水化硅酸钙纳米压痕分子动力学模拟方法优化

针对水化硅酸钙纳米压痕模型忽视了压头与基底之间相互作用的问题，由尺寸差异引起的金刚石压头难以计算的问题，以及Wittmann模型无法得到实际接触面积的问题，提出了新的模型与计算方法．结合分子动力学方法，采用金刚石压头-Wittmann模型基底的组合方式构建无定形态水化硅酸钙纳米压痕试验模型．在建模阶段，考虑到压头模型与基底模型粒子间尺寸差异，提出了等比例替换模型，通过公式推导并就不同尺寸模拟结果验证了等比例替换模型的可行性．在计算阶段，提出了局部前处理的弛豫方法进行模拟．确定最大荷载位置处的接触面积为546 nm2，进而求出水化硅酸钙模型硬度H为0.84 GPa、折合模量Er为30.52 GPa．并通过纳米压痕试验，验证了模拟结果的准确性，证明了模型的科学性，对今后水化硅酸钙(C-S-H)纳米层面的模拟具有重要借鉴意义．     

峨山褐煤的分子结构和分子模拟

作为重要的化石能源，褐煤资源潜力巨大、分布广泛但综合利用率低。研究褐煤的分子结构模型，有助于预测褐煤在热解、液化和气化过程中的化学反应机理及反应路径，进而提高褐煤的综合应用水平。以云南峨山褐煤为研究对象，利用傅里叶变换红外光谱、13C核磁共振波谱及X射线光电子能谱等分析测试方法，获取了峨山褐煤的含碳、含氧及含氮结构参数。在此基础上，借助Gaussian 09计算平台，采用量子化学建模的方法构建并优化了峨山褐煤的分子结构模型。研究结果表明：峨山褐煤的芳碳率为39.20%，芳香碳结构主要为苯和萘，且芳香桥头碳与周边碳的比值χ_b为0.07；脂碳率为49.51%，脂肪碳结构主要为亚甲基，季碳和氧接脂碳；氧原子主要存在于羟基、醚氧、羰基和羧基结构中；含氮结构则以吡啶为主。基于元素分析、13C 核磁共振波谱分析，又经过热重实验消除褐煤中残余水分的影响后，计算出峨山褐煤的分子式为C₁₅₃H₁₃₇O₃₅N₂。依据分子式及分析结果计算出峨山褐煤的结构单元含量并构建出其初始结构模型，采用半经验法PM 3基组及密度泛函理论M06-2X/3-21G基组对初始分子构型进行优化。优化后的分子模型具有明显的三维立体特征，芳香环之间较为分散且在空间中排列不规则，芳香簇主要通过亚甲基、醚氧基、羰基、酯基和脂肪环连接，含氧官能团主要分布在分子边缘，脂肪族侧链较多。对优化后的分子模型进行振动频率计算进而获得了分子模型的模拟红外光谱，其与实验红外谱图吻合度良好，证明了峨山褐煤分子结构模型的准确性、合理性。分子结构模型的构建有利于直观地了解峨山褐煤的分子结构特征，从而有助于从微观分子角度研究峨山褐煤的宏观性质。同时，峨山褐煤分子结构模型可为其在热解、液化和气化等领域研究中提供理论指导。     

染料敏化太阳能电池载流子传输的数值模拟

由于在染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell, DSSC)中存在染料弛豫、半导体薄膜中电子与氧化态染料分子发生反应和电子在电解质中与氧化态离子复合等不利反应,利用一个更完善的DSSC载流子传输模型对电池的光电性能进行模拟就显得非常重要。为此,本文基于由多重俘获理论建立的DSSC中的包括电子、染料阳离子、碘化物和三碘化物在内的载流子传输模型,数值模拟得到了不同TiO₂薄膜厚度、不同入射光强度与不同染料分子吸收系数下DSSC的J-V曲线。结果表明,随着TiO₂薄膜厚度的增加,太阳能电池的短路电流密度增大,开路电压减小,光电转换效率先增大后减小。当DSSC的TiO₂薄膜厚度为20 μm时,光电转换效率达到最大值7.41%,同时光电转换效率随入射光强度与染料分子吸收系数的增大均有一定程度提高,其中在吸收系数为4 500 cm^-1时,光电转换效率为6.73%。以上结果可以为改进DSSC的光电性能提供理论指导。     

超分子化合物的荧光增敏效应及浊点萃取-荧光光谱法测定氟比洛芬

比较氟比洛芬在乙醇介质,及对其浊点萃取后在非离子型表面活性剂Tergitol15-S-7胶束-乙醇介质中的荧光光谱,发现氟比洛芬的荧光发射峰有明显红移的现象,且荧光信号显著增强。研究证实Tergitol 15-S-7与氟比洛芬激发态分子之间的超分子作用力是荧光增强的主要原因。据此,提出了一种浊点萃取-荧光光谱法测定氟比洛芬的新方法。在优化的实验条件下,氟比洛芬测定的线性范围为1.0×10-8~1.0×10-6 mol·L-1,检出限为1.1×10-9 mol·L-1。     

基于Delaunay三角剖分的地表平均温度模拟

利用Delaunay三角网对目标区域进行剖分,在对地表温度进行高度插值后,运用二重积分的思想建立了基于Delaunayr三角剖分的地表平均温度测量模型.同时以南极地表平均温度的测量为例,将67个自动气象地表台站、46个气象地表台站以及56个高空气象观测站的加权平均温度与地表平均温度的数据进行分析,得到南极2015全年地表平均温度均在-8℃以下,最低温约为-20℃,符合南极大陆地表温度的实际情况.     

GARCH(1,1)模型的稳健估计比较及应用

首先阐述了GARCH(1,1)模型稳健估计的构造方法,然后在模型有无异常值扩散效应约束和异常值比例不同的情况下,比较了传统QMLE估计和多种稳健M估计的表现,结果表明:在数据无异常值下,QMLE估计较优;随着异常值比例增加,稳健Andrew估计表现更好;模型施加异常值扩散效应约束对估计有一定改善但不显著.最后选取波动程度不同的两个阶段沪深300指数的收益率,用模型拟合进行了实例比较,在波动程度较大时,Andrew估计效果较优,在波动相对平稳时,LAD估计较优.     

M区块不同配制水质对聚驱开发效果影响研究

M区块目前应用聚驱三次采油技术来进一步提高原油采收率,研究不同水质配制的聚合物溶液对驱油效果的影响,运用数值模拟方法,在历史拟合的基础上对试验区剩余油分布进行了描述,并设计了4种不同水质条件下的聚合物配制方案,进行聚驱效果影响研究.研究结果表明,在聚合物浓度和注入速度均相同的前提下,清配清稀配制的聚合物溶液驱油效果最好,污配污稀曝氧后驱油效果略好于污配污稀曝氧前,清配污稀驱油效果最差,与水驱相比采收率提高值分别为10.11%、9.04%、8.59%和8.18%.     

不同类型专利对经济增长影响的实证研究

文章考察三种不同类型专利对经济增长的影响,结合广东省1985-2014年最新数据,通过Matlab、Excel软件对数据进行图像模拟,并根据函数理论、计量经济学理论,创造性地构建一种多元非线性计量模型。进一步地,运用所得模型进行实证分析,结果显示发明专利在经济增长中产生的影响远大于实用新型专利和外观设计专利,论证了原创性创新在现阶段广东省经济转型升级中的核心作用。     

粉末X射线衍射法监测发光有机分子结构转化的综合实验教学

结合粉末X射线衍射技术在物相分析领域的应用设计了一个综合创新性实验。实验内容主要包括利用粉末X射线衍射技术监测激发态分子内质子转移(Excited-state intramolecular proton transfer,ESIPT)有机分子在溶剂熏蒸下的结构转化过程。本实验综合培养了学生对粉末X射线衍射仪的操作技巧以及数据处理分析能力,提高了学生利用现代科学仪器来解决实际问题的能力。