混合整数二次规划问题的全局最优性条件

本文给出了混合整数二次规划问题的全局最优性条件,包括全局最优充分性条件和全局最优必要性条件.我们还给出了一个数值实例用以说明如何利用本文所给出的全局最优性条件来判定一个给定点是否是全局最优解.     

竹质框架模型受侧向冲击测试及分析

针对第六届全国大学生结构设计竞赛命题要求设计一个四层缩尺竹质吊脚楼框架,测试其在侧向冲击载荷作用下的加速度响应.采用有限元软件LS-DYNA,对模型进行模拟分析.结果表明,有限元计算与加载测试所得的加速度时程曲线吻合较好.以该模型为基础进行参数分析,结果表明随拉带初始松弛量增大、撞击板质量减小,结构加速度响应增大;相较入射球质量,入射球速度对结构峰值加速度的影响更敏感,随入射球速度增大,结构峰值加速度增大.     

La,Nb共掺杂BiFeO_3薄膜中的光致应变效应及应力调控

本文利用反射式飞秒抽运-探测技术,系统研究了飞秒激光诱导La和Nb共掺杂的铁酸铋(Bi0.8La0.2Fe0.99Nb0.01O3)薄膜中纵向声学声子的动力学过程,声学声子的产生源于光致应变效应.实验发现不同的衬底(ZrO2和PbMg1/3Nb2/3-PbTiO3)可以调制外延生长的Bi0.8La0.2Fe0.99Nb0.01O3薄膜的面外弹性系数C⊥.此外,通过对压电晶体衬底PbMg1/3Nb2/3-PbTiO3外加电压,实现了对薄膜应力的调制.     

微悬臂生物传感器

微悬臂生物传感器是基于原子力显微镜和生物传感器发展而来,具有无需标记、快速、实时、灵敏度高等优点,已广泛运用于生物医学、环境监测、医药、食品及军事等多个领域。微悬臂生物传感器已成为当前研究热点。本文对近年来微悬臂生物传感器的研究工作进行了综述,总结了微悬臂传感器中微悬臂梁的结构、工作模式、激励方法和检测方法。国内有关微悬臂传感器的综述多是着重于介绍微悬臂传感器的应用进展,而缺少对微悬臂传感器的检测方法或读出方式做全面而系统的介绍,本文不仅全面且系统地对微悬臂传感器的8种检测方法进行了详细的介绍和分析,还介绍了微悬臂梁的多种典型尺寸、外观和微悬臂传感器工作模式中的"热模式"。针对微悬臂传感器实现特定检测及提高灵敏度的目的,本文总结了微悬臂传感器的表面修饰方法,不仅介绍了国内外微悬臂生物传感器最新的应用动态,还介绍了一种具有自驱动自传感功能的新型微悬臂传感器,并对微悬臂生物传感器的应用前景作了探讨。     

原煤微生物产气过程的有限元模拟

简要介绍了我们近年来基于有限元法开展的地学计算研究新进展,重点在于原煤裂隙介质中微生物反应与流体流动耦合过程的数学模型及其在模拟微生物产气过程中的应用。原煤微生物产气过程包括以下四个主要阶段：水解,酸化,有机酸和醇类降解为乙酸,最后生成甲烷。该生化反应的主要成分是固态的煤和微生物,液态的降解煤、中间产物、醋酸和水,以及气态的 CH4和 CO2。基于质量守恒定律,导出了描述原煤微生物产气耦合过程的偏微分方程,在有限元软件PANDAS平台基础上求解,并应用于模拟和分析原煤中微生物产气过程。数值模拟结果表明了本文提出的算法的有效性。     

一种耐光漂白的碳菁型pH荧光探针的合成与细胞成像

设计合成了一种引入多个氯原子取代的耐光漂白的碳菁型pH荧光探针(CyCl4), 在500 nm波长光的激发下, 该探针具有530和596 nm两个波长的荧光峰, 其中的596 nm荧光峰在pH 8.5环境中具有最高的荧光信号值, 在pH<8.1和>9.8的条件下则荧光很弱, 通过密度泛函方法计算这三种荧光状态分别对应的三种构象结构A, B和C, 而结构B中的两个磺酸基构成分子内氢键而具有共面性几何构型, 共轭程度最好, 因而其荧光发射能力最强. 测量了该探针的荧光量子产率、瞬态荧光光谱和耐光漂白性能, 其耐光漂白性能强于一般染料型荧光探针. 最后将该探针应用于前列腺癌活细胞荧光成像, 并发现其在细胞膜表面的聚集现象.     

Pt-skin的Pt基双金属电催化的氧还原设计

过去几十年,能源储存转化领域取得重大的进展. 而Pt-skin的Pt基双金属电催化剂在调控电催化剂的电子结构具有巨大的前景,特别是对于氧还原反应而言. 本工作主要综述了最近几年关于Pt-skin的Pt 基双金属电催化剂的设计制备,以及其性能. 本文的主要重点在于系统的综述了Pt-skin的Pt 基双金属电催化剂的合成方法,以及其对于氧还原反应的机理研究.     

摩擦因素对不同形状压头微压痕测试的影响

本文基于低阶应变梯度塑性有限元,分析了摩擦因素在不同形状压头的微压痕测试中的影响.结果表明对于目前普遍采用的Berkovich 压头(简化为半后顶角为70.3°并具有一定球头半径的圆锥),摩擦的影响并不重要,可以简化为无摩擦情况.而对于Cube-corner压头(简化为圆锥半后顶角为 42.3°),摩擦不可以忽略.同样压深情况下,相对于较钝压头,尖锐压头下材料变形更加激烈,几何必需位错密度更大,同时受摩擦因素影响更加明显.模拟结果还显示,摩擦对卸载曲线的影响可以忽略不计.     

可用于拓宽光波单向传输带宽的光子晶体异质结构界面

基于光波单向传输的全光二极管在集成光通信、全光网络和光信息处理中有重要应用.基于方向带隙失配设计的光子晶体异质结构可实现光波单向传输,但正向透射率较低,带宽较窄.基于对光子晶体异质界面倾斜角度的研究,根据界面全反射条件,利用可集成材料硅和二氧化硅设计了一种空气孔型二维光子晶体异质结构.异质结构界面两侧的光子晶体对1550 nm波长附近的TE模光波在Γ-X方向均呈导带,避免了方向带隙失配.研究发现当异质界面满足全反射条件时,由于光子晶体的自准直效应,较宽波段的正向光波得以高效传播,而反向光波在界面由于全反射而被禁止传播.光子晶体异质结构界面的全反射效应打破了方向带隙对光波单向传输的限制,使得反向光波在光子晶体中为导带时同样可实现近零透射率,从而拓宽了光波单向传输的波长范围.基于全反射界面的光子晶体异质结构经过优化后,其正向透射率达0.64,透射对比度为0.97,单向传输带宽可达553 nm.     

捕集高湿烟气中CO2的变压吸附技术

变压吸附法在捕集烟气中的CO₂这一领域中显示出强大的优越性,但实际电厂烟气含有少量的水蒸气,这对利用常规吸附剂捕集CO₂造成很大挑战。为解决上述瓶颈问题,改进变压吸附工艺以及开发对湿度不敏感、高效的吸附剂成为最主要的途径。本文详细介绍了两种常用的变压吸附工艺,即多层变压吸附及微波辅助真空再生法分离高湿烟气的研究进展,综述了近年来研发的适于捕集高湿烟气的高效吸附剂,系统阐述了各种吸附剂的物理化学特性及其吸附CO₂、H₂O的机制,并在此基础上讨论了变压吸附技术捕集高湿烟气时存在的问题,提出了研究展望。相信随着人们对变压吸附工艺的改进以及对新型高效吸附剂的进一步研发,必将显著降低捕集高湿烟气中CO₂的成本,这将对燃煤电厂等高湿CO₂排放源的温室气体减排具有重要意义。