采用机械液相活化结合喷雾干燥法制备LiFePO4／C正极材料,并用该材料制备容量为10 A• h的动力电池．通过X-射线衍射、扫描电镜、振实密度和电导率测试对材料的物理性能进行综合分析,采用循环伏安、循环寿命和不同倍率下充放电性能测试对电池进行电化学研究,由过充、冲击、针刺等实验检测电池的安全性．结果表明:该材料晶型完整、颗粒均匀、振实密度高、导电性好;制备的单体动力电池在1.0倍率下循环150次后容量保持率仍然超过98％,大倍率充放电性能好,且安全性较高．

为提高型芯的抗拉强度,以粉末材料高岭土、硼酸镁晶须以及硅藻土为添加剂,用单因素实验考察了不同粉末的增强能力,并采用混料实验设计的原理进行配方设计,通过回归分析得到抗拉强度与3组分之间的回归方程,方差及残差分析表明该回归模型具有较高的显著性．实验结果表明:在不考虑加入量的情况下,高岭土、硼酸镁晶须和硅藻土的增强效果依次增加；采用混料设计其复合增强效果更好,且当高岭土／硼酸镁晶须／硅藻土3组分的质量比为0.0∶0.4∶0.6时,型芯的增强效果最好,抗拉强度可达到2.5 MPa．

通过800 ℃高温下的氧化实验,结合X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子探针显微分析仪,研究了金属Al复合Fe3Si有序合金的高温氧化行为．结果表明:元素Al很好地改善了Fe3Si的高温抗氧化性能,其氧化动力学曲线由抛物线加直线的混合规律转变为完全的二次抛物线型,且氧化增重降低了近一个数量级;氧化动力学主要机制是Al通过亚晶界由基体内部向外扩散并形成保护性氧化膜Al2O3 ,阻止Si和Fe的向外扩散氧化;同时氧化膜保护性的好坏还受到氧化产物Al2O3的相结构以及扩散通道等诸多因素的影响．

采用海水浸泡-阳光暴晒循环老化的方法来模拟海洋环境中复合材料的实际工作环境,分别评价手糊和真空成型两种玻璃纤维复合材料在海洋环境中的耐久性．通过对老化前后复合材料的质量变化、轴向拉伸强度和面内剪切强度的分析,研究玻璃纤维增强复合材料的老化规律．结果表明:经过湖北武汉和海南三亚70 d的自然循环老化,增质量率随时间的增加而增加,干燥试件强度大于湿态试件剩余强度,武汉试件老化剩余强度大于三亚试件剩余强度,手糊和真空成型2种工艺的玻璃纤维增强复合材料表现出不同的老化规律和失效类型．

在机床固定结合面动力学建模和模型参数识别研究的基础上,通过实验研究了固定结合面动力学建模参数与螺栓预紧力之间的关系．提出了固定结合面动力学建模参数与螺栓预紧力之间的幂函数数学模型．对一种特定固定结合面,通过数据拟合的方法,对该幂函数的数学模型进行了参数识别．对于任意给定预紧力的结合面,通过该模型,可求出其动力学模型参数．实验验证了该模型的有效性．对于任一种固定结合面,通过少量试验,可获得该类固定结合面的动力学模型,为数控机床整机动力学精确建模提供了一定的基础．

将挖掘机工作装置视为一个整体,建立了工作装置整体优化设计数学模型．以挖掘机的挖掘力为优化目标函数,以工作装置各铰点位置的几何参数为优化设计变量,基于遗传算法进行编程,并以某挖掘机工作装置为例进行优化求解．计算表明:在保证挖掘机工作区间在一个合理范围内的前提下,只需将工作装置铰点位置做少许调整,就可以使挖掘机的挖掘性能得到明显改善,铲斗和斗杆的最大挖掘力分别提高1％和5％．采用遗传算法可以快捷而有效地对挖掘机工作装置铰点位置进行优化设计,是对挖掘机性能进行优化设计的一种有效方法．

将径向基函数配点型无网格方法引入二阶时域波动方程的求解中,方程的空间导数采用径向基函数逼近,时间导数采用Crank-Nicolson方法离散,对应的边界条件直接施加在离散的边界数据点上．采用该方法对二维非规则求解域内的波传播问题进行了数值计算,并与有限元计算结果进行了对比分析.结果表明:基于径向基函数配点的无网格方法不但形式简单、易于实施,而且能够有效解决复杂求解域高维的波动问题．

在对路堤荷载作用下的格栅-桩-桩间土荷载传递机理分析的基础上,建立了桩承式加筋路堤力学计算模型．采用极限平衡理论,推导了桩承式加筋路堤格栅上表面荷载计算公式．考虑格栅下部桩间土的支撑作用,对格栅受力与变形进行分析,推导了格栅在填土荷载作用下的挠度计算公式,从而可确定桩土荷载分担比．将该方法计算结果与已有测试结果进行了对比,表明该方法的计算结果与测试结果相差不超过6％．

分析了实体波阻块(EWIB)和蜂窝状波阻块(HWIB)对高速铁路引发低频振动的隔振效果.首先建立了列车-桥墩-土体计算模型,将桥墩处的实测加速度转换为作用在土体表面的动力荷载;然后计算了空沟和地下连续墙的隔振效果,并与EWIB和HWIB的隔振效果进行了对比.结果表明:对于高速铁路运行产生的低频振动,EWIB可以使地表振级降低5～10 dB,HWIB可使地表振级降低6～12 dB;对于10 Hz以内的低频振动,HWIB有更好的隔振效果,使振动幅值降低80％以上.

应用细观力学理论及三维微观水化模型,建立了水泥浆体的理想化细观力学模型.在该模型中:首先将水泥浆体中包裹着水化产物的未水化水泥颗粒视为第1层次的等效介质,利用双层夹杂自洽理论求出弹性性质；再将含水的孔洞视为嵌入在第1层次等效介质中的夹杂,利用自洽理论给出水泥浆体的最终弹性性质；最后分析了水泥浆体在不同水灰比情况下弹性性质随水化程度的演化进程．试验结果证明该模型可以较好地预测水泥浆体的弹性力学性质．

采用外加直流电场和内掺氯化钠的方法模拟杂散电流和氯离子共存的腐蚀环境,研究了杂散电流与氯离子共存环境下钢筋锈蚀特征及其对混凝土强度的影响．结果表明:二者共存时对混凝土耐久性的危害远大于杂散电流单独作用;当二者共存时,钢筋锈蚀程度明显增加,钢筋由钝化状态到严重腐蚀状态时间大幅度缩短,且受腐蚀钢筋的电化学当量和腐蚀电流密度随着电流强度增大、氯离子浓度升高以及腐蚀时间延长而增大;同时,该条件下混凝土力学性能受损较为严重,其下降程度与钢筋锈蚀程度有关．

为更合理分析增强纤维复合材料(FRP)加固混凝土梁剪弯段的剥离破坏,提出了一个基于加固梁两裂缝间梁段的空间有限元模型,并用圣维南原理和数值方法证实其合理性和可靠性;进而以FRP应力、FRP层数、剪跨比、FRP-混凝土粘结滑移本构关系和梁段长度作为影响因素,对此模型做非线性有限元计算分析．结果表明:FRP应力和层数对剥离荷载有显著影响,数值计算与多个既有实验结果基本一致．

以超空泡射弹为研究背景,分析了水的压缩性对亚声速圆盘空化器超空泡流场的影响,基于势流理论建立了理想可压缩超空泡流场数学模型并进行数值求解．计算了极低空泡数(10-4量级)的超空泡流动,在此基础上分析了压缩性对超空泡形态和射弹阻力系数的影响.结果表明:在亚声速条件下,流体压缩性使超空泡外形膨胀,阻力系数增加;计算结果与试验数据和经验公式符合较好.

以单、双层环肋圆柱壳为对象,通过模型试验分析圆柱壳内部介质与壳体的耦合对壳体声振性能的影响，进而对比分析力激励与声激励下,壳体振动与声辐射的关系以及单、双壳的声振性能.结果表明:当圆柱壳内部介质为空气时,声激励作用下声腔模态与结构模态耦合与否对壳体振动以及内部声场的影响很小;当壳体受力激励作用时,外场声辐射与壳体结构模态有关,当壳体受声激励作用时,外场声辐射与壳体结构模态、声腔模态有关;双壳的外壳对力激励和声激励时的振动与声辐射均起到屏蔽作用.

针对传感器网络最大独立集的构造方法中并行构造算法生成的连通支配集尺寸没有明确的上界且难以确定边界节点的问题,在串行最大独立集构造算法的基础上,提出了基于权重和时序的触发式连通支配集构造算法．仿真结果表明:该算法无需构造生成树,降低了计算时延和通信开销;此外,由于最大独立集节点存在时间上的先后关系,因而使得边界节点的数量显著减少,最终求得的连通支配集存在明确的上界．

针对对等网络点播系统中用户的连续播放或交互式应用操作需要快速定位资源的需求,提出一种分布式资源索引结构来提高定位目标缓存节点的效率．该索引结构由系统中自适应选择的相对稳定节点参与构建和维护,索引结构的运行基于这些相对稳定节点的协作进行,因而对系统动态性有较好的适应能力．提出的分布式轻量级资源索引机制可根据节点规模自适应调整，有较好的可扩展性．仿真实验表明：该索引结构能够以较低的开销帮助用户在3或4跳内基本完成资源定位,有效缩短了其交互式体验的反应延迟．

针对矢量水听器阵列多重信号分类(MUSIC)算法分辨率低这一缺点,提出了矢量水听器阵列矩阵空域预滤波MUSIC算法．该算法充分利用矩阵空域滤波器输出数据保留阵元域的特性,通过设计一个空域矩阵滤波器对矢量水听器阵列数据进行预处理,抑制阻带扇面的干扰与噪声,且尽量保证通带扇面的信号无失真通过,然后利用MUSIC方位估计进行处理．仿真结果表明:该算法可以抑制通带扇面外干扰与噪声,通带内目标分辨信噪比门限可提高3 dB．

基于软件无线电的设计思路,提出了一种多信道全数字高频雷达接收机的设计方案.该方案采用USB2.0接口设计实现雷达系统控制和数据传输任务,并结合Altera公司的CycloneII系列现场可编程门阵列(FPGA)芯片,实现系统同步控制、数字正交解调以及数字下变频.与传统模拟接收机和中频接收机相比,该系统具有硬件结构简单、参数配置灵活方便等特点.系统闭环测试结果验证了方案的正确性及合理性,能够满足工程应用的需求.

针对分布式迭代干扰协调(DIIA)算法没有充分利用信道对称性的问题,在收发信机干扰协调矩阵的基础上级联预编码矩阵,并分别对不同的数据流分配不同的功率,提出了考虑功率分配的分布式迭代干扰协调(PA-DIIA)算法.对于最大信干噪比(Max-SINR)算法也设计了考虑功率分配的最大信干噪比(PA-Max-SINR)算法.仿真结果表明:PA-DIIA算法与PA-Max-SINR算法在低分配功率下能获得更好的性能;在多数据流与高分配功率下PA-Max-SINR算法是次优的,此时选取PA-DIIA算法可获得更好的性能.

提出一种无阈值损耗的电荷泵倍压电路(2倍压电路),该电路采用衬底可变单元代替二极管连接的MOS管,消除了MOS器件的体效应及阈值损耗的影响，与传统电荷泵相比效率提高了20％,获得低至1.0 V的宽输入范围.基于该结构采用TSMC 0.25 μm BCD工艺设计了一款2.0 A USB功率开关芯片,使用spectre对整体电路进行了仿真验证,结果表明:该电荷泵电路的工作状态良好,同比输出电压提高了1.0 V,效率最高可达90％,基于该工艺实现的电荷泵电路的版图面积仅为0.04 mm2.

通过将单个H桥输出电平单位坐标化,提出了用于H桥级联型逆变器的一维和二维矢量调制方法，该调制方法中H桥的开关状态以坐标的形式出现在一维或二维坐标系中．对一维矢量调制,通过查表法可以求取开关状态与作用时间;对二维矢量调制,通过几何方法求取开关状态与作用时间,从而大幅度简化了开关状态的选择与作用时间的计算．实验结果验证了所提方法的可行性．

提出了钙钛矿类晶体介电常数的一种纳米尺度计算方法．基于内电场模型对洛伦兹有效电场进行了修正,利用该修正模型推导了钙钛矿类铁电材料介电常数的计算公式,并结合分子动力学方法计算公式中的基本参数,计算了分子尺度钙钛矿类晶体的介电常数．作为实例,计算了在不同温度条件下钛酸钡单晶纳米线的介电常数,并与实验结果在整个相变温度区间内进行了比较,计算结果与实验结果非常一致,验证了该方法的合理性．

以卫星舱布局为背景,针对二维带平衡约束的矩形集在圆容器内的布局问题,提出了一种混合算法,即带压缩策略的动态匹配算法,并与粒子群优化算法结合起来.对于给定的圆容器,将整个布局过程分为4个阶段,相应地将圆容器分成8个区域.每次放置矩形时,动态匹配算法先根据系统质心动态选择装填区域,然后在该装填区域中根据排序函数选择待布矩形.压缩策略用来压缩圆容器,粒子群优化算法用来优化排序函数的参数.在测试集上的计算结果表明：相对于已有算法,提出的混合算法更加有效.

为了解决传感器的安装角偏离误差以及量测误差导致的无人潜航器(AUV)在水下自主航行时不能满足长时间导航定位的要求,对航位推算算法进行了研究．针对AUV在高纬度、长时间航行中曲率半径的变化,采用地球参考椭球体作为地球几何形状的数学描述;针对数据滤波实时性的要求,基于扩展卡尔曼滤波(EKF)对卫星导航系统(GPS)数据进行滤波,并利用AUV湖试数据对传感器的安装偏离误差进行了校正．对提出的导航算法进行了试验验证,结果表明AUV的自主导航定位精度为0.75％,满足设计要求,并优于改进前的航位推算算法．

针对存在时延和丢包的网络化控制系统,同时考虑参数不确定性和有限能量外部扰动影响,研究了执行器失效时系统具有Η∞保性能的鲁棒容错控制问题．将丢包当作一种特殊时延,考虑综合时延的区间快变特性,采用状态反馈控制策略,通过构造适当的李雅普诺夫泛函,推证出闭环系统对执行器失效故障具有较小保守性的鲁棒Η∞保性能容错能力的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式的方式给出了最优控制器的设计方法．最后以一个仿真算例验证了所述方法的可行性和有效性．

为提高剪接位点识别的精度,提出一种基于综合信息的剪接位点识别方法．通过分析供体位点与受体位点的剪接信号、剪接序列、位点附近序列的二级结构,以及剪接因子作用过程等特征,分别为供体位点与受体位点建立信号模型和序列模型；应用Vienna软件中的Mfold包预测每个剪接位点附近序列最稳定的二级结构,将传统的四字符核酸表转化为八字符核酸表,每个序列用八字符进行描述,用结合了结构信息的序列对信号模型和序列模型进行训练学习；最后用训练好的模型进行剪接位点的识别．实验结果证明:该方法对剪接位点的识别取得了很好的效果,其识别精度可达95％以上．

针对无陀螺捷联惯导系统(GFSINS)中传统角速度算法解算精度不高的问题,提出一种可避免复杂代数运算的反向传播(BP)神经网络算法来求解角速度．基于一种十加速度计构型方案,选择10个加速度计输出、采样周期和臂杆距离等12个已知量作为网络输入,以对数法得到的角速度值作为期望输出,针对5 000个样本在不同的隐含层层数、单层神经元个数以及学习步数等情况下进行网络训练,构建了一个含有30个隐含层神经元的3层BP网络模型．采用此模型对角速度进行实时预测，结果表明：网络具有很好的适应能力和实时性,角速度实时预测时间与对数法相当,且其预测精度比对数法提高大约3倍．

通过建立双炉膛内水冷壁二维表面非均匀蒸发系统模型,利用炉膛三维温度场可视化检测系统获得的炉内实时烟气温度分布,研究双炉膛直流锅炉蒸发受热面的分布参数变化规律．提出用假想受热面处理双面水冷壁的方法,仿真研究证明了模型的正确性．双炉膛直流锅炉现场实测参数的模型检验表明:在90％负荷下前墙靠双面水冷壁附近角的壁温高于边缘处的壁温,计算的质量流量与设计值最大误差为8.56％,理论推算与电厂实际运行结果较一致．

为了对围护结构设计进行评价,采用数学方法建立居住建筑围护结构能耗及热工性能评价(EETP)指标,该评价指标包含建筑几何参数、热工参数、气象参数、制冷与制热系统的运行时间和能效比.以上海地区为例,建立了EETP指标与围护结构累计耗冷量、耗热量及制冷、制热、全年能耗的计算公式,算例表明该算法简单准确;与夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准中的规定性指标对比,得出满足该标准最低要求时上海地区围护结构EETP全年指标的极限值为0.871 W／(m3•K).

利用MOPAC-AM1方法计算了23种新三取代嘧啶苯磺酰脲衍生物的28个量化参数.基于这些参数,运用最佳变量子集回归方法建立新三取代嘧啶苯磺酰脲衍生物对油菜和反枝苋的除草活性(Bf和Af)的三参数(Hf,Q17,Q21)回归方程,相应复相关系数(R2)、去一法(LOO)交互检验复相关系数(Q2)分别为0.876，0.808和0.864，0.799,表明所建立的定量结构/活性关系(QSAR)模型具有良好的稳定性和预测能力.根据许禄规则和Andrea规则得到网络结构为3∶3∶1,Bf-BP和Af-BP模型的相关系数分别为0.995和0.997, 显示了非常好的非线性关系.