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.

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．

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．

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．

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.

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.

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.

高性能微创手术机器人有利于实施复杂危难手术，推动微创外科实现高质量发展．在深入分析现有手术机器人特点和临床需求的基础上，提出了一种变构型微创手术机器人系统．基于刚柔混合结构设计了构型可变的手术操作臂，通过构型变换可实现工作空间的变换，从而提高操作臂的灵活性．手术操作臂采用丝传动结构，针对变曲率丝鞘传动下的张力和弹性伸长量等问题进行了分析，确定了开合关节的丝鞘传动特性．基于刚体和柔性关节运动学，分析了手术操作臂在不同构型下的工作空间，通过调整伸缩关节移动量，实现操作臂工作空间可变功能．此外，设计了与操作臂适配的主手操作臂，该主手配置有两个主从调节关节，以保证主手与从手腕点姿态的一致性．随后，解析了主手与从手关节量之间的映射关系，并建立了基于位姿分离的主从运动映射算法，从而确保了操作舒适性与精准性．最后，研制了物理样机，进行了大工作空间下的刚性测试实验、运动性能、主从运动性能与缝合操作性能评价实验，全面验证了所提出的手术机器人系统的可行性．

针对海洋平台服役过程中时常遭遇到随机海况和复杂载荷作用的情况，设计对海洋平台用钢EH36钢进行变幅疲劳载荷下疲劳裂纹扩展行为试验，研究了变幅疲劳载荷作用下EH36钢疲劳裂纹扩展行为和机理．采用柔度法测量变幅疲劳载荷作用下的裂纹扩展速率，并用数字图像相关(DIC)分析了变幅疲劳载荷施加前后裂纹尖端塑性区尺寸变化．采用SEM分析了不同形式变幅载荷作用区域的断口形貌特征，用裂纹尖端塑性区尺寸变化和对应断口形貌特征解释了变幅疲劳载荷作用下的裂纹扩展行为和内在机理．结果表明：单次拉伸过载能降低疲劳裂纹扩展速率，延长疲劳寿命；单次压缩过载能短暂加速疲劳裂纹扩展速率，对疲劳寿命影响不大；不同顺序拉伸和压缩过载与单次拉伸过载现象保持一致，均能降低疲劳裂纹扩展速率，延长疲劳寿命，但拉压过载的先后施加顺序会显著影响疲劳裂纹扩展的迟滞效应．分析结果表明：拉伸过载过程增大裂纹尖端塑性区，并钝化裂纹尖端，从而使疲劳裂纹扩展速率降低；压缩过载过程减小裂纹尖端塑性区，并使裂纹尖端尖锐，从而使疲劳裂纹扩展速率加速；不同顺序拉伸和压缩过载是两种作用效果的结合．试验结果能很好地描述变幅疲劳载荷下的裂纹扩展行为并给出内在机理解释，为海洋平台在复杂载荷环境下服役所造成的疲劳损伤提供理论依据和实用价值．

作为一种新型低温用材料，高锰钢具有低成本及优异的低温力学性能等优势，在液化天然气(LNG)储罐等领域具有广阔的应用前景．然而在实际焊接过程中，高锰钢焊接热影响区中距熔合线3 mm处的特定亚区(FL+3亚区)会出现低温韧性恶化的问题．针对这一问题，采用焊接热模拟技术再现了不同热输入下的FL+3亚区，通过扫描电子显微镜、电子探针X射线显微分析仪和透射电子显微镜观察晶界比例、偏析及析出相．结果表明，模拟FL+3亚区具有较好的低温韧性，其冲击断口形貌均为大量的韧窝．然而随着热输入增加，其冲击吸收功降低，10 kJ/cm、15 k J/cm、30 k J/cm和45 k J/cm不同热输入下的-196℃冲击吸收功分别为177 J、172 J、138 J和112 J.FL+3亚区的显微组织为单相奥氏体组织，随着热输入增加，晶粒尺寸无明显变化，而小角度晶界比例升高．热输入增加会加剧FL+3亚区的C、Cu晶界偏析和Mn带状偏析，提高偏析区域的层错能以及临界剪切孪晶应力，使得孪生机制难以激活，进而减弱了形变孪晶的韧化作用，降低低温韧性．当热输入增大到15 k J/cm时，FL+3亚区开始析出尺寸约为200 nm的颗粒状和块状Cr23C6碳化物，且析出相的尺寸和数量随着热输入增加而进一步增加．碳化物析出易引起应力集中而产生裂纹萌生，降低了FL+3亚区的低温韧性.

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．

疲劳裂纹闭合效应对结构疲劳寿命预测精确度有重要影响，如何确定疲劳裂纹扩展时张开载荷的变化规律是疲劳研究的重要课题之一．针对DH36钢，使用数字图像相关(DIC)技术获得裂纹尖端位移场，通过全场位移拟合法得到了不同裂纹长度的三点弯曲(SENB)试样的裂纹尖端有效张开载荷，分析了影响拟合效果的因素，并获得张开载荷随裂纹长度和表面减薄的变化关系．最终通过裂纹扩展速率试验验证了全场位移拟合法所确定张开载荷的准确性．结果表明：DH36钢的疲劳裂纹张开载荷随裂纹长度的增加而增大，表面减薄试样的张开载荷显著低于未减薄试样．

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．

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．

椭圆转子发动机通过转子上的进、排气口换气，具有3个燃烧室且曲轴转速是转子转速的2倍，其换气特性和排气特征与传统活塞往复式发动机及三角转子发动机有明显区别．本文利用GT-Power软件建立了符合椭圆转子发动机工作特点的一维模型，以研究此类型发动机的换气过程特点、排气脉冲特性及排气歧管长度对其的影响规律，为高换气效率排气系统结构设计提供参考．研究结果表明：完整的排气过程可以划分为4个阶段：阶段1、2是废气流出的主要时期，占总排气量的90%以上；阶段3、4进、排气口同时开启但无法实现有效的扫气过程，且废气回流现象明显，导致缸内残余废气率提高．相邻燃烧室之间存在进、排气口叠开期，每个燃烧室排气末期均对应后燃烧室的排气初期，后燃烧室废气大量流出的同时窜漏入相邻燃烧室的现象较为明显，即燃烧室内的残余废气量同时受到自身排气过程和相邻燃烧室排气过程的综合影响．排气歧管长度变化对气口全开期的影响大于气口叠开期，气口全开期排气量是叠开期的3倍以上．计算长度范围内最优歧管长度可使排气过程排气量提高3.21%，并使气口叠开期的进气量提高32.80%．实现更好的排气效果的同时利于进气过程，有效地减少了阶段3废气向进气道的回流量，最终降低燃烧室内的残余废气率，实现换气效率的提高．

岩石作为一种常见的工程材料，其动态拉伸力学性能的准确核定及破裂机理至关重要，而巴西劈裂试验是目前测定岩石抗拉强度最广泛的试验方法．为探究不同冲击速率下青砂岩抗拉特性及能量利用效率，结合室内试验与细观参数标定，建立了青砂岩宏-细观力学响应关系，分析了青砂岩在不同冲击速率下的力学特性、破裂规律与能量利用效率．结果表明：(1)青砂岩破裂过程中，碎块内部以拉力链为主，破裂口边缘附近以压力链为主，拉力链在裂纹扩展与延伸中起主要作用，而最终断裂是压力和拉力链相互作用的结果；(2)随着冲击速率增加，青砂岩破裂形态可分为主裂纹为主、次生裂纹出现、次生裂纹贯穿的破坏形式，而破裂微元体、拉伸与剪切裂纹均呈现增加的趋势．在相同的冲击速率下，破裂微元体呈现出缓慢增加、快速增加与稳定增加阶段，而拉伸与剪切裂纹均呈现快速增加与稳定增加阶段，且在破裂过程中主要为拉伸裂纹；(3)在冲击速率为2～12 m/s时，能量利用效率呈现快速增加的趋势，12～28 m/s时，能量利用效率呈现出上下波动趋势，28～30 m/s时呈现出下降趋势，在冲击速率为22 m/s时，最大能量利用效率为8.153%．研究结果可为岩石破碎过程中工艺参数的合理选择提供指导．

数字孪生流域是智慧水利建设的核心内容，为流域管理和洪水风险决策提供重要支持．当前中国洪涝灾害频发，直观形象展示洪水发展趋势以及多种水力要素数据信息对于洪水结果分析至关重要．本文对洪水演进的三维动态可视化关键技术进行了研究．首先，现有数字孪生流域缺少现状地形下流域洪水演进模拟的问题亟待解决，因此利用无人航测获取现状区域内地理空间数据，采用MIKE 21数值模拟软件构建洪水演进模型，模拟现状地形下的洪水演进过程．其次，针对现有二维洪水模拟结果难以直观综合地向决策者三维、动态且多角度展示洪水发展趋势、水力坡降、局部风险及多类水力要素的问题，提出了洪水演进三维映射方法，基于Cesium集成现状倾斜摄影高保真场景模型和二维水动力学模型的区域，实现了在Web端综合多要素的洪水演进全过程实时动态三维可视化，其优点在于它能够提供更加精确、直观的数据，从而帮助决策者更好地解洪水发展趋势以及局部风险等重要信息．最后，本文以某长距离调水工程某排水跨渠建筑物所在区域为例，对提出的方法进行验证．结果表明，基于数字孪生流域的洪水模拟预测及三维可视化提供了更加直观显示的方式和综合的数据信息，对长距离调水工程防洪安全有重要的现实意义．

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．

为了实现碳中和目标，降低内燃机碳排放，稀薄燃烧技术成为了当前重要的研究方向．该技术不仅能提高发动机燃油热效率，还能有效降低CO₂排放．但是稀薄燃烧往往会伴随着大量氮氧化物的产生，为了解决该问题，采用LNT-SCR耦合的NO_x净化技术，此时LNT的作用是将排气中部分NO_x转化为NH₃，为下游的SCR提供还原剂.基于此，制备了LNT催化剂，研究催化剂对NO选择性生成NH₃的影响．采用溶胶-凝胶法制备了La_1-xCe_xMnO₃系列钙钛矿氧化物，并通过分步浸渍法得到了La_1-xCe_xMnO₃-Ba/Al₂O₃负载型催化剂．利用XRD、H₂-TPR、NO-TPD等表征手段研究了钙钛矿氧化物的晶相结构，以及负载型催化剂的还原特性、NO_x吸附-脱附性能等物化性质，并且通过H₂选择性催化还原NO实验探究了催化剂掺杂Ce对NO转化成NH₃的影响．结果表明，Ce掺杂催化剂具有良好的NH₃产物选择性，并且显著提高了NO转化率．温度是NO转化和NH₃产物选择性生成的决定性因素，而H₂和NO体积比是NO转化和NH₃产物选择性生成的关键性因素．其中，La_0.95Ce_0.05MnO₃-Ba/Al₂O₃在低温下催化活性表现最佳，在350℃、H₂和NO体积比为5.0时NH₃产物选择性为65%,NO转化率为100%．此外，所制备的La_1-xCe_xMnO₃都形成了钙钛矿型结构，而且Ce掺杂催化剂的大部分Ce离子可以进入到LaMnO₃结构中．在催化剂适量掺杂Ce后，H₂消耗总面积增大、还原峰的峰值温度降低，表明掺杂Ce改善了催化剂的还原特性；同时NO吸附和脱附面积增大，表明Ce掺杂改变了催化剂的NO_x吸附-脱附性能．

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．

由于同一个时刻包含多个音符的多音乐谱其音符符头距离近、符号间依赖关系复杂，使得多音光学乐谱识别极具挑战．传统基于卷积和序列建模的方法，由于经典卷积存在移不变性难以精确表示音符的纵向位置信息，而传统针对上下文序列建模的方法难以有效表征调号中变音记号与五线谱内符头的空间相关性，存在符头音高识别不准、变音记号作用范围有限的问题，从而影响音符音高、时值标注的准确性．针对以上问题，提出了一种强化音符位置及方向先验信息的多音光学乐谱识别方法．首先，提出一种纵向位置编码方法，将纵向位置信息嵌入乐谱图像，以更精确地表示符头的纵向位置信息，从而能明确区分多音乐谱中的不同音高．其次，提出了变音记号位置注意力，以明确建立变音记号和符头的空间依赖关系．最后，针对多音符头纵向分布、音符序列横向排列、音符符头、符干和符尾呈现的局部方向性特点，提出了方向注意力模块，更好地捕捉音符特征分布的方向性．在多音乐谱数据集上开展实验，实验结果表明，该方法对时值识别的符号错误率为1.14%，对音高识别的符号错误率为2.14%．与当前基准方法卷积递归神经网络相比，该方法时值识别的符号错误率降低了0.67%，对音高识别的符号错误率降低了1.14%，对多音乐谱具有良好的识别效果．

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．

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．

随着风、光等间歇性可再生能源比例的提高,灵活性在电力系统中的重要性更加突出.作为重要电力负荷之一,流程工业用电行为具有较强的多能互济特性,能够有效支撑电力系统灵活运行.然而,与一般居民和商业用户侧综合能源系统不同,流程工业用户涉及多能源系统与生产过程的交互,灵活性更为复杂.本文首先从多能源系统耦合分析和能量-物质流模型两个角度介绍了典型流程工业用能特征的描述方式.然后,梳理了流程工业综合能源系统灵活调控的主要手段,包括热电联产系统调度、用电设备直接控制和非用电设备的间接调控.在此基础上,分析了面向电力系统需求的流程工业用电灵活性指标及其评估方法.考虑到不同工业用户的特征差异和协同潜力,给出了依托负荷聚合商的多用户聚合交易框架,以及用户、电力系统和市场的交易流程.最后,对灵活性分析领域待研究方向进行了总结和展望.

随着免疫抑制剂与侵入性手术的应用，侵袭性真菌病的发病率逐渐上升，而由此出现的抗真菌药物大量使用也导致了真菌耐药性的增强．其中，白念珠菌(Candidaalbicans)对唑类药物耐药性日益明显，这对开发早期临床耐药性诊断方法提出了更大的需求．相关研究显示，白念珠菌的耐药性涉及到多种机制，其中erg11基因上的热点区突变是其产生唑类耐药性的主要机制之一．本研究旨在基于多色探针熔解曲线分析技术(MMCA)建立一种针对白念珠菌唑类耐药的分子检测方法，从而对3个热点突变区内的4种主要的突变类型进行基因分型．研究纳入了11株耐药和22株敏感的白念珠菌，通过对其进行药敏检测、耐药相关基因突变类型鉴定，建立真菌耐药表型与耐药基因型之间的联系．药敏结果显示，11株耐药株和22株敏感株的最低抑菌浓度(MIC)值分别为16～64μg/m L和0.5～1.0μg/m L．耐药基因型鉴定结果显示有erg11HS1热点区突变的菌株9株，erg11HS3热点区突变的菌株2株，未能鉴定到erg11HS2热点区突变的菌株，相关突变型与耐药性之间的联系符合预期结果．在此基础上，通过设计数对特异性引物和荧光探针，并筛选最佳反应程序，建立了一种鉴定有关突变型与野生型的MMCA检测体系．对该检测体系的效果进行了评估和验证：所有4种突变型和野生型均被准确分型，两者的溶解温度差异均大于3.5℃，检出限最低可达1.9×102拷贝数/m L，扩增效率均大于90%．在33例白念珠菌的样本中，以一代测序为标准，该体系检测的一致率为93.94%(31/33)，不同物种间无特异性交叉．本研究为白念珠菌病的早期唑类药物耐药性诊断提供了新方法．

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．

疲劳试验是钢结构疲劳设计的基础，由于疲劳试验数据的高离散性，应结合数理统计分析建立具有可靠度保证的失效概率-可靠度指标-应力幅-疲劳寿命（P-α-S-N）曲线．本文对现有国内外主流规范中疲劳试验数据统计分析方法进行汇总，并对容限系数k的计算方法与概率假设进行对比，分析容限系数k随可靠度指标α及失效概率P的分布情况以及有效数据个数n对其影响情况．对现有文献中对接焊缝、传力十字接头及非传力十字接头3类典型焊接构造细节疲劳试验数据进一步开展了统计分析，建立了可靠度指标α分别为0.95、0.75和0.50时的焊接构造细节P-α-S-N疲劳设计曲线．结果表明：现有规范中3种焊接构造设计曲线均偏于安全且与本文数据统计分析结果较为接近；相较于样本数量充足的情况，当试验样本数较小时可靠度指标α及失效概率P对容限系数k的影响更为显著；焊接构造细节疲劳试验数据拟合标准差SD集中在0.12～0.19，随疲劳试验样本数量减少，数据整体标准差SD倾向于增加，单侧容限系数k_（P,α,v）及疲劳设计曲线与中值S-N曲线偏移量k_（P,α,v）SD均呈上升趋势；当样本数量充足时，可靠度指标取值对焊接构造细节疲劳设计曲线影响较小，而当样本数量较小时（小于272），可靠度指标取值对焊接构造细节疲劳设计曲线影响增大．本文所建立的3种焊接构造细节P-α-S-N曲线将对确定焊接钢结构疲劳设计与安全评估可靠性及其他疲劳试验的规划和开展提供有益参考．

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.

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．

伺服进给系统是高端数控加工装备的核心组件，对其故障准确诊断可以有效提高加工装备的工作效率．基于模型的方法能够深入了解系统本质，减少因对系统整体性考虑不足导致的故障漏报，在伺服进给系统的故障诊断中得到广泛应用．其中，基于模型的区间观测器(IO)方法有便于生成观测阈值的优点，但其区间宽度的计算过于依赖经验知识，应用于实际系统易造成故障误报或漏报．针对IO的区间宽度计算方法进行改进，通过引入扩张状态优化区间宽度的计算，降低人为经验对区间宽度的影响，提出扩张状态区间观测器(ESIO)，以进一步减少故障漏报或误报，提升故障诊断性能．首先，将系统的集总干扰以扩张状态的形式通过观测器进行估计；其次，将估计所得的集总干扰输入IO并进行迭代，代替原始IO中受人为经验影响的干扰范围；在此基础上，通过量化干扰项自动计算区间，得到ESIO．通过实验验证在不同故障类型下基于ESIO进行故障诊断的效果，并与基于IO的故障诊断结果进行比较．实验结果表明：在对伺服进给系统的故障诊断中，提出的ESIO方法改善了区间宽度过于依赖人工经验的问题，相比于IO方法，ESIO的区间宽度缩小了5.21%，能够更有效地识别故障.

火焰的导纳包括介电和导电特性，可从不同角度反映燃烧状态，火焰导纳的精确测量对于获取燃烧状态具有重要意义．电容层析成像(ECT)在火焰检测中获得了成功的应用，也正从测量介电常数单一参数向测量导纳虚部和实部参数发展，但同时也对导纳的测量精度提出了更高的要求．本文使用电探针测量了火焰不同位置的相对介电常数和电导率，以此为基础，建立ECT测量火焰导纳的仿真模型，发现火焰导纳虚部和实部的差距随着频率的升高而增大．在经典ECT系统中使用的500 kHz激励频率条件下，火焰导纳的虚部约比实部大5个数量级，使火焰导纳信息难以精确测量．对不同频率下火焰和空气导纳的差值进行分析，结果表明，为了保障系统测量精度，应使得导纳实部采集分辨率不超过0.207．导纳实部采集分辨率与模拟数字转换器(ADC)采样位数和激励频率都有关．在ADC采样位数一定的情况下，降低激励频率能够获得更小的导纳实部信号采集分辨率，从而提高系统的测量精度．对于14位ADC，应采用26.4 k Hz以下的激励频率．激励频率为500 kHz的经典ECT系统，其电流转电压(C/V)电路简化为以电容反馈为主导．针对降低激励频率使得经典ECT系统的C/V电路简化的输入输出关系不再适用的问题，在电路中考虑反馈电容和反馈电阻的综合作用，给出了测量火焰导纳的前端电路方案．

针对超高强钢焊接接头易产生冷裂纹的问题，选用低相变温度(LTT)焊材和传统ER140S-G超高强钢焊材作为对比，研究了扩散氢调控对Q1100超高强钢焊接冷裂纹敏感性的影响．通过焊接接头临界断裂应力和断口形貌特征分析不同焊接接头的冷裂倾向，并通过焊态氢微印试验，将氢在不同焊接接头中的宏观扩散行为进行可视化表征，进一步分析焊态下不同焊材对于焊接过程中扩散氢抑制作用的差别．Q1100超高强钢碳含量较高，其粗晶热影响区组织为粗化的马氏体板条加少量贝氏体，冷裂倾向明显．插销冷裂纹试验结果表明，LTT焊材能够降低超高强钢焊接接头的冷裂倾向．在焊接参数相同的条件下，LTT-Q1100接头的临界断裂应力达到520 MPa，而ER140S-GQ1100接头的临界断裂应力只有460 MPa.LTT-Q1100接头的断口呈现准解理断裂形貌，ER140S-G-Q1100接头断口韧性恶化明显，多为沿晶断裂形貌，属于脆性断裂，使用LTT焊材提高了超高强钢热影响区的抗冷裂能力．焊态氢微印试验表明：在LTT-Q1100焊接接头中，大量Ag颗粒聚集在焊缝区，热影响区的Ag颗粒很少；而ER140S-GQ1100接头中焊缝区和热影响区均有大量Ag颗粒聚集．使用LTT焊材能够降低焊缝金属的相变温度，在焊接过程中抑制焊接接头中的氢向热影响扩散，从而降低焊接热影响区中的扩散氢含量，降低焊接热影响区的冷裂敏感性．

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%.

配电网柔性化已成为重要发展趋势，智能软开关作为取代传统联络开关的柔性互联装置，其高响应速度及电压支撑作用有助于提升供电可靠性，但现有配电网可靠性计算方法大多忽略了故障后节点电压影响，无法适用于含智能软开关的柔性互联配电网可靠性计算．对此，本文基于故障关联矩阵可靠性计算理论，提出一种考虑电压支撑的柔性互联配电网可靠性计算方法，实现了柔性互联配电网可靠性指标的快速解析计算．首先，构建供电路径矩阵以表征故障影响范围和节点故障后供电恢复能力；然后，形成故障后支路传输功率向量以及节点电压矩阵，求取故障关联矩阵进而得到可靠性指标；最后，基于中压配电网典型算例进行测试验证．结果表明，本文所提柔性配电网可靠性计算方法得到的可靠性指标与枚举法相同，能够保证精度，同时本方法以矩阵代数运算代替故障枚举过程中的重复性网络搜索过程，搜索时间减少了87%，显著提升计算效率．

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．

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．

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．

频率偏移估计能够保证正交频分复用系统中符号间的正交性，是Wi-Fi接收机进行信号处理的重要步骤．针对频率偏移估计电路设计面临的计算精度与资源消耗的权衡难题，设计了一种高效率的频率偏移估计电路．首先，对频率偏移估计数据处理流程进行总体仿真，探究不同数据位宽对估计结果的均方根误差的影响．并对各级中间变量的动态范围进行细粒度划分，确定各级中间变量的合适数据位宽和截断方式，在保证数据精度的同时节约硬件资源．其次，采用一种基于查找表的复数相角计算单元，通过查表和近似计算提高电路性能．通过此方法可以降低逻辑资源消耗超过96.9%，减少95%的执行周期数．最后，通过时分复用设计使粗、精频率偏移估计共享硬件资源，并通过优化流水线结构进一步减少电路的资源消耗、提高数据处理速度．实验结果显示，在信噪比为15 dB时，与粗频率偏移估计电路相比，设计的电路使Wi-Fi接收机误码率降低了约17.94%；与分别进行粗、精频率偏移估计的电路相比，查找表消耗数量降低了71.22%，功耗降低了24.73%，处理所需周期数降低了22.90%．所设计的频率偏移估计电路最终实现了资源消耗和计算精度的优化．