蝴蝶翅膀表面超微结构与浸润性机理分析

用热场发射扫描电子显微镜和接触角测量仪观测迁粉蝶、密纱眉眼蝶、素饰蛱蝶、绿带翠凤蝶和黑绢斑蝶翅膀表面的超微结构,测量其静态接触角和滚动角,测量分析表明: 蝴蝶翅膀表面覆盖着重叠排列的瓦片状鳞片,鳞片上分布有纵隆脊和肋,相邻脊脉与肋间形成了凹坑;鳞片的排间距、脊和肋按蝴蝶种类的不同而具有不同的尺寸.有鳞片翅膀表面的接触角在 139.7°～158.9°之间,明显大于无鳞片翅膀表面的接触角(88°～144°),正向、逆向和垂直翅脉发散方向的滚动角不同,翅膀表面的超微结构导致其具有各向异性的浸润性.     

强噪背景下基于改进匹配追踪算法的桥梁缆索缺陷识别

为降低噪声对磁致伸缩导波信号的干扰,实现强噪背景下的桥梁缆索缺陷识别,提出了一种基于改进匹配追踪算法的桥梁缆索缺陷识别方法。首先,采用构建非对称Gabor函数作为原子字典,将相邻残差比作为迭代终止条件,对强噪背景下的导波信号进行匹配追踪。然后,通过缺陷回波包络峰值时刻,对桥梁缆索缺陷进行了定位。最后,对采用不同降噪方法时的桥梁缆索缺陷定位误差进行了比较。结果表明：未添加噪声时,采用缺陷回波包络峰值时刻定位桥梁拉索缺陷,最大误差仅为0.28%。当缺陷回波的信噪比高于-5 dB时,采用本文方法进行降噪,均方差E_MSE几乎为0,信噪比E_SNR增加到7.56 dB以上。采用本文方法对含噪导波信号进行降噪,其降噪精度和缺陷定位精度均优于小波阈值降噪、小波-EMD降噪和传统匹配追踪降噪。当导波信号信噪比为-5 dB及以下时,本文方法的优越性更为显著。即使导波信号信噪比达到-10 dB,采用本文方法进行降噪处理,拉索缺陷定位误差仍能达到1.5%以内。可见所提出的方法可以有效降低强噪声对实测导波的干扰,提高桥梁缆索缺陷识别精度。     

海上低渗透油藏低速非线性渗流修正模型及井距优化

基于毛管束模型,结合边界层厚度与压力梯度之间的关系,建立了海上低渗透油藏低速非线性渗流修正模型,利用基于嵌入式网格的流固耦合模型与三维压裂井黑油模型,对比了本文与传统低速非线性渗流模型对数模求解稳定性影响,优化了海上低渗透油藏五点井网井距。结果表明：与前人研究相比,本文提出的非线性渗流修正模型更加合理,且与实验数据拟合精度更高。与传统低速非线性渗流模型相比,本文提出的修正模型使衰竭开采数模模型降低非线性迭代次数85.7%。同时,使两口压裂井注采数模模型从不能收敛变得稳定收敛。随着井距增加,井组累积产油量呈现先增加后减少的趋势,存在最佳井距。此外,最佳井距随基质渗透率增加而增大。该方法为准确优化海上低渗透油藏井网参数提供了高效工具。     

浅埋暗挖隧洞下穿高速公路路基沉降控制

浅埋大跨度隧洞在软弱地层中下穿高速公路施工引起的路基沉降,一直都是地下工程设计和施工面临的突出技术难题之一。该文依托滇中引水工程香炉山隧洞,采用现场监测和数值模拟的方法,对隧洞下穿高速公路施工中的地表沉降、围岩变形控制方案及过程进行探讨,分析隧洞开挖过程中顶拱和路基的沉降变形规律及其影响因素。研究结果表明：浅埋大跨度隧洞掌子面前方围岩预收敛变形在顶拱总沉降变形中占比较高,施作掌子面超前支护,以减小掌子面挤出变形和前方围岩的预收敛变形,对提高围岩稳定性、降低地表沉降作用显著;相比加强支护参数,改善施工工艺对控制路基沉降的效果更为明显,优化后的四台阶工法通过“预留核心土、临时仰拱+竖撑支护、同台阶左右错开”等方式,有效约束围岩变形和应力释放,充分调动支护结构的承载性能,取得了较好的应用效果。研究结果可为类似复杂条件下,隧洞下穿高速公路施工提供参考。     

海洋卡盾藻对链状裸甲藻的化感作用研究

链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)是我国东南沿海常见的有毒赤潮原因种之一,其产生的麻痹性贝类毒素(PSP)给渔业带来了巨大的经济损失,且该问题在全球范围内日益严重。有研究表明,海洋卡盾藻(Chattonella marina)对链状裸甲藻有明显的化感抑制作用,但是对其化感作用机制鲜有研究。本研究结合超氧阴离子自由基(O^-₂·)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)、Caspase-3等指标,对海洋卡盾藻次级代谢产物中主要化感物质的抑藻效果进行分析,发现海洋卡盾藻化感物质的氧化胁迫是诱导链状裸甲藻细胞凋亡的主要原因。相较于海洋卡盾藻中其他次级代谢产物,棕榈油酸是抑藻活性最好的化感物质,棕榈油酸能够显著地抑制链状裸甲藻细胞的生长,抑制效果随着棕榈油酸浓度的增大而增强,并具有“低促高抑”的毒物兴奋效应。此外,棕榈油酸能够对链状裸甲藻的抗氧化系统造成影响,导致链状裸甲藻细胞内O^-₂·过度积累而引起膜脂过氧化,Caspase-3含量增加,进一步诱导链状裸甲藻细胞凋亡。该研究为理解海洋环境中微藻间化感作用的生态影响和作用机制提供了新的视角,对预测全球变化背景下海洋初级生产力动态、赤潮生物暴发机制及微型生态系统稳定性具有一定参考意义。     

基于故障风险标尺的复杂装备健康状态分类模型

针对复杂装备故障呈现出多重性、相关性及模糊性的特点,本文分析了装备健康状态演化规律,利用自适应模糊神经网络、故障模式、影响及危害性分析构建故障风险标尺,实现了对复杂装备故障风险程度的定量化描述及装备健康状态的分类。通过实验分析,本文提出的模型相比于传统的故障预测以及故障风险程度定量方法具有显著优势,实现了对装备从设计生产、部署使用以及退役报废全寿命周期的动态反馈,对提高复杂装备综合保障能力具有重要意义。     

轨道分析解的改进方法及其应用

主要介绍一种通过改进各类轨道摄动项的表达形式,以优化计算效率的轨道分析解改进方法。以低地球轨道为例,阐述了轨道分析解改进后的具体算法,并通过数值仿真分析验证了算法的有效性和实用性。算法以第一类无奇点根数作为轨道状态量,采用开普勒轨道根数计算各类摄动力的长期、长周期和短周期项,通过较简单的组合形式计算无奇点根数的对应摄动项,实现在保持分析解精度和消除小偏心率奇点的同时,提高计算效率。仿真结果表明,分析解算法的模型精度在1E-5量级,符合一阶分析解理论精度的预期;同时计算速度达到传统分析解算法的4倍左右,可有效提升空间碎片轨道预报的计算效率,具有较强的工程应用价值。     

多维光纤通信系统性能监测技术

目前光纤通信系统正朝着超高速、大容量、动态化方向快速发展,新的维度和复用方式以及更加复杂的体系架构对光纤传送网安全可靠运行提出了巨大的挑战.多维光纤通信系统中的性能监测技术能对系统所受损伤进行监测与预警,为自适应补偿、传输质量评估和网络资源优化等提供信息来源和管理依据,对提升光纤传送网运行和管理水平具有重要的科学意义和社会意义.该文首先重点介绍色散参量监测、非线性参量监测、调制格式参量监测等多个参量监测的研究现状,随后讨论并分析了多维光纤通信系统性能监测技术的发展趋势.未来性能监测技术将朝着精细化、一体化、智能化、多参量同步监测等方向发展.     

疫情下的中国应急科普建设与发展

比较了美国、日本、德国、澳大利亚等发达国家的应急科普的建设情况,探析了各国面向公务人员、救援人员、志愿者、消费者、社会公众等不同人群分别开展了相应的应急科普技能训练与防护培训的差异性,阐明了新时期中国的应急科普建设应着力向应急文化科普、应急救援人员科普、应急产品科普这3个方向发展的观点,并进一步提出中国未来应急科普发展的新举措。