因其强大的信息存储和编程能力,DNA被视为最有前途的新型信息存储与处理材料,亟需开发新型DNA操纵技术及信息处理策略,以在非传统介质中实现纳米级信息存储与处理,为构造新一代智能分子信息处理系统提供工具。基于生物体内信号调控与通讯的基本机制,从DNA变构的角度,对近年来的相关研究进行了总结。首先,对DNA电路的相关研究进行了总结,包括DNA链置换技术及蛋白质酶的应用。然后,从信息处理及计算平台两方面,对智能分子信息处理的重要研究成果进行了分析与总结,包括DNA神经网络、具备学习能力的模拟生化反应系统、基于DNA折纸的计算框架等。通过梳理这些成果,分析了当前智能分子信息处理研究中面临的关键问题,并给出了潜在的解决方案。最后,对该领域的未来发展方向及应用前景进行了总结与展望,相信分子信息处理技术将为人类社会带来更加高效、智能的信息处理方式。
在低温状态下,复合材料贮箱容易产生微裂纹。准确地预测低温状态下结构微裂纹起始与演化规律对于贮箱结构设计及优化至关重要。为此,建立了嵌入式多纤维代表性体积单元模型,研究低温状态对考虑就位效应的复合材料层合板微裂纹起始及扩展规律的影响,该模型由两个0°相邻约束层和90°中间层组成。在横向拉伸载荷及低温条件下,获得了结构中微裂纹起始应变及拉应力,并对微裂纹起始与演化的规律进行了研究。结果表明,低温条件显著影响了结构微裂纹起始位置及扩展路径,且温度越低,结构越容易萌生微裂纹。在纤维排列较为紧密的区域,低温条件下更容易发生界面脱粘现象。热应力的存在还导致了常温和低温状态下模型微裂纹起始位置存在差异。在常温和低温状态下,中间层的结构损伤演化规律基本一致。
针对改善高温合金GH4169表面完整性的问题,对高温合金GH4169试样进行了超声喷丸和热暴露试验。首先,进行了覆盖率为98%~125%、喷丸强度为0.15 A和0.25 A的超声喷丸试验。然后,对试样分别进行了250、400、550 ℃的1 h和10 h的热暴露试验,最后研究了超声喷丸对高温合金GH4169表面粗糙度、硬度、微观形貌和残余压应力的影响,并分析了热暴露后残余压应力的变化。研究结果表明,经超声喷丸后,高温合金GH4169表面发生塑性变形,表层硬度显著提高。近表层晶粒细化明显,晶粒尺寸由表层至深度呈梯度分布,并在表层引入残余压应力。当喷丸强度从0.15 A提升至0.25 A时,晶粒细化程度提升了29%。高温合金GH4169经过高温热暴露后,表层残余压应力发生热松弛,最大松弛速率发生在热暴露初期阶段,之后便趋于稳定,与热暴露时间无关。热暴露温度越高,近表层残余热松弛越剧烈,最大残余压应力深度位置越大。
为了抑制存在于压气机的角区分离现象,提高发动机的工作性能,基于NACA48-K65的压气机模型,设计了叶根自主引气射流模型结构。通过数值模拟,研究不同位置及不同高度比的叶根自主引气射流结构方案对压气机叶栅气动性能和流场结构的影响,确定最利于总压损失系数降低的方案。研究结果表明,开设叶根自主引气射流结构能够有效削弱吸力面壁面涡强度,抑制角区分离沿节距和叶高方向范围,降低叶栅的流动损失。开设位置的后移会导致控制效果减弱,高度比的增大使得抑制能力先增强后下降,最佳方案能够有效地将总压损失系数降低10.5%。
为减弱转子叶顶间隙处的流动损失,以NASA Stage 35为研究对象,优化转子叶顶间隙形状。通过数值模拟研究不同转子叶顶间隙形状对单级压气机性能和流场结构的影响机理。结果表明,叶顶间隙值减小后,稳定裕度有较大提升,平行式小间隙、凹型间隙和凸型间隙分别增加2.21%、2.30%和2.54%,峰值效率几乎不变。改型后总压比提升,转子前缘区域的高熵增区面积减小。削弱激波与叶尖泄漏流相互作用程度,抑制前缘溢流现象,降低转子通道内高涡量区,减弱转子通道堵塞现象,静子通道内总压损失系数降低。改型后转子失速机制发生变化,转子失速可能是由转子压力面附近涡波破碎、吸力面较大的附面层分离及径向潜流在机匣角区聚集造成的。
以校园巡视无人直升机(unmanned autonomous helicopter,UAH)为例,针对无人直升机低空飞行过程中三维航迹规划的问题,提出了一种基于蚁群优化(ant colony optimization,ACO)算法的三维多层次航迹规划算法。首先,根据环境和UAH自身性能特点的约束条件对校园环境进行三维栅格建模,并对静态障碍物的分布情况进行高度分层,分层建立二维栅格地图。然后,采用改进信息素更新机制的ACO算法进行二维航迹规划。当无人直升机前方遇到静态或动态障碍物时,利用其垂直起降的特点实现高度层的变换。在新的高度层中再利用蚁群优化算法重新规划航迹,最终实现无人直升机低空飞行任务的三维航迹规划。仿真实验结果表明,改进信息素更新机制的ACO三维航迹规划算法能较好地实现无人直升机在低空飞行时的三维航迹规划。
为了提高飞机的飞行性能及飞行安全性,根据适航规定确立飞机翼梁结构的实际工况。通过设计翼梁结构参数、构建综合目标函数、设置约束条件、构建可靠性优化数学模型,完成对翼梁结构的可靠性优化设计。采用Kriging与贝叶斯优化的可靠性双层优化求解策略,对翼梁结构进行求解。结果表明,随着目标函数调用次数的递增,翼梁结构的质量呈现出明显的下降趋势,不同工况下翼梁结构的位移也随之减少,最终得出翼梁结构的质量最小值和不同工况下的最小位移。研究结果为飞机翼梁结构优化设计提供了理论支撑。
“一带一路”倡议在我国企业高质量发展中具有突出作用,而创新质量的提升是企业获取竞争优势的关键手段。因此,“一带一路”倡议如何提升企业创新质量,已成为现有研究的重要议题。以2009—2022年我国上市公司数据为研究样本,从创新质量视角探究“一带一路”倡议对企业创新的影响。研究发现,“一带一路”倡议提升了我国企业的创新质量,其传导路径为资源获取效应、熊彼特效应和逃离竞争效应。研究结果为我国精准制定参与“一带一路”建设鼓励政策提供了实证依据,也为企业创新质量提升路径选择提供了借鉴。
考虑消费者电池技术敏感度和积分交易价格因素,针对由动力电池供应商和纯电动汽车制造商组成的二级汽车供应链,将新版双积分政策单车积分计算方法中的续驶里程、能量密度和电耗调整系数等纳入到供应链收益模型,并通过仿真实验讨论了新版双积分政策的有效性,比较了新旧版双积分政策对企业决策的影响。研究结果表明,与旧版双积分政策相比,新版双积分政策可以有效地提高电池技术水平,有利于纯电动汽车制造利润增长,但并不完全有利于政府收益增长。政府通过引导消费者提升电池技术敏感度可以有效提升电池技术水平,而单独依赖积分交易价格效果不佳。新版双积分政策为纯电动汽车制造商提供了更多策略选择,例如不同续驶里程的汽车制造商可以采取不同的策略来达到最优化生产目的。