N-S方程基于投影法的特征线算子分裂有限元求解

提出了一种求解非定常不可压缩纳维-斯托克斯方程（N-S方程）的新型有限元法:基于投影法的特征线算子分裂有限元法.在每一个时间层上将N-S方程分裂成扩散项、对流项、压力修正项.对流项采用多步显式格式,且在每一个对流子时间步内采用更加精确的显式特征线-伽辽金法进行时间离散,空间离散采用标准伽辽金法.应用此算法对平面泊肃叶流、方腔流和圆柱绕流进行数值模拟,所得结果与基准解符合良好.尤其对于Re=10000的方腔流,给出了方腔中分离涡发展和运动的计算结果,并发现在该雷诺数下存在周期解,表明该算法能较好地模拟流体流动中的小尺度物理量以及流场中分离涡的运动.      

石英粉/磷酸盐缓冲溶液体系中羟自由基荧光分光光度法定量检测研究

为了定量检测石英粉/磷酸盐缓冲溶液体系中极低浓度的羟自由基(·OH),依据对苯二甲酸(TA)在pH中性的缓冲溶液中与羟自由基反应生成唯一稳定且具有很强荧光特性的产物即2-羟基对苯二甲酸(HOTP),本文建立了滤液最大激发/发射波长EX_max/EM_max=316 nm/422 nm处的荧光强度与HOTP浓度关系的标准曲线,通过检测石英粉与缓冲溶液作用之后滤液的荧光强度,从而间接测定了体系产生的·OH累积浓度。通过重复试验并分析五个不同实验条件下体系产生的·OH累积浓度,最小检出限达到1.59×10-10 mol·L-1,相对偏差为1.20%~7.89%,标准偏差为1.09×10-9~2.17×10-9 mol·L-1,相对标准偏差为3.5%~5.8%,说明该方法具有较高的精确度和较好的重复性。该方法可用于定量检测pH中性溶液中极低浓度的·OH,与其他方法相比,具有明显的检测限低、成本低、灵敏度高、稳定性和重现性好等优势。     

粗糙度对大高宽比槽道内流动影响的数值模拟

基于确定表面粗糙结构形状的PML模型模拟表面粗糙度对大高宽比小槽道内流动特性的影响,并与3-D模拟结果对比,结果较为一致.基于该模型对不同的流速和不同的粗糙度进行模拟,结果表明:表面粗糙度导致槽道内出现速度线性分布的流动底层.Re数相同时,单位长度压降与相对粗糙度成二次方关系.粗糙单元高度相同时,压降随Re线性增加.     

混凝土类材料动态拉伸强度的微观力学模型

基于水泥砂浆试样动态劈裂拉伸实验,研究了不同加载速率下水泥砂浆材料动态劈裂时的裂纹发 生和扩展规律,提出一个微观力学模型。结果表明,微裂纹惯性是混凝土类材料动态拉伸实验中测量到的动 态拉伸强度随应变率的增加而提高的一种微观机制。     

轻质泡沫混凝土的劈裂破坏力学行为分析

利用平台巴西圆盘加载方式和钢质压条加载方式,对两种厚度为25mm和50mm、不同密度的轻质泡沫混凝土(400～1000kg/m3)进行巴西圆盘劈裂试验,研究密度和厚度对泡沫混凝土裂纹宽度、劈裂强度、断裂韧度、断裂能的影响规律。结果表明,在橡胶垫平台巴西圆盘和钢质压条加载方式下,其劈裂断裂特征大致分为四个阶段:线性弹性段、非线性弹性段、起裂阶段、失稳阶段。同样加载率下最大裂纹宽度随着泡沫混凝土密度增加逐渐减小,劈裂拉伸强度、断裂韧度、断裂能呈幂函数形式增加。借鉴Reinhardt非线性软化曲线,对不同密度泡沫混凝土的应力软化关系进行曲线拟合,建立基于拉伸强度、断裂韧度等控制参数的应力-裂纹宽度关系三段式模型。基于试验结果,对理想多孔材料细观力学预测模型进行修正,获得泡沫混凝土孔隙率与拉伸强度的半经验公式。     

乙二胺四乙酸铋(Ⅲ)双核配合物的合成和晶体结构

以乙二胺四乙酸(H4edta)的配合物[Sb(Hedta)]·H2O和硝酸铋为主要原料,在水溶液中合成了双核的二维网状配合物[Bi2 (Hedta)2]·4H2O,用元素分析、X射线单晶衍射法、红外光谱以及热分析等方法进行了组成和结构表征.结果表明该配合物属于单斜晶系,空间群Cc,晶胞参数为a=1.720419(15) nm,b=0.68549 (5) nm,c=1.32906(11) nm,β=105.7590 (10)°,V=1.5085 (2) nm3,Z=2,Dc=2.352 g·cm-3,μ=11.744 mm-1,F(000)=1016,R1=0.0556,wR2 =0.1393.在该配合物中,Bi (Ⅲ)与同一个Hedta3-配体中的4个羧基O原子和2个氨基N原子以及来自两个不同Hedta3-配体的桥联羧基氧原子结合,形成了配位数为8的双帽三棱柱构型.配合物的热分解过程包括失水、配体的氧化分解,最后在450℃失重恒定并形成Bi2O3.     

[Bi(C10H8N2)(C5H4NCOO)(NO3)2]·0.5H2O的合成与光谱性质

以Bi(NO3)3·5H2O、2-吡啶甲酸和2,2'-联吡啶为原料,合成了配合物[Bi(C10H8N2)(C5H4NCOO)(NO3)2]·0.5H2O,并采用元素分析、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG-DSC)、X射线粉末衍射(XRD)和荧光光谱对其组成和结构进行了表征.结果表明,该配合物具有荧光性质,且Bi3+与2-吡啶甲酸中的两个羧基O原子、2,2'-联吡啶的2个N原子及两个NO3-形成六配位螯合物.在空气中其热分解包括失去结晶水、配体的逐步挥发与氧化分解过程,550℃后完全形成Bi2O3.对其X射线粉末衍射数据进行指标化计算证实该配合物晶体结构属于单斜晶系,晶胞参数为:a=1.810 nm,b=1.285 nm,c =1.214 nm,β=88.83°.     

NaOH激发对固硫灰微观结构的影响

采用NaOH改性固硫灰,通过X射线荧光衍射(XRF)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜/X射线能量色散谱(FESEM/EDS)和X射线光电子能谱(XPS)分析碱激发对固硫灰微观结构的影响.结果表明,碱激发固硫灰中无水石膏含量减少,石灰石含量增多.碱激发促使固硫灰中Al-O/Si-O发生重排,主要生成远程无序、近程有序的胶凝物质,凝胶中的细小晶体可能是沸石和石灰石的混合物.     

掺杂M型钡铁氧体纳米粉体的制备与软磁化研究

采用溶胶-凝胶自蔓延法制备Co-Zr离子共掺BaFe12O19,并研究不同掺杂量和煅烧温度对样品微结构和磁性能的影响.利用X射线衍射仪、扫描电镜测试了样品的相结构和微观形貌,其宏观静态磁性用振动样品磁强计进行表征.研究发现热处理温度对掺杂前后的M型钡铁氧体宏观磁性有决定性影响,其中BaFe10Co1.0Zr1.0O19在1100℃保温4h,矫顽力H(c)为136 Oe,但是饱和磁化强度Ms仅32 emu/g;BaFe10.4Co0.8Zr0.8O19在1100℃保温4h,矫顽力为606 Oe,Ms增加到48 emu/g.这说明M型钡铁氧体的磁性能可以实现从传统的永磁到近软磁这样大范围的调控,使其拥有更广泛地应用空间.     

水热法生长立方MgO微晶研究

以尿素与Mg(NO3)2·6H2O在不同的反应温度和不同物质的量配比条件下,制备出前驱体Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O/MgCO3,经煅烧得到立方MgO微晶粉末.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所制得产物的晶相和形貌进行了表征.结果表明:当尿素和Mg(NO3)2·6H2O物质的量的比为2∶1时,在160℃的水热反应条件下,制备出立方MgO前驱体微晶,在1000℃煅烧2h后能够获得晶型完整、形貌规则、粒径约为5μm的MgO立方微晶.