金属薄膜/波导薄膜包覆光纤端面SPR生物传感器的研究

提出了一种由高折射率纤芯/波导层/金属薄膜包覆层/被检测物层构成的四层结构表面等离子共振光纤生物传感器．对其研究发现：这种传感器能够很好地感应待测物的折射率,与三层薄膜结构光纤 SPR 传感器相比其衰减峰非常尖锐,这说明其损耗小且分辨力高, 适合长距离、高精度、高分辨力场合的测量,对生物医学中的免疫反应实时检测及表面显微技术的研究具有重要的意义．     

非对称金属纳米球壳的制备及光学性质研究

通过胶体球混合溶液界面自组装结合液面转移的方法制备单层聚苯乙烯(PS)胶体球阵列,以此为模板,采用离子束溅射沉积金膜,形成Au@PS的球壳结构,PS与二氯甲烷在不同的反应时间下,形成开口大小不同的非对称结构金属纳米球壳,其表面等离共振透射峰的位置随着开口大小的增加产生微弱的红移现象,透射强度随着开口大小变大而不断增强,该结构在生物传感、非线性光学及表面增强拉曼散射方面有潜在的应用.     

基于MIM结构的表面等离激元折射率传感器研究

设计了矩形谐振腔与Metal-Insulator-Metal(简称MIM结构)二维直波导耦合的表面等离激元传感器,通过有限元方法分析了其特性.研究结果表明,随着谐振腔长度的增加,透射峰出现线性红移;谐振腔的非对称性增加使得透射峰宽度变窄,透射率变低;共振波长与介质敏感材料的折射率存在明显的线性关系,灵敏度可以达到560 nm/RIU的同时透射率高达90%.     

ART模型不同角度下反演雪粒径参数分析

【目的】渐近辐射传输模型是可见光短波红外谱段一种典型的积雪二向反射率计算模型，该模型通过反演有效雪粒径以及表征雪污染特性的中间参量来模拟二向反射。但目前不同角度下雪的二向反射观测值存在差异，进而可能影响雪参数反演结果与在此基础上的二向反射计算值。基于此，本研究将开展不同角度下的雪粒径反演结果对比分析。【方法】基于POLDER多角度数据集开展ART模型分析。【结果】不同角度下有效雪粒径的反演结果具有较大差异，其差异性在27%～56%之间。【结论】有效雪粒径反演偏离较大的值主要集中在相对方位角主平面60°范围和观测天顶角大于50°的观测范围内，在应用单角度卫星数据时，建议剔除这部分角度下的反射率数据。     

高层框架结构层间隔震性能研究

【目的】探究不同高度隔震层对框架结构的抗震性能。【方法】基于某高层框架结构，运用SAP2000有限元软件对非隔震模型进行建模，并在此基础上分别建立基础隔震、6层隔震、12层隔震、18层隔震及22层隔震结构模型。【结果】对于上述结构模型进行反应谱和时程分析，通过软件运算得到模型在地震波下的基本周期、层间剪力以及层间位移，使其之间相互对比，探究不同隔震层位置对结构受力的影响。【结论】研究表明，随着隔震层高度的上升，基本周期在逐渐缩小，层间剪力和层间位移逐渐增大，在隔震层接近顶层时，基本周期、层间剪力和层间位移接近非隔震结构。     

光纤SPW传感器用于温度测试的研究

光纤SPW传感器通过表面等离子体波共振来工作.在SPW传感器表层存在一层电子气,当环境温度升高,电子气的浓度将会增加,且其本身的动能加大,这将导致电子气团的共振频率发生变化.通过实验建立了共振波长和环境温度的关系,并对误差进行了分析,从而进一步扩展了光纤SPW传感器的用途.     

框架结构中楼梯抗侧刚度的影响因素及计算方法研究

【目的】楼梯间是结构抗震设计的关键和薄弱环节。楼梯构件的抗侧刚度决定着地震作用的分配，是结构抗震计算中的重要参数，目前还没有合适的计算方法。【方法】以框架结构的楼梯间作为研究对象，选取楼梯间的开间、进深和层高等作为影响因素，采用有限元分析的方法，建立分析模型，改变相关参数，通过对楼梯间施加层间侧移，分析得出楼梯抗侧刚度的相关数据。【结果】结果表明：当其他影响因素不变时，减小楼梯间的层高和开间宽度都可以提高楼梯的抗侧刚度。【结论】最后，本研究采用拟合回归的方法，建立了楼梯抗侧刚度的计算公式，为框架结构中楼梯的抗震设计提供参考。     

离子注入剂量对镁合金表面钛膜的性能影响

【目的】进一步提高AC91表面钛层的综合性能。【方法】采用离子注入技术研究了N离子注入剂量对镁合金表面Ti膜的力学和摩擦磨损性能的影响。【结果】随着N离子注入剂量的提高,镁合金表面Ti膜的显微硬度随之增大,这是由于表面Ti膜形成Ti/TiN复合涂层结构,摩擦磨损试验结果表明,N离子注入后摩擦系数降低,高剂量的N离子注入下摩擦系数进一步降低至0.299,摩擦试验前后磨损量失重最少,膜层的耐磨损性能得到提高。【结论】N离子注入可以有效提高镁合金表面钛层的综合性能,从而提高其防护效果。     

车用往复式真空泵的计算模型研究

【目的】往复式真空泵的应用极为广泛，为精准测评其综合性能，提出相应性能指标，构建往复式真空泵计算模型。【方法】阐述车用往复式真空泵基本原理，根据泵体几何参数、电机工作参数及进排气单向阀的压力损失与干摩擦损失的影响，构建计算往复式真空泵相关性能模型，对往复式真空泵的真空度、到达指定压力所需时间和功耗进行计算分析。【结果】通过对某款往复式真空泵性能参数进行计算，得到的计算值与实测值间的误差较小。【结论】研究表明往复式真空泵性能的计算模型具有较高精度。     

表面等离子体在波导-共振环微腔结构的传输特性

表面等离子体在波导与共振微腔结构器件传输中的特性,在光通信、光电信息、集成光学等领域有广泛的应用。本研究提出了一种等离子体波导与共振环微腔结构组成的设计方案,利用传输矩阵法和耦合模理论对该结构进行理论分析。通过模拟微环谐振腔的传输特性,得到不同波长下环腔结构的光场分布图及透射率谱线,发现了该结构存在滤波特性。进一步改变结构参数,发现改变耦合间距和波导宽度等参数对滤波特性均有影响,利用时域有限差分(FDTD)算法模拟场分布验证了本研究的理论设计。该设计结构紧凑、尺寸小巧,容易被集成到光学线路中,有潜力发展成为新一代纳米集成光路的基本元器件。     

海底海缆镀锌钢丝铠装层在模拟海水中腐蚀研究

【目的】近年来风力发电、海洋油气的开发、跨国电网及通信的互联，使得海底电缆/海底光电复合缆需求大大增加。但海缆修复成本较高，因此提高海缆的使用寿命有一定的研究价值。对海缆铠装层镀锌钢丝在海水中的腐蚀情况进行研究，可以了解海水中各离子对其的腐蚀作用。【方法】选择某公司海底电缆铠装层镀锌钢丝，三个平行试样在常温条件下分别在只含Cl-、SO₄^2-、HCO₃^-离子的溶液及三种离子的混合溶液中即模拟海水，使用CS2350H型电化学工作站进行测试，先做试样的开路电位，然后做电化学交流阻抗谱，最后做动电位极化。【结果】当开路电位稳定后，所做的交流阻抗谱得出的数据反映在模拟海水溶液中，镀锌钢丝腐蚀最快，在只含HCO₃^-离子的溶液中腐蚀最慢。通过极化曲线试验中腐蚀电流密度的比较可知，试样在模拟海水溶液中发生的腐蚀最严重。【结论】由试验结果得出，模拟海水溶液中SO₄^2-离子对镀锌钢丝影响最大。本试验只考虑三种离子，实际海水中会有其他...     

信阳市近30年短历时暴雨雨型特征研究

【目的】研究信阳市近30年短历时暴雨雨型特征，为防灾减灾、服务地方提供技术支撑。【方法】运用信阳国家气象站1991—2020年逐分钟雨量资料，通过模糊识别法确定了60 min、120 min和180 min历时暴雨雨型，并通过计算雨峰系数总结出雨峰分布规律。【结果】(1)不同历时暴雨中雨型Ⅲ出现概率大，占比为33.6%～36.5%。(2)在不同年代中，历时60 min和120 min暴雨雨型均以雨型Ⅲ为主，而180 min暴雨雨型在2000s以雨型I为主。(3)信阳市短历时强降雨量较为集中，各历时暴雨雨峰均位于降雨过程1/2偏前位置。【结论】信阳市区短历时暴雨雨型的主要特征为“单峰型、速度快、强度高、尾巴长”，在工程设计中需重视单峰雨型雨峰前置引发的城市内涝风险。     

层状岩体PFC模拟的细观参数分析

【目的】研究层状岩体的非均质性，通过数值模拟的方法建立模型。【方法】基于复合岩体思想，在PFC^2D中加入等间距的层理弱面以模拟层岩的各向异性。分析了三轴压缩作用下，数值试件基质细观参数取值的依据。【结果】数值试件的摩擦角随着颗粒间摩擦系数和黏结摩擦角的提高分别呈非线性以及线性增加趋势；数值试件的黏聚力随着颗粒间摩擦系数和黏结摩擦角的提高而呈非线性降低趋势；随着黏结距离的增加，数值试件的摩擦角和黏聚力均呈线性增加趋势。【结论】数值模型可以模拟层状岩体的非均质性。     

基于抗侧刚度比的混凝土框架结构减震性能分析

【目的】酒店结构常常会因为建筑使用功能的要求首层层高做得很高，随之而来的是首层会出现薄弱层结构在地震作用下必然会在首层应力集中，加剧结构的破坏。【方法】对于这类问题，本研究以实际的酒店工程为例，通过有限元软件ETABS，对纯混凝土框架结构和增加屈曲约束支撑刚度比为0.5、1.0、1.5、2.0的结构建模分析，并按规定选取二条天然波和一条天然波，对其进行动力特性分析及动力响应分析。【结果】从分析中可知，随着抗侧刚度比的增加，结构的层间位移角、楼层位移等都有明显的减小趋势，当抗侧刚度比为1.0时，效果最明显。继续增加抗侧刚度比，结构的动力特性减小不再显著，但顶部楼层的动力响应有增大趋势。【结论】因此，通过合理设置支撑与结构的抗侧刚度比可以实现很好的耗能减震效果。     

基于随机森林分类模型的古代玻璃制品成分分析

【目的】中国古代利用外来玻璃制作工艺制作出的玻璃制品，其化学成分与外界传入的并不相同。古代玻璃易受环境影响而被风化，内部元素和外部元素进行大量交换，成分比例会因此发生变化。通过分析玻璃类型等外部因素与表面风化的相关性及玻璃组成成分与表面风化的相关性，找出玻璃表面风化原因。【方法】通过分析玻璃外部因素的相关性和对玻璃进行独立样本Mann-Whitney检验，得到玻璃制品的成分，基于随机森林建立模型，构建不同分类标准。【结果】研究发现，玻璃制品纹饰等与表面风化的相关性较弱，与二氧化硅等玻璃制品的相关性大，且氧化铅成分在玻璃中的重要性最大。【结论】要防止玻璃发生风化，就要减少杂质成分。     

基于性能的钢结构减震设计方法研究

【目的】为了满足社会发展需求，越来越多的钢结构建筑出现在人们的生活中，其中地震灾害是任何建筑物都要克服的困难。【方法】本研究通过介绍基于性能的抗震设计理论，并以现有的多层钢结构为模型，运用有限元分析软件Etabs对多层钢结构减震设计进行分析。【结果】通过建立三种减震结构模型，对其进行模拟分析。根据规范要求选取三条地震波，并对其进行多遇、罕遇地震下的动力时程分析，并对比三阶振型，均满足规范要求。【结论】通过对比结构的层间位移、顶点加速度，发现增加屈曲约束支撑后的钢结构的减震效果明显，能有效提升结构的性能。     

预埋不同质量分数碳纳米纸对CFRP低温弯曲性能影响的研究

【目的】针对低温飞行环境下CFRP材料可能出现的弯曲断裂问题。【方法】本研究对预埋不同质量分数（碳纳米管质量为100 mg、300 mg、500 mg、600 mg、700 mg）碳纳米纸的CFRP层合板进行常（低）温条件下的三点弯曲试验。【结果】通过分析CFRP层合板的应力-应变曲线，探究温度及碳纳米纸中碳纳米管的质量分数对CFRP层合板弯曲性能产生的影响。【结论】试验结果表明，常温条件下，预埋碳纳米纸能明显提高CFRP层合板的弯曲性能。低温条件下，随着碳纳米纸质量分数的增高，其对CFRP层合板弯曲性能的增强效果先上升后下降，其中碳纳米管质量为600 mg时增强效果最佳。     

氧氛围下PLD法沉积纳米金刚石薄膜

用固体脉冲激光 (Nd∶YAG)烧蚀石墨靶在镜面αAl2 O3(0 0 0 1)上沉积纳米金刚石薄膜 .用Raman谱、XRD衍射谱和SEM分别对薄膜的成键情况和表面形貌进行了分析 .结果表明 :显微Raman谱出现三个峰包 :115 0cm- 1 、13 5 0cm- 1 、15 80cm- 1 ,分别对应着纳米金刚石特征峰、石墨的D峰和G峰 ;XRD衍射谱在 41.42°出现金刚石的 (10 0 )衍射峰 .实验结果表明 ,影响薄膜生长的关键参数主要是氧气压的大小和衬底的温度 .在氧气压为 6Pa和衬底温度为 5 5 0℃时 ,制备的薄膜质量较好 .对用PLD法在氧气氛围下生长的金刚石薄膜的生长机理进行了分析     

飞机短舱加热表面水膜流动分布的数值研究

【目的】通过对飞机发动机短舱加热除冰时表面水膜的流动状况进行分析，为飞机短舱防冰热系统的设计提供参考。【方法】本研究以某型飞机短舱为研究对象，并基于欧拉-拉格朗日框架，采用离散模型（DPM）来建立水膜流动过程的数学模型，对短舱加热表面溢流水的溢流范围和水膜厚度变化情况进行分析。【结果】研究发现，短舱加热表面的水膜厚度呈现出先增大后减小的流动规律，水膜厚度最大为80μm。同时，对比水滴的撞击极限位置，短舱加热表面水膜的溢流范围最大为32%。【结论】受气流驱动，短舱表面水膜出现溢流的现象，研究结果对飞机短舱防冰热系统的设计具有重要参考价值。     

SDS辅助的种子生长法制备片状纳米银

以4 nm银为种子,SDS为结构导向剂,乙二胺四乙酸二钠为还原剂,采用晶种法在溶液成功的制备了片状银纳米粒子。透射电镜及紫外-可见光谱表征指出所得的产物由厚度小于20 nm的薄的银纳米片构成。利用紫外-可见光谱仪对银纳米片的形成过程进行了研究,并探讨了反应温度、晶种量对表面等离子共振特性的影响。结果表明:温度从60℃升高到80℃可导致银纳米片的等离子共振峰位置和数目发生明显的变化,继续升高温度则无明显的影响;同时,晶种量不仅能影响纳米Ag的尺寸,而且会影响其形成反应速率。