本发明提供了一种基于聚类分析的复合材料结构有限元模型修正方法，建立初始有限元分析模型，测得结构的实验模态频率和模态振型，计算待修正参数的相对灵敏度矩阵，利用分层聚类算法对待修正参数进行参数分组，再对聚类参数进行相对灵敏度分析，选择各参数中相对灵敏度平均值最大的聚类参数进行修正，构造分析模型的模态频率和实测模态频率的残差向量，建立分析模型修正所需的目标函数，构建目标函数的优化反问题对复合材料结构的有限元模型进行修正。本发明结合数值模拟、试验和优化技术，采用参数的相对灵敏度矩阵进行聚类分析，减少待修正参数数量，提高修正程序稳定性，为工程应用提供了一种准确的基于数值模拟、试验和优化相结合的复合材料等效有限元模型参数修正方法。

细菌通过多个趋化受体来感受周围不同的化学小分子，主动游动，实现获得更好的生长环境或者实现趋利避害。但不是强的正趋小分子都是很好的可利用营养物质—好闻的不一定有营养，同样，也不是容易代谢的营养就是强的趋化因子—有营养的不一定好闻。细菌在自然界中往往面临多种不同强弱的趋化小分子，多种不同可代谢程度的营养来源的复杂浓度梯度环境中，细菌群落是如何通过趋化行为抉择它们的去向，实现最优化它们的环境适应性与生长速度？细菌在个体与群体的选择上是否有不同？这一基于细菌的生物行为的研究也许对了解复杂的高等生物的群体行为也有所帮助。 北京大学物理学院欧阳颀院士领导的“生物物理”团队的罗春雄研究组在基于微流体细菌趋化分析芯片的实验研究中发现：在反向不同引诱物浓度梯度下，细菌首先趋向聚集于强引诱物而少营养的一端， 但当细胞密度超过一个阈值时，细菌群落部分“逃逸”强引诱物浓度场，游向趋化因子相对弱但可代谢物质富集的一端。这一现象被刻画为细菌群体运动的“逃逸相变行为”。罗春雄研究组通过与美国IBM沃森研究中心的涂豫海教授（北大定量生物学中心资深访问学者）合作，对此现象涉及的趋化受体间的协作行为进行了系统细致的理论分析和实验论证，发现营养物质通过数量较少的Tap趋化受体进行了响应行为，而且在较大的一个趋化响应参数空间均会出现由细菌密度超过临界密度而产生的逃逸条带（“Escape Band”）行为，该行为可以使得细菌群落在复杂的趋化物浓度场中获得更好的生长优势。相关的定量实验与理论研究以“The escape band in Escherichia coli chemotaxis in opposing attractant and nutrient gradients”为题于2019年1月23日在线发表于Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America（PNAS）杂志上。细菌群体趋化运动的“逃逸相变行为” 文章第一作者为北京大学定量生物学中心博士研究生张玄麒,通讯作者为北京大学物理学院/定量生物学中心罗春雄教授及美国IBM沃森研究中心/定量生物学中心的涂豫海教授，参与人包括欧阳颀院士，前沿交叉学科研究院博士研究生司光伟，董一名，物理学院博士研究生陈凯悦。工作得到国家自然科学基金委、物理学院介观物理重点实验室、 北京大学定量生物学中心、北大-清华生命科学联合中心的支持。 工作原文连接: https://www.pnas.org/content/early/2019/01/22/1808200116

本发明公开了一种实时监测细胞行为和状态的装置和方法，该装置包括：第一微量注射泵、第二微量注射泵、第一注射器、第二注射器、塑料Y型接头管、加热片、传感器检测单元和检测仪器；本发明的装置和方法可以确定细胞和离子在样品溶液中的存在、行为、数量和变化情况；可用于实时监测细胞贴附、增殖和伸展形成致密连接的行为过程。亦可用于实时监测此过程中氢离子的代谢情况；还可用于实时监测调节物作用下的细胞行为和状态，从而鉴别分析调节物。

简单介绍： 动物行为学视频分析系统是一套通过视频摄像机和计算机，采用图像处理技术，自动跟踪和记录动物活动的通用型运动轨迹记录分析系统，可以应用在神经药理，学习记忆药理，抗衰老药理和新药神经系统一般药理毒理研究，也可用于神经科学基础研究。可进行头中尾三点跟踪，适用于Morris水迷宫实验、旷场实验、条件性位置偏爱实验、T型迷宫、Y型迷宫、八臂迷宫、高架十字迷宫、Barnes迷宫、Zero迷宫、孔洞实验、新物体识别等各种动物实验。 ZL-099除了具有自动跟踪记录动物活动轨迹的基本功能外，还具有通过事件记录器记录视频系统无法自动识别的各项动物行为事件、轨迹数据导入再分析、实验数据管理以及实时录像功能，并能够接收16路外部输入信号，控制16路外部输出信号，充分体现了自动化与灵活性相结合的优势。 详情介绍： 一.详情介绍 1.可随心设计的平台区域图形 ZL-099可以使用户根据实验目的自行设计实验平台区域，用于计算机跟踪动物在不同区域内的各项指标。ZL-099提供了圆/椭圆、扇形、多边形、环形图元，用户可以使用这些图元设计任意形状的跟踪区域，从而在实验中获取动物在跟踪区域中的各项数据。实验平台设计的灵活性使ZL-099可以更好地适用于各种迷宫实验的研究。 2.稳定可靠的跟踪算法 ZL-099为用户提供了三种跟踪算法：灰度法、背景减法和色彩识别法。灰度法适合在动物与背景间的对比度较大，背景可能会有较小变化的场景下使用。背景减法适合在背景复杂、背景灰度接近甚至与动物灰度相同，但是背景基本不变化的场景下使用。根据背景情况选择跟踪算法，能够使跟踪效果达到*佳。色彩识别法适合对着色的动物进行跟踪。ZL-099也是能够进行头、中、尾三点识别的优良软件。 3.事件统计和分析功能 ZL-099能够记录26种键盘预定义事件、16路外部输入事件、12路外部输出控制事件以及目标所在区域事件，开创性地设计了事件关系图，形象地揭示各类事件之间的相互关系，为深入用户分析动物行为提供了有利支持。 4.可视化的实验数据管理功能 ZL-099内建的数据库通过实验目录树和属性页的方式，将实验过程中产生的大量数据有机地组织起来，使用户可以很方便地查阅实验历史数据和图形，使实验数据的管理成为一个有组织的数据系统。每个实验人员可以独立创建自己的实验数据库，设置密码保护，通过简单的拷贝命令即可实现数据的备份和携带，充分保障了数据的安全性。 5.强大的综合报表功能 ZL-099的综合报表功能允许用户进行实验数据的筛选，并将筛选后的数据进行统计和分析，输出动物在各区域的持续时间、游程、进入区域的次数、潜伏期、平均速度、静止时间等指标，以选定的属性项分组统计平均值和标准误差，并将其以直方图的形式呈现出来。用户可以通过对数据图表复制、粘贴的简单操作，很快形成自己风格的实验报告。同时系统还提供了导出数据的功能，，可以将原始数据和统计分析数据导出到Excel文件中，用户可以使用如：Excel、SPSS、SAS等第三方软件进行深入的数据统计分析。   6.灵活的实验启动和结束方式 ZL-099不但提供了手动开始/结束实验方式，还提供了自动开始/结束实验、延时开始/延时结束以及远程开关启动实验方式。在自动开始/结束实验方式下，用户设置开始区域、结束区域后，系统实时监测动物所在的位置，当动物运动到设定的开始区域、结束区域时，系统自动启动跟踪任务或结束跟踪任务。远程开关方式可以使用户在远离计算机的位置启动实验，极大地方便了研究人员的操作，降低了工作强度。     7.方便快捷的手动事件记录器 ZL-099提供一个可以自定义的事件记录器，通过键盘或鼠标用户可以方便、高效地将视频跟踪系统无法自动记录的事件记录下来。用户可以按照自己的操作习惯定义各个快捷键所对应的事件，如：站立、理毛、进食、排泄等，*多可以定义26个事件。事件记录器不但记录事件，同时还将事件的发生时刻和持续时间记录下来，并对事件发生的次数和事件总持续时间进行统计分析，便于用户对动物行为进行深入研究。 8.自定义实验动物的属性模板 ZL-099允许用户定义自己感兴趣的动物属性项，并将其作为模板存放在数据库中，这个模板不但可以在当前实验中使用，而且也可以在以后的实验中复用。通过动物属性模板，用户可以储存更多的关于实验动物的信息，这些信息在后期的批量数据处理中，作为分组条件进行分组统计分析，使研究人员可以更加深入地探究各个因素与动物行为之间的内在关系。   9.实时分析和录像分析以及压缩录像功能 能够在实验的同时进行实时动物行为分析，也可以进行实验录像视频文件的分析。录像文件批处理功能只需要用户指定录像文件所在的目录即可自动进行大量录像文件的动物行为分析而不需要用户的任何介入。提供实时压缩录像功能，可以将实验图像采用通用的视频文件格式保存下来，便于后期的研究分析和备案。ZL-099系统从设计实验、预定义属性模板、设计区域平台、执行实验、数据分析到数据的导入导出，为用户提供完整的解决方案，是一个适用于多种迷宫实验的通用型视频跟踪系统。     二.性能指标 视频源 摄像机：黑白/彩色 录像机、DVD：黑白/彩色 视频文件：黑白/彩色 解析度 视频摄像机：640×480点 视频文件：≤1024×768点 算法 灰度法 背景减法 采样频率 1~20帧/秒 启动方式 手动开始/结束 延时开始/结束 自动开始/结束 远程按钮启动 输出指标 各区域持续时间及百分比、游程、进入区域的次数、潜伏期、平均速度、静止时间及百分比 总持续时间、游程、进入次数、平均速度、静止时间及百分比 运动轨迹图、直方图、事件关系图 特点 自定义属性项、可设计的区域平台图形、自定义事件记录器、实时录像     三.软硬件配置 计算机 台式机/笔记本 Intel P42G，512M内存 视频源 低照度工业监控摄像机（推荐） 数字/磁带摄像机 USB摄像头 AVI视频文件 镜头 3.5-8mm变焦、F1.2或F1.4光圈 图像采集卡 PCI/USB接口 640×480点解析度，24位真彩色 输入输出控制器（可选件） 16路继电器输出（每路4A@220V） 16路光电隔离开关量输入 照明 泛光照明 操作系统 Microsoft Windows 2000/XP/7/10  

集热式磁力搅拌器型号：101S　 　 产地：郑州技术参数DF-101S 特征：平板 ； 搅拌容量：最大2000ml ； 搅拌速度：无级调速 0-2600； 加热温度：室温-400℃ ； 控温方式：智能自动； 工作电压：220V/50Hz ； 整机尺寸：239×245×220 ； 主要特点随意设定，自动恒温，使用更加方便、直观，控温精度高、准确可靠。 仪器介绍DF-101S在DF-101B基础上，增加了高精度时间比例式数显温控仪和智能型数字显示温度两种型号，随意设定，自动恒温，使用更加方便、直观，控温精度高、准确可靠。

1、成果简介 调制（又称锁相，Lock-in）红外热像 (热波)无损检测设备以频率可调的简谐波或阶跃函数方式对检测对象进行连续光热激励，以红外热像的相位、幅值等信息检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、非接触、可单面检测、不必拆下总装后的部件、可在外场使用等优点。是一种适合于大型复合材料和多层胶接结构内部缺陷检测的可视化检测设备。与脉冲热像法相比检测设备简单、检测深度更深，但检测时间较长。主要检测对象有：航空航天复合材料结构的内部分层、脱粘；蜂窝结构和夹层结构的内部分层、脱粘、积水；各类多层胶接结构的脱粘；固体发动机绝热层和包覆层脱粘；壁画空鼓等。该设备和技术是2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下的自主创新研究成果，具有自主知识产权，有广阔的应用前景。 典型技术指标： 加热功率：1000～4000W； 图像分辨率：320*240～620*480； 检测时间：20-300s； 单次检测面积：500mm*375mm及以上。 具体指标可根据实际需要的技术、经济性能合理调整。2、应用说明 用于各类材料、结构内部缺陷的无损检测，如航空、航天复合材料结构的内部分层、脱粘、异物和撞击损伤，蜂窝结构和夹层结构的内部分层、脱粘、积水，铝蒙皮和金属板背面的腐蚀，热障涂层的内部脱粘、裂纹，固体发动机绝热层和包覆层脱粘。应用单位有航天二院201所、北京卫星制造厂，技术合作单位有航天6院389厂、北京航空材料研究院。3、效益分析 该设备和技术是自2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下积累的自主创新研究成果，具有国际先进的技术水平，有台式、移动、便携形式，有广阔的应用前景。

1、成果简介 脉冲红外热像（热波）无损检测设备以闪光灯为热激励源，以红外热成像方式检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、速度快、非接触、可单面检测、不必拆下总装后的部件、可在外场使用等优点。是一种适合于大型复合材料和金属板壳结构内部缺陷检测的可视化、数字化、定量化的检测设备。主要检测对象有：航空航天复合材料结构的内部分层、脱粘、异物和撞击缺陷；蜂窝结构和夹层结构的内部分层、脱粘、积水；各类多层胶接结构的脱胶；铝蒙皮和金属板背面的腐蚀；热障涂层的内部脱粘、厚度不均；固体发动机绝热层和包覆层脱粘；壁画空鼓，等等。该设备和技术是自2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下积累的自主创新研究成果，有广阔的应用前景。 典型技术指标： 脉冲能量：3000～6000J； 图像分辨率：320*240～640*480； 检测时间：10～20s； 单次检测面积：500mm*375mm及以上。 具体指标可根据实际需要的技术、经济性能合理调整。2、应用说明 用于各类材料、结构内部缺陷的无损检测，如航空、航天复合材料结构的内部分层、脱粘、异物和撞击损伤，蜂窝结构和夹层结构的内部分层、脱粘、积水，铝蒙皮和金属板背面的腐蚀，热障涂层的内部脱粘、裂纹，固体发动机绝热层和包覆层脱粘。应用单位有航天二院201所、北京卫星制造厂，技术合作单位有航天6院389厂、北京航空材料研究院。3、效益分析 该设备和技术是自2001年以来4.5次国家自然科学基金、3次航空科学基金、2次航天支撑技术基金共同资助下积累的自主创新研究成果，具有国际先进的技术水平，有台式、移动、便携形式，有广阔的应用前景。

传统PZT压电陶瓷应用广泛，但在居里温度较低，环境温度较高时，PZT陶瓷样品极易退极化。随着压电材料的应用范围的进一步拓展，一些极端条件对压电陶瓷的应用提出了新的挑战。北京大学工学院实验室利用高居里点的钪酸铋-钛酸铅压电陶瓷制备了基于d31模式和d33模式的应用于高温环境中的压电振动能量回收器，器件可以稳定地工作在150℃以上的高温环境中。高温下由于电畴被活化，器件的压电系数和相应的输出功率比室温时提高一倍以上。 与压电能量回收器不同的是，压电驱动器是一种利用压电效应，将电能转化为机械能实现纳米级驱动的器件，压电驱动器利用压电材料的准静态逆压电效应实现10微米至100微米的微小位移；同时，还可以利用压电陶瓷的高温谐振动效应制备高温压电马达。

传统PZT压电陶瓷应用广泛，但在居里温度较低，环境温度较高时，PZT陶瓷样品极易退极化。随着压电材料的应用范围的进一步拓展，一些极端条件对压电陶瓷的应用提出了新的挑战。北京大学工学院实验室利用高居里点的钪酸铋 - 钛酸铅压电陶瓷制备了基于 d31模式和d33模式的应用于高温环境中的压电振动能量回收器，器件可以稳定地工作在 150℃以上的高温环境中。高温下由于电畴被活化，器件的压电系数和相应的输出功率比室温时提高一倍以上。 与压电能量回收器不同的是，压电驱动器是一种利用压电效应，将电能转化为机械能实现纳米级驱动的器件，压电驱动器利用压电材料的准静态逆压电效应实现10微米至100微米的微小位移；同时，还可以利用压电陶瓷的高温谐振动效应制备高温压电马达。