孪晶取向对Au纳米线变形机制影响的模拟

本文采用分子动力学方法,阐明了Au纳米线各力学特性参数随孪晶取向角度的变化规律,以及不同变形机制发生的孪晶取向角度范围。结果表明:在较小孪晶取向角度下(0°<θ<90°),纳米线具有较高的强度,不全位错与孪晶面相互作用引起的应变局域化主导了其塑性变形;在中等孪晶取向角度下(18°≤θ≤75°),退孪生主导了Au纳米线塑性变形,尤其是30°≤θ≤60°时,完全退孪生引发的应变硬化,使得纳米线具有较高塑性;在较大孪晶取向角度下(75°<θ≤90°),纳米线具有较高的强度,但塑性较差,不全位错连续穿越孪晶界引起的位错链主导了Au纳米线塑性变形。

通信干扰下无线传感器网络中微弱信号检测

微弱信号检测是保证无线传感器网络高效使用的重要环节,但检测过程易受噪声信号、传感器性能、虚拟信号等因素的干扰,从而导致误检。为了解决上述问题,提出一种通信干扰下无线传感器网络微弱信号检测方法。通过局部投影降噪法剔除信号中的噪声,避免噪声对检测过程产生影响。采用主分量分析算法提取去噪信号的特征,并根据遗传算法优化支持向量参数,将提取的特征输入到向量机中,通过特征的分类完成通信干扰下无线传感器网络微弱信号的检测。实验结果表明,所提方法的信号检测结果与实际结果基本一致,检测时间在30ms内,且抗噪性能强。

加筋肋板受力行为分析及其优化研究

采用有限元仿真和实验测试方法,以三种加筋肋构型为研究对象,分析了在给定材料参数和加筋板几何参数的情况下,加筋肋构型对加筋板结构的力学行为的影响,并采用正弦曲线代替直线的方法对结构进行优化计算。研究表明,正方构型45°方向分布时对板加固效果优于正向分布,正六边形与内凹形构型竖直方向分布时对板加固效果优于水平方向分布与45°方向分布;加筋构型孔隙夹角越小对板加固效果越好;加筋层采用正弦曲线代替直线边界可显著提高加筋板的承载能力;通过对加筋板加筋层裂纹路径的分析,可得在加筋板弯曲变形后加筋层均是在承载位置处沿着纵向肋壁扩展。

梯度结构特征对梯度纳米晶Cu力学行为影响的有限元模拟

采用晶体塑性有限元方法,对具有不同晶粒尺寸梯度结构特征的梯度纳米晶Cu的力学行为、应变场和应力场进行了计算分析。结果表明,当晶粒尺寸分布的梯度率n=1时,即晶粒尺寸分布梯度满足线性关系,平衡了强度和塑性两个关键的力学性能指标,梯度纳米晶Cu具有最优的强塑性匹配。梯度纳米晶Cu在变形过程中,粗晶承担了较大的应变,而细晶粒承载了更大的应力。此外,当梯度率n=1时,梯度纳米晶Cu在塑性变形中具有最大的应变和应力梯度,而且体系达到稳定的应变和应力梯度较晚。模拟结果与理论分析和实验结果一致。

温度对纳米孪晶Al强化和软化行为的影响

纳米晶金属的超高强度和良好拉伸延展性的结合可以通过引入孪晶来实现,但温度对孪晶间距降低过程的强化-软化转变仍缺乏系统研究。本文采用分子动力学模拟方法考察了温度对纳米孪晶Al强化和软化行为的影响。结果表明:纳米孪晶Al变形过程存在临界温度T_(s),当加载温度高于临界温度T_(s)时,随着孪晶间距的减少,纳米孪晶Al的强度呈现强化-软化转变的现象;当加载温度低于临界温度T_(s)时,呈现持续强化现象;而且随着晶粒尺寸的增大,发生持续强化的临界温度T_(s)升高。进一步研究表明,纳米孪晶Al在高温下(T>T_(s))下的强化-软化转变机理与纳米孪晶Cu一致,是由不同的位错发射机制引起,位错由倾斜于孪晶界方向发射逐渐转变为平行于孪晶界方向发射;在低温下(T<T_(s))的变形过程中,只有极少位错被激发,此时的持续强化行为由应变局域化主导,不同于纳米孪晶Cu在低温下的位错机制。

“沉浸式”大学物理课程思政教学模式探索与实践

为了促进和加强“大学物理”课程思政建设,我校大学物理课程教学团队,通过从古代物理、科学史话、前沿科学、工程应用等方面深入挖掘“大学物理”课程中蕴含的思政元素,将物理知识和思政元素有机融合;建立包含各种文字、图片、动画和视频素材的课程思政电子化材料库,让思政效果入眼、入耳、入脑、入心,提升课程思政育人效果;并充分利用现代化信息和互联网技术平台,使学生在课内和课外全方位受思政教育浸润,实现“沉浸式”大学物理课程思政。该教学方法和模式具有一定可推广性,期望能够为大学物理课程思政建设起到一些参考作用。

二维氯化钠离子晶体嵌套结构研究和马德隆常数的迭代计算

利用单胞嵌套的思想形成了二维氯化钠离子晶体的分级结构,推导出该结构的马德隆常数的累加法递推公式。将单胞嵌套与埃夫琴法相结合,创造了独特的单胞嵌套—外埃夫琴法递推公式,并利用MATLAB计算了二维氯化钠结构的马德隆常数的精确值:1.61554262671281。

Mg_7Zn_3合金玻璃转变过程局域结构与动力学关联的分子动力学模拟(英文)

采用分子动力学方法对Mg7Zn3合金快速凝固过程进行计算机模拟,研究玻璃转变过程局域结构与动力学之间的关联。结果表明:以Mg原子为中心的FK多面体和以Zn原子为中心的二十面体局域结构,对Mg7Zn3金属玻璃的形成起关键性作用。Mg(Zn)原子的扩散系数在熔点附近开始偏离Arrhenius关系,而满足幂指数规律。根据均方位移、非相干中间散射函数和非Gauss函数等时间相关函数,发现:随着温度的降低,β驰豫越来越显著,α弛豫时间以VFT指数规律迅速增加;而且半径较小的Zn原子比Mg原子呈现较快的弛豫动力学行为。另外,部分短程有序局域原子结构具有较慢的动力学行为,对β驰豫中笼子效应起主导作用;并随着其数目的大量出现,体系扩散系数开始偏离Arrhenius关系,玻璃形成过程微观结构转变温度T Strg与动力学转变温度Tc非常接近。

补阳还五汤对急性脊髓损伤模型大鼠神经细胞凋亡的影响

目的观察补阳还五汤对大鼠急性脊髓损伤(ASCI)的治疗作用及其机制。方法 SD大鼠随机分为空白组、损伤对照组、补阳还五汤组,各10只。采用Allen’s打击法建立急性脊髓损伤模型,空白组和损伤对照组造模后予蒸馏水1m L灌胃,补阳还五汤组造模后予补阳还五汤1m L灌胃,均1天1次,连续3天。各组分别于术后1、7、14天观察其行为学BBB评分,14天通过免疫组化的方法观察脊髓损伤部位神经细胞凋亡(caspase-3p20、Bcl-2与Bax)、血管内皮生长因子(VEGF)的表达水平。结果 1行为学观察评分:术后7、14天补阳还五汤组与损伤对照组下肢功能均有恢复(P<0.05),且补阳还五汤组较损伤对照组恢复更明显[(9.05±0.95)分比(5.75±1.97)分,(12.6±1.55)分比(8.80±3.34)分,P<0.05]。2免疫组化检测:补阳还五汤组caspsase-3p20阳性细胞数表达较损伤对照组少[(16.70±2.21)个比(20.30±4.13)个,P<0.05];补阳还五汤组Bcl-2阳性细胞的表达较损伤对照组增加[(10.57±0.97)个比(6.42±3.20)个,P<0.05];补阳还五汤组Bax阳性细胞的表达较损伤对照组少[(18.29±2.21)个比(21.14±2.41)个,P<0.05];补阳还五汤组VEGF阳性细胞的表达较损伤对照组多[(11.75±1.03)个比(9.50±1.30)个,P<0.05]。结论补阳还五汤可提高脊髓损伤部位VEGF的表达,使细胞凋亡明显减少,促进骨髓功能的恢复。

液态金属凝固过程原子团簇结构表征的新方法（英文）

采用分子动力学方法对液态金属钠的凝固过程进行了模拟计算,运用团簇结构表征新方法――团簇类型指数法(CTIM)对凝固过程中的团簇结构进行了识别.为了阐明CTIM在识别团簇结构上的准确性和效率,将其与广为采用的Voronoi多面体方法 (VPM)进行比较.结果表明:当采用CTIM和VPM分别对液态金属钠凝固结构中的原子团簇结构进行表征时,它们所得到的微观结构特征是一致的.非晶态结构中,原子团簇类型的分布呈现明显的区段特征,每一区段都存在一种主要团簇类型,它们分别是二十面体或其缺陷结构.晶体结构中,体系形成以BCC团簇为主体的晶态结构.同时发现,VPM不易区分不同团簇构型之间的细微差别,不同构型的原子团簇可能被归为同种结构类型;而CTIM根据近邻原子之间相对位置关系,直接准确描述原子团簇的构型.不但由CTIM分析获得的凝固体系结构特征与VPM的分析结果一致;而且CTIM抓住了体系微观结构特征的主要方面,简化了团簇结构的表征形式,这在大尺度模拟体系的结构分析中将具有较高效率.

羟基红花黄色素A对急性脊髓损伤模型大鼠神经细胞凋亡的影响

目的观察羟基红花黄色素A(HSYA)对急性脊髓损伤(ASCI)模型大鼠神经细胞凋亡的影响。方法 30只SD大鼠随机分为空白对照组、损伤对照组和HSYA治疗组,每组10只。采用Allens’s打击法建立急性脊髓损伤大鼠模型,分别于术后1、7、14天观察各组大鼠行为学评分,术后14天通过免疫组化方法观察脊髓损伤部位神经细胞caspase-3 p20、Bcl-2和Bax表达。结果HSYA治疗组与损伤对照组大鼠下肢功能均有恢复(P约0.05),且HSYA治疗组恢复更明显(P约0.05);与损伤对照组比较,HSYA治疗组caspsase-3p20阳性细胞数表达明显减少(P约0.05),Bcl-2阳性细胞显著增加(P约0.05),Bax阳性细胞明显减少(P约0.05)。结论 HSYA对急性脊髓损伤模型大鼠神经细胞凋亡有明显抑制作用,从而减少脊髓损伤部位继发性损伤,促进功能恢复。

细胞移植治疗脊髓损伤的研究概况

当今社会的发展,脊髓损伤的发生率越来越高,脊髓损伤的治疗也成为临床和科研关注的焦点,其中细胞移植治疗是脊髓损伤治疗的热点,本文就细胞移植在治疗脊髓损伤中的研究概况进行综述。

冷却速率对液态金属Zn快速凝固过程中微观结构的影响

用分子动力学模拟方法研究了六种不同冷却速率对液态金属Zn凝固过程微观结构的影响.采用双体分布函数g(r)曲线、平均原子总能量、Honeycutt-Andersen(HA)键型指数法和原子团类型指数法(CTIM-2)对凝固过程中微观结构的变化进行了分析.结果表明,冷却速率对微观结构的转变有决定性影响,当冷却速率为1×1014、5×1013、2×1013、1×1013、5×1012K·s-1时,系统形成以1551、1541、1431键型为主体的非晶态结构;当冷却速率为1×1012K·s-1时,系统形成以1421、1422键型为主或以密排六方(hcp)基本原子团(1200066)和面心立方(fcc)基本原子团(12000120)共存的部分晶态结构.同时发现,在形成非晶的五个系统中,玻璃化转变温度Tg随着冷速的降低而降低.

基质材料对Yb^(3+)浓度调控的上转换荧光红绿比的影响

控制Yb^(3+)掺杂浓度是一种重要的调控红绿荧光比率的方法.然而,关于不同基质中Yb^(3+)浓度对红绿上转换荧光调控的敏感度仍缺少定量的对比研究,而且调控机理尚不清晰.本文通过乙二胺四乙酸辅助的水热法,合成了形貌可控的NaYF_4微米棒、LiYF_4微米八面体和YF_3微米砖三种氟化物晶体.通过激光共聚焦显微镜系统对比研究了Yb^(3+)/Er^(3+)掺杂的三种不同基质和形貌的单颗粒氟化物微米晶体的上转换荧光行为和红绿比率对Yb^(3+)变化的敏感度.研究结果表明:NaYF_4:Er^(3+)微米棒的红绿比率对Yb^(3+)的掺杂浓度响应最为敏感,各种Yb^(3+)浓度掺杂的LiYF_4:Er^(3+)微米八面体上转换荧光被绿光主控,而不同Yb^(3+)掺杂的YF_3:Er^(3+)微米砖表现出了稳定的黄光发射.通过分析荧光发射谱和比较上下转换荧光动力学过程结合荧光强度-功率依赖关系,基于拥有不同声子能量的基质辅助的Er^(3+)离子中间态的不同消布居途径,揭示了不同基质中红绿比率对Yb^(3+)变化响应的物理机制,并提供了一种研究上转换机理的思路.

液态金属Ga急冷凝固中微观结构转变的模拟研究

采用分子动力学方法对液态金属Ga的快速凝固过程进行计算机模拟跟踪研究,运用HA键型指数法和原子团类型指数法分析了金属原子Ga的成键类型和形成的基本原子团结构。发现:与通常的液态金属(如Al)相反,随着温度的降低,二十面体及与二十面体相关的1551,1541键型数目明显下降;与立方体(fcc,bcc),六角密集结构相关的1421,1422键型数目明显增加;而与菱面体相关的1321,1311键型的数目却显著增加,逐渐占据优势。最后形成一种新型的以菱面体结构为主、夹杂着立方体(fcc,bcc)、六角密集(hcp)等团簇结构所组成的非晶态结构。这正是非晶态金属Ga的g(r)曲线分裂的第二峰的顺序为前低后高,而与非晶态金属Al的g(r)曲线(其分裂的第二峰的顺序为前高后低)明显不同的微观结构上的物理根源。

熔体初始温度对液态Mg_7Zn_3合金凝固过程中微观结构非线性影响的模拟研究(英文)

采用分子动力学方法对不同熔体初始温度对液态Mg-Zn合金凝固过程中微观结构演变的非线性影响进行了模拟研究,并采用多种方法对微观结构的转变机制进行了分析。结果发现:系统在不同熔体初始温度下以同一冷速1×10^(12) K/s凝固时,均形成非晶态结构,其中1551、1541和1431键型或二十面体基本原子团(12 0 12 0)对凝固微结构的转变起决定性作用;不同熔体初始温度对凝固微结构有显著不同影响,但这种影响只有在玻璃化转变温度T_g以下才能充分地展现出来,非常有意义的是,发现其影响程度的大小是与熔体初始温度的高低呈非线性变化关系,且在一定的范围内涨落。然而,系统的平均原子能量的变化却是与熔体初始温度成线性关系的,即熔体的初始温度越高,形成的非晶态结构越稳定,即非晶形成能力越强。

过冷液态和非晶态金属Pb等温驰豫过程中bcc相的形成和演变特性(英文)

采用分子动力学模拟方法和团簇类型指数法,对过冷液态和非晶态金属Pb在等温驰豫过程中bcc相的形成和演变特性进行研究。结果表明:bcc相的形成和演变密切依赖等温驰豫过程的初始温度和初始结构,在过冷液态区,bcc相很容易形成并在模拟时间范围内保持稳定;而在非晶态区,bcc相先形成并随后部分转变为hcp相,当驰豫的初始温度在较低的153K和113K时,hcp和fcc相不经历亚稳bcc相而直接在非晶态结构中形成;这说明Ostwald的"步进原则"在过冷液态和非晶态Pb等温驰豫过程中是有效的,并且,亚稳bcc相起到重要的晶化前驱的作用。

对称锥互补问题的一类价值函数及其性质

利用Euclidean-Jordan代数将非线性互补问题(NCP)的一类价值函数推广到对称锥互补问题(SCCP)上,并证明了SCCP等价于一个无约束光滑极小化问题,且给出了此类价值函数的两个例子.此外,研究了使得价值函数具有全局误差界的条件,并给出了使得价值函数水平集有界的一个较弱条件.

单颗粒稀土微/纳晶体上转换荧光行为的光谱学探究

利用激光共聚焦显微镜系统研究了系列单颗粒NaYF_4:Yb/Er微晶的上转换荧光强度、空间分布和动力学过程.结果表明:荧光强度和动力学过程不但依赖于样品的长径比,而且依赖于样品的具体制备途径.荧光强度和红色荧光寿命随样品长径比的增大而增大,在具有相同长径比的NaYF_4:Yb/Er微米棒中,相比于调柠檬酸的量,调控pH制备的样品展示了更优异的上转换荧光特性.更有趣的是:不同样品的荧光图案展示了异向空间分布,暗示了其在编码和显示等领域的应用优势.荧光特性依赖于样品长径比和制备过程的物理机理被进一步研究和揭示:在微米晶体内,荧光强度主要依赖于样品的晶格内Na^+缺陷的数量.该研究为高效上转换荧光材料的合成积累了数据,而NaYF_4:Yb/Er微晶中红色荧光寿命对晶格缺陷更加敏感的特性也可能使其成为晶格结晶度的探针.

扎捆棒材的图像识别计数算法

为了快速获得扎捆棒材的数量,在大量观测和实验的基础上,提出一种动态获取棒材形态学直径的方法;根据扎捆棒材的形态学分布,提出"米"字形搜索算法(RSS算法)和一种覆盖原则。先对棒材截面图像进行灰度化处理,然后根据灰度图片的灰度直方图两峰一谷的特点得到图片的全局阈值,将灰度棒材图片二值化;再对二值图片进行膨胀、腐蚀操作削弱粘连;最后基于二值图片,利用RSS算法进行计数。现场采集扎捆棒材的计数实验验证了该算法的有效性、可靠性和准确性。在加入人工矫正环节后,棒材计数准确度达到100%。试验结果表明,在计数对象满足两个分布特征的情况下,该算法都可以实现高准确度的计数。