QEPAS系统中石英音叉模态仿真计算与研究

对石英音叉增强型光声光谱(QEPAS)系统中常用的石英音叉进行了有限元模态计算，获得石英音叉前6阶振型与模态频率，认知了第4阶对称摆动振型为有效振动，利用单因素法分析了石英音叉的音臂长度l₁、音臂宽度w₁、音臂厚度t、音臂切角θ、音臂圆孔直径d及音臂圆孔高度h对低阶有效共振频率(Fre)的影响，敏感度依次为： l₁> w₁>d>θ>t>h，考虑实际设计情形，筛选出了l₁，w₁，d与h四个石英音叉设计变量，采用Box-Behnken实验设计方案与RSM(response surface methodology)方法，以Fre为函数目标，建立l₁，w₁，d与h的二次回归响应面模型，得到了参数之间的交互作用，利用Design-Expert软件对响应面模型进行设计参数反求，结果表明，在15 000 Hz≤Fre≤25 000 Hz计算区域内误差较小，基本满足QEPAS系统的计算需求，所提出的研究与设计方法具有一定通用性，可为QEPAS系统中石英音叉结构参数设计提供参考。     

基于废旧锂电池回收制备LixMO (x=0.79, 0.30, 0.08; M=Ni/Co/Mn)材料作为锂-氧气电池正极催化剂的电化学性能研究

锂-氧气电池因其超高的理论比容量而受到科研界的广泛关注, 但其存在较为严重的充放电极化和较差的循环稳定性等问题, 从而极大地限制其商业化进程. 因此设计出有效的正极催化剂是解决锂-氧气电池面临的这些棘手问题的必要手段. 通过对不同充电状态的废旧锂电池正极进行回收制得三种不同锂含量的多元金属氧化物Li_xMO (x=0.79, 0.30, 0.08; M=Ni/Co/Mn), 并分别用作锂-氧气电池正极催化剂. 系统研究了Li_xMO材料中锂含量及晶体结构对其电化学性能的影响. 电化学测试结果表明, 与Li_0.79MO和Li_0.08MO催化剂相比, 基于Li_0.30MO为正极催化剂的锂-氧气电池在电流密度100 mA•g^–1和限定容量800 mAh•g^–1的条件下具有较高的放电比容量(14655.9 mAh•g^–1)、较低的充电电压(3.83 V)和较高的能量转换效率(72.2%). 而且该电池体系在充放电循环140圈后充电终止电压仍低于4.3 V. 最终认为制得的Li_0.30MO材料具有优异的催化性能归因于其稳定的层状-岩盐相复合结构以及结构中富含的氧化镍相和氧空位之间的协同作用. 这些优点能够促进放电产物的可逆形成与分解, 从而提高锂-氧气电池循环性能.     

识别求解路径上奇异点的一个计算方法

提出一个在路径跟踪计算中识别分支点和极值点的实用方法，给出了算例。     

芬苯达唑与β-环糊精包合物的制备及表征

采用饱和溶液法制备了芬苯达唑(FBZ)与β-环糊精(β-CD)包合物(FBZ-β-CD)。通过JOB曲线和相溶解度法确定了FBZ-β-CD的包合比为1∶1。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、核磁共振(NMR)等表征手段证明了FBZ-β-CD包合物的形成。与FBZ相比,FBZ-β-CD水溶性增加了约10倍。     

热荷载作用下Timoshenko功能梯度夹层梁的静态响应

在精确考虑轴线伸长和一阶横向剪切变形的基础上建立了Timoshenko功能梯度夹层梁在热载荷作用下的几何非线性控制方程.采用打靶法数值求解所得强非线性边值问题,获得了两端固支功能梯度夹层梁在横向非均匀升温作用下的静态热过屈曲和热弯曲变形数值解.分析了功能梯度材料参数变化、不同表层厚度和升温参数对夹层梁弯曲变形、拉-弯耦...     

面向对象的串并行有限元分析系统

研究了面向对象的串并行有限元分析系统的关键实现技术。首先介绍的有限元系统类库分析,重点阐明了面向对象方法应用于串并行有限元分析所具有的优势,基于此将集成系统归纳成多个组成类库:包括数学计算类库、数据处理类库、有限元基本类库、数值分析模型类库、图形类库以及应用框架工具类库等,进而介绍分析程序的面向对象实现方法及过程,最后形成一个集成的交互式并行有限元分析框架OOParaFEA(Object OrientedParallel FEA framework)。系统快速高效的实现,表明面向对象的方法的确从软件的可维护性、可扩充性以及减少复杂性等方面带来前所未有的优势,并且由于其固有的继承特性而使其特别适合团队协作开发大型有限元分析软件,从而给我国大规模科学计算软件的研制提供一个新思路。     

隐含风险中性分布在巨灾超额损失再保险定价中的应用

通过与标的风险相关的期权市场估计出隐含变换系数,然后以Esscher变换为工具,将巨灾损失统计分布风险中性化,从而对以该非交易风险为标的的巨灾超额损失再保险进行定价.同时,从期权定价的角度,结合Weibull极值分布和超额损失再保险的特点,给出了巨灾超额损失再保险定价的闭型表达式.     

EBSD-XPS法分析磷石膏中杂质物相

磷石膏是湿法磷酸过程形成的固体副产物。磷石膏中含有磷、氟、硅等有害杂质组分,极大影响磷石膏制品的质量和性能,巨量磷石膏堆存严重威胁生态环境和生命安全。确定磷石膏中杂质物相的赋存状态,为磷石膏除杂净化和综合利用提供理论指导,非常重要。以低温干燥后的磷石膏为研究对象,利用X射线荧光光谱（XRF）分析确定磷石膏中杂质元素的组成,结果表明,磷石膏中的杂质元素含量较高的有P,Si,F和Al,含量较低的有Ba,Fe和Mg等。因二水硫酸钙物相强峰对杂质物相峰有较强遮蔽作用,X射线衍射光谱（XRD）分析不能确定磷石膏杂质的物相。利用扫描电子显微镜对磷石膏进行电子背散射衍射（EBSD）分析,根据被检样品衬度的区别探明磷石膏的杂质物相,利用X射线能谱分析（EDS）成分确定杂质物相组成;利用X射线光电子能谱（XPS）对硫酸钙晶体表面以及混合杂质物相作进一步分析。EBSD分析结果表明,磷石膏中杂质物相主要包括二氧化硅、氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟磷酸钙、氟化钙、硫酸钡、硫化铁、三氧化二铝等,此外还有硅、铝、磷、氟等杂质混合组成的复盐物相,其中二氧化硅、硫酸钡、硫化铁、氟磷酸钙和三氧化二铝为独立赋存物相,氟硅酸钠和氟硅酸钾的物相则混合分布在硫酸钙晶体之间,氟化钙杂质与硅、铝、磷、氟杂质复盐物相结合赋存。XPS分析结果表明,磷石膏中还存在硅酸钙、氟化铝、氟化镁、硫酸铝、磷酸铝、磷酸钙、磷酸氢钙和磷酸二氢钙等物相,其中磷酸钙、磷酸氢钙、磷酸二氢钙和氟磷酸钙四种物相的特征峰位分布极为接近。采用EBSD-XPS组合分析方法,不仅确定了磷石膏中杂质的物相,还阐明了杂质物相与硫酸钙晶体之间的构效关系。该研究为磷石膏杂质物相分析提供新途径,为磷石膏除杂净化及其综合利用提供坚实的理论依据。     

无水五硼酸钾晶体高温性质振动光谱的研究

利用自行设计的反应器研究了高温条件下水蒸汽对无水五硼酸钾晶体结构的影响,借助于X射线衍射、红外光谱、Raman光谱等手段分析了无水五硼酸钾晶体高温性质的振动光谱.在水蒸汽的作用下,五硼酸钾的B2O3/K2O(摩尔比)变小,X射线衍射分析表明750℃时晶体中有K5B19O31存在,而红外光谱与Raman光谱分析表明由于水蒸汽的作用使得晶体中的三角形B(3)-O结构单元向四面体B(4)-O结构单元转变,四面体的B(4)-O含量增加并且硼氧网络结构被进一步打断.     

基于加速度矢量特征的老人跌倒检测装置设计

针对老人意外跌倒的及时救助问题,设计了一种基于加速度矢量特征的老人跌倒检测装置。该装置结合加速度传感器MMA8452Q、GSM通信和GPS定位技术,通过分析人体姿态变化时的加速度矢量特征,利用加速度Z轴分量和加速度幅值作为跌倒判定的基础准则,并且考虑到跌倒后是否严重未起来,以加速度幅值的瞬时变化值为辅助提高了对于跌倒检测求助事件的判定准确性,据此远程报警并发送老人位置信息以及时施救。实测结果表明,该装置能准确地辨别出老人日常行为和意外跌倒需要求助状态并进行报警,降低跌倒带来的风险,实用性强。