利用Tracker软件研究摩天轮中的圆周运动

利用视频分析软件Tracker对自制摩天轮圆周运动的实验视频进行分析,通过自动追踪功能,有效追踪摩天轮的运动轨迹,同步描绘摩天轮在运动过程中线速度和角速度随时间变化的图像,深入分析理解圆周运动的基本概念.     

频率不变波束形成器抽头稀疏化设计的交替方向乘子法

针对具有空间响应变化函数约束的频率不变波束形成器设计问题,提出了采用交替方向乘子法实现抽头稀疏设计的优化算法。该算法利用交替方向乘子法能够将原始优化问题进行分裂处理的特点,通过引入替代变量和指示函数,使得表征波束形成器抽头稀疏度量的非凸L₀范数与阵列响应约束分离,进而将问题分裂到元素层级并给出近邻算子的解。对于指示函数的近邻算子求解,在分裂到元素层级后则退化为简单的双边约束问题,因而降低了优化求解的计算复杂度。仿真分析表明,提出的方法比现有的L₁范数方法在宽频带条件下的抽头稀疏度能够提升6%~13%,通带最大波动误差减小了约2 dB,并且优化消耗时间更短。实验结果进一步验证了所提方法在实现高抽头稀疏度波束形成的同时,对声信号造成的失真更小。因此,所提出的方法在降低传声器阵列波束形成器的实现复杂度以及保持阵列响应的频率不变性能方面更具有优势。      

Progress in improving thermodynamics and kinetics of new hydrogen storage materials

Hydrogen storage material has been much developed recently because of its potential for proton exchange membrane (PEM) fuel cell applications. A successful solid-state reversible storage material should meet the requirements of high storage capacity, suitable thermodynamic properties, and fast adsorption and desorption kinetics. Complex hydrides, including boron hydride and alanate, ammonia borane, metal organic frameworks (MOFs), covalent organic frameworks (COFs) and zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs), are remarkable hydrogen storage materials because of their advantages of high energy density and safety. This feature article focuses mainly on the thermodynamics and kinetics of these hydrogen storage materials in the past few years.     

粉末高速压制成形过程中的应力波分析

应用离散单元法,模拟了粉末高速压制成形过程中的压力传播过程.根据粉末高速压制成形的工艺特性,把一次压制过程分为弹性加载、塑性变形、弹性卸载三个阶段;基于离散单元法的基本理论,分别建立了三个阶段的控制方程;应用PFC2D软件对粉末高速压制过程模腔内部颗粒的运动状态进行了数值模拟,给出了压坯内部的压力分布,得出了实验中无法测量的压坯内部应力传播波形.数值模拟结果显示,压力作用曲线表现出明显的弛豫现象,形成了倾斜度不同的锯齿状加载波形和卸载波形,压坯底层的应力波与实验得到的应力波相符. 关键词： 高速压制成形 离散单元法 接触模型 应力波     

基于无信息变量和偏最小二乘投影分析的高光谱散射图像最优波段选择

提出了一种无信息变量消除和偏最小二乘投影分析相结合的苹果高光谱散射图像最优波段选择方法.经该算法提取后的波段降为全谱的26%,将选择后的波段作为输入变量建立了苹果硬度的偏最小二乘预测模型.预测均方根误差由6.00N降为5.73N,相关系数也有所提高,并与遗传算法作了比较.结果表明,该算法能有效消除原光谱矩阵中冗余的信息...     

Absorption Related to Electrochromism in Cubic Boron Nitride Single Crystals

A unusual electrochromism is observed in amber cubic boron nitride （cBN） single crystals when breakdown possibly related to impurities and defects occurs. The electrochromism induces an abrupt increase in the absorption coefficient of the cBN crystals within the visible and infrared region. The change of the absorption coefficient of cBN crystal can be increased linearly by raising the current after the electrochromism occurs, whereas it is irrelevant to the polarization of the incident light. The absorption related to the electrochromism in the cBN single crystal has potential applications in designing and manufacturing electro-optical modulators, optical switches, and other optoelectric devices.     

辛烷基二甲基苄基季铵盐离子液体对Q235钢的缓蚀性能

利用失重分析、 极化曲线、 电化学阻抗谱和扫描电子显微镜等研究了辛烷基二甲基苄基季铵盐离子液体(ODBA)对1 mol/L盐酸溶液中Q235钢的缓蚀性能, 并分析了其在Q235钢表面的吸附行为. 失重分析结果表明, 随着ODBA浓度的增加, 缓蚀效率逐渐提高, 在ODBA质量浓度为0.2 g/L、 温度为30 ℃时, 缓蚀效率可达95.53%; 电化学测试结果与失重分析结果一致; 热力学研究结果表明, ODBA在碳钢表面的吸附是放热过程, 且遵循Langmuir吸附等温线, 是以化学吸附为主的混合型吸附; 同步热分析测试表明ODBA具有良好的热稳定性.     

弹光调制器动态参数测量与高效驱动匹配研究

为了提高弹光调制器（photoelastic modulator,PEM）的驱动效率,提出了一种基于PEM动态参数测量的阻抗匹配参数计算方法。理论分析了PEM调制幅度与驱动电压大小的关系,建立了PEM及其谐振匹配网络的等效电路模型,在此基础上推导了PEM谐振驱动电压与各个参数的关系,并设计了针对PEM动态测试的测量系统与验证方法。对谐振频率为44.822 kHz的PEM进行各项特性曲线的理论仿真与试验比较,验证了动态测量系统的可靠性,并通过数值仿真得到PEM最优匹配参数。在最优匹配参数附近选取不同匹配参数,测量实际谐振驱动电压,测量结果与仿真曲线相关性达0.996 4,变化趋势在10μF前基本吻合,且在理论最优匹配参数下,实际谐振驱动电压峰值达510 V,优于其他驱动匹配方法,接近理论最大值,相对误差小于1.16%。通过PEM等效动态参数推算的最优匹配参数,可使PEM达到最大驱动效率。     

剥离-共组装法制备葫芦素插层类水滑石纳米杂化物

采用剥离-共组装法制备了电中性疏水药物葫芦素(CA)插层类水滑石(HTlc)纳米杂化物. 先用胆酸钠(Ch)包覆修饰葫芦素, 再与剥离的HTlc薄片共组装, 形成CA-Ch-HTlc纳米杂化物. 采用小角X射线散射、 傅里叶变换红外吸收光谱、 透射和扫描电子显微镜、 Zeta电位和元素分析等技术对样品进行了表征. 所制备纳米杂化物的载药量达到7.06%, 表明该方法可以实现电中性疏水药物在HTlc上的有效负载. 依据胆酸离子和葫芦素尺寸及纳米杂化物通道高度推测, 胆酸离子在HTlc层间为双层排列, 其长轴几乎垂直于HTlc层板; 葫芦素分子插入(或“溶入”)胆酸离子双层中. CA-Ch-HTlc纳米杂化物具有良好的药物缓释效果, 其药物释放过程符合准二级动力学方程.     

分散支撑液膜中金属镍(Ⅱ)的迁移研究

研究了以聚偏氟乙烯膜(PVDF)为支撑体,煤油为膜溶剂,有机膦酸为流动载体的分散支撑液膜(DSLM)中金属Ni(Ⅱ)的传输行为;考察了载体种类、料液相pH、Ni(Ⅱ)起始浓度、分散相中H2SO4浓度以及膜溶液与H2SO4溶液体积比对Ni(Ⅱ)传输的影响,并对该体系富集、传输Ni(Ⅱ)的最佳条件进行了讨论;从界面化学和扩散传质角度提出了Ni(Ⅱ)在DSLM中传质动力学方程,采用直线斜率法对扩散层厚度以及金属离子在膜内的扩散系数进行了计算.