高马赫数燃烧强化的激波风洞试验研究

基于中国科学院力学研究所的JF-24激波风洞, 通过开展高马赫数超燃冲压发动机的直连试验, 研究了高马赫数燃烧的强化方法以及燃料类型对燃烧的影响. 试验段是采用凹腔结构的圆截面燃烧室, 喷孔布置在隔离段, 燃料分别是氢气和乙烯, 当量比均为0.7. 燃料喷注分别采用无支板和小支板两种构型, 后者部分喷孔位于小支板顶部. 两种构型均设置了流向近距双排喷孔, 可分别进行单环和双环喷注. 试验结果论证了飞行马赫数10.0条件下氢气和乙烯在超高速气流中的稳定燃烧性能. 并且, 相比于单环喷注, 双环喷注以及补充小支板可以强化燃烧. 推测其原因是双环射流和激波/分离结构的近距离交互作用很可能改善掺混, 而补充小支板顶部喷注还能利用更多空气组织掺混. 在同样采用双环耦合小支板顶部喷注的强化措施下, 氢气与乙烯燃烧效率接近, 但氢推力性能更优. 这是因为较高热值氢的释热更多. 此外, 试验还证明了在当前来流条件下, 释热受控于掺混, 且高温离解效应限制释热上限. 这是由于释热降低流速且提高静温, 使高温离解的吸热效应更加显著.      

纺锤形介孔纳米二氧化锰的控制合成

在KMnO₄和葡萄糖水溶液体系中, 用一步水热法控制合成了介孔MnCO₃纳米纺锤体, 通过焙烧MnCO₃前驱体可以得到介孔纳米MnO₂, 且保持了原有的纺锤体形貌. 用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和N₂吸附-脱附(BET)对制备的样品进行了形貌和结构的表征. 并对反应时间、反应物浓度等对产物形貌的影响进行了研究. 实验结果表明, 反应时间和葡萄糖的浓度对MnCO₃前驱体的尺寸和形貌具有重要影响, MnCO₃纵横比可从1.35:1到2.89:1之间改变. 并初步探讨了介孔MnO₂纺锤体的生长机制, MnO₂ 孔的形成是由于焙烧葡萄糖降解形成的纳米碳颗粒所致.     

硫代杯[8]芳烃衍生物的合成及其对金属离子的选择性识别研究

在丙酮溶液中以碳酸铯为催化剂,以硫代杯[8]芳烃(thiacalix[8]arene,TC8A)和N,N-二乙基-2-氯乙酰胺为底物,对TC8A的下缘进行修饰合成了一种新的TC8A衍生物--硫代杯[8]芳烃二乙基乙酰胺[TC8A-CH2CON(CH2CH3)2].对含有9种金属离子的汽车尾气净化催化剂溶液进行萃取研究表明,在pH为3.0的萃取液中TC8A对其中的钯离子具有最高的选择性萃取能力,萃取率可达99.3%,TC8A-CH2CON(CH2CH3)2对其中的锆离子具有最高的选择性识别能力,萃取率可达96.7%.     

Approximate Homotopy Direct Reduction Method: Infinite Series Reductions to Perturbed mKdV Equations

An approximate homotopy direct reduction method is proposed and applied to two perturbed modified Korteweg- de Vries （mKdV） equations with fourth-order dispersion and second-order dissipation. The similarity reduction equations are derived to arbitrary orders. The method is valid not only for single soliton solutions but also for the Painlevd Ⅱ waves and periodic waves expressed by Jacobi elliptic functions for both fourth-order dispersion and second-order dissipation. The method is also valid for strong perturbations.     

A Maple Package to Compute Lie Symmetry Groups and Symmetry Reductions of （1＋1）-Dimensional Nonlinear Systems

Armed with the computer algebra system Maple, using a direct algebraic substitution method, we obtain Lie point symmetries, Lie symmetry groups and the corresponding symmetry reductions of one component nonlinear integrable and nonintegrable equations only by clicking the ‘Enter＇ key. Abundant （1＋1）-dimensional nonlinear mathematical physical systems are analysed effectively by using a Maple package LieSYMGRP proposed by us.     

Chiral Suppression and SU（3） Symmetry in Scalar Glueball Decays

We theoretically evaluate the decay rates of a scalar glueball up to the order O（αs）, where only two Feynman diagrams contribute and a special attention is paid on possible flavour SU（3） symmetry breaking in the process. It is concluded that the SU（3） flavour symmetry may be respected in any case. However, due to chiral suppression in Go →qq, F（Go →qq qq） very likely is larger than F（Go→qq）. These results are supported by the experimental data on the decays of xco（1P） （0^＋＋）. Based on this result, we propose a criterion to identify the scalar glueball.     

Sm3+掺杂棒状BiPO4微晶的制备及其光催化活性增强机理

以Sm(NO3)3、NH4H2PO4和Bi(NO3)3为原料,采用水热法合成了Sm3+掺杂棒状BiPO4光催化剂.采用XRD、SEM、UV-Vis吸收光谱、BET比表面积测试等手段对其组成、晶型、粒径、形貌及比表面积等进行了表征,并以金卤灯模拟可见光,以甲基橙和邻硝基苯酚为模型污染物,对其光催化性能进行了评价和分析.XRD和SEM分析表明,Sm3+掺杂进入BiPO4的晶格,导致其晶胞参数发生变化,但对其物相结构和形貌的影响不明显;UV-Vis吸收光谱测试表明,Sm3+掺杂使BiPO4在紫外光区的吸收减弱,可见光区略有增强.光催化实验表明,Sm3+掺杂后BiPO4的光催化活性与掺杂量密切相关,当Sm3掺杂量为0.75at;时光催化活性提高较显著.根据实验结果和文献报道,论文对Sm3+掺杂后BiPO4活性提高机理进行了探讨,认为Sm3+掺杂后BiPO4光生电子-空穴分离效率提高是影响其活性的主要因素.     

基于格林函数法的奇型Mathieu-Gaussian光束

根据光束传播的独立性和叠加性原理,引入了一组能够产生第一类(2n+2阶)奇型Mathieu-Gaussian光束的虚光源点.利用虚源点技术和格林函数法,计算得到第一类奇型Mathieu-Gaussian光束的严格解析积分表达式.利用该表达式得到了轴上光场分布的积分解析解.以三阶非旁轴修正为例,得到了第一类奇型Mathieu-Gaussian光束保留到三阶非旁轴修正项的轴上光场分布精确解.     

小波包熵的复杂体系近红外光谱信息提取

有用信息提取是复杂体系近红外检测的重点和难点之一。由于复杂体系光谱中存在各种噪声、基线漂移、谱带重叠及复杂背景的干扰,常规方法不能准确地从光谱中获得有用信息。为此,将小波包变换(DWPT)和信息熵理论相结合--小波包熵(EWPIE)提取复杂体系光谱中的有用信息。思路是采用小波包变换对光谱信号进行多频带分解,根据有用信号与噪声的频带分布特点,基于信息熵理论滤除干扰的频率分量,采用正交校正法(OSC)剔除与被测组分无关的信息,然后对处理后的频率分量进行重构,从而实现复杂体系有用信息的准确提取。通过对复杂体系光谱数据建立多元校正模型来验证该方法的效果。采用牛奶的近红外光谱数据,以牛奶中脂肪和蛋白质浓度为研究对象,建立了偏最小二乘法(PLS)模型。结果显示,牛奶中脂肪和蛋白质的预测均方根误差(RMSEP)分别为0.132%和0.121%,与单纯的DWPT和OSC相比,EWPIE能够有效地提取有用信息,避免了无用信息的干扰,明显提高了模型的预测精度,对复杂体系的准确检测具有一定的理论意义和实际应用价值。     

餐厨垃圾与市政污泥共消化厌氧产氢研究

为探求高温(55℃)、高含固率(20％)条件下餐厨垃圾和市政污泥共消化厌氧产氢的性能, 将餐厨垃圾与市政污泥按挥发性固体(VS)质量比(1:1、2:1、3:1、4:1、5:1)混合进行共消化厌氧产氢实验, 观察不同比例混合物料厌氧产氢系统内的pH、挥发性脂肪酸(VFAs)和氨氮的变化, 以及单位VS产气量和氢气的体积分数. 结果表明, 餐厨垃圾与市政污泥混合共消化厌氧能取得较好的产氢效果. 当餐厨垃圾与市政污泥的物料比为3:1时, 厌氧系统单位VS产气量和氢气体积分数均达到最大值, 分别为118.2mL·g-1 VS和37.47％; 各比例混合物料在整个厌氧产氢过程中系统均运行良好, 未出现系统“酸中毒”或失败的现象.