15×10~4m~3超大型油罐应力测试与数值模拟分析

兰州原油末站大型油罐群,是我国首次在饱和黄土地基修建的大型储油设施。依托其中一座15×104 m3超大型非锚固油罐,开展了现场充水测试罐壁静态应力的试验研究。通过粘贴在油罐罐壁的应变计,测试充水过程中罐壁应力的变化规律,并采用有限元对15×104 m3超大型油罐进行应力分析。测试结果表明:罐壁的环向应力随充水水位的增加基本呈线性关系。数值模拟计算表明,罐壁环向应力最大值发生在第二圈罐壁和第三圈罐壁相连接的位置。由于罐壁上部设置了抗风圈和加强圈,有效地控制了罐壁的径向位移,使罐壁环向应力和竖向轴向应力在加强圈和抗风圈附近发生波动。将有限元数值模拟计算的罐壁环向应力分布情况与实测应力进行比较,两者总体吻合较好。上述研究结果可为超大型储罐在黄土地基的设计和建造提供技术依据和设计参数验证。     

点群10mm十次对称二维准晶中的两类接触问题

采用复变函数法探讨了在一个刚性压头作用下十次对称二维准晶材料的两类接触问题,即具有有限摩擦的接触问题以及粘结接触问题.特别地对于平底压头,获得了表征声子场和相位子场的全纯函数的显式表达式,以及在压头上的接触应力分布.结果显示,对于具有有限摩擦的接触问题,接触应力在接触区边缘具有实指数奇异性-1／2±β,其中β由准晶体的材料常数及静摩擦系数确定;而对于粘结接触问题,接触应力在接触区边缘具有振荡型奇异性-1／2±iε,其中ε由准晶体的材料常数确定.     

非链式HF/DF激光器的研究进展

HF/DF激光器是中红外波段能提供最高能量输出的激光光源,也是中红外波段应用非常广泛的相干光源。本文介绍了近几年国内外关于非链式HF/DF激光器的研究进展及其成果应用,分析了非链式HF/DF激光器在应用方面的优缺点,总结了实现非链式HF/DF激光输出的关键技术和存在的问题,指出了该技术的未来发展方向。     

应用PIV技术测试涡旋波流场

涡旋波流动作为一种特殊的流动现象,可以使流体在相对较宽的槽道中产生较强的波动和对流混合,从而在小Re数条件下起到强化传质的效果。本文利用PIV流场显示技术,对振荡流在非对称槽道中所形成的涡旋波的产生机理和发展规律进行了实验研究和定量分析,测得了涡旋波流场的速度矢量图,阐明了涡旋波流场周期性变化的特点。分析了Re数和St数对涡旋波流动的影响,并得出了旋涡涡心位置以及涡心处涡量的动态变化规律。     

雷达启发的强激光啁啾脉冲技术——军事需求催生基础研究的一个典型案例

基础研究前沿领域大多来自人们对自然规律的自由探索,然而国家需求、特别是战时的特殊需求往往也会导致基础研究特色新生的领域,其中的科学思想和技术方法更容易催生颠覆性科技创新。2018年诺贝尔物理学奖颁发给了雷达启发的"啁啾脉冲技术"正是这方面的典型案例。雷达是"二战"时期最重要的军事需求之一。一方面,雷达发射源的新技术探索,导致从微波激射器到激光一系列的原创性的基础研究和技术突破,如原子的激光冷却技术;基于激光的光纤通信技术更是改变了现代人类的生活方式。另一方面,雷达系统的啁啾脉冲技术被应用于光学领域,突破了产生强激光的技术瓶颈;而强激光的出现又催生了一些全新的基础研究领域,如惯性约束核聚变。文章将通过从雷达到激光及啁啾脉冲技术历史发展中的关键技术介绍,展示战略需求对基础研究诞生的牵引性作用。     

高速摄影激光照明技术取得新进展

采用衍射型光束匀化器件及多模光纤传光和透镜耦合扩束方法，有效抑制了激光散斑与干涉条纹，解决了大视场平行光束照明时拍摄物体在成像面上的渐晕问题，实现了?300 mm大口径视场下激光均匀照明和目标的清晰成像，并成功用于柱面内爆压缩、空间碎片等精密物理实验研究中。高速摄影技术与激光照明的成功结合，可有效抑制精密物理实验中强烈自发光导致过度曝光从而大大影响成像质量的问题，获得的物理过程边界形貌更加清晰，判读更精确。     

表面增强拉曼光谱研究正己硫醇分子在银基底表面自组装过程的时间和浓度因素影响

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种具有超灵敏检测能力的谱学技术,可以在单分子水平上检测分子结构的动态变化过程。烷基硫醇的自组装膜是一类典型的类晶态有序结构薄膜,在仿生、材料、电子和化学等领域有着重要的应用,越来越受到人们的关注。本文利用SERS对正己硫醇(hexanethiol,HT)分子在银基底上的吸附和组装过程进行研究,对HT的拉曼和自组装膜SERS光谱进行了指认。根据C—S,C—C和CH3键结构的反式和旁式的特征光谱信息,研究HT吸附在银纳米粒子表面的构象,以及自组装膜结构的有序性。研究了吸附时间和浓度两个因素对成膜规律产生的影响。实验结果表明,当HT溶液浓度较高时,HT单层膜成膜速率较快,且有序性较好;当HT溶液浓度较低时,HT单层膜成膜速率较慢,且有序性较差。这一研究结果对成膜动力学以及烷基硫醇的有序单层膜的制备具有重要的指导意义,为基于烷基硫醇的自组装单层膜在防腐、器件和生物方面的应用奠定了基础。     

塑料表面载银微凝胶层层组装膜的制备及抗菌活性

以载银聚烯丙基胺盐酸盐-葡聚糖微凝胶与聚苯乙烯磺酸钠为构筑基元,利用层层组装技术制备了一种可直接沉积在疏水的塑料基底表面的载银抗菌微凝胶膜. 研究结果表明,该载银抗菌微凝胶膜具有很好的抗菌能力,并且其抗菌活性可以通过控制载银微凝胶膜的组装层数方便地进行调控. 这种制备在塑料表面的载银抗菌微凝胶膜具有良好的稳定性和基底粘附力,能够保障其长效抗菌的实现.     

基于Fournier Forand体积散射函数的水中激光脉冲后向散射特性分析模型

基于Fournier Forand体积散射函数,建立了一种水中激光脉冲后向散射仿真模型.运用该模型可用Monte Carlo方法模拟光子在水中的传播过程,并得到光波后向散射的冲击响应.将初始激光脉冲与冲击响应进行卷积并求其傅里叶谱,即可得到激光脉冲后向散射信号的时域和频域特征.利用该模型分析了入射为高斯型激光脉冲时,水...     

Real-time and label-free detection of biomolecular interactions by oblique-incidence reflectivity difference method

We successfully conduct the label-free and real-time detection of the interactions between epoxy groups and rabbit IgG and 5' CTT CAG GTC ATG AGC CTG AT 3' oligonucleotide, and between the hybridization of 5' CTT CAG GTC ATG AGC CTG AT 3' and its complementary 3' GAA GTC CAG TAC TCG GAC TA 5' oligonucleotide, by the oblique-incidence reflectivity difference (OI-RD) method. The dynamic curves of OI-RD signals, corresponding to the kinetic processes of biomolecular combination or hybridization, are acquired. In our case, the combination of epoxy groups with rabbit IgG and 5' CTT CAG GTC ATG AGC CTG AT 3' oligonucleotide need almost one and a half hours and about two hundred seconds, respectively; and the hybridization of the two oligonucleotides needs about five hundred seconds. The experimental results show that the OI-RD is a promising method for the real-time and label-free detection of biomolecular interactions.