The Cubic B-Spline Method for a Class of Caputo-Fabrizio Fractional Differential Equations北大核心CSCD

基于分数阶微积分基本定理和三次B样条理论,构造了求解线性Caputo-Fabrizio型分数阶微分方程数值解的三次B样条方法,利用分数阶微积分基本定理将初值问题转化为关于解函数的表达式,再使用三次B样条函数逼近表达式中积分项的被积函数,进而计算了一类Caputo-Fabrizio型分数阶微分方程的数值解.给出了所构造的三次B样条方法的误差估计、收敛性和稳定性的理论证明.数值实验表明,该文数值方法在求解一类Caputo-Fabrizio型分数阶微分方程数值解时具有一定的可行性和有效性,且计算精度和计算效率优于现有的两种数值方法.     

B型套筒角焊缝缺陷相控阵超声检测定量方法

B型套筒修复作为油气管道修复的主要方式之一,在其修复的焊接过程中,该结构的环形角焊缝内部常常出现以气孔、夹渣为代表的孔型缺陷。这类缺陷由于角焊缝特殊的结构,在利用相控阵超声无损检测技术对其检测时,难以对其进行定量分析。通过数值模拟和实验,发现通过相控阵超声扇扫得到缺陷回波信号峰值与孔型缺陷直径呈正相关,为孔型缺陷的定量分析提供了一种可靠的手段。     

丙烯酸水溶液聚合法制备PTFE/PAA/Nafion膜及其性能

采用廉价的多孔聚四氟乙烯(PTFE)膜作为基底, 用少量的Nafion与PTFE膜复合可制备低成本的质子膜. 但疏水性的PTFE膜与亲水性的Nafion膜结合性不佳. 基于此, 本文对疏水性的PTFE膜材料表面进行设计, 先采用丙烯酸对疏水性的PTFE膜表面进行亲水性改性, 再喷涂亲水性Nafion膜, 完成低成本PTFE/PAA/Nafion膜的制备. 实验结果表明, 改性前的PTFE膜材料水接触角为150°, 改性后的膜接触角变为55.6°, 亲水性大幅上升, 膜的机械强度和尺寸稳定性(断裂强度为25.2 MPa, 80 ℃下的溶胀率为11.9%)均优于Nafion117膜, 而 Nafion用量则节省了60%. PTFE/PAA/Nafion膜具有高质子导通率(80 ℃下达到131.9 mS/cm), 接近于Nafion117膜, 最大功率密度可以达到404.2 mW/cm².     

高分散还原态Pt基催化剂的制备及其NO氧化的催化性能

Pt⁰被认为是NO氧化的活性物种,而催化剂的制备方法对活性物种的含量起着决定性作用。本文采用非惰性气氛保护的改性醇还原-浸渍法(MARI)合成了高分散高Pt⁰含量的1% (w, 质量分数) Pt/SiO₂-Al₂O₃催化剂(MA-Pt/SA)。X射线粉末衍射(XRD)、CO-漫反射傅里叶变换红外吸收光谱(CO-DRIFTS)和透射电镜(TEM)表征证实在550 ℃焙烧3 h后催化剂的Pt颗粒仅有3.8 nm。同时,X射线光电子能谱(XPS)和H₂-程序升温还原(H₂-TPR)结果表明催化剂具有高Pt⁰含量(60.3%)。模拟柴油车尾气气氛进行活性测试,并与传统浸渍法制备的1% (w) Pt/SiO₂-Al₂O₃催化剂(C-Pt/SA)对比,结果显示MA-Pt/SA具有优异的催化氧化性能,其NO最大转化率高达74%,比C-Pt/SA的NO转化率高了23%。经670 ℃高温老化15 h后,老化的MA-Pt/SA的NO转化率仍然高达69%。此外NO + O₂共吸附原位漫反射傅里叶变换红外吸收光谱(in situ DRIFTS of NO + O₂ co-adsorption)表明高的Pt分散度和高Pt⁰含量能够促进中间物种桥式硝酸盐的生成及分解,进而导致了优异的NO氧化活性。最后,利用同样方法将Pt的负载量降低至0.5% (w)制备催化剂,NO转化率仍达64%。这种制备方法能够获得低贵金属高性能的Pt基催化剂。     

Mn-Ce-M复合改性无硅残渣炭催化剂的NH3选择性还原NO性能研究

生物质作为极具潜力的可再生能源,其热解制油技术备受关注,副产物残渣炭的高值化利用是当下重要的研究内容之一。脱硅处理不仅可实现硅的资源化利用,同时可以实现炭材料的结构改性。本文开展了残渣炭煮溶脱硅研究,并基于最佳脱硅方式,探究不同金属M（M：Ho、Sb、La、Nd）对无硅残渣炭（FRB）催化剂的脱硝性能的影响规律。结果表明：煅烧预处理结合煮溶脱硅可以脱除99%以上的SiO2,脱硅的同时理化性质显著改善,表现出较大的比表面积（1923 m2/g）、丰富的介/微孔结构以及表面含氧官能团,并促进了催化剂的SCR反应活性（250℃时NOx脱除率可达100%）。此外,Ho改性无硅残渣炭脱硝催化剂具有最好的低温脱硝活性,在200~300℃范围内保持80%以上的脱硝效率。表征结果显示,MnCeHo/FRB催化剂具有较强的表面酸性和氧化还原性,活性组分在载体上均匀分散,且表面化学吸附氧较为丰富。此外,In-situ DRIFTs实验表明MnCe/FRB催化剂表面同时存在E-R和L-H机理,但E-R机理占主要地位。     

基于探针底物法的高效液相色谱-串联质谱法测定蚯蚓体内4种CYP同工酶活力及其应用北大核心CSCD

基于探针底物法,将蚯蚓微粒体悬浮液加入至含有混合探针底物香豆素(50μmol·L^(-1))、安非他酮(25μmol·L^(-1))、阿莫地喹(50μmol·L^(-1))、右美沙芬(5μmol·L^(-1))的孵育体系中(微粒体蛋白质量浓度需控制在32~96 mg·L^(-1)内),于37℃孵育20 min后,加入甲醇终止反应,静置10 min后过0.22μm滤膜,采用高效液相色谱-串联质谱法测定对应的代谢物7-羟基香豆素、羟基-安非他酮、N-脱乙基阿莫地喹、右啡烷的生成量。根据相应代谢物的生成量分别评价蚯蚓CYP2A6、CYP2B6、CYP2C8及CYP2D6酶活力。采用Acquity UPLC HSS T3柱作为分离柱,以不同体积比的含1 mmol·L^(-1)乙酸铵的0.05%(φ)甲酸溶液和甲醇的混合溶液作为流动相进行梯度洗脱,串联质谱中采用电喷雾离子源正离子模式和多反应监测模式检测,并用基质匹配法配制混合标准溶液系列。结果显示:7-羟基香豆素、羟基-安非他酮、N-脱乙基阿莫地喹、右啡烷的质量浓度均在2.5~50μg·L^(-1)内与其对应的峰面积呈线性关系;对空白样品进行3个浓度水平的加标回收试验,回收率为73.7%~103%,日内相对标准偏差(RSDs,n=5)为2.1%~11%,日间RSDs(n=5)为4.6%~10%。方法用于分析分别暴露于多壁碳纳米管染毒土壤(暴露组)和普通土壤(对照组)21 d后蚯蚓体内4种CYP同工酶的活力,CYP2C8酶活力明显高于CYP2A6、CYP2B6及CYP2D6,暴露组中CYP2A6及CYP2C8酶活力显著(P<0.05)高于对照组,而CYP2B6及CYP2D6酶活力与对照组的无显著性差异,因此推测可将CYP2A6及CYP2C8作为一套生物标记物,用于定性诊断土壤的多壁碳纳米管污染。     

纤维悬浮液搅拌流动的数值模拟

由于缺乏适当的本构方程，对纤维悬浮液流动的研究一直局限于纤维的牛顿流体悬浮液。本文采用ＭＵＣＭ模型对作者最近提出的纤维Ｏｌｄｒｏｙｄ－Ｂ流体悬浮液的本构方程作了改进，并对锚式桨搅拌槽的二维Ｏｌｄｒｏｙｄ－Ｂ流体和牛顿流体纤维悬浮液搅拌流动作了数值模拟。模拟的结果表明，本文所用的模型和方法能有效地抑制过大局部应力的影响并合理地处理流体的记忆效应。     

金属材料的激光表面改性及其在摩擦学中的应用

作者对激光表面处理的各种方法和现有技术水平进行了综述介绍,并就其在改善金属材料表面摩擦磨损性能方面的研究和应用,以及今后的发展都作了简要的分析和讨论。激光相变硬化能使处理的工件形成具有表面压应力的硬质马氏体表面,因而可以降低表面的磨损速率。在金属工件上通过激光包覆高抗磨、抗热、抗腐蚀和抗疲劳的高硬质合金甚至致密陶瓷,在严格控制工件材料对包覆合金稀释的情况下,可使底材获得高的摩擦学性能。激光合金化通过选择合金元素和基底材料能有选择地改进低成本工件的表面,使其具有优异的物理、化学和机械性能。激光上釉是通过细化铸造组织、减少偏析及形成高度过饱和固溶体等亚稳定相乃至非晶态而提高了材料的耐磨性、抗氧化性和抗腐蚀性能。激光冲击硬化是通过在材料表层内形成冲击波而引起“损伤”来改变表层的组织和性能。     

高密度B炸药的燃烧转爆轰实验研究

采用电探针及压力传感器测试技术对密度为1.597 g/cm3的固体B炸药（TNT/RDX=40/60）的燃烧转爆轰性能进行研究。实验结果表明,在较强的约束条件下（45号钢管,内径20 mm,外径64 mm,长500 mm）,B炸药形成了DDT现象,诱导爆轰距离为295~310 mm。     

一阶非线性项、四阶色散项的Boussinesq类方程

推导了由一阶色散项Ｏ（β２）表示的Ｂｏｕｓｉｎｅｓｑ类方程，方程中保留了一阶非线性项Ｏ（α）及四阶色散项Ｏ（β８），其中α＝Ａ／ｈ０，β＝ｈ０／Ｌ，Ａ为特征波高，Ｌ为特征波长，ｈ０为特征水深从理论上证明了Ｂｏｕｓｉｎｅｓｑ改善型方程对色散性精度的提高，阐明了此类方程对色散项所保留的精度为Ｏ（β８），而并非是此类方程推导之初的假设为Ｏ（β２）这一点，将改变人们传统的认识