全原子分子动力学模拟结合核磁共振波谱研究N-甘氨酰甘氨酸水溶液的结构和弱相互作用

采用分子动力学模拟方法结合核磁共振化学位移系统研究了甘氨酰甘氨酸水溶液体系饱和溶解度范围的弱相互作用. 径向分布函数表明体系中不同类型的原子显示出形成氢键的不同能力. 氢键网络分析发现了不同氢键所能形成的分子簇结构. 随温度变化核磁共振化学位移值用于研究形成氢键的变化情况,并和模拟得到的结果进行比较,模拟和实验结果得到了较好的吻合.     

一种基于3,4-二取代-1,8-萘酰亚胺和双通道响应的Cu2+荧光分子探针

设计合成了一种新型3,4-二取代-1,8-萘酰亚胺衍生物H1,在多种金属离子的水溶液中,作为铜离子的一个选择性荧光探针．该探针在甲醇和水体积比为1:1的溶液中与Cu²⁺结合,其荧光强度增强且探针的H1的吸收光谱发生红移,同时探针溶液的颜色由黄色变成粉红色．此外,探针H1与Cu²⁺结合比为1:1.     

镜像对称顶盖驱动方腔内流过渡流临界特性研究

流场过渡流临界特性是指流场因流动状态改变而引起的流场物理特性变化. 如流动从定常演化为非定常周期性时, 流动处于过渡状态的物理性质. 它从根本上决定了流动演化模式和流场特性等物理规律, 对认清流动现象的形成机理有重要意义. 本文在之前腔体内流流场过渡流临界特性研究的基础上, 针对镜像对称顶盖驱动方腔内流开展数值模拟和流场稳定性分析研究, 捕捉各流动分岔点, 如Hopf流动分岔点和Neimark-Sacker流动分岔点等, 并揭示其对流场特性的影响; 分析流场演化模式, 随着雷诺数增大从定常状态依次演化为非定常周期性流动、准周期性流动和湍流; 揭示各种流动现象的形成机理, 如流动滞后、对称性破坏、能量级串等; 分析流场拓扑结构, 阐明流场镜像对称性和流场稳定性的关系. 本文研究成果有助于揭示该流场的物理特性, 进一步完善了内流流场特性的研究. 研究发现, 针对本文镜像对称方腔顶盖驱动内流, 流场稳定性的破坏总是以Hopf流动分岔点的出现而发生并且伴随着流场对称性的破坏; 流场演化模式符合经典的Ruelle-Takens模式; 流动从定常状态演化至非定常周期性流动时存在流动滞后现象.      

锆、铁水合氧化物对磷酸根的吸附

将氯氧化锆、三氯化铁分别与双氧水和氨水反应,生成锆、铁水合金属氧化物。用这两种氧化物作为吸附剂对水中的磷进行吸附。讨论了吸附过程对吸附容量的影响因素(温度、pH、时间)及除磷机理。实验结果表明,在低的pH值下,吸附容量最大;该吸附过程主要是以离子交换反应进行的吸热过程;可以用Freundlich方程表示静态吸附的吸附等温线;吸附动力学符合一级反应方程。     

非均匀矩形网格的局部网格细化LBM算法研究

传统的格子玻尔兹曼方法 (LBM),特别是基于均匀正方形网格的经典单松弛计算模型(SLBM),其算法鲁棒性和数值稳定性较差,限制了LBM的发展和应用.而网格细化策略可以有效缓解这一窘境,但是传统LBM中网格细化必然会导致计算效率骤降,计算设备要求攀高.为了解决这一问题,文章基于非均匀矩形网格结构,结合插值LBM算法的思路,在保证物面处和流动变化剧烈区域的局部网格细化以及计算精度的前提下,提出了25点拉格朗日插值LBM算法.以经典顶盖驱动方腔内流为算例,开展了包括不同网格分辨率和插值格式的对比分析研究.验证算例既包括了定常流动的数值模拟,也涉及了非定常周期性流动的求解.计算结果表明,相较于其他插值格式,拉格朗日插值格式表现优异;文章局部网格细化工作可以确保物面处及流动变化剧烈区域流动细节的捕捉;数值模拟算法可以为数值仿真提供可信的计算结果;同时大幅降低了总网格数量.因此很大程度上提升了计算效率;数值模拟方法鲁棒性较好,适用于包括定常和非定常流动的数值模拟.