量少,难以满足新化工发展的需求.为提高学习效果,提出基于"雨课堂"、"慕课"和"慕课堂"等多种智慧教学平台的线上线下混合式智慧教学模式,分别在课前、课中、课后三个教学环节,给出了具体的线上和线下教学设计方案,丰富了教学内容和教学手段,提高了课堂管理效率和教学效果.     

自供电旋转轴系监测系统设计

针对旋转轴系监测系统中传感器相关电路需要外部电能输入的问题,设计了一种基于自供电轴系的监测系统.基于电磁感应原理设计自供电系统结构,给出理论模型,设计整流稳压电路,测试数据测量模块和无线传输模块.结果表明:在不同转速下,该旋转轴系监测系统可以在无须外界电能输入的情况下,将轴系参数发送至上位机.测试数据符合实际值,可以实现旋转轴系监测系统的自供电.     

钨/石墨烷/钨第一壁材料缺陷与力学性能的第一性原理计算

托卡马克装置是实现可控热核聚变的主要装置之一, 而第一壁材料在确保托卡马克装置稳定运行的过程中起着至关重要的作用. 钨金属已被广泛使用作为第一壁材料, 但是聚变反应产生的氦原子在进入钨晶体后易形成"氦气泡"和点缺陷, 严重影响托卡马克装置第一壁材料的稳定性. 首次设计将钨/石墨烷/钨体系作为第一壁材料. 第一性原理计算结果表明, 钨/石墨烷/钨第一壁材料中的界面可以捕获氦原子和空位, 且能促进自填隙钨原子与空位复合, 从而降低钨体相中的缺陷密度; 弹性常数计算结果表明, 石墨烷层的存在可以提高钨金属的柯西压力值($C' $)和各向异性因子($A$), 使第一壁材料的延展性得以提高, 且不易出现裂纹, 但是在相同温度下钨/石墨烷/钨第一壁材料的力学模量有所下降; 利用准简谐德拜模型计算吉布斯自由能 $G^*$、定容热容$C_\mathrm V$、熵($S$)等热力学函数结果表明, 钨/石墨烷/钨第一壁材料的热力学稳定性与纯钨金属相比有所下降.     

基于自然边界元的一类拟线性问题的数值算法

基于自然边界归化原理，利用非重叠型区域分解算法（即Dirichlet-Neumann交替算法）研究了长条形区域拟线性方程问题.在得到椭圆人工边界上的自然积分方程后，构造出相应的交替算法，并根据非线性算子的特性，证明了算法在连续和离散条件下的收敛性.数值实例的结果表明，算法是可行且有效的.     

压力对金属化合物Mg_2Si光学性能影响的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了压力对Mg_2Si光学性质的影响。计算结果表明,0GPa压力环境下,其晶格参数与试验值吻合较好。同时,进一步计算分析了在0～40GPa高压作用下Mg_2Si的折射率、反射率、吸收系数、能量损失函数和光电导率的变化情况。结果表明,压力可以有效调制Mg_2Si的电子结构并改变其光学性能。     

光纤光学频率梳

在时域上,光学频率梳(光频梳)表现为时间间隔固定的超短脉冲序列,具有飞秒量级的时间宽度和极高的瞬时电场强度;在频域上,光频梳呈现为数百万频率间隔固定的频率齿的集合,每根梳齿都具备窄线宽稳频连续激光器的频率精度。光频梳已经发展成为一种重要的科研工具,广泛应用于高精度原子、分子特征信息识别,物质内部结构解析,生物成像及空间遥感成像等诸多科学研究领域。文章首先说明光频梳的基本技术原理,然后介绍华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室在光频梳研制领域的进展,并详细介绍基于自研光频梳发展的两种应用:双光梳三维编码成像和双光梳分子光谱。