林火中的阴燃现象:研究前沿与展望

森林中的植物腐殖质和有机泥炭土的阴燃是地球上尺度最大的燃烧与火灾现象,造成了巨大的经济损失及跨国界的雾霾,并严重破坏了生态系统。本文综述了阴燃林火的基础燃烧理论和化学反应机理,总结了其点火、火蔓延和熄火的行为特性。同时,归纳了近年来泥炭阴燃火的研究动态,包括如何通过小尺度的阴燃实验理解大尺度的阴燃林火,如何构建阴燃的数值模型等关键科学问题。最后,探讨了阴燃林火问题在燃烧学、火灾科学、林学、生态环境学、地球物理等多学科的交叉研究热点和方向,以期对未来多学科的交叉研究提供必要的参考和科学指导。     

大气压非平衡等离子体甲烷干法重整零维数值模拟

大气压非平衡等离子体由于其独特的非平衡特性,可为甲烷和二氧化碳稳定温室气体分子活化和重整提供非热平衡和活化环境.本文采用了零维等离子体化学反应动力学模型,考虑了详细的CH₄/CO₂等离子体化学反应集,重点研究了反应气体CH₄/CO₂摩尔分数(5%—95%)对大气压非平衡等离子体甲烷干法重整制合成气和重要含氧化合物的影响.首先,给出了进料气体不同体积比时电子密度和温度随时间的演化规律,结果表明初始甲烷摩尔分数的提高有利于获得较高的电子密度和电子温度.随后,讨论了主要自由基和离子数密度在不同的甲烷摩尔分数下随着时间的变化规律,并给出了反应气体的转化率、合成气体和重要含氧化合物的选择性.此外,还明确了合成气和含氧化合物主要生成和损耗的化学反应路径,发现甲基和羟基是合成含氧化合物的关键中间体.最后,归纳总结给出了主要等离子体粒子之间的总体等离子体化学反应流程图.     

四个平行共轴等大载流方线圈磁场的均匀性分析

匀强磁场广泛应用于科学研究和工程技术.以毕奥-萨伐尔定律和磁场叠加原理为基础,建立了4个平行共轴等大载流方线圈磁场磁感应强度的表达式;用泰勒级数展开方法,发现了线圈系统磁场均匀性最好的条件;借助于数值计算,讨论了3种具体情况下线圈系统磁场的均匀性.结果表明:在最佳状态下,线圈系统能够在较大空间区域产生相对偏差小于0.01%、方向偏差小于0.01度的均匀性极高的磁场,并且磁场的均匀性和空间范围都明显优于方形亥姆霍兹线圈的磁场.     

离子液体中纤维素/纳米层状ZnO复合抗菌纤维的制备及性能

以表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)为模板,Zn(NO_3)_2·6H_2O和NaOH为锌源和沉淀剂,通过改进的模板法在温和条件下制得纳米层状ZnO.以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)为溶剂,木浆纤维素和纳米层状ZnO为原料,采用溶液共混方法,通过干湿法纺丝制备了ZnO质量分数分别为3%,5%,7%及9%的纤维素/ZnO纳米复合纤维.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电子显微镜(SEM)及热重分析(TG)等方法对纳米层状ZnO及纤维素/ZnO复合纤维进行了表征,并探讨了ZnO的加入对复合体系流变性的影响,同时对复合纤维进行了力学和抗菌性能测试.研究结果表明,所制备氧化锌纯度高,且呈现出重复周期为3.58 nm的层状结构,抗菌性能优异.纳米层状ZnO的加入提高了纤维素纤维的热稳定性和机械强度,同时赋予纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性.ZnO片层被纤维素链剥离,并均匀分散于纤维素/ZnO复合物中.ZnO的加入增大了纤维素溶液的黏度,当ZnO含量达到5%以上时,在整个频率范围内,弹性模量大于损耗模量,纳米粒子可稳定悬浮.     

在线固相萃取-超高效液相色谱-线性离子阱串联质谱法直接测定水中10种藻类毒素

建立了全自动在线固相萃取-超高效液相色谱-线性离子阱串联质谱法直接测定水中10种藻类毒素的方法.利用程序实现多次进样,通过在线固相萃取对藻类毒素进行富集,然后切换六通阀,将富集的目标物冲洗至分析柱进行分离后,进入线性离子阱质谱检测.10种藻类毒素在相应的浓度范围内线性关系良好,相关系数均大于0.99,检出限在0.0015~0.0050μg/L之间,3个浓度水平(0.02、0.10和1.00μg/L)的加标回收率为83.7%~98.5%.结果表明,在线固相萃取极大简化了前处理过程,线性离子阱串联质谱法提高了痕量藻类毒素测定的灵敏度,增强子离子扫描(EPI)谱库的建立为藻类毒素的确证提供保障.本方法适用于水体中多种藻类毒素的快速确证和定量测定.     

构建相干长度之外的激光干涉仪

用于微型光刻技术中的多数紫外线(UV)或深紫外线激光器,无论是基于气体的准分子或二极管泵浦固态 (DPSS) 激光器, 其输出频谱均较宽.与此同时, 能传送紫外或深紫外光的多数光学材料均具有较高度频散性(即它们的折射率,n(λ), 随波长λ变化) .在这种情况下构建一台紫外干涉仪比那拥有狭窄光谱的激光和几乎恒定折射率的光学材料的情况要复杂得多.本文描述一项激光干涉技术,据此可以补偿光学材料的高频散性,从而构建传统意义上所定义的相干长度之外的激光干涉仪.给出理论上的陈述,并提供初步实验结果.本文最后讨论了此情况下干涉条纹的对比度、激光相干长度, 以及如何控制光源的时域不稳定性和空间不均匀性的方法.     

C_2H_2分解爆轰的实验研究

在长30m,公称直径(Dg)分别为50、65、80和100mm的管道内,进行了C_2H_2分解爆轰实验。用O_2—C_2H_2爆轰波引爆C_2H_2,测量了管道内的爆轰压力,及在管道端面上的反射压力。与以前认为在管径500mm管道内不会出现自持的C_2H_2分解爆轰的意见相反,在这样的管道内也发生了C_2H_2分解炸轰。在管端测到了1700kg/cm~2的异常高压,并对数次异常高压的破坏威力作了记录。     

DYNAMICAL CHARACTER FOR A PERTURBED COUPLED NONLINEAR SCHRODINGER SYSTEM

The dynamical character for a perturbed coupled nonlinear Schrodinger system with periodic boundary condition was studied. First, the dynamical character of perturbed and unperturbed systems on the invariant plane was analyzed by the spectrum of the linear operator. Then the existence of the locally invariant manifolds was proved by the singular perturbation theory and the fixed-point argument.     

不同围压作用下非均匀岩石水压致裂过程的数值模拟

从岩石细观非均匀性的特点出发，提出一个描述非均匀材料渗流和破裂相互作用的数值模型。在这个数值模型中，单元的力学、水力学性质根据统计分布而变化，以体现材料的随机不均质性，材料在开裂破坏过程中流体压力传递通过单元渗流，损伤耦合迭代来实现。算例表明，该模型能较好地模拟出岩石类材料在水力压裂作用下，微结构非均匀分布和不同围压比对破裂模式、失稳压力的影响，非均匀性导致试件的开裂压力、失稳压力明显不同，裂纹扩展路径不规则发展，模拟结果和实验结果较为一致。     

ASYMPTOTIC NON-STABILITY AND BLOW-UP AT BOUNDARY FOR SOLUTIONS OF A FILTRATION EQUATION

For a class of nonlinear filtration equation with nonlinear second-third boundary value condition, it is shown that a priori boundary of the solution can be estimated and controlled by initial data and integral on the boundary of the region. The priori estimate of the solutions was established by iterative method. By using this estimate the solutions may blow-up on the boundary of the region and thus it may have asymptotic non-stability.