基于代理模型的边坡稳定可靠度算法

针对基于极限平衡模式而建立的边坡稳定可靠度功能函数的隐式特征及其导致的可靠度求解等问题,首先利用Kriging插值预测方法,以极限平衡理论的Janbu算法为例,建立了边坡稳定可靠度功能函数的新型显式代理模型;然后将拉丁超立方试验抽样设计方法、Janbu算法、几何可靠度指标计算三者结合起来,研制了该代理模型的求解程序;构建了基于Kriging插值预测的边坡稳定可靠度近似分析新方法。选用某著名边坡算例,将本文方法分析结果与基于蒙特卡洛法的精确解进行了对比,两者的相对误差为5.21%,但前者计算工作量不到后者的万分之一,表明了代理模型方法的实用性和有效性。最后用代理模型方法分析了衡桂高速某段路堑边坡的稳定可靠性,表明本文方法计算结果能够满足工程精度要求,具有一定的应用价值。     

大型土木结构的结构行为一致多尺度模拟——模拟方法与策略

针对大型土木结构以结构健康监测和损伤评估为目标的有限元分析的需要,从理论上探讨了复杂土木结构的结构行为一致多尺度模拟的方法和策略,指出对于大型复杂土木结构而言,适合考虑局部细节特性的结构行为多尺度建模的策略是:对于有限个需要重点关注的局部细节采用"小尺度"建模,而结构其他部分采用"大尺度"建模.针对目前大型复杂土木结构的建模都是借助于大型商用有限元软件,而现有软件都无法直接做到结构行为一致多尺度模拟,文中引入有限元方法中的子结构方法,从数学描述上对传统子结构方法加以改进,使之适合解决结构行为一致多尺度模拟问题.     

双硫腙包覆钛酸锶钡粉体对水中镉的吸附性能

用草酸盐化学共沉淀法合成钛酸锶钡粉体,用双硫腙对该粉体表面进行包覆修饰,制成新型有机包覆吸附剂。用傅里叶变换红外光谱对包覆粉体进行了表征;以火焰原子吸收为检测手段,研究了该吸附剂对水中Cd2+ 的吸附性能,考察了洗脱条件;通过红外光谱,初步探讨了包覆和吸附作用机理。结果表明,双硫腙以氢键作用牢固地包覆于钛酸锶钡粉体上;该包覆粉体对水中的Cd2+具有较高的选择性吸附能力,其吸附量受介质的pH值影响,当pH值小于3时,该吸附剂对水中的Cd2+几乎不吸附,当pH值大于6时,吸附量达到最大;常温下,20 min内吸附达到平衡;吸附在双硫腙包覆钛酸锶钡粉体上的Cd2+,可用5% EDTA溶液完全洗脱。建立了吸附富集,火焰原子吸收法测定水中Cd2+的新方法,方法检出限为0.2 μg·L-1,相对标准偏差为2.9%。应用于自来水和地表水中Cd2+的测定,结果满意。     

离子对高效液相色谱法同时测定鱼类中四种喹诺酮类药物的残留

采用离子对高效液相色谱法同时测定了鱼类中4种喹诺酮类药物(FQS)的残留。检测条件为:采用Waters μBondapakTM C18柱,以11 mmol/L的四丁基溴化铵溶液-乙腈(体积比为94∶6)为流动相(用冰乙酸调pH为3.0,流速1.0 mL/min),柱温40 ℃;采用荧光检测器检测,激发波长280 nm,发射波长460 nm。测定结果表明,该方法对FQS的最低检测限为1 μg/kg,在6～100 μg/kg线性范围内,溶液含量与峰面积的相关系数达0.9995以上。在高、中、低3种含量水平下对所测鱼组织中4种喹诺酮类药物进行回收率测定,结果为76%～100%,相对标准偏差小于7%。该法简便、准确,灵敏度高,符合痕量测定的要求。     

多壁碳纳米管太赫兹图谱研究

近年来碳纳米管是一个重要的研究领域,但研究重点主要是其电子、光学和机械等特性。尽管有关单壁碳纳米管的在远红外光谱已有诸多报道,但多壁碳纳米管这方面的研究却较少。试验采用太赫兹时域光谱系统对多壁碳纳米管进行表征,同时也用扫描电镜对其进行形貌检测和微区成分分析,以深入了解其特性。检测结果显示,在0.2～2.0 THz内,样品折射率随着频率的增加而减小,吸收系数却随着频率的增加而增加,并可以拟合斜率为1.92的直线;样品的内径为5～15 nm、外径为15～25 nm,且长度达到了微米级,样品含C量大约为94%,其他为O和Cl杂质元素。根据泰勒扩展式和麦克斯韦方程,得到了样品在该太赫兹频域内吸收的数学模型,该数学模型基本上与检测结果一致。该样品的太赫兹吸收特性主要取决于其化学组成和分子的大小,含C量不同的碳纳米管预示着具有不同的太赫兹图谱和独特的功能。     

通量限制器对算法性能的影响

在非正交曹线坐标系下,本文给出了求解非线性双曲型Ｅｕｌｅｒ方程的ＬＵ－ＡＵＳＭＬＷ算法。为了改进该算法的性能,将高分辨率ＡＵＳＭＰＷ格式的空间精度由一阶精度扩展到三阶精度。分析了选择通量限制器对算法稳定性、收敛性和精度的影响,并构造了一种新的能量限制器。本文数值结果表明,通量限制器是决定ＬＵ－ＡＵＳＭＰＷ算法性能的关键因素,并且该算法采用本文构造的通量限制器,求解非线性双曲型Ｅｕｌｅｒ方程,具有较     

纳米等离子体生物传感及成像

贵金属纳米材料具有显著的局域表面等离子体共振（LSPR）效应,可有效地将共振光子限域在金属表面.随着多种形貌贵金属纳米材料的可控合成及其功能化表面化学技术的日臻成熟,贵金属纳米材料已被广泛应用于生物标记、传感成像、分析分离及生物医学领域.从贵金属纳米等离子体材料的性质出发,综述局域表面等离子体共振材料在传感及细胞成像中的最新进展,并对基于局域表面等离子体共振材料的纳米光子学传感器未来发展前景做出展望.     

单晶硅表面制绒及其特性研究

研究了在不同的碱液(NaOH,Na2CO3,NaHCO3,Na2 SiO3,Ca(OH)2,CH3 COONa)和异丙醇(IPA)制绒下单晶硅表面金字塔结构的变化情况,使用分光光度计测量了不同结构表面的反射率变化.结果表明,金字塔绒面的表面反射率与金字塔结构及大小分布情况有关,实验中获得的最低表面反射率为7.8;.金字塔结构断面SEM图显示金字塔顶角在断面上的投影角度不会随反应条件和金字塔大小改变,维持在80°左右.最后,通过制绒后硅片表面金字塔形貌的扫描电镜图样和反射率的分析,提出了织构率α的概念,得到了快速了解单晶硅表面金字塔覆盖率的方法.     

背接触势垒对a-Si∶H/c-Si异质结太阳电池性能的影响

由载流子输运理论推出a-Si∶ H/c-Si异质结太阳电池的背接触势垒是其J-V曲线出现S-shape现象的原因之一,此时电池内部存在两个串联反偏的二极管,阻碍载流子输运.通过模拟计算验证该结论,发现硅基异质结太阳电池背接触产生的肖特基势垒高度存在最大临界值,高于此值则电池的开路电压、填充因子和转换效率会急剧衰减,而短路电流密度基本不变.