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2024, 24(1): 1-8.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.014
摘要:
利用粒子图像测速(PIV)实验研究了不同展弦比下，雷诺数对长平板绕流的影响。雷诺数为：Re=500、800、1000，平板板长L与厚度D的比值为L/D，L/D=3、6。实验结果表明，展弦比L/D=3时，流体从平板前缘分离后重新附着在平板尾缘处。展弦比L/D=3和6时，平板上方再附着长度及平板后的回流区长度会随着雷诺数的增大而增大，展弦比为6时，雷诺数对板上分离泡的影响较小。雷诺数和展弦比会影响流场的湍流特性。展弦比L/D=3时，雷诺数的增加会导致平板两侧的脉动强度增加，而板后的脉动强度减弱；随着展弦比L/D增加，流场的湍流脉动强度减小。同时随着雷诺数的增加，流场中的小尺度涡结构增加。
利用粒子图像测速(PIV)实验研究了不同展弦比下，雷诺数对长平板绕流的影响。雷诺数为：Re=500、800、1000，平板板长L与厚度D的比值为L/D，L/D=3、6。实验结果表明，展弦比L/D=3时，流体从平板前缘分离后重新附着在平板尾缘处。展弦比L/D=3和6时，平板上方再附着长度及平板后的回流区长度会随着雷诺数的增大而增大，展弦比为6时，雷诺数对板上分离泡的影响较小。雷诺数和展弦比会影响流场的湍流特性。展弦比L/D=3时，雷诺数的增加会导致平板两侧的脉动强度增加，而板后的脉动强度减弱；随着展弦比L/D增加，流场的湍流脉动强度减小。同时随着雷诺数的增加，流场中的小尺度涡结构增加。
2024, 24(1): 9-21.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.015
摘要:
以香气物质为基础的功能性芳香新材料可广泛应用于日化、食品、纺织等美丽健康产业，助力国民经济高质量发展、满足人民对美好生活的需求。重点介绍了香气物质的制备、鉴定、稳态化与健康功效等方面的研究进展，提出了香气物质“芳香-健康”双导向的研究范式，并以本课题组开展的功能性芳香新材料研究为例，对该研究范式的具体实践作了初步探索。最后，指出了功能性芳香新材料发展所面临的关键问题和重要挑战，并提出了相应的解决方案。
以香气物质为基础的功能性芳香新材料可广泛应用于日化、食品、纺织等美丽健康产业，助力国民经济高质量发展、满足人民对美好生活的需求。重点介绍了香气物质的制备、鉴定、稳态化与健康功效等方面的研究进展，提出了香气物质“芳香-健康”双导向的研究范式，并以本课题组开展的功能性芳香新材料研究为例，对该研究范式的具体实践作了初步探索。最后，指出了功能性芳香新材料发展所面临的关键问题和重要挑战，并提出了相应的解决方案。
2024, 24(1): 22-34.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.001
摘要:
硅酸铋（Bi4Si3O12，BSO）晶体是重要的闪烁材料，具有较快的衰减时间、适中的熔点和密度、原料成本低等优势。掺杂不仅能够提高BSO晶体闪烁性能，还可以使其成为多功能材料，比如荧光晶体、激光晶体。总结了BSO晶体的主要研究进展，采用坩埚下降法成功生长了大尺寸BSO晶体，浓度3%以上的稀土掺杂能有效抑制组分偏析；稀土掺杂BSO晶体是导热性能良好的荧光发光材料，紫外光激发下Dy掺杂BSO晶体发黄光，Dy/Tm共掺BSO晶体可实现白光LED发光；研究了Yb、Er、Ho、Tm等稀土掺杂BSO晶体的光谱特性，在Ho:BSO、Tm:BSO晶体中分别实现了0.73 W、0.65 W的激光输出；纯BSO晶体是以Bi3+为发光中心的闪烁晶体，微量Dy掺杂可使BSO晶体光输出提高50%，1%Ta掺杂也能显著提高光输出；BGSO混晶也具有闪烁、激光等发光性能，通过调节组分可以开发出梯度闪烁晶体，稀土掺杂BGSO还可能成为激光晶体。
硅酸铋（Bi4Si3O12，BSO）晶体是重要的闪烁材料，具有较快的衰减时间、适中的熔点和密度、原料成本低等优势。掺杂不仅能够提高BSO晶体闪烁性能，还可以使其成为多功能材料，比如荧光晶体、激光晶体。总结了BSO晶体的主要研究进展，采用坩埚下降法成功生长了大尺寸BSO晶体，浓度3%以上的稀土掺杂能有效抑制组分偏析；稀土掺杂BSO晶体是导热性能良好的荧光发光材料，紫外光激发下Dy掺杂BSO晶体发黄光，Dy/Tm共掺BSO晶体可实现白光LED发光；研究了Yb、Er、Ho、Tm等稀土掺杂BSO晶体的光谱特性，在Ho:BSO、Tm:BSO晶体中分别实现了0.73 W、0.65 W的激光输出；纯BSO晶体是以Bi3+为发光中心的闪烁晶体，微量Dy掺杂可使BSO晶体光输出提高50%，1%Ta掺杂也能显著提高光输出；BGSO混晶也具有闪烁、激光等发光性能，通过调节组分可以开发出梯度闪烁晶体，稀土掺杂BGSO还可能成为激光晶体。
2024, 24(1): 35-42.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.002
摘要:
Ti-6Al-4V合金是目前应用最广泛的骨植入物材料，尤其应用在人工关节、骨椎弓根螺钉等植入物领域。然而，钛合金材料表面的耐磨性不足和生物惰性是种植体失效的重要因素。为了延长钛合金种植体的使用寿命，引入表面改性来提高钛合金的性能是一种可行的解决方案。综述了钛合金材料的特性及当前存在的问题，随后对其表面生物摩擦学性能和生物活性的研究现状进行了一系列分析，并进一步综述了钛合金表面的改性手段。结果发现，通过对钛合金进行表面改性，同时提高其表面的生物摩擦学性能和生物活性，在基础科学技术上仍存在一定的挑战。因此，后续研究工作中应着重考虑钛合金表面多功能化处理设计探讨改性后的作用机理，这具有重要的理论意义和应用价值。
Ti-6Al-4V合金是目前应用最广泛的骨植入物材料，尤其应用在人工关节、骨椎弓根螺钉等植入物领域。然而，钛合金材料表面的耐磨性不足和生物惰性是种植体失效的重要因素。为了延长钛合金种植体的使用寿命，引入表面改性来提高钛合金的性能是一种可行的解决方案。综述了钛合金材料的特性及当前存在的问题，随后对其表面生物摩擦学性能和生物活性的研究现状进行了一系列分析，并进一步综述了钛合金表面的改性手段。结果发现，通过对钛合金进行表面改性，同时提高其表面的生物摩擦学性能和生物活性，在基础科学技术上仍存在一定的挑战。因此，后续研究工作中应着重考虑钛合金表面多功能化处理设计探讨改性后的作用机理，这具有重要的理论意义和应用价值。
2024, 24(1): 43-47.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.003
摘要:
通过改进的自组装胶束软模板法和湿化学法分别成功合成了聚（3,4-乙烯二氧噻吩）纳米线（PEDOT NW）和聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）修饰的Te纳米棒（PC-Te），采用真空抽滤工艺制备了柔性自支撑PC-Te/PEDOT NW复合薄膜。通过透射电子显微镜等对PC-Te的显微结构进行表征，研究了PC-Te的添加量对复合薄膜的热电性能的影响规律。随着PC-Te含量的增加，复合薄膜的Seebeck系数增大，电导率减小，PC-Te含量为70%时，复合薄膜的功率因子的最大值达到47.4 μW/mK2（380 K）。该薄膜具有良好的柔性，弯曲500次后，其电阻变化率为9.2%。
通过改进的自组装胶束软模板法和湿化学法分别成功合成了聚（3,4-乙烯二氧噻吩）纳米线（PEDOT NW）和聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）修饰的Te纳米棒（PC-Te），采用真空抽滤工艺制备了柔性自支撑PC-Te/PEDOT NW复合薄膜。通过透射电子显微镜等对PC-Te的显微结构进行表征，研究了PC-Te的添加量对复合薄膜的热电性能的影响规律。随着PC-Te含量的增加，复合薄膜的Seebeck系数增大，电导率减小，PC-Te含量为70%时，复合薄膜的功率因子的最大值达到47.4 μW/mK2（380 K）。该薄膜具有良好的柔性，弯曲500次后，其电阻变化率为9.2%。
2024, 24(1): 48-54.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.004
摘要:
土壤淋洗技术以其修复周期短，修复效果显著而被广泛应用于重金属污染土壤的修复。但淋洗过程中会产生大量的淋洗废液，这些淋洗废液中往往含有难降解的废弃淋洗剂、土壤腐殖质以及稳定性高的络合态重金属，难以采用传统的絮凝沉淀法直接处理达标。以亚氨基二琥珀酸（IDS）为淋洗剂处理工业Pb污染土壤后的淋洗废液为研究对象，以还原氧化石墨烯@石墨毡（RGO@GF）电极为阴极，利用电芬顿技术处理含IDS和Pb的淋洗废液，实验结果表明：外加电压2.5 V，体系初始pH=3.0，反应8 h，氧气通量100 mL/min时，对淋洗废液中的TOC去除率可达56.29%，Pb去除率可达98.91%，明显高于同等条件下普通芬顿技术的处理效果。
土壤淋洗技术以其修复周期短，修复效果显著而被广泛应用于重金属污染土壤的修复。但淋洗过程中会产生大量的淋洗废液，这些淋洗废液中往往含有难降解的废弃淋洗剂、土壤腐殖质以及稳定性高的络合态重金属，难以采用传统的絮凝沉淀法直接处理达标。以亚氨基二琥珀酸（IDS）为淋洗剂处理工业Pb污染土壤后的淋洗废液为研究对象，以还原氧化石墨烯@石墨毡（RGO@GF）电极为阴极，利用电芬顿技术处理含IDS和Pb的淋洗废液，实验结果表明：外加电压2.5 V，体系初始pH=3.0，反应8 h，氧气通量100 mL/min时，对淋洗废液中的TOC去除率可达56.29%，Pb去除率可达98.91%，明显高于同等条件下普通芬顿技术的处理效果。
2024, 24(1): 55-62.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.005
摘要:
对9片超高性能混凝土（UHPC）T形梁设计进行了受剪性能试验，分析钢纤维掺量、配箍率和剪跨比等主要参数对试验梁破坏形态、裂缝开展过程和抗剪承载力的响应影响规律。基于公开发表的57片UHPC梁受剪实测数据，分析对比了既有多国规范的抗剪承载力计算方法。试验结果表明：UHPC-T梁具有较高的抗剪承载力和延性，2%～3%的配纤率有助于更好地发挥钢纤维的抗剪贡献，既有规范对UHPC-T梁的抗剪承载力计算偏保守，对钢纤维的贡献有待进一步研究。
对9片超高性能混凝土（UHPC）T形梁设计进行了受剪性能试验，分析钢纤维掺量、配箍率和剪跨比等主要参数对试验梁破坏形态、裂缝开展过程和抗剪承载力的响应影响规律。基于公开发表的57片UHPC梁受剪实测数据，分析对比了既有多国规范的抗剪承载力计算方法。试验结果表明：UHPC-T梁具有较高的抗剪承载力和延性，2%～3%的配纤率有助于更好地发挥钢纤维的抗剪贡献，既有规范对UHPC-T梁的抗剪承载力计算偏保守，对钢纤维的贡献有待进一步研究。
2024, 24(1): 63-71.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.006
摘要:
由于原子排列短程有序、长程无序，且不具有晶界、位错、第二相等典型晶体缺陷，非晶合金表现出高强度、高硬度以及优异的耐磨性、耐腐蚀性等优异性能。但是非晶合金的本征脆性以及有限的玻璃形成能力极大地限制了其工业应用，非晶合金薄膜的韧性优化便成了当今研究的热点问题。针对非晶合金薄膜的制备以及韧性优化措施进行综述，同时对非晶合金薄膜日后的发展趋势及未来的研究趋势进行了展望。
由于原子排列短程有序、长程无序，且不具有晶界、位错、第二相等典型晶体缺陷，非晶合金表现出高强度、高硬度以及优异的耐磨性、耐腐蚀性等优异性能。但是非晶合金的本征脆性以及有限的玻璃形成能力极大地限制了其工业应用，非晶合金薄膜的韧性优化便成了当今研究的热点问题。针对非晶合金薄膜的制备以及韧性优化措施进行综述，同时对非晶合金薄膜日后的发展趋势及未来的研究趋势进行了展望。
2024, 24(1): 72-76.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.007
摘要:
作为一种多自由度并联机构，Stewart平台在工业自动化、飞行模拟及医疗设备等领域具有广阔应用前景。研究Stewart平台的运动学特性，并提供数学模型和解决方法，可以实现对其运动和位置的准确控制。基于6-UPS型Stewart并联机器人平台，引入了对偶四元数的概念，探讨了Stewart平台的运动学特性，提出了一种高效的并联机器人运动学求解算法。研究结果表明，在描述并联机器人的运动学中，对偶四元数法具有更简洁的表示形式和更少的用来表示刚体位姿的未知数个数，具有明显优势。
作为一种多自由度并联机构，Stewart平台在工业自动化、飞行模拟及医疗设备等领域具有广阔应用前景。研究Stewart平台的运动学特性，并提供数学模型和解决方法，可以实现对其运动和位置的准确控制。基于6-UPS型Stewart并联机器人平台，引入了对偶四元数的概念，探讨了Stewart平台的运动学特性，提出了一种高效的并联机器人运动学求解算法。研究结果表明，在描述并联机器人的运动学中，对偶四元数法具有更简洁的表示形式和更少的用来表示刚体位姿的未知数个数，具有明显优势。
2024, 24(1): 77-84.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.008
摘要:
语音情感识别（SER）在双模态的跨数据库语音情感识别研究较少，跨数据库情感识别过度减少数据集之间差异的同时，会忽视情感判别能力的特征的问题。YouTube数据集为源数据，互动情感二元动作捕捉数据库（IEMOCAP）为目标数据。在源数据和目标数据中，Opensmile工具箱用来提取语音特征，将提取的语音特征输入到CNN和双向长短期记忆网络（BLSTM），来提取更高层次的特征，文本模态为语音信号的翻译稿。首先双向编码器表示转换器（Bert）把文本信息向量化，BLSTM提取文本特征，然后设计模态不变损失来形成2种模态的公共表示空间。为了解决跨语料库的SER问题，通过联合优化线性判别分析（LDA）、最大平均差异（MMD）、图嵌入（GE）和标签回归（LSR），学习源数据和目标数据的公共子空间。为了保留情绪辨别特征，情感判别损失与MMD+GE+LDA+LSR相结合。SVM分类器作为迁移公共子空间的最终情感分类，IEMOCAP上的实验结果表明，此方法优于其他先进的跨语料库和双模态SER.
语音情感识别（SER）在双模态的跨数据库语音情感识别研究较少，跨数据库情感识别过度减少数据集之间差异的同时，会忽视情感判别能力的特征的问题。YouTube数据集为源数据，互动情感二元动作捕捉数据库（IEMOCAP）为目标数据。在源数据和目标数据中，Opensmile工具箱用来提取语音特征，将提取的语音特征输入到CNN和双向长短期记忆网络（BLSTM），来提取更高层次的特征，文本模态为语音信号的翻译稿。首先双向编码器表示转换器（Bert）把文本信息向量化，BLSTM提取文本特征，然后设计模态不变损失来形成2种模态的公共表示空间。为了解决跨语料库的SER问题，通过联合优化线性判别分析（LDA）、最大平均差异（MMD）、图嵌入（GE）和标签回归（LSR），学习源数据和目标数据的公共子空间。为了保留情绪辨别特征，情感判别损失与MMD+GE+LDA+LSR相结合。SVM分类器作为迁移公共子空间的最终情感分类，IEMOCAP上的实验结果表明，此方法优于其他先进的跨语料库和双模态SER.
2024, 24(1): 85-95.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.009
摘要:
新兴经济体企业在全球化中呈现出快速国际化现象，良好的网络嵌入有助于企业国际要素流动和优化资源配置。基于2000—2019年中国制造业上市公司的面板数据，研究了网络嵌入性对企业国际化速度的影响，并分析了国际学习的过程机制及东道国制度水平的边界影响。研究结果表明，网络嵌入性不仅直接提高了基于广度和基于深度的企业国际化速度，还通过国际学习的中介效应发挥了间接影响。此外，制度发展水平也在网络嵌入性、国际学习和基于广度的国际化速度的关系间发挥了调节效应。扩展了网络嵌入与国际化速度关系的理论文献，也为我国企业提供了有益的国际化经营实践启示。
新兴经济体企业在全球化中呈现出快速国际化现象，良好的网络嵌入有助于企业国际要素流动和优化资源配置。基于2000—2019年中国制造业上市公司的面板数据，研究了网络嵌入性对企业国际化速度的影响，并分析了国际学习的过程机制及东道国制度水平的边界影响。研究结果表明，网络嵌入性不仅直接提高了基于广度和基于深度的企业国际化速度，还通过国际学习的中介效应发挥了间接影响。此外，制度发展水平也在网络嵌入性、国际学习和基于广度的国际化速度的关系间发挥了调节效应。扩展了网络嵌入与国际化速度关系的理论文献，也为我国企业提供了有益的国际化经营实践启示。
2024, 24(1): 96-107.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.010
摘要:
我国传统中医药名著记载萱草苗花具有主安五脏，去湿热，疗酒湿黄疸，轻身明目的健康功效，萱草属黄花菜“药食同源”历史悠久。现代药理研究表明，萱草具有镇静安神、抗抑郁、保护神经及抗氧化等功效。面向《“健康中国2030”规划纲要》发展需求，针对目前萱草产业链短和附加值低的问题，以萱草所蕴含的中华优秀传统中医药文化为引领，应加快萱草功能性食品创新研发，推进萱草产业链高值化延升。同时，着力构建集“核心化、现代化、生态化、高值化、意象化”于一体的萱草现代化产业综合发展体系，促进萱草全产业链高质量发展，让萱草成为一朵集“健康、科技、文化、观赏”多种功能价值于一体的美丽健康之花。
我国传统中医药名著记载萱草苗花具有主安五脏，去湿热，疗酒湿黄疸，轻身明目的健康功效，萱草属黄花菜“药食同源”历史悠久。现代药理研究表明，萱草具有镇静安神、抗抑郁、保护神经及抗氧化等功效。面向《“健康中国2030”规划纲要》发展需求，针对目前萱草产业链短和附加值低的问题，以萱草所蕴含的中华优秀传统中医药文化为引领，应加快萱草功能性食品创新研发，推进萱草产业链高值化延升。同时，着力构建集“核心化、现代化、生态化、高值化、意象化”于一体的萱草现代化产业综合发展体系，促进萱草全产业链高质量发展，让萱草成为一朵集“健康、科技、文化、观赏”多种功能价值于一体的美丽健康之花。
2024, 24(1): 108-116.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.011
摘要:
潜香体是基于环境响应型共价键而将香料分子与非挥发性基质键连形成的新型香料控释体系，其能够在环境条件下实现香料分子的主动控释，从而延长香料留香时间。该类前体物质使得日益精细化和功能化的高端香料发展趋势成为可能，由此导致基于环境控制的潜香体体系受到广泛关注。综述了基本的反应型潜香体，重点介绍光照控释型、水解控释型以及生物酶控释型潜香体的研究进展；介绍了新型的胶囊潜香体和聚合物潜香体；并对潜香体进一步的开发与应用进行了总结与展望。
潜香体是基于环境响应型共价键而将香料分子与非挥发性基质键连形成的新型香料控释体系，其能够在环境条件下实现香料分子的主动控释，从而延长香料留香时间。该类前体物质使得日益精细化和功能化的高端香料发展趋势成为可能，由此导致基于环境控制的潜香体体系受到广泛关注。综述了基本的反应型潜香体，重点介绍光照控释型、水解控释型以及生物酶控释型潜香体的研究进展；介绍了新型的胶囊潜香体和聚合物潜香体；并对潜香体进一步的开发与应用进行了总结与展望。
2024, 24(1): 117-122.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.012
摘要:
轨道交通车车通信作为列车虚拟编组系统中的关键环节，深刻影响着虚拟编组状态下列车间的协调运行。在分析通信时延概率分布特征的基础上，探讨了通信延误对列车虚拟编组的影响，为车车通信系统性能设计提供理论支撑。提出一种列车动力学模型，利用模型预测控制（MPC）的方法实现多列车间的虚拟编组协调运行控制。通过该模型仿真实验分析不同概率分布情况下的通信时延对虚拟编组列车控制系统的影响。实验结果表明，较大的通信时延扰动将加剧虚拟编组系统的振荡，这些问题将给列车的平稳运行与节能带来挑战。
轨道交通车车通信作为列车虚拟编组系统中的关键环节，深刻影响着虚拟编组状态下列车间的协调运行。在分析通信时延概率分布特征的基础上，探讨了通信延误对列车虚拟编组的影响，为车车通信系统性能设计提供理论支撑。提出一种列车动力学模型，利用模型预测控制（MPC）的方法实现多列车间的虚拟编组协调运行控制。通过该模型仿真实验分析不同概率分布情况下的通信时延对虚拟编组列车控制系统的影响。实验结果表明，较大的通信时延扰动将加剧虚拟编组系统的振荡，这些问题将给列车的平稳运行与节能带来挑战。
2024, 24(1): 123-132.
doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.013
摘要:
在微纳米尺度流体控制的应用中，压电微泵因其简易结构，高精密度，高力密度，快速响应与良好环境适性成为研究的热点。从致动原理与流体控制方案角度对压电微泵的研究现状进行了归纳总结，介绍了其在药物供给、细胞分离、微量化学检测等领域的应用，指出了压电微泵输出功率较小、输出具有蠕变特性、成本偏高等问题，并对压电微泵的发展方向进行了展望。
在微纳米尺度流体控制的应用中，压电微泵因其简易结构，高精密度，高力密度，快速响应与良好环境适性成为研究的热点。从致动原理与流体控制方案角度对压电微泵的研究现状进行了归纳总结，介绍了其在药物供给、细胞分离、微量化学检测等领域的应用，指出了压电微泵输出功率较小、输出具有蠕变特性、成本偏高等问题，并对压电微泵的发展方向进行了展望。
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