华法林作为口服维生素K拮抗剂几十年来广泛应用于治疗血栓类疾病。 因此针对华法林的物理化学性质的研究成为了人们的重点。 通过含时密度泛函理论(TD-DFT), 模拟了华法林分子在水溶液状态下与人血清蛋白结合过程中几种状态的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)与荧光光谱, 研究不同状态在激发过程中的跃迁方式和电荷转移过程, 以及光谱的差异, 探究整个动力学过程的激发态变化机理。 结果表明, 华法林在水溶液中紫外-可见吸收光谱表现出双吸收现象, 双吸收现象主要由不同的激发态跃迁导致。 未去质子化前, 主要吸收峰波长为291 nm, 去质子化后, 吸收强度降低, 波长红移, 当华法林与血清蛋白结合后发生电荷转移导致吸收增益, 波长307 nm吸收峰强度最高。 通过计算第一激发态(S1)的结构和激发能模拟华法林不同状态的荧光光谱, 最初状态下荧光峰为360 nm, 去质子化后, 荧光强度降低, 波长红移, 结合后结构变化导致荧光增益。 根据华法林的荧光光谱变化情况, 说明其在整个动力学过程中存在不同的荧光发射过程。 通过分子前线轨道分析和电子-空穴分析研究整个动力学过程的电荷转移情况, 表明华法林单体的荧光发射过程为局域激发, 与蛋白质结合后荧光发射过程为电荷转移激发, 结合后的荧光增益特征使华法林可以作为荧光探针。 该研究揭示了华法林与蛋白结合过程中光谱变化机理, 为以后探究分子结合动力学过程提供新型研究手段和理论支撑。

研究了载体平台振动条件下红外系统成像模糊效应模型, 实现了系统成像模糊效应动态仿真。依据红外系统成像原理及平台振动规律, 建立载体平台振动下红外系统成像模糊效应模型; 通过研究模糊效应纹理预生成及实时采样方法, 实现载体平台振动下系统成像模糊效应实时计算; 基于仿真结果定量分析了载体平台不同振动条件下, 红外系统成像质量退化程度。结果表明: 载体平台振动时, 振动振幅或振动频率增大都会导致红外系统成像质量严重退化; 而且观测距离越远, 载体平台振动对系统成像质量影响越明显。

为了提高镜片的加工精度与效率,利用计算机控制光学表面成形技术(CCOS)的抛光方法对光学镜片进行抛光全过程动态仿真。根据Preston方程建立材料去除函数模型,对抛光过程中压力、转速以及工件与抛光磨头相对半径比对抛光去除速率的影响进行分析。为建立球面镜片的动态全过程仿真,结合卷积原理,推导加工残余误差与去除函数和驻留时间三者间的线性关系,根据镜片的对称性,将元素个数从2m+1点简化为m+1点,以提高运算效率。最后为获得仿真最小残余误差,采用非负最小二乘法求解驻留时间。结果表明,材料去除速率函数类似于高斯分布,抛光后能使镜片面形误差收敛,对模拟表面进行仿真,半径为100 mm的镜片其初始表面形貌粗糙度的均方根值从0.467 μm收敛到0.028 μm,轮廓最大高度从6.12 μm收敛到1.48 μm。对实测表面进行加工仿真同样令其表面形貌粗糙度的均方根值从3.007 μm收敛到0.107 μm,轮廓最大高度从160.73 μm收敛到13.76 μm,因此提出的驻留时间求解方法对于球面镜片抛光全过程动态仿真有一定的可行性。

将工业机器人应用到增材制造系统中可显著提高其制造能力, 但在对机器人进行扫描轨迹编程时, 示教编程方式难以满足轨迹规划的复杂性和任意性, 而离线编程方式却能有效解决该问题。针对基于库卡某型工业机器人的同步送粉式激光沉积制造设备, 搭建了一套极具通用性和实用性的离线编程系统, 开展了机器人运动学算法研究、动态仿真系统开发、机器人程序输出等工作, 成功将现有专用于金属件沉积成形的辅助编程软件输出的分层切片扫描轨迹数据转换成了机器人6个旋转关节分量, 为沉积制造过程动态仿真和机器人程序输出提供了准确的数据源。通过开展现场试验对系统功能进行了全面验证, 制件形貌达到预期要求, 试验结果表明, 机器人运动学算法准确、位姿变换平滑, 仿真动作姿态与实际完全一致, 输出的机器人程序准确, 解决了先前为工业机器人编制任意、复杂扫描轨迹运动程序较难的问题。

研究了卫星帆板展开对整星姿态的影响, 优化了展开策略。对单块帆板的展开进行了理论建模, 得到了转动角度和时间关系的解析解; 结合某卫星工程实际对单块帆板进行了ADAMS动力学仿真, 建立了更接近实际的ADAMS模型和参数设置。通过搭建的单块帆板展开试验机构进行展开试验, 测得了驱动力矩、阻力矩等参数, 并对理论模型和ADAMS模型进行了参数修正。修正后的结果显示理论计算、仿真和试验结果相差在5%以内。对于10.6 kg帆板而言, 驱动力矩每增加0.09 N·m, 展开时间缩短0.4~0.5 s, 冲击载荷相应增加400 N左右。修正过的ADAMS模型可应用于整星帆板展开动力学分析, 得到不同展开策略对卫星姿态影响的大小, 为展开模式的选择、姿态精确控制提供参考依据。

采用有限元方法，考虑实际的边界条件和热物性参量的变化，对Al2O3覆膜陶瓷粉末的选区激光烧结过程瞬态三维温度场进行动态模拟.通过比色测温法对红外热成像系统的发射系数进行修正后，对选区激光烧结过程瞬态温度场进行测试.数值模拟和实测结果显示，两者吻合较好.

对随机并行梯度下降(SPGD)算法校正时变相位噪声的动态过程进行数值模拟,计算不同强度和频率的相位噪声对控制带宽的影响程度,分析控制带宽与光束数目以及算法执行速度之间的关系。计算结果表明,随着相位噪声强度和频率的增加,算法的控制带宽随之减小,带宽大小与参与合成的光束数目N的-4/3次方成正比,与算法执行速度成线性关系。计算结果可为SPGD算法应用至多路高功率光纤放大器相干合成提供参考。

自从分置式斯特林制冷机出现以来,工程设计对可靠的整机理论模型有着迫切需求.给出狭缝调相式气动分置式斯特林制冷机热动力学模型及控制方程,直线压缩机采用了绝热模型,压缩活塞的运动规律采用了试验修正,模型中考虑了活塞驱动电机运动特征和回热不完全、轴向导热、穿梭运动、气体泵热、辐射等主要冷损,排出器运动采用单自由度强迫运动模型,并运用数值计算方法模拟整机性能.该模型可用来对整机性能进行预测并帮助设计者深入理解整机物理过程.

给出的狭缝调相式气动分置式斯特林制冷机,具有阻尼调节方便、造价低、制作与装配简单等优点.该机使用调节件与气动腔体之间的缝隙替代气动杆上的干摩擦来调节排出器的运动阻尼,进而调节排出器与活塞之间的运动相位差.主要给出了狭缝调相器的理论模型,并针对不同间隙进行了性能模拟与试验验证.试验结果与性能模拟结果符合很好,证明了所建立理论模型的可行性.