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ISSN 1000-0054
CN 11-2223/N
创刊于 1915 年 (月刊)
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  • 清华大学学报(自然科学版)
      2018年, 第58卷, 第11期 上一期    下一期
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    机械工程
    微流体流式细胞仪的关键技术  收藏
    赵精晶, 尤政
    清华大学学报(自然科学版). 2018, 58 (11): 953-960.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.036
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (11507KB)
    流式细胞仪是用于高通量细胞分析和分选的高端生命科学仪器,被广泛应用于科学研究和临床诊断。最新的一个发展方向是以微流体芯片为核心的高集成度、微体积、全封闭、零交叉污染的微流体流式细胞仪。该文针对微流体流式细胞仪的三维(3-D)样本聚焦、光斑整形和片上分选等3项关键技术开展了研究。3-D流体动力聚焦微流体芯片能够在每秒数米的高流速下将样本流聚焦在流道中心,聚焦后的样本流边长仅为10 μm量级。经设计的二元光学器件可将激光光斑整形为矩形准平顶光斑,比传统流式所使用的椭圆形Gauss光斑,矩形平顶光斑具有更均一的能量分布。采用电火花空化微气泡,利用空泡膨胀产生的射流实现高精度的单细胞片上分选。将整合了上述技术的微流体流式细胞仪应用于标准荧光微球的分析测试,综合性能达到或接近于现有的大型传统流式细胞仪。
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    薄壁工件铣削过程中强迫振动响应分析  收藏
    张洁, 刘成颖
    清华大学学报(自然科学版). 2018, 58 (11): 961-965.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.25.042
    摘要 ( 1 )   HTML    PDF (1427KB)
    由于薄壁工件刚度较低,在加工过程中极易出现较强的强迫振动,因此导致工件加工质量降低,并进一步限制了工艺参数的选择。为求解薄壁工件的强迫振动响应并对其加以抑制,该文针对圆角立铣刀,基于力学方法建立了铣削力模型,通过实验标定切削力系数;基于实验模态分析方法,对薄壁工件的动态特性进行分析,得到刀具-工件振动系统的传递函数和模态参数;基于直接时域求解方法得出了薄壁结构受切削力激励产生的强迫振动响应(forced vibration response,FVR),并以稳态响应最大振幅为判断依据描述工件的振动强度。最后通过仿真得出了刀尖半径对强迫振动响应具有抑制作用的结论。
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    正交各向异性材料塑性极限与安定的下限分析  收藏
    秦方, 张乐乐, 陈敏, 陈耕
    清华大学学报(自然科学版). 2018, 58 (11): 966-971.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.22.050
    摘要 ( 2 )   HTML    PDF (2492KB)
    正交各向异性材料的塑性极限及安定计算仍处于研究及应用的初级阶段。该文将Hill屈服准则引入到塑性分析的Melan定理之中,结合有限元离散技术和非线性大规模优化算法,将下限分析列式转换为圆锥二次优化问题,对转换后的数学问题进行数值求解。所建立的计算平台及流程可以较高效地求解多种正交各向异性材料组成的复杂三维结构的塑性极限及安定载荷域,且完成了多个算例的计算。计算结果对比验证了该方法的正确性,同时也展现了该方法的普适性和较高的计算效率。该研究扩展了塑性极限及安定理论的应用范围,为含各向异性复合材料的结构工程设计及安全校核提供了可行的计算分析方法。
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    水利水电工程
    黄河流域降雨时空分布特征  收藏
    王远见, 傅旭东, 王光谦
    清华大学学报(自然科学版). 2018, 58 (11): 972-978.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.043
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (2156KB)
    对于黄河流域降雨时空分布规律的探究,有助于从细部区分不同区域和时段的降雨变化对黄河干支流产流产沙的影响,对于黄河水循环的科学研究和治黄工程措施均有重要意义。利用黄河流域内分布的67座气象站点,使用多种时间序列分析方法,对过去59年(1959—2017年)的黄河流域降雨序列的时空分布特征进行探究。结果表明:黄河流域具有7种典型的降雨空间分布类型;其中,源区(Ⅲ区)全区域的年降雨量均有显著的增加趋势,是缓解黄河流域用水紧张的积极自然因素;多沙粗沙区(IV区)的年中大雨日数有显著的减少趋势,这可能是黄河下游近年来沙量锐减的原因之一。进一步的降雨序列频谱分析结果,一方面证实了2~4年的短周期是黄河流域多数站点降雨普遍最显著的周期,另一方面也部分佐证了分区的合理性。
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    基于双轴图像的自密实混凝土工作性能分析  收藏
    丁仲聪, 安雪晖
    清华大学学报(自然科学版). 2018, 58 (11): 979-985.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.25.043
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (3760KB)
    自密实混凝土(self-compacting concrete,SCC)的工作性能反映在其搅拌过程中,可以通过分析搅拌图像对工作性能的好坏进行初步的判断。该文利用双轴搅拌机搅拌了具备不同工作性能的8组SCC,并利用智能手机录制视频,采集了全部搅拌过程的图像信息。然后,从图像序列中选取感兴趣的图像和感兴趣的区域(region of interest,ROI),利用图像分析手段进行量化的比较。搅拌机指定叶片与转轴呈45°时的图像选为感兴趣的图像。ROI中的SCC轮廓线形状可以用作区分SCC的SF值的视觉特征。利用轮廓线上横坐标为300像素的点的纵坐标Y300,可以提炼轮廓线特征,并用于推算SCC的SF值。研究结果表明:Y300与SCC的SF值之间存在较好的相关关系,推算结果误差较小,可以用于开发基于双轴搅拌机的SCC工作性能实时检测系统。
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