火灾情况下混凝土板温度场的解析解

针对火灾情况下火场温度和构件边界的温度均随时间不断变化的问题,应用杜哈美尔定理分析了边界温度按一定规律随时间变化的热传导问题。推导得到了火灾情况下混凝土板温度场的解析解公式,并应用MATLAB编程计算得到了解析解结果。比较解析解的计算结果和试验结果发现:两者得到的截面温度场都呈非线性分布;两者的变化趋势一致,即近火面的温度梯度很大,距受火面越远,温度梯度越小;温度曲线都是凸向坐标轴。因此,推导得到的解析解公式适合于求解火灾时混凝土板横截面的温度场。同时,只要能够求出非齐次项与时间无关时的辅助问题的解,便可应用杜哈美尔定理求解该热传导问题的温度场,因此该方法可推广应用于火灾情况下其它构件温度场解析解的计算。     

一种新型交替迭代算法用于农药GC-MS信号快速分析

化学计量学算法为重叠GC-MS信号解析提供了有效手段. 免疫算法(IAs)可根据标准样品的信号(色谱或质谱)对重叠GC-MS信号进行解析并得到重叠信号中各组分的信息. 但是标样信号与实际测量信号之间的差别会造成解析结果出现偏差. 针对标样信号与测量信号不一致的问题, 作者提出了一种交替迭代算法用于重叠GC-MS测量信号的直接解析. 该方法在不提供标样信号的情况下可以解析出组分的质谱和色谱信息. 计算过程中, 采用随机产生的质谱作为初始输入, 利用最小二乘和IA算法交替计算质谱和色谱, 直到满足终止条件. 采用所建立的方法对40种组分的农药混合物进行了分析, 使用快速升温程序在10 min保留时间内得到了全部组分的色谱和质谱信息.     

引言

新型污染物（emerging pollutants）是指对生态环境具有潜在危害但环境监测部门尚未开展常规监测的污染物。与传统的污染物相比,新型污染物组成复杂,如短链氯化石蜡具有近万种同类物(congeners),复杂环境介质中微量/痕量新型污染物的准确定性和定量仍是具有很大挑战的技术难题。多种色谱技术,尤其是色谱与质谱的联用技术是新型污染物检测的有效手段。
我国环境科学工作者在新型污染物检测技术开发方面取得了很大进展,达到了国际先进水平。为反映我国新型污染物检测技术研发成果,推动新型污染物相关研究,我们邀请了相关科研机构、高校以及环境监测部门的专家撰稿,在"新型污染物色谱分析专栏"集中报道新型污染物检测技术的最新研究成果。本专栏论文不仅有药品及个人护理用品（PPCPs）、全氟化合物、短链氯化石蜡等国内外高关注的新型污染物色谱分析新方法,而且还有目前社会各界普遍关心的雾霾有害成分解析技术与方法。相信本专栏所报道的新技术和新方法对读者会有所帮助和启发。     

县级教师赛课中的知识缺失——以“化学能转化为电能”为例

以“化学能转化为电能”为例,就县级教师赛课过程中,绝大多数教师呈现出的共性知识缺失进行了阐述与解析。如：缺失原电池相关知识,导致分析构成原电池条件时绝对化;缺失物理学中的电学知识,导致将电流速率与电子的定向移动速率混为一谈。     

Rapid Evaluation of Individual Hydrogen Bonding Energies in Linear Water Chains

A model is proposed to rapidly evaluate the individual hydrogen bonding energies in linear water chains. We regarded the two O--H bonds of a water molecule as two dipoles. The magnitude of the O--H bond dipole mo- ment can be varied due to the other water molecules＇ presence. An analytic potential energy function, which explicitly contains the permanent dipole-dipole interactions, the polarization interactions, the van der Waals interactions and the covalent interactions, was therefore established. The individual hydrogen bonding energies in a series of linear water chains were evaluated via the analytic potential energy function and compared with those obtained from the CP-corrected MP2/aug-cc-pVTZ calculations. The results show that the analytic potential energy function not only can produce the individual hydrogen bonding energies as accurately as the CP-corrected MP2/aug-cc-pVTZ method, but is very efficient as well, demonstrating the model proposed is reasonable and useful. Based on the individual hy- drogen bonding energies obtained, the hydrogen bonding cooperativity in the linear water chains was explored and the natures of the hydrogen bonding in these water chains were discussed.     

同轴圆柱间滑移旋转流动问题的同伦解析解

从理论上研究了具有延伸柱面的同轴圆柱间滑移流动问题.通过引入适当的相似变换将控制方程组转化为一类非线性边值问题, 利用同伦分析方法首次获得问题的近似解析解, 分析讨论滑移参数、雷诺数和内外筒半径比对流动的影响.结果表明: 滑移边界参数对剪切应力有较大的影响, 滑移边界小的流体对壁面和边界层内流场施加了更大的剪切力; 增大雷诺数Re, 能增大内筒的壁面剪切力和扭矩; 内外筒半径比对流动结构也有较大的影响, 内筒半径固定, 增大外筒半径能够减少内筒的纵向剪切力.      

平面应变 Biot 固结的解析层元

提出用解析层元法有效地解决任意深度单层土的平面应变 Biot 固结问题. 从 Biot 固结问题的控制方程出发, 采用特征值法在 Laplace-Fourier 变换域内推导出一个精确对称的解析层元刚度矩阵. 通过表示单层土广义力和广义位移之间关系的解析层元, 并结合土层的边界条件, 推导出土层任意点的解答; 物理域内的真实解可以通过 Laplace-Fourier 数值逆变换进一步获得. 通过数值计算验证理论的正确性, 研究了土层性质及时间因素对固结的影响.}      

与结构动特性协同的自适应Newmark方法

提出了一种与结构动特性协同的自适应Newmark方法,其参数可基于数值弥散和数值耗散最小化的条件用解析方法求得.对线性单自由度动力学系统,该方法的相位误差精确为零并且谱半径为1.对线性多自由度系统和非线性系统,该方法在所有二阶积分解法中最精确.数值结果验证了新提出格式的高精度和结论.      

激光传输模拟中基于衍射过程FFT算法的参量优化

为实现采用相位屏法正确模拟准直激光束经湍流大气的传输特性,根据湍流特性、抽样定理以及两屏间衍射过程FFT算法本身所决定的相邻两屏网格间距之间的关系,得出相位屏间距和网格间距确定网格数目最优取值的解析表达式,数值模拟高斯光束经自由空间和湍流大气传输的远场分布,网格数目取解析式求得的最优值848时,光束经自由空间传输的模拟结果与ABCD定律求得的解析结果完全一致;网格数目取836或860时,等效于光束通过偶数相位屏时被正透镜或负透镜阵列会聚或发散,削弱或夸大湍流大气对光束的影响,模拟结果出现严重偏差。     

固-液有限周期声子晶体全反射隧穿效应的解析理论

利用倏逝波的概念和多波束干涉理论解释了一维固-液结构有限周期声子晶体全反射隧穿效应产生的原因,并推导出全反射隧穿峰带的波长满足的解析公式.得出了一维固-液结构有限周期声子晶体全反射隧穿峰带的波长随周期数以及周期波程的变化规律,这些结论与转移矩阵法的结论吻合,弥补了一维有限周期声子晶体研究中数值计算方法的不足.