单面柱局域共振声子晶体低频带隙特性分析及结构改进研究

基于有限元法对单面柱局域共振声子晶体进行带隙特性分析,研究了结构参数对该类型声子晶体的影响。结果表明:随着散射体高度的增加,单面柱声子晶体的第一完全带隙的起始频率逐渐降低,带宽逐渐增大;随着基板厚度的增大,单面柱声子晶体的起始频率逐渐升高,截止频率先增大后减小。并且在经典单面柱声子晶体的基础上,组合了两种新型的三组元单面柱声子晶体结构:嵌入式单面柱声子晶体(以下简称结构Ⅰ)和粘接式单面柱声子晶体(以下简称结构Ⅱ)。通过对其带隙特性的分析得出:这两种新结构与经典的单面柱声子晶体相比,都具有更低频的带隙,这对于低频减振降噪是非常有利的。本文的结果将对实际的工程应用提供一定的理论指导。     

砂土串囊式充气锚杆承载力的研究

在砂土地层中,串囊式充气锚杆的研究还比较少,其承载特性及受力机理尚不明确。本文基于莫尔-库仑模型和Vesic圆孔扩张理论法,分别对圆柱体、球体、组合体、椭球体假设下的串囊式充气锚杆的扩大段进行计算分析。并将计算结果与试验得到的实测值进行对比。结果表明:四种形状假设中椭球体的形状假设理论值与实测值的误差最小,仅为8.35%。通过拟合试验数据,并引入与端阻力和侧摩阻力有关的两个系数对承载力公式进行修正,得到了抗拔承载力的经验公式。     

给定度序列图的覆盖成本和反向覆盖成本的研究

具有n个顶点且度序列为(m,2,…,2,1,…,1)(1的重数为m)的连通图不止一个(这些图均为树),而每个树对应唯一一个段序列(l₁,l₂,…,l_m).通过对任意一树移动最长段的悬挂点到最短段悬挂点的方式得到另一树,比较前后两树的覆盖成本和反向覆盖成本,给出了具有最小覆盖成本和反向覆盖成本的极树,并且进一步给出了取得最小覆盖成本和反向覆盖成本的顶点.     

Fe3O4/C磁性多孔碳材料的制备及其对品红的吸附

采用可逆加成—断裂链转移法(RAFT)合成了嵌段共聚物聚(苯乙烯-co-马来酸酐)-b-聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PSMA-b-PMAPEG),并以该嵌段共聚物为软模版,以盐酸多巴胺(DA)作为碳源,将其包覆在Fe_3O_4纳米颗粒上,再经高温灼烧得到具有多孔结构的Fe_3O_4/C磁性复合微球.通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)、振动磁强计(VSM)、N_2吸附/脱附等手段对该多孔材料进行了表征.同时考察了Fe_3O_4/C磁性多孔材料的吸附性能,研究表明该多孔材料对品红表现出了良好的吸附效果.     

基于声学超材料的低频可调吸收器

在当今社会,噪声污染已经成为人类健康的一大威胁,如何有效地控制和消除噪声污染一直是科研领域的一个重要话题.本文以开口环嵌套结构为模型,设计并制备了一种声学超材料.通过理论分析、数值模拟和实验测试,发现由于模型内部空腔的强烈耦合共振效应,该超材料可以在低频区域实现接近完美的吸声效应.此外,通过简单地绕轴旋转其内腔开口方向,即可改变该超材料的相对阻抗值,进而在较宽的频带范围内实现对吸收峰位置的可调控制.由于该超材料具有深亚波长的尺寸,因此非常有利于低频吸声器件的小型化和集成化,同时该模型也为宽带吸收器的设计奠定了基础.     

基于上/下转换发光的新型比率荧光温度探针

温度的可视化实时监测，一直都是科学研究的重点方向。荧光传感是一种具有高灵敏度、快速响应、可视化等优点的半侵入式测温方法，在生物医药等领域已被广泛应用。然而，传统荧光探针容易受到外界条件波动的影响而产生误差。为解决这一问题，可以采用两组荧光检测信号构建比率型荧光探针，通过两组信号的相互校准提高检测的准确性。传统的比率荧光温度探针大多基于下转换荧光发射，这类探针通常由短波长光激发，对生物组织穿透性差且有一定伤害，还会受到生物组织自发荧光的干扰。频率上转换是由长波长激发，短波长发射的一种光致发光现象，由其构建的荧光探针可以克服传统下转换荧光探针的上述缺点。而基于三线态-三线态湮灭(TTA)机理的频率上转换发光体系，由光敏剂和湮灭剂的双分子体系共同构成，因而自身就同时具有上/下转换的发光特性，满足了构建比率型荧光探针的条件。然而目前，基于TTA上转换体系的比率型荧光温度探针还鲜见报导，已报导的工作中仍需要另外添加参比探针。仅通过TTA双分子体系构建的上/下转换比率型荧光温度探针仍然是一大挑战。本文通过将传统的TTA上转换体系(PdOEP/DPA)负载于由温敏型两亲性聚合物Pluronic-F127组装形成的胶束中，形成上转换纳米胶束温度探针。随着温度的升高，聚合物亲水链段水溶性下降，向胶束核心位置收缩，导致负载上转换分子的胶束内部空间体积减小，TTA分子间碰撞概率增大，上转换效率提高，上转换发光的强度也随之提高；与此同时，光敏剂的下转换磷光发射也会发生小幅度的下降。由此上/下转换两组荧光信号构成的比率荧光，可成功实现25~60 ℃范围内对温度的线性检测，并可通过肉眼观察到体系发光由紫红色向蓝紫色的转变，检测结果的重复性良好。TTA上转换分子通过被温敏聚合物胶束的包覆，既解决了在实际应用中探针水溶性差，以及上转换发光易被氧气淬灭的问题，还为上转换体系提供了温敏性质，实现了上转换发光对温度的精确响应。这种基于上转换纳米胶束的比率型荧光温度探针不仅制备方法简单，具有良好的生物相容性，且检测灵敏度高，可以人眼识别，无需外加参比，对生物体内温度在线监测的实现具有重要意义。     

兴城地区岩石光谱特征与物性参数、金属元素间响应关系研究

岩石物性参数、元素含量和光谱特征三者之间的相互关系并非独立存在, 研究三者之间的相互关系，对于探索通过遥感信息进行岩石矿物成分、物性参数的定量反演方法奠定基础。采集了兴城地区590块岩样本，分析其物性参数（密度、介电常数、电阻率、磁化率）、金属成分含量（Fe, Ti, V, Mn, Zr, Co, Zn, Nb, Bi, Pb）以及岩石光谱之间的关系。将各物化参数与原始光谱、光谱吸收深度、光谱小波包分解后的高低频做相关性分析，找出各物化参数影响光谱吸收和反射的特征波段，探究关系密切的参数。该研究为岩石岩性分类、某种金属元素和物理特性的反演以及用某种参数来预测关系密切的参数奠定了基础，取得如下结论：（1）获得了火成岩中Fe，Ti，Mn，V，Zn，Bi和Pb等元素的特征谱带，其中Fe元素含量更高，与光谱的相关性更显著。在0.4和0.54 μm波段附近存在Fe的特征反射波段，1.0~1.5 μm波段范围内存在Fe元素的特征吸收波段；在0.4~0.55和0.6~0.65 μm波段范围内，Ti元素与光谱的相关性更显著，在2.28 μm波段附近存在Ti的特征吸收波段；在0.41 μm波段附近存在Mn的特征反射波段；火成岩、沉积岩V元素与光谱相关性差异性较大，在0.76，0.81，0.89，0.95 μm波段附近可能存在火成岩的特征吸收波段和沉积岩的特征反射波段；沉积岩的Zn元素含量与光谱的相关性比火成岩要显著，在0.41，1.36，1.59 μm波段附近可能存在火成岩Zn的特征反射波段，在2.34 μm波段附近可能存在沉积岩Zn的特征波段；2.14 μm波段附近，Bi元素对沉积岩光谱的吸收有一定的作用；Pb的特征谱带可能存在于0.45，0.54，2.29 μm附近；（2）在岩石各物理特性和光谱的关系研究中，在0.57~0.85 μm波段范围内，密度对光谱有很好的吸收反射特征，在0.53 μm波段附近，磁化率使光谱有较强的反射，在1.08 μm波段附近，磁化率使光谱产生较强的吸收；电阻率和光谱的相关关系与密度和光谱的相关关系极为相似；（3）在岩石各物性参数间的关系中发现，密度和电阻率呈显著正相关的关系；（4）在岩石各物性参数与金属元素的关系中研究发现，密度与各金属元素相关性较弱；磁化率与Fe和Ti元素呈显著的正相关关系；电阻率与各金属元素间的相关关系较弱；介电常数与各金属元素含量呈正相关关系，其中与V，Zn，Bi元素的相关关系最显著；（5）在金属元素间，Fe与Ti有较显著的正相关关系，Ti与Fe，V元素间有较强的正相关关系，Zn和Pb存在较强的正相关。     

乙烯焦油窄馏分炭化性能研究

为研究乙烯焦油作为生产针状焦原料的可行性，以某炼厂乙烯焦油及对其蒸馏切割所得窄馏分油为研究对象，通过元素分析、红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（1H NMR）、生焦诱导期测定及焦化进料热稳定性模拟等方法，对油样的基本性质、结构组成和热稳定性进行研究，并通过偏光显微镜、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等方法对各油样在不同炭化条件下的产物性能进行分析。结果表明，乙烯焦油全馏分沥青质含量高达22.04%，且烯烃等热反应活性组分含量较高，热稳定性较差，生焦诱导期仅为34 min。蒸馏处理所得馏分油不含沥青质，热反应活性组分含量较低，热稳定性变好，生焦诱导期均大于55 min。窄馏分油由于分子分布范围较窄、热反应活性组分含量低，相较于全馏分形成的半焦具有更好的各向异性结构和微晶结构。两段炭化相较于一段炭化更有利于中间相的融并发育及有序排列，形成纤维状的广域流线型结构。两段炭化制得焦炭热膨胀系数（CTE）的值均优于一段炭化，馏分油（ET-C）在两段炭化条件下制得针状焦的CTE值为2.49×10^-6℃^-1，符合针状焦CTE值不大于2.6...     

含谐振单元和弹性支承谐振单元的声子晶体低频禁带特性研究

在结构中周期性地添加谐振单元可以构造局域共振声子晶体并产生低频禁带。本文提出了一种具有谐振单元和弹性支承谐振单元的声子晶体结构,通过声子晶体理论和振动理论对该结构的禁带特性和禁带调控特性进行了计算与分析。结果表明,该结构可在0 Hz处形成禁带;禁带内对振动的衰减强度由衰减因子和有限结构周期数共同决定;结构中存在1条可调控禁带和3条不可调禁带;可调控禁带可以通过改变谐振单元和弹性支承谐振单元的结构参数加以调控;不可调禁带包括第一禁带,它们能够较为稳定地对一定频率的弹性波产生衰减作用。该结构所具有的禁带特性在管路、桥梁和汽车减振领域具有潜在应用。