大规模并行结构动力分析分层计算方法

多核分布式存储超级计算机的兴起为大规模并行结构动力分析提供了强有力的计算工具。根据多核分布式计算环境的特点,提出了一种大规模并行结构动力分析分层计算方法。该方法在传统隐式动力分析的区域分解法的基础上,利用两级分区和两次缩聚策略进行求解。不但通过进一步缩减求解问题规模有效提高了界面方程的收敛速度,而且通过三层并行计算有效提高了通信效率。该方法并不对有限元模型引入近似,属于精确的动力子区域分层计算方法。典型数值算例表明,该方法计算精度与商业软件ANSYS完全法求解精度相当;同传统区域分解法相比,该方法能够获得较高的并行计算性能。     

二氧化碳在砂岩透镜体中充注封存的盖层岩石抗断裂性能分析

把CO2这一主要的温室气体注入到地下深处具有适当封闭条件的地层中进行封存和隔离,已被公认为是有效减少CO2排放量的一种比较安全的技术途径。砂岩透镜体油气藏具有良好的圈闭构造和储层物性,油气濒临枯竭的砂岩透镜体是较理想的CO2地质封存箱。基于币形裂纹模型和水力致裂原理,将纵向厚度和横向展布长度均远小于盖层岩石尺度的水平产状砂岩透镜体简化为盖层岩石中的I型币形裂纹,从岩石断裂力学角度分析封存箱盖层岩石的抗断裂性能。采用叠加原理给出了盖层岩石币形裂纹尖端（砂岩透镜体尖灭部位）应力强度因子的计算公式,在此基础上提出了断裂力学判别准则（K=KIC）和临界有效压应力判别准则（P=PC）,从岩石断裂力学角度为砂岩透镜体封存箱盖层岩石抗断裂性能分析和评价提供了一种新的研究思路。     

新型固体氧化物燃料电池连接件的结构设计与数值仿真

离散型连接件构成的固体氧化物燃料电池结构中存在反应气体容易产生涡流和较小压降等问题, 影响电池的输出功率. 本文基于COMSOL Multiphysics仿真平台, 建立离散型连接件的固体氧化物燃料电池的三维模型进行数值仿真模拟. 考虑其气体流量、组成、质量以及电化学反应过程, 研究离散型连接件电池阳极和阴极内反应气体的流速、流道阻力和浓度对电池工作性能的影响, 并与相同工况下的平直流道型连接件的固体氧化物燃料电池三维模型进行比较. 结果表明: 离散型连接件的固体氧化物燃料电池流道内的气体流速较大, 气体浓度下降较慢, 有较强的流道传质能力, 与平直流道型连接件的固体氧化物燃料电池相比, 离散型连接件电池的最大输出功率提升了61.27％.     

液相自组装法制备铁酸铋薄膜的研究

采用液相自组装法成功制备出铁酸铋(BiFeO3)薄膜,并采用XRD、SEM和VSM等测试方法对BiFeO3薄膜进行了表征.研究了功能化的自组装单分子层(SAMs)表面对BiFeO3薄膜成核和生长的影响,以及沉积温度对铁酸铋薄膜的形成和微观形貌的影响.结果表明:功能化的SAMs表面上薄膜与基底结合牢固,结构致密均一;沉积温度在60～70 ℃之间,薄膜表面比较平整均一,当沉积温度高于70 ℃,薄膜表面出现多晶聚集体现象.     

自制溢水杯

做验证阿基米德定律实验时,我们按图所示做了个溢水杯。A为去底的盐水瓶或酒瓶,B为带孔的胶塞,C为通过胶塞插入瓶中的弯曲玻璃管。当A中装入水时,高于曲管C面的水从曲管中溢出。     

纸张中荧光增白剂VBL的测定方法研究

生活中纸质用品已经成为了我们必不可少的一种商业化产品,而现在市场上所售纸品为不漂白和漂白型,常用的漂白型纸质中都加入了荧光增白剂。论文建立了通过索氏提取法萃取纸张中荧光增白剂VBL,并用荧光分光光度法测定纸张中VBL含量的定量方法。VBL的激发波长为347nm,发射波长为435nm,结果表明,荧光增白剂VBL在0~0.50 mg·L~(-1)呈现良好线性关系,R~2=0.9991,检出限为4.25μg·g~(-1),加标回收率为98.00%~100.50%,该方法能有效满足纸张荧光增白剂的测定。     

FeOOH-RGO气凝胶光催化苯制备苯酚探索性教学实验设计

针对苯到苯酚制备过程选择性低的问题,介绍了新型探索性实验设计,引导学生以光催化苯制苯酚作为研究对象,通过溶胶-凝胶法制备FeOOH还原氧化石墨烯复合气凝胶,并探究其在光催化苯羟基化制苯酚中的性能。本实验以实现温和条件下提高苯制苯酚选择性为目标,对于培养学生创新思维、提高创新能力与实践能力具有积极的作用。     

石墨烯吸附TiCl4分子的条件控制及光电性能的理论研究

为研究石墨烯吸附TiCl₄分子的影响因素及其光电性能,探索复合物应用于传感器及透明导电薄膜的可能性,采用第一性原理与蒙特卡罗方法研究TiCl₄气体分子在石墨烯表面的吸附条件控制与光电性能。结果表明：(1)石墨烯对TiCl₄气体分子具有较强的物理吸附作用,Cl原子吸附在其附近相距质心位置最远的碳原子顶位最稳定;(2)温度升高不利于TiCl₄气体分子吸附,气体逸度增加有利于吸附,TiCl₄气体分子插入石墨/双层石墨烯/多层石墨烯时宜将温度维持在TiCl₄沸点附近,并增加气体的压力;(3) TiCl₄的吸附对石墨烯的电子结构进行了调控,使费米能级附近的态密度显著提高,赝能隙减小,有效提高了导电性能;(4)在可见光区域,TiCl₄的吸附对体系的吸收性能影响不大,在提升透明导电薄膜导电性的同时未影响薄膜的光学性能。     

集中力作用下球形颗粒六角密排堆积体的传力研究

采用铝塑板技术和复写纸技术相结合,当球形颗粒堆积体在不同的六角密排情况下受集中力作用时,对堆积体底面力的分布情况进行了定量的实验研究.结果表明：在所有排列情形下都存在明显的拱效应,且在堆积体的每一水平层面上力的分布都具有120°对称性.证实了颗粒排列形式对力的传递有很大影响.发现在纯六角密排排列时,底部颗粒的受力最为平均,单个颗粒受力的最大值在所有排列中为最小.还发现了非主力链的“聚焦”现象.对实验结果做出了理论解释. 关键词： 颗粒介质 六角密排 力链     

（Ti（1-x）Alx）N硬质涂层的研究进展

TiAlN作为一种三元复合纳米涂层材料,具有非常好的性能.该涂层克服了TiN涂层所存在的一些缺陷,其硬度远远高于TiN涂层,最高可达47GPa, 并且具有很好的热稳定性,在700℃高温下仍很稳定,而TiN涂层在500℃时就已被氧化.TiAlN涂层还具有抗磨损,摩擦系数小,热膨胀系数及热传导系数低等特性,这些特性与涂层中Al含量的多少有关,Al含量的改变会导致涂层微观结构的改变,从而使其性能发生变化.氮分压和基底温度对TiAlN涂层的性质有着极其重要影响.本文结合国内外对TiAlN涂层的最新研究进展,对TiAlN涂层的应用,制备方法,结构,抗氧化性及硬度作了简要论述.