一类非凸区域的拟法锥构造方法及其在非凸规划求解中的应用

本文给出基于球形的一类满足拟法锥条件区域的拟法锥构造方法,基于该可行域的拟法锥,建立求解在该类非凸区域上的规划问题的K-K-T点的部分凝聚同伦组合方程,并证明了该同伦内点法的整体收敛性,给出实现同伦内点法的具体数值跟踪算法步骤,并通过数值例子证明算法是可行的和有效的．     

不同结构颗粒对PMMA基复合材料性能影响

采用原位本体聚合法制备PMMA/MCM-41(with template),PMMA/SBA-15(with template),PMMA/SiO2三种复合材料.研究了介孔分子筛MCM-41,SBA-15和SiO2对PMMA复合材料拉伸强度,冲击强度,热稳定性的影响.由于合成介孔分子筛MCM-41,SBA-15时所用的模板剂CTAB和P123分布于孔口处和颗粒表面上,分别与PMMA基体产生物理缠结作用,增加了两者的相容性;且P123(EO20PO70EO20)表面有较大的PO/EO比率,与小分子量的CTAB相比有较强的疏水性,使得PMMA/SBA-15(with template)复合材料的性能要优于PMMA/MCM-41(with template).     

基于连续图像灰度序列混沌特性的油气水三相流型识别

以35号润滑油、空气和自来水为试验介质,应用高速摄像机对垂直上升管内的油气水三相流的六种典型流型进行了动态图像的拍摄.提取每一帧图像的灰度均值组成时间序列,对其进行混沌特性分析,提取序列的HURST指数,关联维以及分别以2和e为底的最大李亚普诺夫指数,组成特征向量,输入支持向量机进行流型分类.试验结果表明:连续图像的灰度时间序列的混沌特性能够对油气水三相流的典型流型进行很好的表征,结合支持向量机进行分类,识别率达到90%以上,为流型的在线识别提供了一种新方法.     

不同炮孔间距对岩石爆炸裂纹扩展影响的数值分析

为实现对岩石的充分破碎,有效利用炸药能量,基于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA及流固耦合(ALE)算法,研究了不同炮孔间距对岩石(角岩)爆炸裂纹扩展的影响,同时将模拟结果应用在工程实践上加以验证。结果表明:随着两炮孔间距离的增大,单炮孔周围裂纹扩展更加充分,炮孔周围粉碎区增大,萌生的分支小裂纹逐渐减少,主裂纹增多。在两炮孔之间受到相邻炮孔爆炸应力波影响的区域,主裂纹发育扩展较为明显,且随着炮孔间距的增大,主裂纹相互贯通的位置越靠近两炮孔中心连线方向。工程实践表明:数值模拟结果与爆破工程效果具有较好的吻合性,将数值模拟结果用来指导爆破方案设计是可行的,能够为爆破工程提供重要的参考。     

基于随机子空间结合稳定图的气液两相流型分析

研究了几种典型气液两相流流型的稳定图特征,并应用随机子空间方法对47种流动条件下的流型 信号进行了识别.研究结果表明:稳定图特征能够反映出复杂时间序列的内部特征,利用其提取的直线度特征 值可以对时间序列的特征进行量化分析,三种典型流型的稳定图特征差异较明显,泡状流的稳定图特征最为 混乱,雾状流次之,段塞流最为规整.应用随机子空间方法对气液两相流图像灰度波动序列进行特征向量提取 和辨识,通过幅值以及相角的分布特征能够对不同工况下的流型样本进行准确分类,为多相流的分类提供了 一条新路径.同时基于稳定图的分析方法为进一步揭示多相流的流动机理提供有益的探索.     

一类复杂非凸区域的拟法锥构造方法及其在非凸规划求解中的应用

本文针对基于一般的凸集与"契型"的余集相交形成的一类满足拟法锥条件的复杂非凸区域,给出一种拟法锥的构造方法,在给定的拟法锥条件下,建立求解在该类非凸区域上规划问题的K-K-T点的组合同伦方程,并证明了该同伦内点法的整体收敛性,并通过数值例子证明算法是可行的和有效的.     

硅藻氧同位素比值测定的分步氟化处理方法

利用硅酸盐氧同位素制备系统,以BrF5为氟化剂,对硅藻试样和石英标样进行精细的分步氟化研究,揭示硅藻壳体不同层位氧同位素的变化特征。采用逐步氟化实验,确定了四龙湾玛珥湖沉积硅藻样品在去除25%～28%的外层氧后再完全氟化,IRMS(质谱仪)测定的δ18O集中度最高。将氟化流程简化为两步,对应的δ18O差别为0.3‰,测量精度优于±0.5‰。本研究确定了硅藻样品分步氟化方法:第一步,引入0.392 aK mL(a,样品质量(mg);K=0.18)的BrF5(25℃)气体,在550℃下反应1 h;第二步,系统恢复真空后,引入理论量5倍的BrF5,在550℃下反应3 h,产出的氧转化为CO2进行质谱测定,获得硅藻δ18O特征值。     

界面作用对PMMA/MCM-41/OMMT复合材料性能的影响

通过单体插层原位本体聚合的方法, 制备了多种不同含量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/蒙脱土/介孔分子筛(无模板剂)复合材料. 研究了不同结构填料与基体间的界面作用, 以及不同结构填料的比例变化对复合材料性能的影响. 研究结果表明: 有机蒙脱土(OMMT)与介孔分子筛MCM-41(无模板剂)共同作为填料, 与基体发生较强的界面效应, 形成新型网络复合结构, 两种粒子起到了协同增强作用|当有机蒙脱土(OMMT)/介孔分子筛(MCM-41)混合填料(比例为1∶1)含量为0.5%时, PMMA基纳米复合材料的拉伸强度达到最大值49.0 MPa, 比PMMA提高了15%|同时添加OMMT和MCM-41的PMMA基纳米复合材料的热稳定性高于单独添加OMMT或MCM-41的PMMA基复合材料.     

基于聚乙烯亚胺碳纳米点的桑色素比率型荧光探针

利用水热合成法制备了一种基于聚乙烯亚胺的荧光碳纳米点, 用光谱方法研究了其对桑色素的识别作用. 结果表明, 该碳纳米点对桑色素具有比率型荧光响应, 且响应速度快、 选择性和灵敏度高、 抗干扰能力强. 将桑色素加入到碳纳米点溶液中后, 碳纳米点自身的荧光(460 nm)立即被猝灭, 同时在555 nm处出现新的荧光发射峰并逐渐增强; 其新发射峰(555 nm)与原发射峰(460 nm)的强度比值在此过程中呈线性增加. 基于此, 在1.0×10^-6~4.0×10^-5 mol/L浓度范围内, 可实现对桑色素的检测, 该比率荧光响应非常灵敏, 检出限可达3.0×10^-8 mol/L. 另外, 该碳纳米点与常见金属离子、 氨基酸及其它具有类似桑色素结构的黄酮醇均不反应, 显示出对桑色素的高选择性. 该检测方法的荧光强度随桑色素浓度的增加而逐渐增强, 并伴随着由蓝色到黄色的荧光颜色变化, 可实现对桑色素的可视化检测; 同时该碳纳米点还可用于稀释胎牛血清中桑色素的定量检测.     

2022年度工程热物理与能源利用学科国家自然科学基金管理工作综述

统计和分析了2022年度国家自然科学基金委员会工程热物理与能源利用学科(E06)自然科学基金的申请、受理、评审和资助情况。介绍了2022年度学科在加强“双碳”目标下能源转化利用领域的战略研究与立项工作。介绍了学科2022年度亮点资助成果和2023年度工作展望。