参数保形插值中决定切矢的方法

由分段三次参数多项式曲线拼合成的Ｃ１插值曲线的形状与数据点处的切矢有很大关系．基于对保形插值曲线特点的分析，本文提出了估计数据点处切矢的一种方法：采用使构造的插值曲线的长度尽可能短的思想估计数据点处的切矢，并且通过四组有代表性的数据对本方法和已有的三种方法进行了比较．     

基于耦合纯无网格方法时间分数阶下孤立子波碰撞过程的数值模拟研究北大核心CSCD

为数值预测时间分数阶耦合非线性Schrödinger(TF-CNLS)方程描述的孤立子波非弹性碰撞过程,首次发展了一种耦合纯无网格有限点集法(coupled finite pointset method,CFPM).其构造过程为:1)对时间分数阶Caputo导数项采用一种高精度的差分格式;2)对空间导数采用基于Taylor展开和加权最小二乘法的有限粒子法(FPM)离散格式;3)对区域进行局部加密和采用稳定性好的双曲余弦核函数以提高数值精度.数值研究中,首先,运用CFPM对有解析解的一维TF-CNLS方程进行求解,分析了节点均匀分布或局部加密情况下的误差和收敛阶,表明给出的耦合无网格法具有近似二阶精度和易局部加密求解的灵活性;其次,运用CFPM对无解析解一维TF-CNLS方程描述的孤立子波非弹性碰撞过程进行了数值预测,其出现的波塌缩现象与整数阶下出现的多波现象截然不同;最后,与有限差分结果作对比,表明CFPM数值预测时间分数阶下孤立子波非弹性碰撞过程的复杂传播现象是可靠的.     

基于荧光光谱特性的水热条件对农田黑土富里酸结构的影响研究

为探讨水热条件对农田黑土富里酸(FA)腐殖化程度的影响,选取黑龙江省不同纬度带黑土区域北安、海伦、宾县、双城的农田土壤,对其腐殖物质进行分组测定,且分析了富里酸的荧光光谱特性。结果表明：从北向南,随着水热分布强度增加,农田黑土腐殖酸含量依次降低,北安为9.90 g·kg-1、海伦为8.71 g·kg-1、宾县为5.48 g·kg-1、双城为4.70 g·kg-1,胡富比显著降低,分别为1.46,1.42,0.80和0.74;不同区域富里酸三维荧光图谱差异值分析表明,与北安相比,其它区域Peak A和Peak C荧光强度均明显减少,区域积分(FRI)方法表明,从北向南,可见光区类富里酸物质含量显著下降;平行因子分析(PARAFAC)表明,各区域土壤FA可以分为相对分子质量较小、结构简单的C1及分子结构相对复杂、缩合度较高的C2两个组分,随着水热梯度增加,C1组分明显增加,而C2组分则呈相反趋势,C1组分的增加主要来源于C2组分降解的中间产物,且较高比例的C1组分促进了FA在土壤中分解;二维同步扫描图谱表明,随着纬度降低,FA结构趋于简单化,黑土中FA分解途径是组分中分子量较大、结构复杂的物质优先裂解,形成结构相对简单的、缩合度较高的小分子化合物,然后进一步彻底分解。综上,北安、海伦、宾县、双城农田黑土的FA浓度及腐殖化程度呈下降趋势;水热梯度增加,不利于土壤中FA积累,加速了土壤FA流失。     

二维α-In_2Se_3的铁电性与器件应用

铁电体具有可控的非易失电极化,在现代电子学中有着广泛的应用,例如大容量电容器、新型二极管、铁电场效应晶体管、铁电隧道结等.伴随着电子元器件的不断微型化,传统铁电体面临着极大的挑战,即在器件减薄过程中受限于临界尺寸效应,铁电性很难稳定存在于纳米乃至单原子层二维极限厚度下.鉴于二维范德华材料具有界面饱和、层间相互作用弱、易于实现二维极限厚度等特性,因此,在二维材料家族中寻找室温二维铁电性将是解决传统铁电体瓶颈的有效方法.本文将首先回顾近年来二维铁电物性研究的相关背景,并针对其中在技术应用上较为重要的α-In_2Se_3面外铁电性作详细介绍,最后总结基于二维α-In_2Se_3的铁电器件应用进展.     

可见光/近红外光谱分析的木材树种与密度同时预测

光谱分析已经在木材特性参数（例如木材树种、气干密度、强度、含水率、表面粗糙度等）检测中得到应用,但是,现有的木材检测研究都只是针对上述某一项参数做数学建模和预测。如果需要检测木材多项参数,那么需要进行多次建模,并且每次建模预测时使用的数学模型类型（例如神经网络的类型）和内部结构参数一般各不相同。为了提高木材质量检测效率,提出了一种基于可见光/近红外光谱的木材树种和密度同时预测方法,它只需要一次建模和预测就可以实现这两项参数的同时输出。对东北5种常见木材（杨木、桦木、樟子松、白松和落叶松）进行检测,首先,采用K/S算法划分样本集,保证了训练集和预测集具有一定的代表性。然后,使用主成分分析和小波变换两种光谱降维方法,分别与BP神经网络和偏最小二乘支持向量机相结合建立了4种木材树种和密度同时预测模型和预测精度对比。 采用美国海洋公司的Ocean Optics USB2000-VIS-NIR微型光纤光谱仪采集样本的可见光/近红外光谱并进行预测处理,光谱范围为350～1 100 nm。结果表明,这四种模型都可实现对木材树种和密度的同时预测,其中小波变换降维方法结合偏最小二乘支持向量机所建立的模型预测效果相对较好,树种正确识别率为100%,训练集密度的R为0.973 4,预测集密度的R为0.940 8,训练集密度的RMSE为0.026 13,预测集密度的RMSE为0.038 46,它为同时对木材多项特性参数进行预测的便携式多功能一体化木材光谱检测仪器的开发奠定了理论基础。此外,还采用该公司生产的另一款光谱范围为900～1 650 nm的FLAME-NIR型微型光纤光谱仪进行了同样的实验。对比发现,利用FLAME-NIR型光谱仪所得出的结果整体比利用USB2000-VIS-NIR型光谱仪所得到的结果好,但是相差并不是很大。这说明该方法可用于对木材种类与密度的同时预测,而且具有一定的稳定性和精度,也节约了仪器的成本。     

GLOBAL WEAK SOLUTIONS TO A THREE-DIMENSIONAL QUANTUM KINETIC-FLUID MODEL

In this paper,we study a quantum kinetic-fluid model in a three-dimensional torus.This model is a coupling of the Vlasov-Fokker-Planck equation and the compressible quantum Navier-Stokes equations with degenerate viscosity.We establish a global weak solution to this model for arbitrarily large initial data when the pressure takes the form p(ρ)=ρ^γ+p_c(ρ),where γ> 1 is the adiabatic coefficient and p_c(ρ) satisfies ■ for k≥4 and some constant c> 0.     

粉末颗粒气力加注特性实验研究

粉末发动机是以粉末颗粒为燃料的新型发动机,具有多次起动和推力调节的功能.粉末加注是粉末发动机实验组织过程中的重要环节.本研究通过搭建粉末供应系统开展粉末气力加注实验,研究对比了集粉箱加注位置、流化气量对粉末气力加注特性的影响.考虑了供粉过程中储箱内粉末堆积密度的动态变化,并建立了相应的计算方法,同时还采用控制系统理论揭示了储箱内粉末堆积密度的变化规律.结果表明:在相同条件下,较大的流化气量有利于加注过程稳定,但集粉箱加注率较低;气力加注方式下集粉箱内的粉末堆积密度大于储箱内初始堆积密度;采用较小的流化气量与集粉箱壁面切向加注方式有利于提高粉末粒径分布均匀性;集粉箱壁面切向加注方式下,流化气量较小时储箱内粉末的堆积密度是先增大后减小,且堆积密度最终值小于初始值,而流化气量较大时,储箱内粉末的堆积密度是先增大后减小再增大后减小,且堆积密度最终值大于初始值;储箱内粉末堆积密度的动态变化过程类似于欠阻尼二阶系统,流化气量较小时系统阻尼系数较小,而流化气量较大时系统阻尼系数较大,且是一个变阻尼过程.     

Decreasing pores in a laser cladding layer with pulsed current

A pulsed current is introduced into the traditional coaxial laser cladding process to decrease the porosity of the cladding layer. The magneto contraction force caused by pulsed current exerted on the molten pool squeezes the gas out and compensates the shrinkage during molten pool solidification. As a result the porosity of the cladding layer is decreased to an extremely low degree. Simultaneously, the grain of the cladding layer is finer with the added supercooling degree with pulsed current. The microhardness of an equiaxed zone in the cross section of a cladding layer also increases.     

全球水汽再循环率的空间分布及其季节变化特征

本文利用ERA-Interim再分析资料,结合新建的水汽再循环数值模式研究了全球降水再循环率和蒸发再循环率的空间分布及其季节变化特征,并给出了主要水汽源地对中国降水的贡献率,结果表明:全球降水再循环率的空间分布特征明显,各地区降水对外界水汽输送的依赖程度不同;陆地蒸发再循环率与降水再循环率的分布大体一致,但是在海洋上差别很大.全球水汽再循环率的季节变化显著,而且北半球降水再循环率的季节变化整体上强于南半球;全球重要水汽源区各季节蒸发再循环率均很低,绝大部分蒸发量都输送到了其他地区.水汽再循环率除与区域的位置、形状有关外,区域的水平尺度也会对其产生影响,随着水平尺度的增大,水汽再循环率呈曲线上升.中国大陆地区降水再循环率为32.6%,蒸发再循环率为44.9%,西北太平洋、南海、孟加拉湾、阿拉伯海以及澳大利亚西部海域对中国降水的贡献较大.本文基于水汽平衡方程建立的数值模式,具有坚实的数理基础,得到的结果可信度较高.     

Zn(Ⅱ)金属有机骨架作为基质金属蛋白酶模拟物催化微囊藻毒素亮氨酸精氨酸的水解

以3-氨基-1，2，4-三氮唑-5-羧酸(Hatz)和1，3，5-苯三甲酸(H₃btc)为配体，制备了模拟基质金属蛋白酶(MMPs)结构的纳米片状 Zn(Ⅱ)金属有机骨架 Zn-MOF-1-NS。Zn-MOF-1-NS 能模拟 MMPs 的催化作用，成功实现对微囊藻毒素亮氨酸精氨酸(MC-LR)肽键的水解。在常温条件下，7.5 h内Zn-MOF-1-NS催化水解了82.6%的MC-LR(k=0.23 h^-1)，远高于目前报道的具有最高水解效率的菱铁矿(k=0.04 h^-1)。研究发现，在该体系中即使添加 10倍剂量的腐殖酸，也不会显著阻碍 MC-LR的水解，证明Zn-MOF-1-NS对MC-LR的水解具有显著的选择性。通过原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)分析、理论计算以及与非羧基对应物的比较，发现Zn-MOF-1-NS表面Zn(Ⅱ)位点和羧基共同参与了MC-LR肽键的水解。