大跨越管道油气混输压力波速及响应特性研究

基于双流体模型,利用小扰动理论,提出了油气混输大跨越管道压力波速模型.利用计算机编程对其求解,通过大跨越管道油气混输实例,得到了以下结论:压力波速的变化受气相影响较大,即使少量气体也能在较大程度上影响压力波速,随混输气量增大,压力波速减小,压力响应时间延长;混输低点气体所承受的压力较混输高点大,从而低点处气相压缩系数小,混输低点较混输高点压力波速增大,压力响应时间相应缩短;在输运管道低点处,气体受到极大压缩,压力波速的变化不明显,几乎收敛于恒定值,在混输管道高点处压力波速变化剧烈.     

手性Schiff Base-Ti(OR)4配合物催化醛的不对称硅腈化反应

设计合成了新型手性Salen-Ti(OR)₄配合物催化剂,用其催化一系列醛的不对称硅腈化反应,得到了e.e.值为22.4%～87.1%的氰醇.催化剂中抗衡离子的Lewis碱强烈地影响催化活性,但对反应的对映选择性影响很小,并探讨了其不对称催化反应机理.     

烷基膦酸单酯的合成

用烷基膦酸二酯催化水解合成了相应的酸性单酯。首次建立了用叔丁基氯制成的Grignard试剂与亚磷酸二酯反应、继而用Todd碱性氧化法合成高位阻叔丁基膦酸单酯的新的合成路线, 这一合成路线比用Clay反应、继而醇解和水解的方法得率高。     

双烷基膦酸的合成和性质研究

用格氏试剂与三氯化磷反应,继而水解、氧化,合成了3个高位阻双烷基膦酸,发现制备高位阻格氏试剂用叔氯代烷比叔溴代烷效果好;同时还用格氏试剂与亚磷酸酯反应,然后用Todd方法制备了二正辛基膦酸,发现亚磷酸二正丁酯比亚磷酸二乙酯反应效果好。此外,还考察了其1H、¹³C、³¹PNMR和酸电离性质与其取代基结构效应的关系。     

纤维/金属网增强层板低速冲击损伤机理和演化

本文首先通过落锤低速冲击实验测试了纯玻璃纤维增强环氧树脂复合材料和304不锈钢丝网(SSWM)/玻璃纤维混杂复合材料的力学性能,探究了SSWM嵌入数量对混杂复合材料抗冲击性能的影响．随后采用Abaqus有限元软件建立了混杂复合材料的低速冲击模型,分别采用三维Hashin失效准则和Jason-Cook破坏准则模拟了纤维/基体和SSWM的损伤;建立了基于表面接触的内聚力模型来模拟界面分层;编写了VUMAT用户子程序定义混杂复合材料层合板的渐进失效过程．结果表明：相较于纯玻璃纤维增强环氧树脂层合板,SSWM/玻璃纤维混杂增强环氧树脂层合板的抗冲击性能更优,其中铺层形式为铺层III的混杂复合材料抗冲击性能最佳．通过对比发现有限元仿真结果与实验结果吻合良好,表明建立的模型适用于SSWM/玻璃纤维混杂增强环氧树脂复合材料低速冲击损伤的评估．通过分析仿真结果发现混杂复合材料的低速冲击损伤主要是冲击区域的纤维断裂、基体破坏和层间分层;SSWM通过吸收和传递冲击能量从而提升了混杂复合材料的抗冲击性能．     

PMMA动态拉伸破坏实验研究

本文利用Hopkinson压杆系统对PMMA变截面柱锥试样进行冲击加载,研究材料动态拉伸断裂特性和破坏机理.由于PMMA的拉压强度差别不大,采用圆柱状试件难以产生反射拉伸破坏,因此,将试样设计为圆柱锥状,实验时,将试样的圆柱端粘贴于输入杆上.实验结果表明,在一定的撞击速度下,由于应力波的汇聚作用,在试样锥段产生了反射拉伸破坏;当撞击速度较高时,在产生反射拉伸破坏的同时,试件中还产生了银纹区,随着打击速度的提高,银纹区域增大.同时根据断口的SEM观察,研究了材料的破坏机制.     

频域近红外光学成像法的苹果内部病变检测精度

苹果组织内部的病变会导致其光学参数发生变化。用频域近红外光学成像法（FD-DOT）对苹果组织进行吸收系数和约化散射系数的检测,并结合三维重构技术得到的重构图像可以直观地了解苹果内部的病变情况,从而实现对苹果内部病变的无损检测。选择可最大程度区分苹果正常组织与病变组织所对应的波长为740 nm的光作为激光光源。当FD-DOT的入射光调制频率不同、苹果内部病变的程度不同、病变位置和大小不同时,会导致成像精度的变化,设计了一系列模拟仿真实验研究以上因素对苹果内部病变检测精度的影响：设定不同的激光调制频率,研究调制频率对重构图像精度的影响;在苹果模型中某一位置添加不同大小的球形病变,研究病变区域大小对重构图像精度的影响;在苹果模型中不同位置添加一定大小的异质体,研究病变位置不同对重构图像精度的影响。首先用Abaqus建立苹果有限元网格模型,设计了12个740 nm的近红外激光光源和6个检测器均匀排布在苹果模型表面,根据实验需要,在组织体模型中添加代表病变的球形异质体,用经过高频调制的光源照射进苹果,检测出射光的交流幅度和相位延迟,然后借助开源软件NIRFAST计算并反推出待测苹果内部的吸收系数和约化散射系数分布并进行三维重构,重构结果可以用重构图像的吸收系数对比度噪声比（CNR值）和吸收系数分布图进行评价。实验结果表明,想要检测到尺寸较大苹果的深处病变,需要较高的入射光调制频率;该方法可以检测到大小适宜的苹果中大部分半径大于5 mm的球形病变区域,且随着病变区域在一定范围内扩大,重构图像的精度逐渐增加,但病变区域过大时,图像精度开始降低;病变区域距离检测器越来越近时,重构图像的精度逐渐增加,但当病变区域与检测器距离过小时,重构图像的精度有降低的趋势;病变区域距离检测器平面的垂直距离越近,重构图像的精度越高。以上实验结果将为应用频域近红外光学成像法对苹果进行无损检测奠定良好基础。     

基于CFD的河流弯道二次流的三维数值模拟

为了系统地研究河流弯道在二次流影响下水沙运动的特点,本文基于CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟和物理模型实验的方法,对河流弯道二次流进行了模拟和测量;应用雷诺时均法模型,结合Eulerian两相流模型对河流弯道二次流及其泥沙冲淤规律进行了数值模拟;以SIMPLE方法对压力场和速度场进行了耦合计算,并对辽宁省阜新市细河某段支流河道进行了物理模型实验,数值模拟的结果与实验结果基本一致,表明了本文方法的正确性。在此基础上,对90°弯曲的梯形断面河道的二次流结构和冲淤变化进行了分析,为防洪和水利设施的建设提供理论依据。     

便携式X射线荧光光谱仪快速监测重金属土壤环境质量

便携式X射线荧光光谱仪(PXRF)作为一种新型快速测试手段具有突出的应用前景,但也存在检测范围和检测限的局限,为此本文研究PXRF仪器在快速监测土壤环境质量中Cr,Ni,Cu,Zn,Pb,Cd,As和Hg等8种重金属元素的适用性,筛选仪器可检测元素,评价检测结果准确度。具体方法是使用仪器测试重金属污染土壤样品,测试结果与电感耦合等离子体质谱分析方法(ICP-MS)测试值进行对比,评判检测结果精密度,建立PXRF仪器测试值与ICP-MS仪器测试值的线性回归关系。结果表明：(1)在监测重金属土壤环境质量时,PXRF仪器可用于检测土壤中Pb,Zn,Cr和Cu含量,但不适于检测Ni,Cd,As和Hg含量。(2)Pb和Zn测试值稍低于ICP-MS测试值,Cu偏高,而Cr过高;PXRF仪器测试值需要参照标准分析方法进行线性校正。研究结论为：便携式X射线荧光光谱仪适用于Pb,Zn,Cr和Cu等4种重金属的土壤环境质量监测,是一种简单快速、准确可靠的低成本土壤重金属分析手段。该研究的创新之处是合理规避PXRF仪器的缺点,将仪器应用于土壤环境质量监测,提高了测试结果应用价值。     

含指数项广义平方映射的分岔和吸引子

由平方映射延伸构造出了一类含指数项的广义平方映射,并由一维映射通过一次耦合项得到了二维映射.利用一参数分岔图、二参数动力学行为分布图、映射迭代曲线和吸引子相图等方法对这类广义平方映射进行了分析和仿真.研究结果表明：一维广义平方映射分布在一个单位区域内的,有着与单峰平方映射相类似的非线性动力学现象;而二维广义平方映射则存在Hopf分岔和锁频等现象,有着复杂多变、形状奇异的极限环和混沌吸引子. 关键词： 广义平方映射 分岔 迭代曲线 吸引子