基于CFD方法的舰载直升机着舰风限图计算

本文建立了一种基于Navier⁃Stokes方程的直升机着舰流场计算方法,可应用于着舰区域旋翼/机身/尾桨气动力的计算。该方法采用隐式耦合的求解方式,以双时间方法进行推进来模拟直升机着舰过程中着舰域的流场特性。为提高计算效率,旋翼和尾桨采用动量源模型来计算其在流场中的作用。在使用该计算方法的同时,本文采取多项式拟合的方式修正直升机非线性飞行动力学模型的计算结果,以此实现复杂流场中的直升机配平计算。应用所建立的方法,文中以UH⁃60A直升机和SFS2舰船为研究对象,进行了单机的耦合CFD方法的全机配平分析,验证了配平方法的可行性。然后引入了直升机安全着舰判据,利用耦合CFD的配平方法和安全着舰判据,计算了该机/舰组合的理论着舰风限图。

面向UUV对接的视觉引导三维轨迹跟踪控制研究

[目的]自主对接是无人水下航行器(UUV)协同作业的关键,但受复杂环境和对象特性的影响,精准引导与对接难度很大。为了提高水下对接的准确性和鲁棒性,设计一种基于视觉引导的对接方案,并针对视觉解算和三维轨迹跟踪控制技术开展研究。[方法]首先,结合任务和对象特性分析,设计基于视觉引导的总体对接方案。其次,设计YOLOv5神经网络完成水下对接站的目标检测,并基于EPnP算法实现对接站与UUV之间相对位姿关系的在线测量。接着,结合视觉解算结果,基于三维LOS制导、径向基函数神经网络(RBFNN)、终端滑模控制(TSMC)和李雅普诺夫理论,设计一种高效的三维鲁棒轨迹跟踪控制器。最后,通过数值仿真和水池试验验证该设计方案的有效性。[结果]在水池试验中,视觉引导控制算法能够有效完成水下对接站的在线检测与相对定位,实现UUV的精准水下对接。[结论]研究表明,所提出的视觉引导三维轨迹跟踪控制方案合理、高效,可为UUV水下对接奠定基础。

基于运动嵌套网格的直升机旋翼/机身/平尾干扰流场模拟分析

基于运动嵌套网格方法建立了一套针对直升机旋翼/机身/平尾非定常干扰流场的数值模拟方法,并通过ROBIN机身和Caradonna&Tung旋翼算例进行了验证。应用该方法计算了悬停和前飞状态下直-9直升机旋翼/机身/平尾干扰流场,并与孤立旋翼、孤立机身流场的数值模拟结果进行了对比,分析了不同前飞速度下的旋翼/机身/平尾非定常气动干扰规律。计算结果表明,机身对旋翼诱导速度的干扰具有很强的方向性,并且会导致旋翼桨尖涡涡管畸变,引起旋翼拉力系数波动峰峰值增加;在旋翼下洗流作用下,机身/平尾表面呈现出复杂的非定常压力分布;随前进比增大,旋翼尾流远离平尾区域,气动干扰显著减弱。

化工类专业实验教学国际化的探索与实践

在深入推进“双一流”建设的背景下,化工类专业实验教学国际化势在必行,但国内尚无该领域国际化实验教学平台建设经验,也缺少成熟有效的国际化实验教学实施方案和质量保障机制。为此,文章阐述了以浙江大学化工实验教学中心为实施载体,构建多机构联动、四位一体教学、全生态育人、双向评价为核心的化工类专业实验教学国际化新模式的探索,以及该模式下的实验教学国际化建设成效。

河砂与石英砂对蒸养超高性能混凝土(UHPC)性能的影响及机理

本研究分别选用颗粒粒径分布相近的河砂与石英砂制备了不同胶砂比的超高性能混凝土(UHPC),探究了两种细集料对不同胶砂比情况下UHPC性能的影响。结果表明:(1)采用河砂制备的UHPC的扩展度稍大于采用石英砂者;(2)采用河砂制备的胶砂比为1.0的UHPC的抗压强度和抗拉强度最高,表现出明显的应变硬化现象,采用石英砂所制备的胶砂比为0.8的UHPC的抗拉强度最低,几乎无应变硬化现象;(3)细集料种类及胶砂比对水泥水化反应和掺合料火山灰反应的影响有限,蒸养条件下,硬化浆体中几乎无Ca(OH)_2存在;(4)UHPC内孔隙的直径大多小于1μm,胶砂比相同时,采用石英砂制备的UHPC所含孔径小于1μm孔的数量多于采用河砂者;(5)与石英砂相比,河砂与硬化浆体的界面过渡区较为致密,且采用河砂制备的UHPC中浆体对纤维的包裹性也较好。

间歇膨胀复合水解工艺在印染废水处理中的设计与应用

阐述了间歇膨胀复合厌氧反应器的特点和设计运行参数,并以印染废水为例进行应用研究。考察了水解停留时间HRT为12 h的条件下,接触氧化15 h,水解反应器与接触氧化反应器COD及色度的去除效果。结果表明:进水COD为1000~1300 mg/L、色度为100~300倍的条件下,生化出水COD、色度分别为150~160 mg/L、50~80倍,出水完全满足GB 4287—2012《纺织染整工业水污染物排放标准》中表2间接排放限值要求。

创新食品安全抽检体系 守护“舌尖上的安全”

厦门市市场监管局高度重视食品安全抽检工作,将抽检工作定位为全市食品安全监管工作的“指挥棒”“牛鼻子”“守夜人”,通过不断探索实践,逐步构建起以“五位一体抽检工作矩阵”为基础,以“五项举措”为基柱,以“三项服务”为核心的独具特色的食品安全抽检体系,全力服务人民满意食品安全城市创建工作,全力保障百姓“舌尖上的安全”。

基于高频率公转速度变化策略的极紫外多层膜均匀性研究

应用自研高真空磁控溅射镀膜系统,在高反射率和高均匀性极紫外Mo/Si多层膜方面开展实验研究。采用高速匀速自转和调节公转转速相结合的行星运行式镀膜方法,在高频率公转速度变化策略下,实现了多层膜周期厚度的较高均匀性。实验结果表明,通过公转速度高频变化,连续调整基底掠过靶材表面的速度,提高了多层膜周期厚度的均匀性,在150 mm直径范围内,曲面基底上6.92 nm周期厚度的Mo/Si多层膜周期厚度的相对偏差优于±0.3%。同步辐射测试结果表明,在入射角5°时,Mo/Si多层膜在中心波长13.5 nm处反射率达62.2%。

工艺参数对SLM成型GH4169合金微观组织和残余应力的影响

在增材制造中,成型工艺参数是影响高温合金微观组织和性能的重要因素。针对GH4169合金,设计了基于激光功率、扫描速度、扫描间距等变量的15组工艺参数,采用选区激光熔化技术(SLM)制备了相应的合金试样,研究了不同工艺参数对试样致密度、微观形貌和残余应力的影响。利用JMP软件建立了工艺参数对试样致密度影响的数学模型,并确定了主要的影响因素。结果表明,扫描速度对致密度的影响最大,其次是激光功率和扫描间距。成型试样的致密度均在99.40%以上,最大可达到99.98%。当激光功率为222 W或扫描速度为1 190 mm/s时,更容易产生未熔合缺陷。当激光功率为403 W或扫描速度为573 mm/s时,由于局部温度过高和反冲压力的升高,容易产生气孔、匙孔等缺陷。试样表面的残余拉应力随着激光功率的增加和扫描速度的降低而增大,残余拉应力的最大值为853 MPa。

基于预测误差的锂离子电池热失控预警方法研究

锂离子电池对于推动可再生能源的广泛利用、实现电网的平稳运行等具有举足轻重的意义,但其热失控形成的热蔓延会造成巨大损失。锂离子电池热失控预警技术已经成为预防电池安全问题的有效手段。以280Ah方形铝壳磷酸铁锂(LFP)电池为例,本工作搭建了锂离子电池热失控试验平台,采用正常循环与过充诱发热失控的方式,采集了锂电池表面温度、输出电压及电池膨胀压力信号等数据集,样本总量为66895个,其中过充热失控样本245个。该数据集在时间序列上描述了电池从正常循环到过充再到热失控的连续过程,通过测量电池膨胀压力信号,有效映射了电池内部体积变化。进一步在数据集的基础上,设计了一种基于注意力机制-残差结构-长短时记忆网络(SE-Res-LSTM)的电池膨胀压力回归预测算法,并利用预测误差对电池过充热失控进行实时检测。在时效性上,在电池发生过充12 s后,即能检出早期过充热失控风险,相比于以电池表面达到60℃的温度划分方法提早233s,显著提高了预警时效性和准确性。

中浓浆泵的开发及应用于棉短绒化学浆ECF漂白的性能试验

虽然中浓浆泵作为中浓漂白工艺中输送中浓浆料的关键设备,但在棉短绒化学浆ECF漂白工段中却应用太少,主要是因为棉短绒化学浆料滤水性更快、纤维间更易絮聚。轻工业杭州机电设计研究院有限公司自主研发了M P150型中浓浆泵,并将其应用于棉短绒化学浆ECF漂白工段。试验结果显示:MP150型中浓浆泵在浓度为9.65%棉短绒化学浆ECF漂白工段应用效果良好,这为后续中浓浆泵的优化研发和拓展其应用领域,提供了重要参考依据。

腹部作业型水下机器人控制系统研制

[目的]针对无人水下机器人(UUV)的回收任务要求,研制开发一台新式腹部作业型水下遥控机器人(ROV)。腹部作业型ROV不同于一般依赖机械手作业的传统ROV,其通过腹部作业机构完成与UUV的水下对接及回收。[方法]介绍腹部作业型ROV的系统组成及原理,提出一种以一体化工业加固计算机为水面监控单元,PC104嵌入式工业控制计算机为水下主控单元,各驱动板为驱动单元的控制系统架构。同时建立腹部作业型ROV的动力学模型,并设计水平面定向控制的H∞鲁棒控制器。[结果]单项试验、系统联调及水池试验表明,腹部作业型ROV控制系统具有良好的实时性和可靠性,能够满足UUV回收任务的要求。[结论]该架构和算法对于其他移动机器人、无人机、仿生机器人的控制系统开发均具有参考意义。

原发性胆汁性胆管炎自身抗体定性和定量分析的比较及其临床意义

目的以定性和定量方法检测原发性胆汁性胆管炎(PBC)患者自身抗体,比较方法学间的差异及其临床意义。方法选择2016年8月—2018年7月在常熟市第二人民医院、太仓市第一人民医院和张家港市第一人民医院就诊的PBC患者74例。分别以多重微珠流式免疫荧光法、免疫印迹法和间接免疫荧光法检测抗线粒体抗体和抗核抗体,分析各自身抗体在PBC中的分布、不同方法学间的符合度及其与肝功能各指标间的关系。结果所有PBC患者均为抗线粒体抗体M2阳性,抗核抗体中anti-gp210和anti-SP100阳性率分别为22.9%、20.3%;微珠流式免疫荧光法和免疫印迹法检测结果中除抗RNP、Scl-70和Centromere B(Cent B)抗体之外其他自身抗体的符合率均超过90%,其中AMA-M2和抗Sm抗体的两种方法检测结果符合率为100%; AMA-M2定量结果与肝功能各指标间相关性无统计学意义(P>0.05); anti-gp210阳性组患者AMA-M2浓度、碱性磷酸酶(ALP)和总胆红素(T-Bil)较阴性组显著升高(P<0.05); anti-SP100阳性组患者SSA 60、SSB、RNP、Rib P、ds DNA、Histone、PCNA和Cent B抗体表达水平较阴性组显著升高(P<0.05)。结论 PBC患者自身抗体定量和定性检测结果间具有良好的相关性,AMA-M2定量检测结果与anti-gp210的关系提示其可能与患者病情严重程度和临床预后有关。

妊娠期糖尿病孕早期预测因素的临床研究

目的分析孕早期预测妊娠期糖尿病(GDM)发病的危险因素。方法选择2015年9月至2016年3月在常熟市第二人民医院围生期门诊定期产检的孕妇共290例,孕10~14周测空腹血糖(FPG),孕24~28周行GDM筛查,根据是否患有GDM分为GDM组和正常糖耐量(NGT)组,计算GDM的发生率,比较两组孕妇的妊娠年龄、孕早期体质指数、孕早期FPG、生育史、家族史等,探讨GDM孕早期的预测因素。结果 GDM发生率为16.90%(49/290)。多因素Logistic回归分析结果显示,孕早期FPG是GDM的独立危险因素(P<0.001,95%CI 5.242~40.887);受试者工作特征曲线分析结果显示孕早期FPG预测GDM的曲线下面积为0.775,灵敏度为0.694,特异度为0.772。结论孕早期FPG是GDM发生的独立危险因素,孕早期FPG≥5.115 mmol/L的孕妇GDM发生风险明显增加。

大尺度欠驱动高速AUV导航系统研制

[目的]针对某新型大尺度欠驱动高速自主式水下机器人(AUV)导航系统的研制,[方法]详细介绍AUV导航系统的硬件组成及软件构架,构建基于VxWorks实时嵌入式操作系统的AUV组合导航系统。考虑到高速AUV导航系统的非线性特征及容错性要求,将无迹卡尔曼滤波(UKF)技术用于联邦滤波器,设计基于UKF的联邦卡尔曼滤波器,并对导航系统的二维平面模型进行数值仿真。[结果]结果表明,联邦无迹卡尔曼滤波器相比传统的卡尔曼滤波方法能够获得更高的精度和更好的鲁棒性;半实物仿真联调试验、水池试验、湖上试验及艇载试验充分验证了导航系统的实时性和可靠性,[结论]证明该系统能够满足AUV航行任务的需要。

木本泥炭对红黄壤性水田土壤有机质提升和细菌群落组成的影响

通过工程措施开发新垦耕地是增加耕地面积的重要方法,这些新垦耕地的主要问题为土壤有机质(SOM)低下,而农田SOM培育是一个漫长的过程。本研究以新垦红黄壤性水田为研究对象,通过施用腐熟秸秆及与土壤腐殖质结构类似的木本泥炭,明确其快速提升SOM效应。此外,为了促进秸秆养分的快速转化,本研究进一步比较分析了3种商用激发剂的激发秸秆分解潜力,并采用16s高通量测序技术阐明其微生物机制。试验包含6个处理:对照(CK)、施用腐熟秸秆(S)、施用腐熟秸秆+木本泥炭(SP)、以及在SP基础上添加激发剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(SPJ1、SPJ2、SPJ3)。结果表明,SP、SPJ1、SPJ2、SPJ3中的土壤有机质(SOM)、易氧化碳(EOC)、可溶性有机碳(DOC)分别比S或CK处理高12.1%~20.6%、29.9%~48.9%、50.8%~75.5%,微生物生物量碳(MBC)则为它们的10.5倍~16.1倍,导致MBC/MBN增加了5.1倍~12.4倍;土壤有效磷(Ava P)和团聚度在SPJ1、SPJ2、SPJ3间类似,并比SP、S、CK处理显著提高44.7%~63.6%、26.4%~43.6%,表明木本泥炭以及本试验所选择的3种激发剂均能显著改善土壤理化性状。细菌多样性和系统发育多样性指数在激发剂施用土壤中均处于较高水平,并分别与DOC和EOC显著正相关。PcoA与Anosim分析发现3种激发剂施用土壤的细菌群落结构类似并与其他处理差异显著,该差异主要与Ava P、DOC、EOC、MBN有关。上述结果表明,通过在新垦水田土壤上施用腐熟秸秆和木本泥炭,可快速提升SOM含量,而在此基础上添加商用激发剂具有激发养分转化功能的微生物的潜力,从而改善土壤理化性质和提升作物产量,并且本研究选择的3种激发剂均有类似效应。

超表达蔗糖转运蛋白基因OsSUT1对水稻形态和生理的影响

【目的】磷对植物细胞内蔗糖和淀粉合成有重要影响,它们之间的关系还有许多方面有待阐明。【方法】本研究利用转基因技术获得OsSUT1超表达材料,通过水培和盆栽实验研究了超表达该基因对蔗糖、磷含量以及植株形态和生理性状的影响。【结果】转录水平上的表达分析显示,缺磷诱导OsSUT1在水稻根系中表达。水培实验显示,与野生型相比,正常供磷条件下OsSUT1超表达导致水稻植株地上部蔗糖含量下降,同时水稻植株内的磷含量升高;而在缺磷条件下植株体内蔗糖及磷含量均无显著变化。盆栽实验显示,超表达OsS UT1提高了水稻的分蘖数、有效分蘖数、磷含量、粒长和粒宽。【结论】这些结果说明OsSUT1对水稻的蔗糖和磷含量以及种子的生长发育有重要作用。

基于泵控液压舵机的潜艇深度及纵倾控制

[目的]针对不同工况、复杂环境下的潜艇运动控制进行研究,解决高性能潜艇的实际控制问题并将其运用于搭建实际液压控制平台。[方法]以潜艇垂直面运动为重点,设计垂直面上纵倾和深度模型的解耦控制。基于泵控液压舵机模型和潜艇垂直面运动数学模型,运用快速终端滑模控制算法,通过仿真和试验对系统进行分析。[结果]结合液压系统模型与非线性控制算法的研究论证了该系统在潜艇垂直面运动控制上的鲁棒性与可靠性。与此同时,对液压舵机滞后、振荡性进行的仿真及试验分析,也表明系统可有效降低滑模变结构控制带来的抖振问题。[结论]该系统在模拟研究潜艇的控制特性问题方面具有工程应用价值。

水稻转录因子基因OsSHR2的表达特征及其在营养生长中的调控作用

【目的】水稻OsSHR2(LOC_Os03g31880)基因为拟南芥At SHR的同源基因,与OsSHR1、OsSCR1和OsSCR2同属于水稻GRAS转录因子家族。已有研究报道,转录因子基因SHR和SCR共同调控植物根系、叶片的发育,并参与各项生命活动。本研究旨在阐明OsSHR2在水稻中的时空表达特征及其在营养生长中的调控作用。【方法】通过生物信息学分析、表达模式分析、萌发动力学分析和水培实验验证该基因的功能。【结果】生物信息学分析发现OsSHR2、OsSHR1、OsSCR1和OsSCR2与拟南芥和其他物种的SHR亚家族和SCR亚家族成员具有很高的序列一致性;表达模式和p OsSHR2::GUS材料染色分析发现,OsSHR2在整个生长发育过程中的根系、叶片、维管组织和生殖器官中表达强烈,并集中在根尖的中柱、侧根原基和叶片及茎维管组织的中心表达,在野生型的地上部和根系中,OsSHR2受缺磷影响下调表达;对获得的OsSHR2的CRISPR-Cas9突变体osshr2进行种子萌发实验和水培实验,发现与野生型相比,osshr2的萌发时间延后,萌发率降低,在正常供磷和缺磷处理下,osshr2的地上部和根系长度显著小于野生型。【结论】OsSHR2在地上部和根系的发育、维管组织形成以及营养与生殖生长中具有重要作用,这为今后OsSHR2在分子育种等领域的应用奠定理论基础。

利用阶段pH控制提高灵芝深层发酵合成三萜能力的研究

采用3 L发酵罐考察不同pH发酵条件对灵芝(Ganoderma lucidum)菌丝体生长和灵芝胞内三萜合成的影响。结果表明,在pH4.5条件下,菌丝体干重和胞内三萜含量均最高,分别为12.31 g·L^-1和237.91 mg·L^-1。根据不同pH条件下,灵芝发酵过程中菌丝体的比生长速率、三萜比合成速率的变化,提出四阶段pH控制策略:0~26 h pH自然,26~36 h pH4.0,36~81 h pH4.5,81~168 h pH5.0,在此条件下,在3 L发酵罐中发酵,灵芝的菌丝体干重为14.18 g·L^-1,比对照(pH自然)和pH4.5时分别提高59.15%和15.19%,灵芝胞内三萜含量279.59 mg·L^-1,比对照和pH4.5时分别提高47.72%和17.52%;在50 L发酵罐中进行发酵验证,菌丝体干重和灵芝胞内三萜含量分别为13.54 g·L^-1和256.97 mg·L^-1。本研究的四阶段pH控制策略可较大幅度提高灵芝胞内三萜产量,且该发酵工艺操作简单易行,可为利用规模化深层发酵技术生产灵芝胞内三萜提供有益的参考。