固体的离散型变分原理——有限元离散分析的变分原理

本文提出一类新的固体的离散型变分原理.它是从有限元离散分析的实际出发,考虑到元素的边界为可动边界,并且由于分片构造待解函数,使待解函数在元素的交界处具有各种间断性.由此,我们利用数学中的具有各种间断性的可动边界的变分方法,基于一阶变分为零的驻值条件上,建立了固体的离散型变分原理.离散型变分原理消除了元素交界处所导入的误差.它概括了古典与非古典变分原理.本文得到的待解函数应满足的交界方程,是有限元的收敛性(包括非保形元素在内)的必要条件,它开拓了待解函数应满足协调性的收敛性要求.     

Route to Stabilize Cubic Gauche Polynitrogen to Ambient Conditions via Surface Saturation by Hydrogen

Cubic gauche polynitrogen(cg-N) is an attractive high-energy density material. However, high-pressure synthesized cg-N will decompose at low pressure and cannot exist under ambient conditions. Here, the stabilities of cg-N surfaces with and without saturations at different pressures and temperatures are systematically investigated based on first-principles calculations and molecular dynamics simulations. Pristine surfaces at 0 GPa are very brittle and will decompose at 300 K, especially(110) sur...     

耦合装药条件下不同孔径孔壁冲击压力的阶段特征

为合理减小振动并确定单孔破坏的范围，需掌握不同孔径孔壁的冲击压力规律。通过分析孔壁在爆轰作用下的运动过程，构建了孔壁在受到爆炸冲击波时不可压缩流体动力膨胀、破岩粉碎和动态膨胀等3个阶段的简化计算模型，分别确定了各阶段的孔壁压力与时间的分段函数。基于理想气体膨胀方程，确定了孔壁峰值压力的理论放大系数，在数学上统一了孔壁压力变化的阶段特征，得到了炮孔耦合装药孔壁冲击压力孔壁压力特征变化曲线。依托LS-DYNA数值模拟软件和现场工业模型试验，采用数值分析和超动态应变测试模型试验的方法对计算模型结果进行对比分析，得到了耦合装药条件下5种不同孔径（51～200 mm）的孔壁数值分析历程点的冲击压力变化曲线，试验验证了孔壁峰值压力的理论放大系数，系数误差控制在了0.7%～6.4%之间。对比分析了76、90 mm两种特定工况下的理论计算、数值分析历程点和模型试验测点数据，结果表明：理论分段函数能够有效拟合数值分析和模型试验数据，峰值压力的误差分别为6.8%、4.9%，分段时间的误差分别为7.6%、4.8%。     

高低温环境下红外光谱原位表征系统的研制

研制的高低温环境下红外光谱原位表征系统将红外光谱同高低温原位红外体系组合起来,为高低温原位红外反应机理的深入研究提供有效信息,同时为构建高效稳定的原位红外研究提供新的技术支撑.高低温环境下红外光谱原位表征系统通过液氮制冷与加热调控,在真空或常压的状态下为光谱测量提供低温恒温环境,并可在一定的温度范围内提供可进行原位预处理或原位反应的高温环境.高低温环境下红外光谱原位表征系统可以适用于任何物质研究,尤其适用于液氮环境下气体吸附研究,比如反应中间体的过程捕捉、探针分子弱吸附方面的研究、单原子催化剂的鉴定以及探针分子吸附表征等.因而高低温环境下红外光谱原位表征系统在这些领域具有极高的通用性和实用性.     

载铈白云石基黏土陶催化松木气化研究

以白云石为主要骨料，采用粉末烧结一步法制备黏土陶载体，经浸渍负载稀土Ce后煅烧，制得新型载铈白云石基(Ce-Dol)黏土陶催化剂，用于松木棒为原料的生物质催化气化实验，实验系统采用自行建设的两段式气化炉。研究不同载Ce量、不同气化温度及水蒸气流量条件下Ce-Dol黏土陶催化剂的催化气化性能，并确定最优工况。研究结果表明，白云石基黏土陶载铈后可有效提高催化活性，使气化产物中部分官能团伸缩振动峰吸光度降低，有效促进焦油的二次裂解，提高生物质气化气品质。保持其他工况不变，载Ce量为6%时，气化产物中H₂体积分数最高，为32.43%；随着气化温度的升高，焦油中脂肪族羧酸、酮类化合物逐渐分解成小分子(如CO、CO₂等)化合物，H2整体呈上升趋势，900℃时达到最高值；气化过程中适量的水蒸气可以有效促进水煤气反应的正向进行，流量为4 mL/min时，H₂体积分数为37.37%。