咪唑甘油磷酸酯脱水酶与含氮杂环磷酸酯类抑制剂作用方式的分子模拟

国际上依据咪唑甘油磷酸酯脱水酶(IGPD)底物结构筛选, 成功获得了一系列含氮杂环磷酸酯类化合物作为IGPD抑制剂, 然而IGPD与含氮杂环磷酸酯类抑制剂间的作用模式尚不清楚. 本研究利用Gaussian 03程序, 基于密度泛函理论B3LYP方法, 选择6-31G^**基组优化含氮杂环磷酸酯类化合物, 在确定其稳定构象的基础上利用分子对接、力学优化构建IGPD与其含氮杂环磷酸酯类抑制剂相互作用的复合物结构, 基于化合物的电子结构(前线轨道能级及组成、原子电荷、自然键轨道等)、复合物的空间结构(抑制剂识别IGPD的功能域、分子间氢键、van der Waals相互作用等)探讨了IGPD与含氮杂环磷酸酯类抑制剂作用方式, 确定了含氮杂环电荷分布、磷酸根离子电荷分布、前线轨道LUMO能级是影响抑制剂活性的内在因素, 为进一步筛选、优化高效的新型除草剂提供了重要信息.     

切缝药包爆炸作用机理数值模拟

为研究切缝药包定向控制爆炸机理,基于双缝/耦合切缝药包爆轰行为高速纹影实验,建立"炸药-切缝管-空气"模型,采用数值模拟方法研究切缝药包爆炸过程中冲击波相互作用、爆炸流场压力时空分布和切缝管形态变化。研究结果表明:切缝药包爆炸过程中切缝管能够有效控制爆炸能量释放和爆生气体动力学行为;切缝方向压力超前且高于非切缝方向;在爆炸冲击波及爆生气体共同作用下,切缝管曲率不断变小且从起爆点处以相同的变形特征沿切缝管轴向发展;数值模拟结果与实验结果吻合。     

聚能射流侵彻页岩储层损伤裂隙形成机制

为研究药型罩对聚能射孔弹侵彻页岩储层的射孔和损伤致裂效果的影响机理，建立了射孔弹-空气-页岩三维模型，设置药型罩的锥角分别为50°、60°、70°和80°，壁厚分别为0.5、1.0和1.5 mm，材料分别为铜、钢、钛和钨。利用ANSYS/LS-DYNA软件进行数值计算，分别从射流速度与形态、页岩射孔效果及页岩孔裂隙形成规律特征等进行系统性分析。研究结果表明：在射孔弹结构中，随着药型罩锥角的减小，射流速度提高、杵体速度降低、侵彻深度增大同时开孔孔径减小。在一定范围内，适当减小药型罩的壁厚，可以提高射流速度、减小杵体质量、增大侵彻深度和开孔倾斜度。药型罩材料对射流速度、杵体结构和页岩射孔效果均有显著影响，其中钨药型罩射孔弹的侵彻深度最大但开孔孔径最小，钛药型罩射孔弹的侵彻深度最小但开孔倾斜度最大，铜比钢药型罩射孔弹的侵彻深度略大但开孔孔径略小。通过研究不同对照组的页岩孔裂隙形成规律特征发现，页岩孔裂隙发育主要发生在杵体对页岩的再扩孔阶段，减小射流初始扩孔孔径、增大杵体直径、提高杵体速度，可以促进页岩孔裂隙发育程度。