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用于多尺度设计和制造的优化定制旋节线结构材料
需要支持多种机械和生物功能（如实现液体运输、促进再生和修复、抵抗不确定和随时间变化的机械需求）。[1–3] Wolf-Roux（机械稳态）定律表明，骨骼会随着机械需求的变化而沉积或吸收，[1,4,5] 指出优化在多尺度材料和结构的自然设计中发挥着作用。因此，结构优化是追求性能优化的仿生工程系统的一种很有吸引力的策略；然而，自然界中观察到的一系列功能极难完全融入基于优化的工程设计过程中。在这里，我们赋予结构优化方法和旋节线结构材料，这些材料模仿自然界中观察到的几种微观结构特征，这样我们就可以直接以设计中的刚度和轻量化为目标，并间接促进由微观尺度上的旋节线孔隙度和随机性促进的其他机械和生物功能。图1显示了在几种生物系统中观察到的微结构，这些微结构具有不同的孔径、孔形、密度和方向偏好，这些特征可以通过旋节线结构材料轻松模仿。旋节线结构材料是通过将旋节线相分解中的一个相解释为微结构材料而获得的。它们的非结构化、随机微结构特征已被证明可实现理想的工程性能（例如高机械弹性[9]、高能量吸收[10]和对缺陷不敏感[11]），这些性能通常超过结构化结构材料（例如桁架和板晶格）。此外，以高斯随机场（GRF）形式对旋节线相分解进行函数近似[12,13]可以广泛可调微尺度各向异性和孔隙率，从而实现显著的微结构设计自由。 [6] 底层函数表示也使得在任意方向和孔隙度的不同旋节线类（例如，图 1 中所示的各向同性、立方、层状和柱状结构）之间转换变得轻而易举。因此，旋节线结构材料为工程部件提供了一种途径，这些部件具有嵌入的、空间变化的微尺度特征，与结构化结构材料相比，这些特征提高了工程性能并增强了可制造性。旋节线结构材料的制造多功能性还使人们能够回归经典的多尺度
Mark S Barlow 医学博士简历 2023
Sigma Gamma Tau 国家航空航天荣誉协会，1988 年 Tau Beta Pi 国家工程荣誉协会，1987 年 金钥匙国家荣誉协会，1986 年 美国杰出大学生国家荣誉协会，1986 年 Alpha Lambda Delta 国家新生荣誉协会，1986 年 工程经验 Dynacs Engineering（德克萨斯州休斯顿） 1997 年 2 月 - 2000 年 6 月 职位：结构动力学工程师 国际空间站兼职工程支持，侧重于结构建模和环境预测。编程包括 C、FORTRAN、NASTRAN 和 Matlab。平均每周投入时间 10 小时。 诺斯罗普·格鲁曼公司（德克萨斯州休斯顿） 1994 年 9 月 - 1996 年 6 月 职位：结构动力学工程师 负责 NASTRAN 分析以支持空间站微重力 AIT，包括使用 NASTRAN 进行特征解、瞬态时间模拟为实验室和散热器流体回路的新型流体动力学模拟做出了贡献，以评估它们对微重力要求的影响。 麻省理工学院（马萨诸塞州剑桥）1992 年 9 月 - 1992 年 11 月 职位：工程顾问 负责设计和计算机分析将在 NASA 兰利亚音速风洞中测试的可变几何机翼的组件。使用 ADINA 在 MIT 的 Cray 上执行结构建模。 美国空间服务公司（德克萨斯州休斯顿）1988 年、1989 年夏季 职位：工程实习生、员工工程师 职责包括小型运载火箭的结构分析和车辆开发。由于该公司规模较小，职责多种多样，从推进分析到结构设计。 出版物 Patrick CW、Xheng B、Wu X、Gurtner G、Barlow M、Kountz C、Chang D、Schmidt M、Evans GRD。 “Muristerone A 诱导神经生长因子从基因工程人类真皮成纤维细胞释放用于外周神经组织工程。”Tissue Eng 2001 年 6 月；7(3)：303-311。Orgill DP、Butler C、Regan JF、Barlow MS、Yannas IV、Compton CC。“血管化胶原-糖胺聚糖基质提供真皮基质并改善培养上皮自体移植的吸收。”Plast Reconstr Surg 1998 年 8 月；102(2)：423-9。Orgill DP、Solari MG、Barlow MS、O'Connor NE。“有限元模型预测皮肤接触烧伤的热损伤。”J Burn Car Rehabil 1998 年 5 月-6 月；19(3)：203-9。 Crawley EF、Barlow MS、van Schoor MC、Masters B、Bicos AS。“零重力条件下空间结构模态参数的测量。”AIAA 制导、控制与动力学杂志，1995 年 5 月至 6 月，第 385-394 页。Crawley EF、Barlow MS、van Schoor MC。“空间结构模态参数的变化。”AIAA 航天器与火箭杂志，1994 年。Doebling SW、Hemez FM、Barlow MS、Peterson LD、Farhat C。“通过模型更新选择用于损伤检测的实验模态数据集。”第 34 届 AIAA/ASME/ASCE/AHS 结构会议论文集，结构动力学与材料会议，加州拉霍亚，1993 年 4 月。 Bicos AS、Crawley EF、Barlow MS、van Schoor MC、Masters B。“1g 和 0g 下空间结构的模态参数。”航空航天设计会议论文集，AIAA 93-1115，1993 年 2 月。 Doebling SW、Hemez FM、Barlow MS、Peterson LD、Farhat C。“通过模型更新检测悬挂比例模型桁架中的损伤。”第 11 届国际模态分析会议论文集，佛罗里达州基西米，1993 年 2 月。 Crawley EF、Barlow MS、van Schoor MC。“空间结构模态参数的变化。” AIAA 论文编号 92-2209，发表于第 33 届 AIAA/ASME/ASCE/AHS 结构、结构动力学和材料会议，德克萨斯州达拉斯，1992 年 4 月。Barlow MS、Crawley EF。“零重力下可展开桁架结构的动力学：MODE STA 结果。”空间工程研究中心报告编号 1-92，1992 年 1 月。提交摘要 Barlow MS、Patel K、Snyder N、Zhao J、Heggers JP、Gould LJ、Phillips LG。“冲洗量对污染伤口细菌数量减少的影响。”发表于整形外科研究委员会第 49 届年会，2004 年 6 月。
物理课程
物理课程 PHYS 140 普通地球科学 本课程是针对非科学专业的学生介绍地球及其环境的入门课程。主题包括物理和历史地质学、气象学、海洋学、地球和太阳系。先决条件：无。 PHYS 131 普通物理科学 普通物理科学是针对非科学专业的学生介绍物理、化学、地质学、天文学和气象学等物理科学的综合基础课程。先决条件：无。 PHYS 111L 普通物理科学实验室。在此实验室中，学生将进行物理、化学和地质学的入门级实验。 PHYS 231 普通物理学 I 本课程涵盖物理学基础知识，包括力学、波和热。先决条件：MATH 140。PHYS 211L 普通物理 I 实验室 学生进行物理基础实验，包括力学、波和热物理。共同要求：PHYS 231。PHYS 232 普通物理 II 普通物理 I 的延续。课程涵盖电、磁、光和现代物理概论。先决条件：PHYS 231。PHYS 212 普通物理 II 实验室 学生进行电、磁和光实验。共同要求：PHYS 232。PHYS 233 物理学原理 I（服务学习课程）这是一门基于微积分的力学、波动和热物理原理简介。先决条件：MATH 143。PHYS 213 物理学原理 I 实验室 学生进行力学、波和热物理实验。共同要求：PHYS 233。PHYS 234 物理学原理 II（服务学习课程） 物理学原理的延续，涵盖的主题包括电和磁、光和光学。先决条件：PHYS 233。PHYS 214 物理学原理 II 实验室 学生进行电、磁、光和光学实验。共同要求：PHYS 234。PHYS 331 静力学本课程涵盖静力学原理，包括矢量微积分、分布力、刚体平衡、桁架、框架、梁和各种类型的虚构。先决条件：MATH 143；共同要求：PHYS 243。PHYS 332 动力学 本课程涵盖动力学原理，包括粒子动力学、功和能量、谐波运动、粒子系统、移动坐标系和刚体运动。先决条件：MATH 143；共同要求：PHYS 233。
丹·杜邦（Dan Dupont）的提交，所有业主，工作森林PEI，有限公司
以下是关于我在公开会议上和与委员会的讨论中听到的内容的具体评论和建议。我同意缺乏可持续管理森林的基于市场的选择。当农业用地以$ 6000/ac的价格出售，但这尤其如此，但这不应授予我们清除森林的许可以立即获得收益。是，如果我们将人们视为一个精明的商人，那么我们已经成为一个文化/社会，如果他在清理森林中从成熟的森林中删除经济价值的100％，然后才能清除其从其森林砍伐状态中获利？诺夫·斯科舍省的“ Lahey报告”是一种有远见的观点，是一种可持续的方法来管理所有价值的政府拥有的森林。我相信，如果部长迈尔斯部门的某人熟悉拉希先生的工作，这是管理我们33,600公顷的公共森林公共森林的合理方法，这将是有益的。另一方面，在零散的私人土地上很难建立Lahey方法。合作模型在管理私人土地方面一直在全球范围内运行良好。大多数私人森林所有者都无法获得森林管理专业知识，而合作社满足了需求。否则，它们留给了所谓的“精明商人”的异想天开。我相信部长尚未问森林，鱼类和野生动植物部的高级职员的正确问题。该部门因质疑自己及其表现而缺乏领导能力而失败了。当仅由政府管理资源时，任何管辖权都会受到损害。为什么？它劝阻其厚墙外的任何建议或投入，因此为具有独立思想的工作人员带来了两极分化的工作环境。不幸的是，审计长的两个报告似乎并未导致所需的措施。我听说它说：“在私有森林上支付的公共资金的支出可能效率低下，但我没有其他方法可以朝着更具韧性的森林的目标迈进。”通常，政府部门的任务是支持其确定的行业。渔业，农业和旅游部的部门就是一个很好的例子。相反，Deeca清楚地指出，支持我们不是他们的立场。我认为，他们失去了职责。这一直是任何可持续管理尝试的死亡之后。如果没有可持续行业资助，则无法进行可持续的森林管理。政府应协助该行业的发展，并在白云杉供应下降和土地所有者要求变化时将面临的过渡。多年来，组织已经在岛上建立森林行业进行了几次尝试，但部长甚至不会考虑和/或批准必要的文件。为我自己讲话，在一个行业工作的状态而没有能力使它变得更好的状态一直在征税。该岛为这样一个行业充满了机会。一个例子与我们住房需求的状态有关。想象一下满足对木材产品的国内需求我相信，负责住房的部长表示，该岛需要在未来十年内每年建造2500辆，以跟上我们的国内需求。想象一下，建筑行业是否要与我们的森林行业合作，用于木材，修剪，桁架，地板以及所需的其他森林产品！
教学大纲
机械工程工程数学线性代数：矩阵代数，线性方程系统，特征值和特征向量。微积分：单个变量，极限，连续性和不同性，平均值定理，不确定形式的功能；评估确定和不当积分；双重和三个积分；部分衍生物，总导数，泰勒序列（一个和两个变量），最大值和最小值，傅立叶序列；梯度，差异和卷曲，矢量身份，方向衍生物，线，表面和体积积分，高斯的应用，Stokes和Green定理。微分方程：一阶方程（线性和非线性）；具有恒定系数的高阶线性微分方程； Euler-Cauchy方程；初始和边界价值问题；拉普拉斯转变；热，波和拉普拉斯方程的解决方案。复杂变量：分析函数； Cauchy-Riemann方程；库奇的整体定理和整体公式；泰勒和洛朗系列。概率和统计：概率的定义，采样定理，条件概率；卑鄙，中位数，模式和标准偏差；随机变量，二项式，泊松和正常分布。数值方法：线性和非线性代数方程的数值解；通过梯形和辛普森的规则进行集成；微分方程的单步和多步法。应用力学和设计工程机制：自由图和平衡；摩擦及其应用，包括滚动摩擦，Belt-Pulley，刹车，离合器，螺丝千斤顶，楔子，车辆等。;桁架和框架；虚拟工作；平面运动中刚体的运动学和动力学；冲动和动量（线性和角度）以及能量配方；拉格朗日方程。材料力学：应力和应变，弹性常数，泊松比； Mohr的圆圈，用于平面应力和平面应变；薄缸；剪切力和弯矩图；弯曲和剪切应力；剪切中心的概念；梁的挠度；圆形轴的扭转；欧拉的专栏理论；能量方法；热应力；应变仪和玫瑰花结；通过通用测试机对材料进行测试；测试硬度和影响力。机器理论：平面机制的位移，速度和加速度分析；链接的动态分析；凸轮；齿轮和齿轮火车；飞轮和州长；往复和旋转质量的平衡；陀螺仪。振动：单个自由系统的自由和强迫振动，阻尼的效果；振动隔离；谐振;轴的关键速度。机器设计：用于静态和动态加载的设计；失败理论；疲劳强度和S-N图；机器元素的设计原理，例如螺栓，铆接和焊接接头；轴，齿轮，滚动和滑动接触轴承，刹车和离合器，弹簧。流体力学和热科学流体力学：流体特性；流体静态，淹没物体的力，浮动物体的稳定性；质量，动量和能量的控制体积分析；流体加速度；连续性和动量的微分方程；伯努利方程；维度分析；不可压缩的流体，边界层，基本湍流，流过管道，管道损失，弯曲和配件的粘性流动；可压缩流体流量的基础。传热：传热模式；一维热传导，抗性概念和电类比喻，通过鳍的传热；不稳定的热传导，集总参数系统，Heisler的图表；热边界层，自由和强制对流传热中的无量纲参数，扁平板上流动和通过管道的传热相关性，湍流的影响；热交换器性能，LMTD和NTU方法；辐射传热，Stefanboltzmann定律，WIEN的位移定律，黑色和灰色表面，视图因素，辐射网络分析热力学：热力学系统和过程；纯物质的特性，理想和真实气体的行为；零和热力学的第一定律，在各种过程中的工作和热量计算；热力学的第二定律；热力学特性图表和表，可用性和不可逆性；热力学关系。