旋转热管生物反应器的流场模拟研究

采用热管技术对传统生物反应器进行革新,自主开发出一种适用于多种生物反应的新型生物反应器,提出了将热管本身作为搅拌轴的设计思想,同时以计算流体力学(CFD)为基础建立旋转热管生物反应器的数学模型,计算了不同雷诺数下此类搅拌轴的功率准数,并得到了功率曲线。采用标准k-ε湍流模型成功模拟了反应器内的速度分布,为反应器的优化设计提供了基础。     

Optimization and Finite Element Analysis of the Temperature Field in a Nitride MOCVD Reactor by Induction Heating

A susceptor structure with a ring channel for a vertical metalorganic chemical vapor deposition reactor by induction heating is proposed. Thus the directions of heat conduction are changed by the channel, and the channel makes the heat in the susceptor redistribute. The pattern of heat transfer in this susceptor is also analyzed. In addition, the location and size of the channel in the susceptor are optimized using the finite element method. A comparison between the optimized and the conventional susceptor shows that the optimized susceptor not only enhances the heating efficiency but also the uniformity of temperature distribution in the wafer, which contributes to improving the quality of the film growth.     

Effects of Depolarization Field and Interfacial Coupling on the Polarization of Ferroelectric Bilayers

A ferroelectric bilayer model considering depolarization field and interfacial coupling is proposed and the expression of the depolarization field is derived. The spatial profiles of spontaneous polarization and hysteresis loops are calculated using the numerical method with and without considering the depolarization field. The effects of the depolarization field and interfacial coupling on the polarization of second-order ferroelectric bilayers are studied systematically. When interfacial coupling is ferroelectric coupling, the interface spontaneous polarization increases and the area of hysteresis loop becomes larger with increasing coupling. When interfacial coupling is antiferroelectric coupling, the depolarization field makes the central loop become smaller and the shape of the hysteresis loop becomes steep. Meanwhile, as interfacial coupling increases, the outer loops stretch further out horizontally and the size of the central loop widens.     

区域立体物流网络规划模型与算法

提出长株潭区域立体物流网络建构及其网络优化设计.精细化定义了模式分担率,构建了更切合实际的双准则双层规划模型.下层规划描述各核心城市物流枢纽间基于多模式多层阶交通条件下的用户选择行为,上层规划追求最小化长株潭区域立体物流网络系统广义物流费用并最大化整个网络的物流运输量,以满足城市群区域经济发展对物流提出的更高要求.给出了可以克服Frank-Wolfe方法缺陷的惩罚Lagrange对偶方法求解下层规划算法,设计了基于实数编码和组合变异的双层规划改进遗传算法,算法可以保证搜索到近似全局最优解.     

关于地球健康的双层耦合网络模型

建立了一个基于平均场动力学的微分方程组和反应—扩散模型的双层耦合网络模型,用来分析、预测及评价地球生物与环境的健康问题。在双层耦合网络模型中,根据地球地理和气候分布,将全球划分为九块区域,并以此作为全球网络的节点;同时,七个具有代表性的反映地球健康状况的元素,如人口密度、森林、空气质量、生物多样性等,被挑选出作为元素网络的节点。再通过平均场动力学微分方程,建立并描述了各个元素间的联系与相互作用;利用数据确定模型参数,从而完善模型,最后,以此模型完成寻找临界点、灵敏度分析、网络结构分析、引入不确定性等工作。     

基于有机双层的双极性有机场效应晶体管研究进展

由双极性有机场效应晶体管(OFETs)制备的有机互补电路具有操作电压低、能耗低和成本低等优点,在有机互补电路方面有很大的应用前景,引起了科学家们极大的研究兴趣.同时具有高且匹配的空穴迁移率和电子迁移率的双极性有机半导体分子是制备高性能有机互补电路的必要条件之一,然而迄今为止该类双极性有机半导体分子的报道比较少,大部分双...     

线性双层规划的改进PCP全局求解算法

本文采用K-T条件将线性双层规划模型改写为单层规划后,将参数引入上层目标函数,构造了含参线性互补问题(PLCP)并给出它的一些性质。进而通过改进Lemke算法的进基规则,在保持互补旋转算法原有优势的基础上,引入充分小正数ε,设计了改进参数互补旋转(PCP)算法求取全局最优解,最后通过两个算例说明了其有效性。     

低浓度甲烷热氧化流向变换反应器的动态行为及余热回收研究（英文）

废弃煤矿的低体积分数甲烷(1%-3%)通常被直接排放到大气中,但其较高的升温潜势带来了严重的环境问题。在流向变换反应器中直接热氧化甲烷是一种有吸引力的解决方案,但潜在的爆炸和不稳定燃烧等风险限制了其应用。阐明低含量甲烷在流向变换反应器中热氧化的动力学行为是开发工业级反应器的基础。为此,采用数值模拟的方法分析了低含量甲烷热氧化流向变换反应器的自热操作边界,深入研究了热空气导出量对流向变换反应器行为的影响。结果显示,甲烷体积分数超过0.2%即可实现自热操作;甲烷体积分数从0.5%提升至3.0%,最高床温仍维持在1200℃左右。当甲烷体积分数超过0.5%,可以回收部分热量;相同甲烷含量条件下,最高床温随着热气抽出量的增加而增加;随着甲烷体积分数从0.5%提升到3.0%,允许导出的热空气从12.5%几乎线性地增加到32%。进一步研究发现,以30-50 s的时间间隔反向流动可以确保甲烷的完全转化和床温稳定。上述结果表明,甲烷体积分数在1%-3%时,采用热氧化处理可以实现余热回收;此外,通过调整换向时间和热空气导出量可以实现床层温度控制。     

壁载纤维素酶微反应器内传递及转化特性

壁载纤维素酶微反应器能够实现纤维素类生物质水解制备葡萄糖,为后续微生物能源转化提供原料。本文对壁载纤维素酶微反应器内羧甲基纤维素模型化合物的酶解糖化进行了实验与模拟研究,获得了内表面结构对微反应器物质传递及酶解反应的影响规律。模拟结果表明,相较于等边三角形、半圆形等内表面结构,设置高矩形结构对微反应器内葡萄糖生产的促进显著。此外,具有高矩形结构的微反应器单位压降下的出口葡萄糖浓度最高,有利于实际应用。相较于增加表面结构尺寸,减小结构间距具有更好的强化效果。在最适表面结构参数下,对于不同黏度的酶解反应,出口平均葡萄糖浓度的提升率均高于7.0%。     

间隔叠合式双层亚波长光栅

提出了一种应用价值较高的防伪光栅结构-间隔叠合式双层亚波长光栅,可以展宽基本光栅的光谱峰值带宽、改善光谱线形和光变效果.分析了亚波长光栅光谱峰值带宽展宽和线形改善的原理,用矢量衍射理论验证了理论分析的合理性,并对特定防伪光变设计要求的双层光栅进行了参量优化和光变特性分析.结果表明,满足同相位条件的光谱线形与基本光栅相同,带宽为基本光栅的两倍;满足反相位条件的光谱线形为准矩形,带宽大于基本光栅;亚波长光栅在传统和非传统照明条件下倾斜均能产生彩色光变效果,且传统照明情况下的光变速率较大,利用这种光变速率差可以制作各向异性光变效果.