随着我国经济的快速增长,能源消费也在较快增长。未来我国能源的增长空间有多大?能以美国的人均能耗或“发达国家平均水平能耗”作标杆吗?如何进行比较科学的研究?这里提出两点方法学的思考。

每年10月,都会有几位深居简出的科学家一夜间声名鹊起,变成光芒四射的世界级“明星”,而2013年,荣耀属于以下这8位幸运者:诺贝尔物理学奖授予比利时科学家Francois Englert和英国科学家Peter W. Higgs,因对“上帝粒子”的理论性预测;化学奖授予美国的3位科学家Martin Karplus、Michael Levitt和Arieh Warshel,为复杂的化学系统创立了计算机模型;生理学或医学奖授予美国科学家James E. Rothman、Randy W. Schekman和德国科学家Thomas C. Südhof,因发现细胞内的主要运输系统——囊泡运输的调节机制。

我们研究院的创办人Jim Hudson前几天又给了我一堆论文,早上我在办公室外面的小阳台上阅读。这个阳台在大厅里面,环境很好,对面是一些公司老总的办公室。

一年一度的中秋节又一次毫无惊喜地如约而至,这已经是自上大学开始第9次不能与家人团聚的中秋节。

从指导研究生到现在,算算也有17年了,所指导的学生中,有多个学生其毕业论文被评为省级优秀论文,也有不少学生是省级优秀毕业生,还有校级优秀学生若干。回顾这些年和学生一起走过的路,简要总结了一下研究生的类型,这不仅有利于自己以后更好地指导研究生,同时也想给那些在读的研究生们提供一些参考。

2013年10月1日,美国联邦政府因国会未通过新财年财政预算案而暂时关闭。虽然政府核心部门不受影响,但美国与科学、技术、卫生和环境相关的研究机构与科学家受到严重冲击。美国科学界批评称,政府“停摆”对美国科研体系造成严重损失,也危及到有关的国际科技合作。

2013年4月20日,中国四川省芦山县发生一次M_s7.0级强烈地震。地震触发了大量的山体滑坡并造成了严重的灾害。本研究选取地震动峰值加速度、高程、坡度、坡向、斜坡曲率、地层岩性6个地震滑坡影响因子,基于GIS技术开展芦山地震滑坡易发性快速评价工作。基于专家知识与2008年汶川地震研究成果,按照0~9的分级方式,给6个因子赋予权重,给因子内部各个分类赋予滑坡易发等级。根据影响因子权重与因子内部滑坡易发分级,计算出研究区内每个栅格的地震滑坡易发性指数,得到地震滑坡易发性指数索引图。基于3878处芦山地震滑坡开展易发性指数索引图的合理性检验,结果表明正确率超过75%,这表明本研究的滑坡易发性评价方法与易发性索引图成果的合理性。将研究区按易发性指数分为5类,分别为极低易发区、低易发区、中易发区、高易发区、极高易发区,得到研究区滑坡易发性分区图。

钢管混凝土支架在巷道内完成灌注混凝土,因此需要在支架钢管开孔制成注浆孔并进行补强。结合局部补强方式和现场生产经验设计了3种补强措施(注浆短管、加强板、封孔塞)及其参数,并通过等面积补强法进行验证,3种补强措施满足了现场注浆要求,同时保证了开孔补强效果。通过钢管混凝土短柱试件和注浆孔短柱试件的轴压试验,对设计补强措施的补强效果和部分补强参数对注浆孔短柱力学性能的影响进行分析。试验表明,在短柱轴压试验中,注浆孔短柱的变形、荷载与钢管混凝土短柱接近,满足短柱补强的要求;随着封孔塞厚度和加强板厚度的增加,注浆孔短柱极限荷载明显提高,从钢管混凝土支架等强度要求和支架生产成本考虑,封孔塞、加强板的厚度优选25mm、8mm。

为预测深井矿山充填管道输送系统堵塞的难易程度,基于熵权和模糊数学理论,建立充填管道堵塞风险综合评判模型。选取充填料浆体积浓度、充填骨料形状等10项评价因素作为模糊综合评判的评价指标,将矿山实测数据和充填管道堵塞风险3级评价标准转化为相应的隶属矩阵,并利用熵权理论获得各判别指标的权重,依照模糊综合评判模型进行计算,得到充填管道堵塞风险评判值并进行排序。以金川龙首矿、大红山铜矿、河东金矿和新城金矿作为充填管道堵塞风险评价对象,结果表明,金川龙首矿充填管道堵塞风险略高于II级,新城金矿充填管道堵塞风险略高于III级,河东金矿和大红山铜矿充填管道堵塞风险均小于III级。所以,金川龙首矿充填管道堵塞风险明显大于其他3个矿山,新城金矿充填管道堵塞风险次之,河东金矿和大红山铜矿充填管道堵塞风险小且差距不大。基于熵权和模糊数学的综合评判模型能反映出样本与评价标准之间的远近程度,评价结果客观、合理,具有良好的实用性。

建立探测器响应函数模型实现对测量X射线能谱的分析,可提高EDXRF技术中谱数据处理的自动化程度和计算精度。通过对X射线的探测物理过程进行分析,建立了一种Si-PIN探测器响应函数模型,该模型包括4部分:全能峰低能侧的连续平台、全能峰的高斯型主成分、高斯型的Si逃逸和全能峰低能侧的指数拖尾。模型形式简单,各部分物理意义明确,各参数用自行编制的基于加权最小二乘法的程序拟合得到。研究中对19种单元素样品的特征X射线谱进行了拟合,并计算得到了相应的拟合优度因子在1.05~2.71范围内。表明该模型可以较好地表征Si-PIN探测测量的X射线谱峰峰形,有助于提高EDXRF的自动化分析过程。

根据两档自动变速器(2AMT)在纯电动汽车中的优势,设计了2AMT基本机械结构,详尽阐述了换挡原理、换挡流程与换挡中可能存在的问题,分析无离合器电动汽车换挡过程。针对换挡过程中的换挡冲击对换挡品质的影响,提出了对电机的转矩控制,利用Matlab/Simulink建立控制策略模型并联合Cruise平台以某款原型车进行建模仿真,最后建立台架试验验证仿真结果。结果显示换挡冲击度小,换挡品质高,试验仿真结果表明,所设计的变速器及其控制方案完全满足设计要求。

逆向车道操作方法是应急交通疏散研究的重要课题。以元胞传输模型(CTM)理论为基础,以最小化总行程时间为目标函数,构建了逆向车道操作数学模型。将模型应用于实例,利用MathProg语言和Lp_solve求解器对模型进行数值求解,利用微观交通仿真软件VISSIM对疏散过程进行微观仿真,并通过数值结果与仿真结果的比较,对模型进行了验证,从而使应急交通疏散的研究更贴近于实际情况。研究结果表明,该模型的逆向车道操作方法可显著提高疏散路网容量和疏散效率。

直升机桨叶结冰会严重影响直升机的飞行性能,甚至引发危及飞行安全的事故。喷洒塔是一类用于直升机主桨或尾桨的模拟试验设备,可在自然低温环境下,人工构造云雾条件进行结冰及防除冰试验。本文论述了结冰喷洒塔的系统组成及工作原理,分析了设计及试验过程中的关键技术问题。以某型直升机尾桨结冰喷洒塔研制为例,设计了系统参数,进行了设备配置,布置了工艺流程,通过液态水含量及云雾粒子直径标定,确定了喷雾参数,完成了试验及试验结果分析。结果表明,系统采取空气雾化喷嘴造雾,40个喷嘴布置为5排,保证喷雾浓度及云雾粒子运行距离。系统有效优化了喷嘴设置,通过调节喷雾水压(0.2～0.4MPa)、喷雾气压(0.3～0.4MPa)及开启的喷嘴数(6～18个)等喷雾参数,实现了液态水含量及云雾粒子直径的控制。整体试验效果良好。

为获得辊式立磨摇臂的变形位移、应力云图和安全系数,为辊磨机传动装置的关键零部件设计提供科学依据和解决方案,在阐述辊式立磨结构、工作原理和受力分析的基础上,采用基于ANSYS Workbench平台的计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)技术对辊式立磨摇臂进行了有限元分析。对辊式立磨的摇臂和磨辊部件结构进行简化,建立了摇臂和磨辊的三维实体模型,并对其进行了网格划分。定义了摇臂和磨辊部件的材料属性、接触类型、载荷和约束条件,经数值计算后得到摇臂的位移变形、等效应力云图和安全系数。结果表明,上摇臂的最大位移为1.1mm;下摇臂的最大位移为6.61mm,上摇臂的顶部和下摇臂的底端转动半径最大,此外两处受力也较大;上摇臂的最低安全系数为1.36,主要集中在摇臂固定销孔处和附近的小圆角处,下摇臂的最低安全系数为0.485,主要集中在摇臂与摇臂轴配合处。

结合某自主品牌微型车开发项目,研究了乘用车的行人小腿碰撞保护设计。根据试验数据及工程开发经验,分析了行人小腿碰撞保护的影响因素,建立了有限元仿真分析模型,通过模拟计算,对该微型车前端的造型、相关部件结构进行了行人小腿碰撞保护改进设计。计算结果表明,改进后微型车的行人小腿碰撞保护性能显著提高,小腿胫骨加速度降低34%,膝部最大动态剪切位移降低57%,膝部最大动态弯曲角度降低67%,小腿碰撞保护的3项考核指标远低于国标限值,且满足Euro NCAP小腿保护高性能指标要求。

针对斜交断层对逆倾边坡稳定性的影响,基于岩体结构控制论,结合平庄西露天矿工程,分析了在斜交断层作用下逆倾边坡破坏模式及滑坡机理,通过AutoCAD、ANSYS、3Dslope软件,建立三维边坡模型,计算边坡安全系数。计算结果表明:断层影响区的三维滑坡模式为沿断层面、侧界面和弱层面的楔体滑动,从而明确了三维滑体的最危险空间形态;通过计算不同侧界面位置下的安全系数,得出了斜交断层对边坡的影响范围;根据稳定性分析结果,提出控制开采方案,为露天矿安全生产提供技术指导。

夯锤和地层之间的相互作用是强夯地基处理效果研究的重要内容。本文针对欠固结非饱和土体弱胶结多孔结构的特点,忽略在强夯冲击荷载作用下弱胶结土体骨架的弹性响应,基于动量守恒原理,建立夯锤和土层系统的动量方程。通过将强夯单击加固过程表述为各微小薄层土顺次达到临界孔隙比的过程,构建强夯单击加固过程的递推格式,并将其推广于多次夯击的全过程。依据递推格式编写相应的计算程序,以北京园博园强夯加固工程为实例计算夯沉量、夯击速度、夯击时间等参数。实验表明,地基的累计夯沉量随着夯击次数逐渐增加,单击夯沉量逐渐减少,且单击夯沉量在经过多次夯击之后逐渐趋于平稳;计算结果与现场实测结果的对比表明,采用这种递推格式计算出的夯沉量数值及变化趋势和实际相符。进一步探讨了夯沉量、夯击速度随夯击时间和夯击次数的变化特性。动量递推方法为欠固结非饱和土地基强夯加固计算提供了一个新的思路,同时可为实际工程设计提供参考。

在实际的地质沉积过程中,大多数沉积体系由"多物源"或"变物源"沉积物堆积而成,在进行储层地质建模过程中只给定单一物源方向已不能满足模拟精度的要求。本文以某海外大型深水海底扇油田A为例,根据研究区内高弯度深水浊积水道广泛发育且具有水流方向随着流线时刻变化的特征,在建模过程中结合地质认识,探索出针对该沉积环境的分区法和水道趋势线法两种储层随机模拟方法。分区法是将高弯度水道依据地质认识设定不同区带,各区带独立进行随机模拟;水道趋势线法则依据地质认识,在全区设定符合地质概念的定量趋势线,并假定全区为一个整体的模拟单元进行表征。分区法适用于模拟不同物源,且无交叉叠合的两套沉积体系;而水道趋势线法则更适用于同一类沉积体系下的高弯度深水浊积水道建模。两种模拟方法都实现了在同一套网格中模拟具有"多物源"和"变物源"方向的储层分布,真实再现了高弯度深水浊积复合水道储层的空间展布特征。

磁暴期间的地磁场将会发生剧烈变化,根据法拉第电磁感应定律,地磁场的变化将在电网中产生地磁感应电流(GIC),这将直接损伤电力设备,威胁电网的运行安全。地磁场变化越剧烈,感应产生的GIC幅度越大,对电网的危害就越大。利用中低纬地区若干地磁台测得,近年发生的两次大磁暴的H和D分量秒数据,分析了当地磁场变化非常剧烈时,对应的地磁南北分量变化率dX/dt脉冲幅值和地磁东西分量变化率dY/dt脉冲幅值随地磁纬度的变化规律,并讨论了中低纬度地区不同走向的电网随着地磁纬度的变化受GIC影响的可能性,分析结果可作为中国现状电网以及将来规划电网GIC评估、计算以及防治的参考。

以氯化钠作为共晶盐研究对象,探讨共晶盐反复多次的低温液-固相变后的晶体变化趋势。通过X射线衍射仪对试样相变前后的晶体的晶面间距、粒径等参数进行分析,判断其晶体结构的变化趋势。同时通过同步热分析仪、电导率仪分析试样相变前后的潜热、电导率的变化趋势。分析结果表明,共晶盐经过反复多次的相变后,晶体粒径从微米级逐渐向纳米级转变,有向无定形非晶体转化的趋势;同时,相变温度、潜热与电导率呈下降趋势。

通过检测急性毒性实验中含甘遂甘草反药组合的甘遂半夏汤及其拆方各组中未死亡小鼠的肝功能和肾功能的情况,以期为急性毒性实验的结果提供相关的依据。将18~20g的昆明小鼠随机分为空白组、甘遂半夏汤组、甘遂半夏汤去炙甘草组、甘遂半夏汤去醋甘遂组、甘遂半夏汤去炙甘草醋甘遂组、炙甘草组、醋甘遂组、炙甘草配醋甘遂组,每个给药组以1:0.85的比例稀释为5个剂量组,空白组灌胃蒸馏水,其余各组灌胃给药,连续给药28d,摘除未死亡小鼠的眼球取血,离心,检测血清中的丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、肌酐(CRE)、尿素氮(BUN)水平。AST结果显示,与空白组相比,甘遂半夏汤组1、2和3,甘遂半夏汤去醋甘遂组2、3和5,甘遂半夏汤去炙甘草醋甘遂组4,炙甘草组2、3、4和5,醋甘遂组1、3、4和5,炙甘草配醋甘遂组2、3和5血清中AST的活性均高于空白组且具有统计学差异。ALT结果显示,与空白组比较,醋甘遂组4血中ALT的活性显著高于空白组(P<0.01),甘遂半夏汤去炙甘草组4低于空白组,且具有统计学差异(P<0.05),炙甘草组2,醋甘遂组1、3、5,炙甘草配醋甘遂组1、2、3和5这8组血中ALT的活性显著高于空白组且具有统计学差异(P<0.05),其余各组血中ALT的活性与空白组比较不具有统计学差异(P >0.05)。ALP结果显示,与空白组比较,各组血中ALP的活性与空白组比较不具有统计学差异。BUN结果显示,与空白组比较,甘遂半夏汤组5,甘遂半夏汤去炙甘草组2、5,甘遂半夏汤去醋甘遂组2、3,甘遂半夏汤去炙甘草醋甘遂组1、2,这7组血中BUN的含量较空白组显著降低(P<0.01),甘遂半夏汤去醋甘遂组4,甘遂半夏汤去炙甘草醋甘遂组3、5,醋甘遂组2血中BUN的含量低于空白组且具有统计学差异(P<0.05),LD_50(n)实验中未死亡小鼠血中BUN含量降低是否属于肾损伤还有待于实验进一步验证。CRE结果显示与空白组比较,各组血中CRE的含量与空白组比较不具有统计学差异(P >0.05)。由此可以看出,LD_50(n)实验中,各组药物对小鼠肝肾功能的影响主要表现为对肝脏具有一定程度的损伤,且甘遂甘草反药组合在复方中应用较二者单独配伍应用对肝脏的损伤减小;LD_50(n)实验中,含甘遂甘草反药组合的复方在一定剂量及给药时间下表现出对未死亡小鼠肝功能的损伤有可能来自于甘遂甘草反药组合。

高校学生宿舍由于人员密集、可燃物多且集中、建筑结构复杂以及学生防火意识薄弱等原因,具有很大的火灾危险性,一旦失控往往会发生重大火灾事故。为了研究高校学生宿舍的火灾风险,在综合考虑高校学生宿舍火灾特点及原因的基础上建立了包括建筑物自身情况、火灾负荷、消防设施、灭火能力、安全疏散系统和消防安全管理系统6大因素的火灾风险评价指标体系,并利用灰色关联度分析法构建了高校学生宿舍火灾风险的灰色关联评价模型。此外,利用该评价模型对北京某高校男生宿舍楼进行了实例计算,评估得该宿舍楼的火灾风险等级为2级,即处于较安全状态。结果表明,在高校学生宿舍火灾风险评估中引入灰色关联分析方法,除了可以定量计算并评价得到高校学生宿舍的火灾危险性外,还可以进一步指出相关影响因素中的薄弱环节,从而提出相应的控制和改进措施,对高校学生宿舍的防火设计以及日常安全管理等都具有重要的指导意义。

随着社会网络与移动互联网应用技术的发展,衍生出许多创新的人机交互模式和操作行为,产品的设计思维已经从对三维造型的形态研究,转向以用户体验为中心的界面设计与交互设计。在产品的非物质化设计实践中,面对人机交互关系和产品开发流程以及评价标准的变革,用户界面设计不仅局限于图形用户界面设计。本文阐述了用户界面设计概念的多元化趋势,介绍了“实体用户界面”继承了现实世界的产品体验,“自然用户界面”用更人性化的方式简化操作,以及两种设计方式相结合的特点和影响。通过设计实例,说明在互联网时代背景下,实体用户界面与自然用户界面相结合的产品开发设计方法,是用户体验创新设计的重要途径。

利用太阳能半导体光催化制氢和制氧,是解决化石能源短缺和环境污染问题的有效途径之一。光催化制氢和制氧体系非常复杂,助催化剂是影响催化效率的一个关键因素。本文综述了光催化产氢助催化剂、光催化产氧助催化剂、光催化产氢和产氧双助催化剂的研究进展。结合光催化原理,介绍了助催化剂的作用,即:作为产氢和产氧的活性位时,催化产氢和产氧反应、降低过电位、促进光生电子和空穴的有效分离等。并对光催化体系中助催化剂的发展提出设想,认为采用二元和多元助催化剂结合的策略,和采用非贵金属型助催化剂的策略将是未来的发展方向。

枳椇子作为一味解酒专药,应用历史悠久。本文总结了古今中医药学文献对枳椇子解酒作用的药用部位记载,进一步整理了其不同药用部位的化学成分、药理作用、临床应用的记载。研究发现国家药品标准与不同工具书记载枳椇子的药用部位有单用种子或果实的不同,也有二者同时入药的;枳椇的种子、果实等不同部位均有一定的解酒作用,但是目前临床应用一直局限于枳椇的种子部位。因此,应将理论记载与科研成果结合起来,采用现代科研方法,比较不同药用部位对枳椇子解酒作用的影响,积极开发利用枳椇的药用资源。

中国机械工程学会组织专家编著的《3D打印 打印未来》一书,以科学、客观、通俗的视角向大众展示了3D打印技术的发展,以浅显易懂的科普语言为读者介绍了3D打印技术的特点、工艺原理、发展趋势等,用100个典型案例生动呈现了3D打印技术的应用。笔者通过阅读本书,不仅了解到该领域科技的日新月异,而且从这本图文并茂、印刷精美的书籍中,也真正发现自己对其他领域知识的匮乏,感受到科普的力量,坚定了开卷有益的决心。

晓明走在校园的树荫下。他是一位博士新生,要去教学楼与导师商量商量他做什么课题。

2012年6月,我参加中国科学院人事教育局组织的赴德科研管理高级培训班,参观了德国一些部门的科研机构,历时3周。我主要关心的问题是“科学文化”。科学是一个共同体,科学的创新,与这个共同体的文化密切相关。科学文化内涵非常丰富,涉及科学家的知识结构、科研组织、科研活动、科研管理、科学评价,乃至科学与社会的关系等方面。好的科学文化,是科学创新的土壤。没有好的科学文化,所谓的创新,不过是自欺欺人的空谈。

随着各领域国际化程度的不断提高,科技专业外语的重要性日益凸显。目前大部分高校的专业外语课程由青年教师担任主讲,他们初上讲台往往面临教学上的各种问题。青年教师如何克服教学经验不足的难题,发挥思维灵活、英语基础扎实的优势,改革专业英语教学,就成为一个值得思考的问题。