全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类高度稳定的人造化学物质，在化学结构上由全氟烷基分子(C_nF_2n+1—)连接到不同官能团的完全或部分氟化碳链组成，自1940年首次合成以来得到了广泛的应用. PFAS中的C—F键具有优异的热稳定性和化学稳定性，使其在环境中具有高度的持久性和生物累积性，因此成为全球关注的微量污染物.未受监管的PFAS排放到水环境中，对生态系统和人类健康构成了严重威胁，亟需采取有效措施来应对PFAS污染.近年来，针对水中PFAS去除的多种技术得到了广泛评估，其中化学处理方法在PFAS的降解和矿化方面表现出良好的前景. PFAS的降解取决于C—C键和C—F键的断裂.本文系统综述了电化学、光化学和过硫酸盐活化这3种技术去除PFAS的最新进展，详细阐述了这3种技术的降解机制和反应路径．此外还总结了关键参数对PFAS化学降解的影响，从催化材料、去除效率和能耗等方面分析对比了不同去除技术的优点和不足之处.最后，指出了目前研究中存在的主要问题、面临的挑战以及未来的发展前景，特别强调了耦合工艺在克服传统技术效率低下和高能耗问题方面的重要应用潜力.本综述对PFAS降解机制的深入研究将对未来实现其完全降解或矿化提供重要参考.

锂离子电池具有体积小、工作温度范围宽和高能量密度等特点，已被广泛应用于新能源汽车动力电池、储能等领域．在众多锂离子电池材料中，富镍无钴正极材料LiNi_0.9Mn_0.1O₂（NM）因其优异的放电比容量、较低的生产成本和环境友好性而成为研究热点．但该材料同时也存在循环稳定性差、Li⁺/Ni²⁺混排严重和电解液侵蚀造成的材料结构退化等问题．为了提高NM材料的电化学性能，采用高剪切强化共沉淀法在材料前驱体中嵌入Zr进行改性，研究了Zr嵌入对材料晶体结构与形貌、循环性能、倍率性能、电荷转移阻抗和Li⁺迁移速率等方面的影响．研究表明，在优选的条件下制备出的改性材料LiNi_0.9Mn_0.08Zr_0.02O₂（NM-2Zr）具有优良的层状结构特征和结晶度，Zr改性后提高了材料的Li⁺迁移速率、降低了Li⁺/Ni²⁺混排度．改性材料NM-2Zr的初始放电容量为219.3 （mA·h）/g（25℃，2.7～4.4 V,0.1 C），高于未改性的NM材料(208.3 （mA·h）/g).1.0 C下NM-2Zr的初始放电容量为183.2 （mA·h）/g，循环150圈后容量保持率为87.4%，优于NM材料(178.8 （mA·h）/g,84.6%)．在5.0 C的高倍率下NM-2Zr的初始放电容量为144.8 （mA·h）/g，循环150圈后容量保持率为95.1%，同样优于NM材料(132.5 （mA·h）/g,90.0%)．此外，Zr改性还能显著提高材料的结构稳定性，抑制充放电循环过程中晶间微裂纹的产生和不可逆相变的发生，同时还降低了界面处电荷转移阻抗的增长．

移动机器人作为智能勘探与侦察的自动化装备，在航天探测、抢险救灾等领域具有广阔的应用前景．轮腿式移动机器人因具有良好的机动性与越障能力而受到青睐．然而现有轮腿式移动机器人机身大多不可变形，导致机器人运动模式较少，地形适应性一般．且机身易与障碍物发生碰撞，无法在具备良好的爬坡能力的同时保证跨越障碍物的效率．针对上述问题，本文提出了一种采用多连杆可变形机构作为机身的轮腿式移动机器人．在设计机器人轮腿及可变形机身的基础上，建立机器人整体运动学模型，据此规划机器人3种运动模式：同步步态、翻滚步态和蜷曲-伸展步态．开展机器人在典型地形(平坦地面、松软地形、上升坡度、下降坡度、障碍物)下的运动性能分析，揭示机器人结构参数与地形特征(爬坡角度、障碍物高度)映射关系．最后基于理论分析结果搭建物理样机并开展实验．实验结果表明，本文所设计的多模式轮腿移动机器人的最大爬坡角度和越障高度分别为44°和28 mm，具有良好的爬坡能力与越障性能．此外，得益于多模式运动特点，机器人在包含平坦地面及松软地形在内的多地形下均具有良好的通过性，验证了机器人方案的可行性．本文为多模式轮腿运动机器人的设计与应用提供有益参考．

图像传感器直接输出的原始RAW数据需经过重建操作后才能转换为RGB图像，用于重建RGB的传统多步骤图像信号处理(ISP)算法往往具有流程复杂、灵活性低、误差累积等问题，而现有的一些基于深度学习的图像信号处理算法存在未能充分利用RAW图像模式信息与未能充分利用RGB通道相关性等局限．基于此，本文设计了基于深度学习的ISP-Net模型，针对上述不足进行改进．该模型包含模式信息复原、跨通道重建和色调调整3个主要模块．首先，模式信息复原模块通过掩码提取RAW图像的颜色通道信息，并通过通道间的融合操作最大化地学习RAW图像的模式信息；其次，跨通道重建模块通过通道间相互指导的方式，充分利用通道相关性提升图像重建质量；最后，色调调整模块通过构建色调调整矩阵，提升颜色复原的准确性．所设计的模型在合成数据集与真实数据集上均进行了测试．在主观评价上，本文方法在色彩准确度、纹理细节重建方面更接近真实图像；在客观指标上，特别地，在噪声强度为15时，本文方法的峰值信噪比在Kodak、Mc Master、WED-CDM和Urban100数据集上均为最优指标，分别为32.33 dB、32.44 dB、32.22 dB及31.67 dB，最大可优于同数据集次优指标0.24 dB．在真实数据集上的峰值信噪比为28.98 dB，相较于传统图像信号处理方法 FlexISP、SEM和ADMM，峰值信噪比均高出至少17 dB，相比于基于深度学习的RAW图像重建方法 Deepjoint和MGCC-B峰值信噪比分别提升了4.03 dB和1.55 dB.

当构网型单元处于限功率运行与故障等工况下，传统孤岛交直流混合微电网群分布式协同控制方法易造成交流子微网母线电压与频率失去支撑，进而导致系统失稳．为解决上述问题，本文提出了一种面向构网型单元限功率运行与故障工况的孤岛交直流混合微电网群分布式协同控制策略．当子微网构网型单元处于限功率运行或故障工况时，首先，在构网型单元异常子微网变换器控制层，构网型单元将输出功率钳位于最大值或退出运行，跟网型单元通过与互联变换器进行二次协同控制，实现功率的合理分配；其次，在网间互联变换器控制层，与构网型单元异常子微网相连的互联变换器转为构网型控制模式，为构网型单元异常子微网提供母线电压与频率支撑，其余互联变换器按照正常子微网自身剩余容量分担构网型单元异常子微网所需的支撑功率．多工况下的仿真结果表明，当负荷连续增加，构网型单元处于限功率运行工况时，所提分布式协同控制策略可通过网间互联变换器的变模式运行，实现构网型单元异常子微网交流母线电压与频率的快速恢复、跟网型单元输出功率的精准分配；当构网型单元处于故障工况时，所提分布式协同控制策略可以有效解决构网型单元异常子微网因交流母线电压与频率失去支撑导致的失稳问题．

超声疲劳试验可快速获得材料在超高周寿命区间的疲劳性能．试验应力计算是超高周疲劳试验的关键内容，其决定了试验数据的准确性，但目前研究人员在计算试验应力时均未考虑超声变幅杆和试样的耦合作用．针对这一问题，本文采用数值模拟方法对超声变幅杆和试样进行了动力学分析，并对超声变幅杆和试样的端部振幅进行了测量．结果表明：考虑超声变幅杆和试样耦合作用得到的振幅与试验测量结果误差最大仅为5.4%，而传统解析法的误差可达25.5%；进一步对比发现材料阻尼对共振频率的影响较大，而外加静态载荷对超声疲劳系统的动力学行为的影响可以忽略；本文中以EH690钢试验获得的S-N曲线为例进行了应力修正，发现经整体法修正后的疲劳应力要高于解析法确定的应力水平．

热舒适度是衡量室内环境质量和影响人类健康的重要指标之一，是建筑、空调控制等系统智能化的重要参考依据，同时能够有效降低建筑热环境控制的能源需求．目前可穿戴设备如智能手环、柔性传感器等已广泛应用，可构建人体的健康大数据．但由于存在个体差异因素，不同个体对相同热环境所表现的生理热反应不同，基于单一个人的热舒适模型难以对群体热状态实现有效地预测．考虑到以往研究样本量相对较小、模型复杂难以部署等局限性，本文建立人工气候室，利用环境传感器和可穿戴设备收集了60名受试者的热舒适数据，采用机器学习实现人体热舒适度建模与预测．研究考虑身高、体重、性别等个体差异因素，采用XGBoost、随机森林和SVC共3种机器学习算法，得到了基于人体生理参数的增强型预测热态模型并对热舒适度进行分类．结果表明：对皮肤温度及其梯度进行归一化处理发现，归一化过程能够将冷不舒适、舒适、热不舒适3种状态拉开，有利于SVC算法在高维空间寻找最优超平面，对特征进行分类．对比归一化前后随机森林模型的特征重要性发现，归一化过程降低了体重、身高、性别等个体差异对模型预测效果的影响程度；在XGBoost、随机森林和SVC这3种机器学习算法中，SVC在测试集上的准确率和3种热状态的AUC值都高于XGBoost和随机森林，其分类效果和泛化能力最好．

针对新一代核领域事故容错材料SiC燃料元件包壳的焊接需求，采用低温AgCuInTi钎料成功钎焊连接了SiC陶瓷与Kovar合金，通过优化钎焊工艺参数获得了组织性能最优的SiC/Kovar接头，并对接头的连接机理进行了分析，建立了界面组织-力学性能-断裂行为之间的联系.结果表明，760℃保温10 min的SiC/Kovar钎焊接头的界面组织可以分为3个特征区，即陶瓷侧的反应层、接头中部的钎缝区和金属侧的扩散区.金属母材向液相中溶解的Ni元素同Si C陶瓷反应是接头形成的关键.反应层主要由Ni₃Si₂+Ni₂Si+石墨组成的多层结构，钎缝区主要由Ag（s,s）、Cu（s,s）、Cu₇In₃、Ti Ni₃和Ni₁₆Si₇Ti₆组成，扩散区则主要为（Fe,Co）固溶体和剩余液相形成的Ag（s,s）和Cu₇In₃相.钎焊温度的升高并未改变接头中的相组成，仍可分为3个特征区，但各特征区的宽度变化明显．当钎焊温度由720℃增加至800℃时，金属侧扩散区的宽度增加明显，陶瓷侧反应层的宽度由0.4μm显著增加至8.4μm，而钎缝区的宽度由123μm降低至53μm.接头的抗剪强度随钎焊温度的升高呈现出先增加后降低的变化趋势.当钎焊温度为760℃、保温10 min时，接头的抗剪强度最高为72 MPa.温度的增加导致接头界面中脆性化合物增加，残余应力增大，接头抗剪强度因此下降.断裂发生在钎缝边缘，随后沿着钎缝中的脆性Cu₇In₃和TiNi₃扩展至陶瓷基体，使得接头失效．

驾驶员的情绪变化会直接影响其驾驶行为．目前对于驾驶员行为预测的研究依然采用统计分析的方式，无法反映情绪状态对驾驶员行为的影响，导致对驾驶员动力需求的预判存在信息偏差．为此，针对实际驾驶过程中的驾驶员情绪状态判断，提出了满足实车应用的驾驶员情绪识别算法，同时设计试验研究了不同情绪间驾驶行为的特征差异．首先，针对车载计算单元相对不足的问题，结合人脸动作单元和面部表情编码系统，简化了高兴和愤怒两种表情的面部关键点，进而降低特征维度．然后，使用支持向量机分别建立了两种情绪的识别模型，通过网格搜索算法优化了模型参数，提升离线识别准确率．最后，结合情绪诱导设计了实车道路试验，基于通用计算平台测试了模型的在线识别效果，同时对比了驾驶员在高兴和愤怒时的驾驶行为以及车辆运行差异．结果表明：利用简化特征建立的高兴和愤怒识别模型，数据集离线测试的准确率分别达到了84.45%和84.43%；通用计算平台的测试结果显示该算法满足车载实时应用的需求，与情绪诱导结果对应，能够在线识别驾驶员的情绪状态；与高兴情绪相比，驾驶员在愤怒情绪下的驾驶行为更加激进，加速踏板的操作从长期维持不变转为周期性的剧烈踩踏，踏板频谱幅值最大提高了165.1%，整车油耗最大增加了14.2%.

软体机器人具有灵活度高、人机交互安全等优势，在操作易碎物体和非结构化环境中具有广阔应用前景.气动软体驱动器是构建软体机器人的重要部件之一，其特性直接影响到软体机器人的性能.针对气动网格型软体驱动器，从腔室侧壁膨胀角和驱动器弯曲角度的非线性关系出发，基于赫兹接触理论和Yeoh超弹性不可压缩材料的非线性本构方程，建立了多腔室气动网格软体驱动器的准静态力学模型.该模型考虑了超弹性材料变形和多腔室侧壁膨胀接触几何非线性特点，能够准确描述不同输入气压与驱动器弯曲角度和顶端输出力的关系.根据仿生思想设计了一种多腔室复合弯曲多腔室气动网格驱动器结构，并基于该结构分别通过有限元仿真和实验对提出的解析模型进行验证.结果表明，解析模型计算结果与有限元仿真结果、实验结果最大差异均不超过10%.该气动网格软体驱动器解析模型具有较好的准确性.

在构建三维零件的增材制造过程中，零件的成形几何精度受到多种因素的制约，导致实际成形零件的尺寸和形状与原始设计的边界表示(B-rep)模型存在偏差．在须依赖于模型分层处理的增材制造工艺中，分层误差和制造工艺误差对于零件几何尺寸的影响最为显著．为了减少几何误差，通常在预处理阶段对STL模型进行误差预补偿．本文提出了一种基于三角网格顶点邻域双映射的误差补偿方法，通过重建STL模型三角网格顶点的拓扑关系，消除冗余信息并优化顶点邻域的三角面片索引链表，并依据三角面片与顶点的法向量方向映射关系，以及几何误差模型预测值与顶点偏移量的距离映射关系，结合三角面片权重计算顶点的误差补偿量，最终生成经过补偿的STL模型．为验证所提出方法的有效性，本文以砂型黏结剂喷射(BJ)工艺为例，对于所设计的多特征砂型标准件进行几何误差补偿前后的实验对比，结果表明：经过补偿后的标准件，其相对误差降幅均在63.00%以上，打印零件的成形精度得到了大幅提升．

低温吸附法处理激光尾气中的H₂相较于传统尾气处理方法具有体积小、质量轻、运行成本低、无振动噪声等特点，其关键问题是开发低温低压条件下高性能的H₂吸附剂．以石墨片微元构建多孔活性炭模型，使用巨正则蒙特卡罗（GCMC）模拟探究H₂在多孔活性炭中的吸附行为，通过考察多种因素的影响，期望获得更高的H₂吸附量．计算使用pcff力场，范德华相互作用采用Lennard-Jones 12-6形式，将计算得到的H₂吸附等温线以及模型的BET参数与实验值对比，验证了模型和力场的准确性．之后探究了石墨片微元尺度、多孔活性炭密度和吸附温度对H₂吸附的影响．结果显示：石墨片微元尺度对H₂的吸附有较大影响，由1环构建的模型性能最差，由19环构建的模型性能最好，从吸附性能来看，在单一石墨微元模型和混合石墨微元模型中均满足19环>37环>7环>1环；在所建立的0.5～1.3 g/cm³模型密度范围内，存在最优密度1.1 g/cm³，此时能够获得最大H₂吸附量，比表面积和孔径分布二者共同作用影响吸附性能；温度对H₂低温吸附有较大影响，当吸附温度升高5 K和10 K时，吸附量分别下降了19.1%和36.8%，因此加强吸附过程中的散热和优化吸附床结构可以提高氢气的吸附量．

CO₂甲烷化反应被认为是解决CO₂利用难题的重要手段之一，其中NiO/MgO催化剂具有广阔的应用前景，如何提高NiO/MgO催化剂的比表面积成为其实际应用的关键．本文通过沉积-沉淀法在高比表面积的SiO₂载体上负载NiO/MgO催化剂，制备出了NiO/MgO/SiO₂催化剂．研究了MgO含量、催化剂煅烧温度和还原温度对催化剂结构和甲烷化性能的影响．采用X射线衍射、程序升温还原、N₂吸附-脱附等温线、程序升温脱附、X射线光电子能谱和场发射透射电子显微镜等技术手段对催化剂进行了表征．结果表明，合适的MgO含量既能够对SiO₂形成较好的阻隔以避免NiO与SiO₂的反应，又可与NiO形成对甲烷化有利的Ni_1-xMg_xO固溶体．适当的煅烧温度能够在形成Ni_1-xMg_xO固溶体的同时避免对反应不利的Ni Mg SiO₄的形成．此外，通过调控还原温度还能够调变Ni⁰和Ni_1-xMg_xO的比例，从而使二者在催化体系中起到协同作用，促进CO₂甲烷化反应．30%MgO含量、550℃煅烧、550℃还原后的Ni30MgSi-550-550R催化剂在CO₂甲烷化反应催化剂性能测试中表现出最佳的催化活性，且在350℃、30 000 mL/（g·h）空速的测试条件下展现出200 h的稳定性，这是由于在催化剂表面具有适当的Ni⁰/Ni_1-xMg_xO比例和对应的充足的H₂和CO₂活化位点．在高比表面积的SiO₂上负载NiO/MgO催化剂、在SiO₂表面进行固相反应和通过还原温度调控Ni⁰-Ni_1-xMg_xO活性对的策略为用于CO₂甲烷化反应的催化剂设计提供了一种新思路．

针对熔融硅酸盐环境沉积物(CMAS)侵蚀诱发含冷却孔热障涂层结构热防护性能下降的问题，研究了不同吹风比下的CMAS的非均匀侵蚀行为及其对热障涂层(TBCs)隔热性能的影响．在Fluent软件中，考虑热传导、热对流和热辐射(热辐射使用离散纵坐标辐射模型)，建立共轭传热模型得到了在吹风比为1.5、1.0和0.5时TBC-气膜冷却系统的温度分布，在ABAQUS中建立三维相场模型(PFM)模拟CMAS的非均匀侵蚀行为，定量分析不同吹风比下CMAS侵蚀行为对TBC-气膜冷却系统温度分布的影响．分析了侵蚀300 h前后TBCs-气膜冷却系统温度场的变化，探讨了在不同吹风比下CMAS非均匀侵蚀对TBCs靠近主流入口、冷却孔入口前缘、冷却孔出口后缘和主流出口4个典型位置沿涂层厚度方向路径上热阻的影响．结果表明：TBC-气膜冷却系统在工作条件下具有三维温度梯度，沿主流流动方向和沿TBCs厚度方向上有较高的温度梯度，冷却孔附近区域温度分布的不均匀度高．陶瓷(TC)层中的CMAS浓度分布呈明显的不均匀性，在高温度区域内CMAS侵蚀速率更高，吹风比降低会引起TC层温度上升，温度不均匀性下降，CMAS的侵蚀程度增加，浓度分布的不均匀性下降．CMAS侵蚀会降低TBCs的隔热性能，吹风比为1.5、1.0和0.5时，侵蚀前后TBCs在靠近主流入口位置沿厚度方向路径上热阻下降率最高，分别为16.47%、17.13%和17.55%.CMAS侵蚀对TBCs在冷却孔出口后缘的隔热性能的影响较小，热阻在侵蚀前后的变化不大．

厌氧发酵和热解是生物质处置与利用的主流技术，各具优势．但厌氧发酵周期较长、转化效率低，沼渣处置难，可持续发展受限；热解气化产物复杂、气体热值低．基于此，本研究将热解工艺作为下游沼渣的处置方式以提高原料利用率，并通过发酵时间的梯度控制缩短工艺周期，进而提出生物质适度厌氧发酵耦合热解的新思路．结果表明，厌氧发酵中前期具有较快的产甲烷效率，前5 d的平均每日甲烷产量可达24.43 mL/（g TS），而中后期的工艺效率相对较低，这为梯度厌氧发酵耦合热解工艺提供了契机．此外，适度厌氧发酵对玉米秸秆起到一定解聚作用，有利于促进沼渣热解过程的传热传质；而随着发酵梯度的进一步增加，其结构解聚的促进作用将不能弥补有机质降解对热解气收率产生的负向作用．从耦合系统总能量收率方面来看，随着发酵梯度的增加，呈现出先快速上升后趋于平稳趋势．当发酵梯度为12 d时，耦合系统总能量收率达到9.60 MJ/（kg TS），与后续发酵梯度下耦合系统总能量收率差异并不显著(9.24～9.49 MJ/（kg TS）)，但前者的工艺周期更短．因此，综合时间成本等因素，玉米秸秆适度厌氧发酵（发酵12 d）耦合热解系统呈现最佳工艺性能．该方案下可达到较高的总能量收率，同时获得25.33%质量转化率、24.39%的CO₂排放率以及39.76%的碳效率，可为生物质清洁、高效的处置与利用提供潜在技术路径．

针对基于冷金属过渡(CMT)技术的镁合金摆动电弧增材制造(WAAM)过程，采用流体体积(VOF)法和动网格(DM)技术建立了分别考虑熔滴和熔池受力情况的三维瞬态数值模型，研究了熔滴过渡和熔池流动过程中的温度场和速度场变化.结果表明，相应试验结果验证了所建立数值模型的有效性，熔池和熔滴尺寸参数模拟的误差均在10%之内.在CMT-WAAM开始阶段，基板表面和焊丝在电弧热作用下熔化分别形成熔池和熔滴．在焊丝向熔池送进过程中，熔滴不断长大，并在表面张力作用下长成球形．熔滴金属的热量主要通过热传导的形式向熔池传递，熔池最高温度随着熔滴金属的过渡而升高，熔池最高温度可达2 100.0 K；随着焊丝的回抽，熔池最高温度降低至1 763.6 K．随着焊丝向熔池送进，熔滴的最大速度从1.87 m/s逐渐减小到1.07 m/s，而熔池的最大速度仅为0.87 m/s．当熔滴金属前端与熔池发生接触后，液态金属的最大速度可达到4.21 m/s；随着焊丝的机械回抽，液态金属的最大速度在1.69～4.90 m/s范围内波动．当熔滴与熔池接触发生短路时，熔滴金属从熔池表面流向熔池底部和熔池两侧，增强了对熔池底部和熔池两侧的搅拌作用，使得熔池体积增加；当熔滴从焊丝端部脱离后，熔池中液态金属从熔池底部流向熔池表面和熔池两侧，熔池温度和流体速度随之降低，从而减缓了熔池体积的增加．此外，熔池自由表面在摆动电弧作用下呈现波浪式变形.

星敏感器在航天任务中通过对恒星进行识别以实现姿态测量，而星图识别算法作为其核心部分决定着星敏感器姿态定位的性能．针对现有的基于神经网络的星图识别算法难以在保证识别准确率的同时限制计算成本的问题，提出了一种基于注意力机制端到端轻量化网络MobileCiT的星图识别算法，用于直接识别星敏感器中的含噪声星图．MobileCiT在卷积神经网络的基础上采用深度可分离卷积和改进前置倒残差结构以实现星图识别算法的轻量化，同时引入注意力机制以重点关注星点位置信息．此外，由于实拍星图的成本高，噪声不可控，采用基于小孔成像的坐标映射模型以生成含噪声的仿真星图训练集与测试集．实验结果表明，Mobile Ci T对含不同噪声星图的识别准确率为99.850%，高于现有的基于轻量化网络MobileNet和Mobile Vi T的星图识别算法，对位置噪声、星等噪声、假星和缺失星均具有良好的鲁棒性，能够在无需背景去噪、连通域检测、星点质心提取等预处理操作的情况下实现高精度的星图识别．MobileCiT在提升识别精度的同时具有较低的计算成本，计算量仅为基于Mobile ViT网络算法的1/3．在此基础上，将MobileCiT与基于子图同构的星图识别算法和基于模式识别的星图识别算法进行对比．在相同的视场范围与噪声条件下，MobileCiT依旧表现出了更高的识别准确率与更强的鲁棒性，这进一步验证了MobileCiT相对于传统星图识别算法的先进性．

在“双碳”背景下，采用水电解技术制备绿色可持续的氢能源来替代化石能源逐渐成为研究热点．目前，成熟的电解制氢技术均以纯水为原料．但是，由于淡水资源危机的加剧，直接电解海水制氢成为很有前景的替代方案．然而，由于海水自身的特性，如低电导率及复杂的盐分组成，导致了电极腐蚀、催化剂中毒、活性位点阻塞等问题，大大增加了直接电解海水制氢的难度．因此，本文针对直接电解海水制氢技术面临的挑战进行了深入探讨，并系统梳理了近期报道中提出的解决策略与工作进展．首先，阐述了通过掺杂改性、缺陷构造以及界面工程等手段优化电催化剂性能的方法，旨在提升催化剂的活性和选择性，使其在低电导率的环境中仍能高效催化析氢和析氧反应．其次，讨论了在电极表面构建耐腐蚀层或离子阻挡层的技术，以有效抵御海水中的腐蚀性离子对电极材料的侵蚀，以延长其使用寿命．此外，还介绍了通过设计特定的电极结构，创造出有利于电化学反应局部环境的方案，促进离子传输并抑制竞争反应的发生．这些工作揭示了通过合理设计电催化剂、优化电极结构和构建有效的防护层，有望克服海水特性所带来的催化障碍，推动直接电解海水制氢技术向商业化迈进．本文最后对该领域的发展前景进行了分析和展望，以期为直接电解海水制氢催化剂的设计提供参考，为全球能源转型和“双碳”目标的达成提供有力支撑．

本文介绍了在650℃下对采用钨极氩弧(TIG)焊和激光焊的两种堵管接头进行蠕变-疲劳寿命评估的情况，以评价其作为高温反应堆焊接堵管技术的可靠性.首先，采用热弹塑性有限元法计算了两种堵管接头的残余应力.然后，将残余应力结果作为输入条件，计算了堵管接头在正常运行期间的应力松弛行为和不同瞬态下的应变范围.根据时间分数规则(TFR)，计算了TIG焊和激光焊堵管接头在服役过程中的蠕变损伤和疲劳损伤．最后，依据ASMENH和RCC-MRx标准提供的蠕变-疲劳损伤包络线预测了堵管接头的蠕变-疲劳寿命．结果表明，激光焊堵管焊缝的冷却速率比TIG焊堵管焊缝高60%，这导致了激光焊堵管焊缝有更加细化的晶粒和更高的残余应力水平.堵管焊缝根部存在明显的应力集中现象，且为残余拉应力，是堵管接头中最容易失效的位置.在堵管接头服役过程中，由于蠕变变形，残余应力会发生松弛.同时，残余应力的存在会对蠕变应变的产生有显著影响，但随服役时间的延长，残余应力的影响会逐渐减弱.相同的服役时间下，激光焊堵管接头的蠕变损伤和疲劳损伤均高于TIG焊堵管接头，蠕变损伤占主导地位．此外，TIG堵管接头的蠕变-疲劳预测寿命比激光焊堵管接头长20%左右.即使采用最保守的ASME-NH交互损伤曲线，两种堵管接头的蠕变-疲劳寿命也超过了40 a，验证了两种焊接堵管技术的可靠性.

最近的研究表明，音乐家对声音的辨别能力比非音乐家更强．然而，关于音乐经验能否增强频率相关音乐特征的感知尚无共识．本研究从行为学表现和神经反应两个维度探究音乐经验对感知频率相关音乐特征的潜在影响．实验采用oddball范式，选取音高、音程以及和弦作为表征频率相关音乐特征的感知内容．实验过程记录了两组受试者(有音乐经验受试者作为音乐组，无音乐经验受试者作为对照组)在主动辨识任务中的行为学反应和脑电图(EEG)数据，对其进行事件相关电位和微状态分析．行为学结果发现，音乐组识别偏差刺激的正确率更高、反应时间更短．事件相关电位分析结果发现，在初级听觉皮层反应(N1成分)上音乐组与对照组之间并未观察到统计学意义上的明显差异．然而，音乐组的失匹配负波(MMN)潜伏期更短，与更深层次认知加工相关的P3b响应明显增强．在P3b对应时间窗内进一步的微状态分析结果显示，在和弦感知任务中音乐组的各项微状态特征参数(全局解释方差、覆盖率、持续时间)显著更高．结合脑地形图分析发现，音乐经验增强了顶叶区域的激活强度并扩大了激活范围．以上结果表明，音乐经验虽在声音感知的初步处理阶段影响有限，但在信息处理的后期加工阶段能显著提升个体对声音的敏感度与认知加工效率．

由苦参、蛇床子、黄柏和白鲜皮四味中药材组成的复方苦参外用洗剂，因其抗菌效果而广泛应用于临床．然而，目前尚不明确复方苦参洗剂中哪些成分对于抗菌是显著有效的．本文以复方苦参洗剂为研究对象，应用化学计量法建立复方苦参中化学成分与其对金黄色葡萄球菌抑制活性之间的组效关系模型，并通过支持向量回归(SVR)的平均影响值(MIV)法识别出复方苦参中作用显著的抑菌成分．采用HPLC-UV法建立复方苦参醇提物的指纹图谱的检测方法，用该检测方法检测了43批次不同配方或不同提取工艺得到的复方苦参醇提物，并采用内标法对43批次样品中35个共有峰进行了定量分析，采用UPLC-MS/MS对共有峰进行了定性分析．采用分光光度法测定了该43批次样品对金黄色葡萄球菌的抑制率，然后利用PSO-SVR模型建立各成分与抗菌效果的组效关系模型．在该PSO-SVR模型的基础上，采用平均影响值法识别出复方苦参洗剂中抑菌效果显著的成分．结果表明，显著抑菌活性成分为异苦参酮、非洲防己碱、小檗碱、异茴芹内酯、苦参新醇O、黄柏碱、木兰花碱、苦参酮和蛇床子素，这些成分的抑菌作用均有文献报道．本文抑菌活性成分的识别结果可为今后抑菌药物的研发提供参考．

零样本动作识别旨在从已知类别的动作样本数据中学习知识，并将其迁移到未知的动作类别上，从而实现对未知动作样本的识别和分类．现有的零样本动作识别模型依赖有限的训练数据，可学习到的先验知识有限，难以将视觉特征准确地映射到语义标签上，是限制零样本学习性能提升的关键因素．针对上述问题，本文提出了一种引入外部知识数据库和CLIP模型的零样本学习框架，利用多模态CLIP模型通过自监督对比学习方式积累的知识，来扩充零样本动作识别模型的先验知识．同时，设计了时序编码器，以弥补CLIP模型时序建模能力的欠缺．为了使模型学习到更丰富的语义特征，缩小视觉特征和语义标签之间的语义鸿沟，本文扩展了已知动作类别的语义标签，用更为详细的描述语句代替简单的文本标签，丰富了文本表示的语义信息；在此基础上，在模型外部构建了一个知识数据库，在不增加模型参数规模的条件下为模型提供额外的辅助信息，强化视觉特征与文本特征表示之间的关联关系．最后，本文遵循零样本学习规范，对模型进行微调，使其适应零样本动作识别任务，提高了模型的泛化能力．所提方法在HMDB51和UCF101两个主流数据集上进行了广泛实验，实验数据表明，该方法的识别性能相比目前的先进方法在上述两个数据集上分别提升了3.8%和2.3%，充分体现了所提方法的有效性．

光伏发电因其符合“双碳”战略而成为研究热点．为了解决光伏组件因为运行温度过高导致的转换效率低、使用寿命短的问题，已有学者提出了光伏组件自然通风冷却系统，本文在此系统的基础上增加了肋片，旨在利用自然通风+肋片强化光伏组件处的散热．本文建立了带有肋片的光伏组件自然通风冷却系统的数值仿真模型，采用FLUENT软件模拟研究了9组肋片间距(0.2 D～1.0 D)和7组肋片高度(0.2 H～1.4 H)下光伏组件平均温度和转换效率的变化规律．模拟时的基准肋片布置为肋片间距D=68 mm，即肋片数量为10时的肋片间距；肋片高度H=100 mm．研究发现：将肋片高度固定为100 mm、肋片间距为0.4 D时，光伏组件平均温度最小为55.16℃，光电转换效率最大为17.29%．将肋片间距固定为0.4 D即27.2 mm，随着肋片高度从0.2 H增加到1.2 H，光伏组件平均温度逐渐减小直至趋于稳定(趋于稳定的温度为54.73℃)，光电转换效率逐渐增大直至趋于稳定(趋于稳定的效率为17.32%)．应用于光伏组件自然通风冷却系统的优化肋片布置形式为：肋片间距0.4 D即27.2 mm，肋片高度1.2 H即120 mm．当环境温度为35℃、太阳辐射强度为800 W/m2时，与无肋片相比，光伏组件自然通风冷却系统在优化肋片布置下可将光伏组件的平均温度降低6.24℃，光电转换效率提高0.56%．本研究可为光伏产业的提质增效提供一定的理论指导．

人工耳蜗(CI)作为一种先进的神经假体，为重度至极重度听力损失患者提供了听力恢复的可能性．然而，目前CI患者植入后临床听觉康复评估结果呈现显著差异性．这种差异可能源于植入后大脑功能的重新组织及其多重因素综合作用．因此，研究人员正在努力开发客观评估方法，以准确评估人工耳蜗植入后大脑的可塑性．脑电图(EEG)由于其与CI的良好兼容性、操作的便捷性和非侵入性等特点，已成为一种具有重大临床应用前景的听觉康复客观评估手段．然而，CI的电刺激产生的大量伪迹对EEG信号的质量构成了严重干扰．这些伪迹使神经响应扭曲，难以从EEG记录中提取出准确可靠的大脑活动数据．目前，这一问题已成为利用脑电技术进行临床应用的主要障碍．以往研究中已尝试采用若干技术来降低伪迹的影响，但至今相关方法仍缺乏共识，且这些方法在广泛临床应用中的适应性仍有待验证．本文首先对CI伪迹的特性及其在EEG信号中的表现进行了详细介绍，进而全面回顾了目前脑电图中减少CI伪迹的处理技术进展，包括线性和非线性方法、时频分析技术以及基于统计和机器学习的算法等．进一步探讨了不同信号处理技术在实际应用中的效果和适应性，总结了这些技术的优势与局限性，对技术未来发展提出了展望．

气体驱动液固逆流化床是一种新型的逆流化床生物反应器，具有能耗低、颗粒磨损少、传质效率高等优点，在生物污水处理中具有巨大的应用前景．为开发其在高盐废水中的应用，明确盐水浓度对颗粒流动特性的影响规律，自行设计并搭建了一套中试规模的气体驱动液固逆流化床实验装置，通过实验观察与压降测试相结合的方法研究了颗粒的流动特性，包括床层的流型、流型转折速度、床层膨胀高度和固含率等．结果表明：随着气体表观速度的增加，颗粒床层经历了固定床区、过渡流化区、完全流化区和循环流化区4种流型，流型之间通过初始流化气速、最小完全流化气速、最小循环流化气速进行划分；相比于PE2.0颗粒，直径较大的PE4.0颗粒更难以流化；PE2.0和PE4.0颗粒的初始流化气速和最小完全流化气速皆随盐水浓度和颗粒装载量的增加而增加；PE2.0和PE4.0颗粒的最小循环气速同样随盐水浓度的增加而增加，但随颗粒装载量的增加，PE2.0颗粒的最小循环流化气速呈增加的趋势，而PE4.0颗粒的最小循环流化气速呈先下降后轻微上升的趋势．研究还发现，随着盐水浓度的增加，液固间密度差逐渐加大，颗粒流化越发困难，床层的膨胀高度随之下降，床层的平均固含率随之增加．以上所得的结果可为此类反应器的开发及工业应用提供基础数据和理论依据．

机器人遥操作，即人类操作者通过远程控制设备操纵机器人完成任务，实现了机器人的执行能力和人类操作者在非结构化环境中的决策能力的融合，已被广泛应用于各种工作要求复杂且对人类有潜在危险的领域.高效遥操作的关键因素之一在于能否为操作者提供良好的临场感，临场感取决于操作者对远程环境的身临其境的感知(视觉、触觉等感官反馈)以及对远程机器人精准、直观的控制.本文提出了一种基于视觉定位与虚拟现实技术的机器人遥操作方法，重建并传输远程场景的静态点云模型，利用Gen6D位姿估计算法根据RGB数据自动检测远程场景中的物体，然后将检测到的物体位姿信息传输到Unity虚拟现实场景中，定位虚拟物体，从而取代物体的点云模型.充分发挥虚拟现实的固有优势，沉浸式可视化重建后的远程场景，利用Unity物理引擎驱动虚拟物体，提高操作者的临场感.其次，提出一种人机解耦的信息物理(cyber-physical)映射模型，将操作者与远程机器人的控制回路解耦，消除了时延对遥操作的影响.最后，提出一种基于虚拟现实空间的自适应位置增量映射算法，根据虚拟机器人末端抓手与目标物体的距离改变位姿映射的比例，提高了遥操作的灵活性，并赋予虚拟现实遥操作避障的功能，保障了虚拟现实遥操作的安全性.

为研究结构工程中高强铝合金受弯构件的局部稳定性能，促进高强铝合金的实际应用，本文针对7个7075-T6铝合金工字形截面梁开展了局部稳定试验研究，包括4个弯剪加载试件和3个局部承压试件，并测量了7075-T6铝合金的材料力学性能和试件的初始局部几何缺陷，重点分析了试件的破坏形态、极限承载力、局部屈曲承载力和荷载-跨中竖向位移曲线．试验结果表明：7075-T6铝合金材料平均名义屈服强度可达约497 MPa，试件翼缘与腹板的平均初始局部几何缺陷幅值百分比分别为0.40%和0.10%．试验中4个弯剪加载试件发生弯剪屈曲破坏，形成拉力带；3个局部承压试件发生腹板局部屈曲破坏，腹板出现明显凸起．采用应变反转法确定了构件的局部屈曲荷载，发现构件的截面利用率和屈曲时应力水平均随着腹板高厚比的增大而降低．跨中加劲肋的布置能大幅度提高构件的承载力和延性．同时，根据试验得到的极限承载力结果，对比了现行欧洲规范(EN1999-1-1:2007Eurocode 9)、美国规范(Aluminum Design Manual 2020)和中国规范(GB 50429—2007)中设计方法的计算值，3个规范计算值与试验结果的平均比值分别为0.717、0.682和0.498，表明上述规范预测7075-T6高强铝合金工字形截面受弯构件在腹板屈曲情况下试件的极限承载力偏于保守，其中欧洲规范的预测结果更为准确．

输尿管内窥镜手术是目前针对肾结石的主流治疗方案，其外形细长、镜体柔软，能够灵活穿越人体自然腔道的内径狭窄的尿道和输尿管，检查视野范围更广，使医生能够更好地观察到病变区域．但一般的输尿管内窥镜仅配备单目摄像头进行配合手术操作，无法借助额外设备获取数据导致了其图像信息的匮乏；同时，相比于胃肠、鼻镜等手术场景，本研究的肾内场景在不具备公开数据集的同时，图像质量参差不齐，表面纹理细节不足，孔洞区域褶皱少，受模糊反光等干扰大，都易使深度估计受到影响针对以上问题，提出了一种基于改进风格迁移模型的深度估计方法．该方法首先根据术前CT图像重建肾脏内部腔道模型并提取中心路径，将虚拟内窥镜的摄像头设置在插值后的路径点上，构建了虚拟内窥镜漫游图像与深度估计图像一一对应的数据集，并基于此数据集训练了一个深度估计模型；随后，使用添加高效通道注意力(ECA)模块的改进风格迁移模型，将真实内窥镜图像域迁移至虚拟内窥镜图像域；最后，再将经由风格迁移产生的虚拟内窥镜图像送入上述训练得来的深度估计模型中，最终实现真实内窥镜图像的深度估计．所提方法的可行性及有效性在输尿管钬激光碎石术的图像中得到验证．

针对多类型异构终端广泛接入造成虚拟电厂(VPP)网络攻击接口激增致使传统安全防护方法难以抵御网络内部攻击的能力，无法实现终端持续高可靠接入的问题，本文提出一种基于私有链的VPP异构接入终端轻量级信任评价方法，实现VPP异构终端安全、准确和高效的信任评价．首先，通过研究各类异构接入终端交互特性，建立面向VPP各类异构终端的虚拟映射机制，提出基于信息熵的VPP异构终端多因素信任评价方法，综合考虑终端通信行为、数据质量和传输速率3种信任因素，采用信息熵对各类信任值进行融合加权计算，避免信任权重的主观分配，提升VPP异构终端信任评价精度；其次，提出一种基于私有链的海量异构终端信任参数共识方法，设计全节点共识验证机制实现对上链信任参数进行可靠性筛选，有效验证信任参数上链的合法性与真实性，并采用Merkle山脉逐层构建信任参数根哈希值，改进传统私有链区块结构，降低信任参数存储和计算复杂度，实现信任参数的轻量化存储与计算．最后，构建了包含风电场、光伏、储能以及各类异构终端的10 kV虚拟电厂接入终端信任评价仿真算例．仿真结果表明，较现有信任评估方法，本文所提方法可有效抵御诽谤、ON-OFF等网络内部攻击，实现了异构终端安全、精准和轻量的信任评价．

数字图像相关(DIC)方法是一种广泛使用的实验变形测量技术．进一步提高测量精度是当前DIC技术研究的重要方向，建立综合考虑多种误差源的误差理论模型对于研究DIC方法中各种误差的比重和相互耦合关系至关重要．本文提出了一种基于频域分析的DIC方法综合误差理论模型，该模型从系统论的角度出发，将插值和噪声视为两个系统，给出了插值和噪声的传递函数与DIC误差之间的定量关系．为了方便计算，本文给出了该模型中各种参数的简便计算方法．本文提出的误差模型可以预测DIC方法中各种误差源，包括由亚像素插值引起的系统误差、由图像灰度噪声引起的随机误差，以及它们之间的耦合效果．为了验证上述理论模型的正确性，本文进行了数值实验测试，实验结果与理论预测结果吻合良好．理论和数值实验结果表明：各种参数下，散斑半径越小，系统误差越大；噪声水平越高，随机误差越大；并且，噪声水平的提高也会使耦合误差增大．

在海岸地区，泥沙运动对地形演变有着显著影响，而泥沙颗粒受到的拖曳力是引起运动的主要作用力．在采用离散颗粒模型研究泥沙运动时，颗粒拖曳力的准确性直接决定了泥沙运动规律计算的合理性，因此研究波浪作用下床(壁)面附近泥沙颗粒的受力对于深入了解泥沙运动规律具有重要意义．采用颗粒解析模型对不同周期振荡流作用下单个泥沙颗粒在近壁面不同距离处的受力进行了模拟分析．模拟结果表明：在相同雷诺数情况下，周期越大，拖曳力系数越小；壁面距离越小，拖曳力系数越大，当距离增大至5倍粒径以上时，壁面的影响不明显．借鉴振荡流作用下圆柱的拖曳力系数，根据模拟结果拟合了振荡流作用下颗粒拖曳力系数随斯托克斯数和雷诺数变化的周期修正公式；借鉴明渠流中颗粒拖曳力系数的壁面修正形式，拟合了拖曳力系数随壁面距离和雷诺数变化的壁面修正公式．

步态不对称是大多数偏瘫患者的一个重要临床特征，研究表明偏瘫患者穿戴单侧外骨骼可以有效改善步态对称性．导纳控制是一种经典的柔顺控制方法，而现有研究中关于将导纳控制应用于下肢康复外骨骼，未证明选择合适的导纳刚度对偏瘫患者个体的步态对称性恢复是有帮助的．为满足偏瘫患者步态恢复和人机交互柔顺性的需求，本研究设计开发了单侧髋关节外骨骼及导纳控制系统，并通过动力学建模和控制系统仿真得到导纳参数对外骨骼柔顺程度的影响规律．通过对比真实患者和模拟偏瘫患者的步态特征，本研究验证了在小腿绑缚体重10%重物的人工阻碍的有效性．本研究以8名健康人为实验对象，在实时运动分析与训练交互实验室平台上进行了正常行走实验、穿戴人工阻碍的模拟偏瘫患者行走实验、穿戴人工阻碍和外骨骼助力的10组不同导纳刚度步态恢复实验以及一致性验证实验．实验结果表明：单侧外骨骼导纳控制对步态对称性的改善有显著性效果(p<0.01)，并且髋关节外骨骼导纳控制的刚度参数选择因个体差异而异，证明需要针对个体差异特性进行定制化刚度系数设计．本研究初步证明了通过调整刚度参数可以为存在个体差异的下肢步行功能障碍者提供步态辅助以改善其步态对称性，为后续进行在线导纳参数优化和实现个性化步态辅助研究奠定了基础．

人类会对图像中自己感兴趣的区域给予更多关注，所以发生在这些区域的失真更容易影响人类的主观质量分数，而传统的图像质量评价(IQA)方法并未考虑到图像中不同区域受到关注度的差异，导致预测分数与主观质量分数的拟合程度较低．针对上述问题，本文利用显著图对图像中受关注区域的突出表达能力，提出了一种基于显著性双流图像质量评价(SDS-IQA)方法．该方法采用显著图分支和原始图分支组成的双流分层结构，从整体和重点两个方面实现图像的多尺度失真感知，并通过双重注意力在所有维度上体现特征的重要性差异．SDS-IQA在特征提取阶段通过在显著图分支使用空间注意力来体现尺度空间上的关注度差别，并通过空间注意力权重来强化原始图分支的失真信息表达，在特征融合阶段使用门控注意力强化通道间的交互，使通道间的关注度差异在融合时得到体现，最终实现对受关注区域中失真的重点表征．实验结果表明，该方法在3个合成数据集(LIVE,TID2013,CSIQ)上的皮尔森线性相关系数分别达到0.976、0.896和0.865，在2个真实数据集(LIVEC,Kon IQ-10k)上分别达到0.869和0.877，证明SDS-IQA的预测结果与人类主观评价有良好的拟合性．

针对机器人示教编程过程中使用高斯混合模型(GMM)规划运动轨迹时存在的高斯分布个数难以选择、复现轨迹精度较低等问题，提出了一种复合的机器人运动轨迹学习策略．该策略包含动态时间规整(DTW)算法、高斯混合模型与道格拉斯-普克(DP)算法．首先，针对示教过程中采集的多条轨迹在时间长度上存在差异的问题，采用DTW算法来统一示教轨迹在时域上的变化．其次，使用GMM算法对示教轨迹的特征进行提取，并利用高斯混合回归(GMR)算法将其重构为复现轨迹．在这个过程中采用DP算法来预估GMM算法的关键参数高斯分布的数量，与传统方法相比，能够简单直观地得到相对准确的参数值．利用DP算法对复现轨迹的数据点进行稀疏化并优化，不仅确保了机器人最终运动轨迹的精度，而且大幅减少了最终轨迹数据点的数量．最后，进行了不同形状的模拟焊接轨迹学习规划实验．结果表明：经由DTW对齐后的示教轨迹具有更加明显的运动特征，经过GMM-GMR学习输出的复现轨迹具有良好的表征结果；在使用GMM-GMR算法学习示教轨迹的过程中，采用DP算法可以有效预估高斯分布个数；经过DP算法稀疏化并优化的最终轨迹的平均位置误差均在0.500 mm以内，其最大误差可以控制在0.800 mm以内，可以满足焊接轨迹规划的精度要求，验证了该策略的有效性和优越性．

能量代谢率作为影响人体热舒适的重要参数，其自身与许多因素相关.本研究以活动强度和服装两个人体行为因素以及温度和湿度两个外界环境因素为变量开展实验，并进一步讨论了它们对能量代谢率的影响.实验结果表明，活动强度在由静坐增加至2 km/h静走以及后续步行速度每次增加2 km/h后，人体的能量代谢率并不立即突变，而是会经历一个上升期，后在5 min之内趋于稳定，稳定后的能量代谢率数值随活动强度的增加而显著上升(p<0.001)．温度对人体能量代谢率影响存在差异，这与活动强度相关，当人体处于较低活动强度时，冷或偏凉环境下温度的变化更能影响到能量代谢率，而在偏暖或热环境下温度的变化对其没有显著影响；恰恰相反的是，当人体处于较高活动强度时，偏暖或热环境下温度的变化更容易对能量代谢率产生影响，而在冷或偏凉环境下温度的变化则不容易对其产生影响．对于在寒冷环境下以较低活动强度运动的受试者，穿着更厚的服装可以起到保暖作用，降低了其能量代谢率．然而不同环境湿度下受试者的能量代谢率几乎没有差异(p>0.050)，对于静坐和2 km/h、4 km/h和6 km/h的静走活动，50%和60%湿度工况代谢率分别平均相差0.8%、1.6%、2.5%和1.8%;60%和80%湿度工况代谢率分别平均相差4.5%、1.4%、1.7%和1.5%;50%和80%湿度工况代谢率分别平均相差5.2%、2.3%、2.2%和1.5%，即环境湿度对人体的能量代谢率的影响很小.研究结果对阐明能量代谢率与行为因素和热环境之间的关系具有重要意义.

将富含氧气的灌溉水通过地下滴灌输入到作物根区可实现作物根区土壤水、肥、气和微生境的精量调控，传统的加氧装置产生的气泡粒径较大，致使到达根部的氧气含量较低，已经成为加氧滴灌发展的瓶颈问题之一．微纳米气泡具有在水中上升速度慢、存在时间长的特点，与加氧滴灌技术相结合，可以有效解决灌溉水到达作物根部氧气含量少的问题．基于此，本文以番茄为研究对象，选择定植期、开花坐果期、果实膨大期、盛果期4种生长期的设施番茄进行微纳米气泡灌溉，系统研究微纳米气泡水地下滴灌对设施番茄生长、产量及品质、土壤肥力的影响规律．结果表明，随着加气水平的提高，设施番茄的产量、品质及生长均有所提升，其中设施番茄产量提高显著，达23.98%，这是由于微纳米气泡可主要促进土壤中氮含量的提升，进而极大影响了植物根系中根尖数的数量，有利于根系对土壤中氮、磷、钾的吸收效率，进而提升作物产量与品质，其中可溶性固形物、可溶性糖、维生素C含量分别提高20.31%、34.48%、34.13%．综合考虑，全生育期加气是最为合适的设施番茄加气灌溉模式，该研究可为设施番茄水肥气一体化高效种植提供技术支持．

钛合金骨植入物在骨科临床中得到了越来越广泛的应用，但其较高的弹性模量、较差的抑菌性能及固有的生物惰性等易造成应力遮挡、术后感染以及松动等问题，从而对术后恢复造成较大负面影响．针对这些问题，本研究以3D打印技术获得的力学性能优异的多孔Ti-6Al-4V合金骨植入材料为研究对象，通过阳极氧化工艺在植入物材料表面制得TiO₂微纳结构活性层，并通过光还原的方法负载纳米银颗粒，在对其进行结构优化的基础上深入探讨其结构与亲水性、耐蚀性、抑菌性之间的关系．研究结果表明：3D打印多孔钛合金通过两次阳极氧化可在其表面生成规整TiO₂微纳结构活性层，显著提高了骨植入材料的生物活性和在模拟体液中的耐蚀性，负载微量的Ag纳米颗粒后亲水性变化不大，但抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌黏附和增值的效果显著．本研究对3D打印生物医用多孔钛合金骨植入物的开发与实际应用提供了重要参考．

挥发性有机物（VOCs）的大量排放会导致环境污染和健康危害，催化燃烧是高效降解VOCs的重要手段之一．采用海藻酸盐溶胶-凝胶法合成了MnCe-Al₂O₃球形颗粒作为环己烷催化燃烧催化剂，结果表明，Mn催化剂中适当添加Ce可提高Mn O_x的分散性，降低催化剂H₂-TPR还原温度．催化剂中Mn和Ce摩尔比为3∶1、煅烧温度650℃时，催化剂催化燃烧环己烷活性最高，可以在345℃实现环己烷的完全转化．反应24 h后，催化剂仍显示出几乎100%的环己烷转化率，表现了良好的催化稳定性．与浸渍法制备的催化剂相比，MnCe-31-Al₂O₃-650催化剂活性更高．

山区公路桥梁长期遭受冲刷及磨蚀等水文灾害，期间可能同时伴随崩塌落石等地质灾害的作用.为探明多灾害作用下山区公路桥梁的结构响应及损伤机理，从流固耦合的角度出发，针对冲刷及磨蚀的数据传递推导相应的插值算法，并结合生死单元功能，构建基于Delaunay三角剖分及特征点协同插值的山区公路桥梁多灾害联合作用数值仿真方法．首先，针对冲刷数据，基于三角形内部插值理论构建冲刷数据传递方程．其次，针对磨蚀/波流力数据，基于三维表面Delaunay三角剖分及三角形外部插值理论补充推导数据传递方程，再利用特征点协同插值算法计算结构域目标单元总结果．最后，基于生死单元功能，在结构域中考虑冲刷坑及桩基磨蚀形态，构建冲刷及磨蚀条件下落石冲击山区公路桥梁墩柱数值模型.结果表明：所采用的针对冲刷及磨蚀模型数据的插值方法精度较高；在不同的冲击速度、冲击角度及落石质量工况下，与无冲刷磨蚀相比，冲刷、冲刷磨蚀条件下桥墩冲击力峰值的相对变化呈现非线性特征，此外，在冲刷条件下，桩基磨蚀对冲击力峰值亦产生非线性影响；随着冲击速度及落石质量的增大，各条件下冲击点位移峰值均变大，且位移峰值从大到小均依次为冲刷、冲刷磨蚀和无冲刷磨蚀，同时在各冲击速度、冲击角度及落石质量工况下，磨蚀引起的位移峰值最大降幅分别约为2%、11%及4%.

对滨海地层进行人工冻结时，高盐度地下水渗流的存在将严重影响冻结范围和冻结效果．利用NavierStokes方程来描述滨海地层中液相在渗流过程中的动量守恒，考虑渗流过程中土颗粒表面对盐的吸附和解吸作用以及人工冻结时液相的非对流通量对水、盐相变的影响，建立了渗流对砂-黏复合地层人工冻结过程影响的水-盐-热-力学理论模型．基于COMSOLMultiphysics软件对渗流条件下砂-黏地层的水-盐-热-力学多场耦合理论模型进行求解，理论模型的计算结果与试验结果吻合效果较好．通过参数分析，研究了不同渗流速度对水、盐、温度和位移等各组分空间分布的影响．研究结果表明：随着渗流速度从0 m/d增加到15 m/d，在砂-黏复合地层上游土体的冻结难度加大，导致上游的冻结区域向下游缩减，下游的冻结区域沿着渗流向下游扩大，砂层和黏土层中冰的前缘位置分别向下游移动了60.3%和26.2%；砂层和黏土层中盐结晶前缘位置分别向下游移动了50.4%和26.2%；在水、盐相变的作用下，土体内部应力的增加导致土体位移的增加，在砂-黏复合地层的下游，人工冻结后黏土层的位移峰值增大了107%；冻结管在垂直于渗流方向上的影响范围被缩减，在冻结管两侧0.3 m位置处黏土层和砂层的温度分别降低了1.1℃和2.8℃，黏土层和砂层的总含盐量分别增加了8.5%和7.4%，黏土层和砂层中冰的产生范围分别缩小了10.2%和54.9%．本文研究成果为渗流条件下的滨海地层的人工冻结施工提供了理论依据和数据支撑．