Modeling and Simulation of Local Thermal Non-equilibrium Effects in Porous Media with Small Thermal Conductivity

The two-equation model in porous media can describe the local thermal non-equilibrium (LTNE) effects between fluid and solid at REV scale, with the temperature differences in a solid particle neglected. A multi-scale model has been proposed in this study. In the model, the temperature differences in a solid particle are considered by the coupling of the fluid energy equation at REV scale with the heat conduction equation of a solid particle at pore scale. The experiments were conducted to verify the model and numerical strategy. The multi-scale model is more suitable than the two-equation model to predict the LTNE effects in porous media with small thermal conductivity. The effects of particle diameter, mass flow rate, and solid material on the LTNE effects have been investigated numerically when cryogenic nitrogen flows through the porous bed with small thermal conductivity. The results indicate that the temperature difference between solid center and fluid has the same trend at different particle diameters and mass flow rates, while the time to reach the local thermal equilibrium is affected by solid diameter dramatically. The results also show that the temperature difference between solid center and surface is much greater than that between solid surface and fluid. The values of \( \rho {\text{c}} \) for different materials have important influence on the time to reach the local thermal equilibrium between solid and fluid.     

轴向脉冲磁场增强金属射流侵彻穿深能力的因素

为掌握轴向脉冲磁场对金属射流的作用规律,基于破甲弹金属射流对目标的作用原理及磁场与金属射流之间的相互作用关系,设计了励磁线圈对破甲弹金属射流作用的试验系统,并开展了相关实弹试验,突破了金属射流形成和励磁线圈脉冲电流产生之间时序匹配的关键技术,得出了使金属射流发生有效变形的合理储能电容器组电参数和励磁线圈结构参数。试验结果表明,当电容器电压为5 kV、电容为1 200 μF、励磁线圈长度为50 mm时,破甲弹金属射流对目标靶板的侵彻穿深增量最大,破甲效果最佳;各因素对破甲弹金属射流侵彻穿深能力影响程度由大到小分别是电容器组充电电压、电容器组电容、线圈长度。研究成果为破甲弹威力电磁增强技术可行性论证、原理试验及励磁线圈结构设计提供了重要的理论和技术支撑。     

曝光量对含香豆素基团的液晶共聚高分子的光控取向性能的影响

本文设计合成了含有香豆素光敏基团的单体4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酸-7-羟基香豆素酯(M1)和一种只含液晶基元的单体4-(丙烯酰氧基)己基苯甲酸-4-甲氧基苯酚酯(M2),并将这两种单体进行自由基聚合得到了共聚物.当该聚合物薄膜置于线性偏振紫外光(LPUV)下,会发生轴选择性的光化学反应,利用动态紫外光谱(UV光谱),对所合成的共聚物的光化学性能进行了研究.结果表明:当曝光能量为1740 mJ/cm²时,光反应达到饱和,紫外吸光度将不随曝光能量的变化而变化;随着曝光能量的增加,聚合物在反应初期光反应速率比较大,当曝光能量达到500 mJ/cm²左右,光反应度已经超过50%;当曝光量达到324 mJ/cm²,各向异性ΔA达到最大,ΔA_max=0.039.     

Yb∶YAG透明陶瓷的制备

采用溶胶-凝胶法制备了Yb3+掺杂浓度为5.0at;的Yb∶YAG超细粉体.利用真空热压和热等静压相结合工艺制备了尺寸为φ10 mm×2 mm的Yb∶YAG透明陶瓷.采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)仪、扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)和紫外/可见/近红外分光光度计对粉料的物相、透明陶瓷的显微结构和透过率进行了表征.XRD结果表明,前驱体经1000℃锻烧2 h后转变为纯YAG相,根据Scherrer公式计算出晶粒尺寸为38nm.断口SEM结果表明,陶瓷的平均晶粒尺寸为10 μM.样品1100 nm的透过率为81;,主吸收峰位于938 nm.     

N在Zn1-xBexO合金中热力学稳定性的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法,通过改变Zn1-xBexO合金中Be的浓度及其掺杂位型,研究N在Zn1-xBexO合金中的形成能和受主离化能,分析了p型导电的可能性.结果表明:Be-N共掺杂时,N优先占据周围没有Be的O位置,每增加一个Be近邻掺杂原子,No的形成能增加约0.2 eV.当近邻Be原子数为2和3时,No的受主离化能比较低.Be浓度为11at;时,具有2个近邻Be原子的No的受主离化能降低至0.1 eV左右,可以认为是浅受主,Be-N共掺ZnO才可能呈p型导电.考虑No在室温条件下的受主离化率和No形成能的影响,估算出Be-N所提供的空穴载流子浓度不会高于1017 cm-3;如果计及n型背景载流子的补偿效应,Be-N共掺ZnO的p型导电率应该比较低.     

高效液相色谱-串联质谱法检测鸡肉中9种化学合成类抗球虫药多残留

建立了鸡肉中氯羟吡啶、二硝托胺、4,4′-二硝基均二苯脲(尼卡巴嗪代谢物)、磺胺氯吡嗪、磺胺喹口恶啉、地克珠利、妥曲珠利、妥曲珠利砜和妥曲珠利亚砜9种化学合成类抗球虫药多残留的高效液相色谱-串联质谱分析方法。样品采用2%乙酸酸化的乙腈/二甲亚砜(4:1, v/v)提取,150 mg二甲基十八碳硅烷粉(octadecylsilyl, ODS)、100 mg石墨化炭黑(graphitized carbon black, GCB)和100 mg弗罗里硅土(Florisil)吸附剂分散固相萃取净化,经Hypersil GOLD C18色谱柱(150 mm×4.6 mm, 5 μm)分离,电喷雾串联四极杆质谱多反应离子监测方式测定。9种分析物在20～150 μg/kg范围内线性关系良好,相关系数均大于0.995。样品基质中9种分析物在20、50和150 μg/kg加标水平下,平均回收率为81.5%～103.6%,相对标准偏差为4.5%～14.5%。该方法稳定、可靠,可满足鸡肉中化学合成类抗球虫药多残留的检测与确证。     

铜表面高疏水薄膜的制备及摩擦学性能的研究

通过简单两步法在金属铜表面构筑高疏水薄膜,首先金属铜经氢氧化钠化学刻蚀处理后在表面构筑微纳结构薄膜,然后覆盖硬脂酸薄膜以实现高疏水.采用扫描电子显微镜、X-射线光电子谱、傅里叶红外光谱仪和接触角测量仪等手段表征了金属铜表面高疏水薄膜的形成机制和表面形貌,并利用微纳米摩擦磨损试验机研究了高疏水薄膜的减摩耐磨特性.研究结果发现:在氢氧化钠处理导致的表面微织构化效应以及脂肪酸自组装薄膜的纳米润滑效应的联合作用下,金属铜表面形成的高疏水薄膜具有明显的减摩和耐磨特性.     

阴离子Gemini表面活性剂在油/水界面行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法研究了磺酸盐型阴离子Gemini表面活性剂在油/水界面的吸附行为, 考察了不同长度的连接基(Spacer)对表面活性剂在界面的聚集形态及界面性质的影响. 密度分布和微观结构信息显示, Gemini表面活性剂能在油/水界面形成单层膜结构. Gemini表面活性剂能使油/水界面的厚度显著增大, 并使界面形成能降低. 当连接基为6个碳时, 此类磺酸盐型Gemini表面活性剂的界面厚度最大, 形成的界面最稳定. 连接基长度对Gemini表面活性剂单层膜周围的水分子和Na⁺的吸附结构影响不大, 但是能影响水分子的扩散行为.     

Stabilizing Spiral and Spatiotemporal Chaos in External Centric Field

In this paper, a scheme of spatial perturbation is introduced into a class of excitable media, which are described by two-dimensional partial-differential equation models. Inertial acentric force (or centripetal force), which is generated by circumgyrating the whole system vs. a right axis, is used to disturb the system. The whole system becomes homogeneous as soon as the spatial perturbation is imposed on even when the noise is in consideration. The principle of this scheme is confirmed based on the theory of Hopf bifurcation and numerical simulation.     

苯及其含氮等电子体化合物的结构和性质的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法在aug-cc-pvDZ基组上研究了13种苯及其含氮等电子体化合物的分子结构、 能量和异构体相对稳定性, 重点考察了含氮量对化合物含能性质的影响. 结果表明: 随着氮原子数增加分子的总能量降低, 且存在很好的线性相关性. 采用G3方法对分子的生成热进行了计算, 结果显示随着分子中氮原子个数增加, 各含氮等电子体化合物的生成热将增大, 其中六嗪、五嗪的生成热较大, 它们成为含能材料的潜力较大. 对各异构体分析显示, 氮原子位置与总能量和生成热的关系均为: (邻)间位＜(邻)对位＜邻位. 此外, 通过NBO方法分析了分子的超共轭作用和立体排斥能对异构体稳定性的影响, 结果表明超共轭作用是影响各异构体构型相对稳定性的主要因素.