关于几种有限元方法的注记

§1.引言 在许多种解椭圆边值问题的有限元法中,比较成功的方法有非协调元、拟协调元、广义杂交应力元及混合刚度元等.这些方法是从不完全相同的观点出发得到的.例如,从势能原理出发,放宽势能的定义域而得到的,有非协调元方法和拟协调元方法;从Reissuer原理出发而得到的,有广义杂交应力元和混合刚度元方法.实际上,这些方法都可以从势能原理出发放宽势能定义域而得到(见[2]).本文企图用多套函数有限元逼近的思想,将上述方法统一在一个有限元模型EFE方法中,从而看出这几种方法的关系.为此目的,我们以线弹性力学方程组为例,阐述本文的结果.对于其它椭圆边值问题,例如薄板弯曲问题,可以得到类似的结果.     

分子印迹固相萃取-液相色谱联用法测定3种新烟碱类农药的残留

以噻虫啉为模板分子制备了对吡虫啉、氯噻啉、噻虫啉具有特异性识别的分子印迹聚合物。功能单体与模板分子最佳摩尔比为:n(噻虫啉)∶n(甲基丙烯酸)∶n(苯乙烯)=1∶4∶4。动态吸附和选择性吸附表明,此印迹聚合物能够对目标物快速吸附,且有很好的选择性。Scatchard分析表明,此印迹聚合物对吡虫啉、氯噻啉、噻虫啉最大吸附量分别为31.7,36.7和45.3 mg/g。用此印迹聚合物作为固相萃取吸附剂处理加标样品,目标物的回收率为80.2%~98.8%,RSD为1.2%~4.5%(n=3)。本方法用于实际样品检测,获得了满意的结果。     

FCC结构胶体光子晶体的制备及其带隙特性测量

基于对光纤传输特性和胶体光子晶体制备方法的研究,提出了用外加电场控制的方法制备光子带隙位于通讯波段的FCC结构的胶体光子晶体,并用光纤系统测试胶体光子晶体的带隙特性.采用RSOFT模拟了胶体光子晶体的带隙,分析了带隙位于通讯波段时所需的胶体微球的基本参量(微球折射率和直径).采用自组装的方法,用步进电机控制玻璃基片向上的拉升速率.速率为5 μm/s,同时外加一电场.用扫描电镜观测胶体晶体的表面形貌,并设计了单模光纤系统测量胶体光子晶体的带隙特性.测试的透射谱线表明胶体光子晶体的带隙中心波长为1552 nm.测试结果和模拟结果具有很好的一致性,误差只有2 nm.     

光纤微机电系统压力传感器的理论分析和数值模拟

设计了一种基于微机电系统(MEMS)的光纤压力传感器,证明了光纤MEMS压力传感器在工作状态下可以由法布里_珀罗腔的理论模型解释。推导出了在光纤MEMS压力传感器中硅横膈膜的压力与干涉光强的关系表达式,并对光纤MEMS压力传感器的模型进行了数值模拟,初步确定了在传感器的制作过程中各个物理量的取值。其中腔体半径为300μm、腔体深度为1.42μm、硅横膈膜厚度为23μm,为光纤MEMS压力传感器的加工和制作提供了理论基础。     

泡生法大尺寸蓝宝石晶体的生长速率对固液界面的影响

采用有限元法,对泡生法生长蓝宝石晶体不同生长阶段固液界面的形状和温度梯度进行模拟计算,探讨分析了生长速率对放肩、等径阶段蓝宝石生长的影响.结果表明:固液界面凸出度在放肩阶段较大,在等径阶段凸出度相对较小,固液界面温度梯度随着晶体生长不断减小.在合理速率范围内,放肩阶段0～2 mm/h,速率对固液界面的影响很小,等径阶段2～5 mm/h,速率对固液界面的影响越来越大,固液界面温度梯度和形变均随速率的增大而减小.利用模拟结果,调节实际晶体生长工艺参数,成功长出80 kg的大尺寸高质量蓝宝石晶体.     

精恶唑禾草灵酶联免疫吸附分析方法研究

建立了测定精恶唑禾草灵的间接竞争酶联免疫吸附分析方法(ic-ELISA),合成了精恶唑禾草灵的半抗原精恶唑禾草酸(hapten).通过碳二亚胺法将精恶唑禾草酸交联于牛血清蛋白(BSA)作为免疫抗原,通过活泼酯法将精恶唑禾草酸交联于卵清蛋白(OVA)作为包被抗原,Hapten-BSA为免疫原制备了精恶唑禾草灵的兔抗血清,间接非竞争酶联免疫吸附分析方法测得其效价达1.024×105.确定了0.3 mol/L Na+强度的磷酸盐缓冲液(pH 7.5)和10%的甲醇为精恶唑禾草灵间接竞争酶联免疫吸附分析方法的最佳工作条件.本方法的IC50为(0.084±0.012)mg/L,检出限(IC10)为(0.0064±0.002)mg/L.对大部分芳氧苯氧基丙酸酯类除草剂,如精喹禾灵、氰氟草酯、高效吡氟甲禾灵没有明显的交叉反应,对于恶唑酰草胺有一定的交叉反应,这与两者的结构有关.     

基于单克隆抗体的滴滴涕、硫丹和水胺硫磷酶联免疫检测方法研究

该研究制备了滴滴涕、硫丹和水胺硫磷的单克隆抗体。利用商业化的辣根过氧化物酶标记羊抗鼠抗体作为检测二抗,分别建立了3种农药的间接竞争酶联免疫吸附分析方法(Indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay,ic-ELISA)。在最优条件下,ic-ELISA对滴滴涕、硫丹和水胺硫磷检测的半数抑制浓度和检出限分别为10.72 ng·mL-1和1.85 ng·mL-1、9.69 ng·mL-1和2.19 ng·mL-1及13.26 ng·mL-1和3.04 ng·mL-1。特异性评价结果显示,滴滴涕对o,p-滴滴伊、p,p-滴滴伊和o,p-滴滴涕的交叉反应率(CR)为9.0%~33.4%;硫丹对艾氏剂、氯丹、狄氏剂、β-硫丹和α-硫丹的交叉反应率为17.4%~84.3%;水胺硫磷对其6种结构类似物均无明显交叉反应(CR＜0.1%)。所建立的方法对稻田水、土壤、苹果和香蕉样品中滴滴涕、硫丹和水胺硫磷的平均加标回收率和相对标准偏差分别为71.4%~93.3%和3.8%~9.6%、74.0%~97.4%和3.0%~11%及70.8%~97.0%和4.2%~12%。同时,ic-ELISA对滴滴涕、硫丹和水胺硫磷的检测结果与色谱仪器具有较好的一致性。上述结果表明,该研究制备的滴滴涕、硫丹和水胺硫磷的单克隆抗体可用于建立ic-ELISA,且具有较好的灵敏度和准确性。     

固相萃取-液相色谱质谱法测定稻米中乙虫腈对映体残留

在3种不同的纤维素手性柱上,对亚砜类手性杀虫剂乙虫腈对映体进行了反相高效液相色谱拆分研究,通过优化手性色谱柱和流动相,实现了乙虫腈对映体基线分离,结合液相色谱-圆二色检测器分析,柱流出顺序为(+)-、(-)-对映体,并在此基础上建立了稻米中乙虫腈对映异构体残留量的高效液相色谱-串联质谱分析方法.稻米样品加水浸润,乙腈高速匀浆、盐析,上清液旋转浓缩后经氨基固相萃取柱净化,洗脱液经氮气吹干后定容.采用纤维素-三(3-氯-4-甲基苯基氨基甲酸酯)(Lux Cellulose-2)手性色谱柱,以甲醇-水(60∶40,V/V)为流动相,液相色谱-串联质谱电喷雾负离子扫描进行分析,外标法定量.以精米和糙米为基质进行3个添加水平和5次重复性实验,结果表明:添加浓度为0.01～0.2 mg/kg,样品中乙虫腈单一对映体平均添加回收率为87.4％～97.8％,相对标准偏差(RSD,n=5)为3.1％～9.3％,方法检出限(LOD)为0.001 mg/kg,定量限(LOQ)为0.003 mg/kg.     

胶体晶体微结构光纤传输特性研究

介绍了胶体晶体微结构光纤的结构, 采用时域有限差分法研究了微结构胶体晶体光纤的传输特性. 建立了该结构的FDTD模型, 计算了其透射谱和不同波长的传输场分布. 搭建了光学系统, 测量了实验制备的胶体晶体微结构光纤的透射谱, 并将其与模拟所得透射谱进行比较, 具有良好的一致性. 胶体晶体微结构光纤的传输场分布结果表明, 胶体晶体在不同波长下改变光纤传输场分布.     

半导体激光器内自混合散斑干涉

在散斑和半导体激光器的自混合干涉理论的基础上,提出了基于法布里一珀罗腔的自混合散斑干涉模型,对粗糙表面产生的激光器内自混合散斑干涉效应(SMSI)进行了详细的理论研究和分析,得到了粗糙腔条件下的激光动力学的数值解。模拟产生了高斯相关随机表面及其在夫琅禾费面上产生的散斑场,以及该散斑场与相干光场叠加所形成的光场,分析了这些情况中光强的统计特征,与已知实验情况进行了对比,模拟结果与已知统计结果相同。给出了粗糙表面运动时激光器输出增益的变化及其概率密度分布。对由于照明宽度和外腔长度的变化而给粗糙表面运动时激光器输出增益变化带来的影响进行了分析。实验结果和模拟结果相符。