溶胶凝胶法制备La掺杂BiFeO_3铁电陶瓷

本文介绍了以硝酸铁和硝酸铋为原料,采用溶胶凝腋(Sol-gel)方法和快速液相烧结法在不同烧结温度下(650℃,700℃,750℃,800℃)制备了10%A位La掺杂的Bi0.90La0.10FeO3(BLFO)陶瓷,研究了室温下陶瓷的晶格结构及其铁电和漏电性能.1结果表明烧结温度是影响BLFO陶瓷结构,铁电和漏电流性能的重要因素之一,当烧结温度为750℃时,BLFO陶瓷具有较少的杂相和典型的电滞回线,当电场强度为175kV/cm时,其剩余极化值(2Pr)为3.5μC/cm2,同时具有较小的漏电流密度.     

新型含氟液晶的合成与性能研究

2-氟-4-羟基苯甲酸在液晶材料的合成中具有重要作用和更多的优势.以3-氟-4-氰基苯酚为原料制备出了2-氟-4-羟基苯甲酸,经过醚化和酯化后合成出了一系列新型含氟液晶单体,采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、偏光显微镜(POM)、X 射线衍射(WXRD)与差示扫描量热分析(DSC)等测试手段,对单体的结构和性能进行了表征.结果表明此类单体为热致互变液晶,并具有更宽的液晶温度区间和更好的液晶性能.     

BNT无铅压电陶瓷体系的设计及制备工艺研究

本文采用传统陶瓷工艺,制备得到Bi0.5(Na1-x-yKxLiy)0.5TiO3(简称BNKLT)无铅压电陶瓷,运用X射线衍射、扫描电子显微镜对其进行了分析表征;通过压电、介电性能的对比,讨论了烧结温度对BNKLT陶瓷的影响:运用热分析及X射线衍射等手段,确定了粉体的热处理温度,并讨论了烧结温度对BNKLT陶瓷性能的影响;通过最终所得陶瓷的性能对比,确定制备的较优工艺参数.     

热压烧结制备石墨粉/铅锑合金复合材料及其性能研究

以石墨粉和铅锑合金为原料,TiO_2为烧结助剂,采用热压烧结工艺制备石墨粉/铅锑合金复合材料。研究石墨粉对铅锑合金在力学性能和电学性能上的影响。运用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的相组成及其微结构,并分析了复合材料的导电机理。考察了石墨粉含量、烧结助剂TiO_2含量对所制备的复合材料组织及性能的影响。结果发现:随着石墨粉含量的增加,复合材料的相对密度降低,弯曲强度增大,电阻率降低,介电损耗先减小后增大。烧结助剂TiO_2含量为3. 0%时,复合材料强度适宜,导电性能良好。     

双附属小圆柱对主圆柱体绕流特性影响

采用流体计算软件Fluent,对Re=3900工况下附带2个控制小圆柱的圆柱体结构绕流进行数值模拟.首先对单柱体流场计算网格进行了独立性验证,之后通过对比分析不同工况下的涡量场、升阻力系数等水动力学参数的变化情况,研究了附属小圆柱与主圆柱壁面间距比(G/D)和方位布置角(α)对尾流特性的影响.结果 表明:当间距比较小时,附属圆柱对主圆柱剪切层的影响较大.在α＞30°与G/D=0.3工况下,附属圆柱会减弱主圆柱表面压力.特别是,在G/D=0.15,α=30°工况下,附属圆柱对主圆柱体尾流的抑制效果最佳,使得其所受的阻力系数最小.     

行波型热声热机回热器中工质热力学特性模拟及分析

热声热机是一种与传统的热机完全不同的新型热机.它具有无运动部件、结构简单、可靠性高、寿命长等优点;可以利用废热,太阳能等作为热源;采用惰性气体作为工质,有利于保护环境.热声热机包括驻波型热声热机和行波型热声热机,行波型热声热机的工作效率比驻波型热声热机高,目前研究行波型热声热机已成为热声领域的研究热点.回热器作为热能与机械能的转换部件直接影响热声热机的性能,其中涉及诸多热力学性因素,给热声热机设计制造带来了很大的困难,为了能够更好地分析解行波型回热器中工质的动态热力学特性,本文应用计算流体力学软件Fluent来对行波型热声热机回热器中工质热力学特性进行了数值模拟.     

基于CFD的直流传热风洞内部流场数值模拟

基于计算流体动力学(CFD)及其分析软件Fluent对一台吸入式直流传热风洞内部流场进行了三维数值模拟.通过对风洞主要部件轴向速度的数值解与理论解的比较,表明应用Fluent对风洞内部流场的数值计算是可靠的,为风洞的优化设计提供了理论依据.     

复合墙板与钢框架剪切挠度强度微观数值分析

对复合墙板与钢框架剪切挠度强度微观数值分析,在土建工程中提高复合墙板与钢框架的强度和抗震性能具有重要意义。为提高建筑的强度和抗震性能,并对复合墙板与钢框架剪切挠度强度微观数值分析,掌握结构损伤激励,分析构建钢筋混凝土柱状结构下的应力损伤模型,在提高建筑强力刚度、减小侧向荷载方面有重要作用。运用ANSYS软件进行微观数值分析,构建建筑体的力学模型。采用响应面法应力-应变新型关系进行动态曲率修正,实现对剪切扰度强度的微观数值分析。实验分析得出,该模型数值模拟分析结果准确,通过准确的微观数值分析,把握墙体的剪切扰度和受力性能,为建筑施工提供数据基础。     

光-潮气双固化保形涂料用树脂的研制

合成了一种具有光-潮气双固化功能的预聚体,并对树脂的结构和树脂配制涂料及涂层性能通过傅立叶变换红外(FTIR)、光差示扫描热分析仪(DPC)、热-红联用(TG-IR)等进行了表征,表明研制的树脂适合用于配制性能良好的光-潮气双固化保形涂料.     

烧结厂配料自动控制系统研究

针对烧结厂配料方法在实际应用中所暴露出来的问题和不足,本论文详细探讨了烧结自动配料系统的设计与实现,首先结合工业以太网简要分析了烧结配料自动控制系统的网络拓扑结构,在此基础上重点从烧结配料自动控制系统的组网方式详细论述了烧结配料自动控制系统的实现,给出了烧结配料自动控制系统的软件功能实现方案,对于进一步提高烧结配料的自动化控制和无人值守具有较好的指导借鉴意义.     

Effect of Joule heating on isoelectric focusing of proteins in a microchannel

Electric field-driven separation and purification techniques, such as isoelectric focusing (IEF) and isotachophoresis, generate heat in the system that can affect the performance of the separation process. In this study, a new mathematical model is presented for IEF that considers the temperature rise due to Joule heating. We used the model to study focusing phenomena and separation performance in a microchannel. A finite volume-based numerical technique is developed to study temperature-dependent IEF. Numerical simulation for narrow range IEF (6 < pH < 10) is performed in a straight microchannel for 100 ampholytes and two model proteins: staphylococcal nuclease and pancreatic ribonuclease. Separation results of the two proteins are obtained with and without considering the temperature rise due to Joule heating in the system for a nominal electric field of 100 V/cm. For the no Joule heating case, constant properties are used, while for the Joule heating case, temperature-dependent titration curves and thermo-physical properties are used. Our numerical results show that the temperature change due to Joule heating has a significant impact on the final focusing points of proteins, which can lower the separation performance considerably. In the absence of advection and any active cooling mechanism, the temperature increase is the highest at the mid-section of a microchannel. We also found that the maximum temperature in the system is a strong function of the ΔpK? value of the carrier ampholytes. Simulation results are also obtained for different values of applied electric fields in order to find the optimum working range considering the simulation time and buffer temperature. Moreover, the model is extended to study IEF in a straight microchip where pH is formed by supplying H⁺ and OH⁻, and the thermal analysis shows that the heat generation is negligible in ion supplied IEF.     

Towards plug and play filling of microfluidic devices by utilizing networks of capillary stop valves

Robust bubble-free priming of complex microfluidic chips represents a critical, yet often unmet prerequisite to enable their practical and widespread application. Towards this end, the usage of a network of capillary stop valves as a generic design feature is proposed. Design principles, numerical simulations, and their application in the development of a microfluidic cell culture device are presented. This chip comprises eight parallel chambers for the assembly and cultivation of human hepatocytes and endothelial cells. The inlet channel divides into cell chambers, after which the flows are reunited to a single chip outlet. Dimensions and geometry of channels and cell chambers are designed to yield capillary burst pressures sequentially increasing towards the chip outlet. Thus, progress of liquid flow through the device is predefined by design and enclosure of air bubbles inside the microfluidic structures is efficiently avoided. Capillary stop valves were designed using numerical simulations. Devices were fabricated in cyclic olefin polymer. Pressure during filling was determined experimentally and is in good agreement with data obtained from simulation.     

影响“亚洲水塔”的水汽输送过程

青藏高原及其周边区域被誉为"亚洲水塔",过去50年的全球变暖加速了整个"亚洲水塔"的水循环过程。文章从气候态、长期变化和年际变率的角度,总结了当前对影响"亚洲水塔"的关键水汽输送过程及其机理的理解。在此基础上,指出要厘清影响"亚洲水塔"的水循环过程,亟待深入理解水塔的水汽输送过程的时空变化特征和机制及其影响。为此,需要从观测、诊断、动力学机理、检测归因和数值模拟5个方面加强未来的研究工作。     

1961-2012年盛夏持续性旱涝异常分析及预测

利用国家气象信息中心提供的中国西北东部地区1961-2012年盛夏(7-8月)156个台站逐月降水量、国家气候中心提供的74个环流指数以及NCAR/NCEP月平均再分析资料,通过定义盛夏持续性旱涝指数,对中国西北东南部地区盛夏持续性旱涝异常的环流特征进行分析,并建立预测模型,结果表明:近半个世纪来西北东南部盛夏持续性干旱事件发生略多于持续性洪涝事件,但持续性洪涝事件的强度明显强于持续性干旱事件。在持续性涝年乌拉尔山脊明显偏强,西太平洋副热带高压偏西偏强,南亚高压偏东偏强,而且表现为双峰型,低层风场表现为辐合,高层表现为辐散,垂直场上表现为上升运动,且来自印度洋和太平洋的异常水汽能够输送到西北东南部,水汽散度场表现为辐合,因此降水偏多。而持续性旱年正好相反,因此降水偏少。利用前期大气环流指数对持续性旱涝指数建立的集合预报模型具有一定的预测能力,从而为西北东南部盛夏持续性旱涝现象的短期气候预测提供参考依据。     

The revival of thermal utilization from the Sun: interfacial solar vapor generation

Since solar energy is the ultimate energy resource and a significant amount of global energy utilization goes through heat, there have been persistent efforts for centuries to develop devices and systems for solar–thermal conversion. Most recently, interfacial solar vapor generation, as an emerging concept of solar–thermal conversion, has gained significant attention for its great potentials in various fields such as desalination, sterilization, catalysis, etc. With the advances of rationally designed materials and structures and photon and thermal management at the nanoscale, interfacial solar vapor generation has demonstrated both thermodynamic and kinetical advantages over conventional strategies. In this review, we aim to illustrate the definition, mechanism and figures of merit of interfacial solar vapor generation, and to summarize the development progress of relevant materials and applications, as well as to provide a prospective view of the future.     

基于数值流形法的计算机动画建模

基于物理规律的计算机动画一直是图形学领域的研究热点,将一种新的动力学分析方法数值流形法引入到计算机动画领域中,利用数值流形法建立连续与非连续变形体的统一物理模型,仿真了一个逐渐展开的卷曲橡皮条、一个小球落到一堆可变形正方块上,以及一个球经过旋转的齿轮的情形。仿真结果显示,该模型可以处理多变形体的大位移和大变形,也可以处理变形体中裂隙的张开和滑移。     

平滑l1模递推辨识算法

通过对ｌ１模指标的平滑处理，构造了平滑近似指标下的递推辨识算法，这种算法实时计算负担小，且具有良好算法性质，数值仿真结果表明，它仍蕴含原指标意义下的鲁棒估计性质。     

考虑管间液滴形成和下落过程的吸收器模拟及分析

针对以溴化锂水溶液为工质的水平管吸收器，考虑管底部液滴形成和管间下落过程，建立了描述管间滴状形成和下落吸收过程传热传质耦合数学模型。根据数值计算结果，分析了溶液温度、浓度和吸收速率沿管排不同位置和水平管管间的变化，分析了管间距对吸收器整体传热传质性能的影响。结果表明，滴状吸收过程约占总吸收量的30%。与实验数据的对比说明提出的数学模型是合理的。     

汉江上游流域蒸散量计算方法的比较及改进

利用汉江上游流域13个气象站的气象观测数据,对SWAT2000模型内嵌的3种潜在蒸散量计算方法:①Penman-Monteith(PM)法、②Pristley-Tayler(PT)法和③Hargreaves法以及FAO Penman-Monteith(FAO PM)法、DeBruin法进行了蒸散量(ET0)计算方法的分析和评价.以气象站实测小型蒸发数据经过折算得到的陆面潜在蒸散量为标准,对模拟蒸散量结果进行检验,根据相关系数、解释方差、确定性系数以及相关曲线斜率等4个指标的比较,详细讨论了各方法的适用性及模拟精度,认为5种方法中PM法和FAO PM法模拟精度最高.但是进一步分析发现FAO PM法存在部分中间气象参量计算错误以及存在与实测数据偏差较大的情况,会影响到水文过程中其它子过程的模拟.因此选择PM法作为汉江上游流域蒸散量计算的首选方法,并通过数据分析提出利用高程对模拟结果进行修正,提高了蒸散量模拟的精度.     

微重力条件下腔体内竖板火蔓延的三维非稳态数值模拟

本文用数值求解基本控制微分方程组的方法研究了微重力条件下腔体内部固体可燃物表面火焰传播的三维非稳态过程。建立的理论模型考虑了气相有限速率化学反应，以及固相的传热和热解过程，阐明了微重力场中固体表面火蔓延过程可燃表面热解的“表面燃料喷射”效应的重要作用，并建立了相应的数学处理方法。数值模拟的结果反映了微重力大小对竖板火蔓延过程形成重要影响的特点，结果基本合理。