跳台跳水的物理模型分析和体型修正

通过建立Euler-Poinsot刚体运动模型,模拟人体在跳台跳水时的运动情况.并且在此基础上建立左右非对称和前后非对称的运动模型,用于模拟复杂的转体跳水和屈体抱膝跳水.运动刚体模型详述了旋运动的动力学原理并导出各物理参数之间定量关系,能够求解模型得出运动员完成各个跳水动作的时间,进而得出该时间与运动员体型(身高,体重)之间的关系.随后设置了体型扰动因子,解析与身高、体重及体型扰动因子有关的体型校正系数,求解了体型校正公式用于所有跳水动作难度系数的修正.通过与现有的难度系数打分规则对比,模型不仅真实有效,还在部分动作上更具有公平性.     

单原子分散的Ir-N-C燃料电池阳极抗中毒催化剂

燃料电池的阳极抗中毒研究是重要课题,探索具有超高质量活性和抗CO毒化的阳极催化剂具有显著的科学意义和应用价值。本文成功制备了Ir原子级别分散在N掺杂碳的载体上的新催化剂,并且发现该Ir-N-C对甲酸具有良好的电催化氧化性能,其质量比活性为商业Pd/C的48倍。组装了燃料电池单电池进行测试,结果显示,Ir-N-C催化剂在单电池中的质量比功率密度高达281 mW/mg,较商业Pd/C催化剂提升了3倍。同时,Ir-N-C对CO毒化的耐受性大大增强,经过14000 s的长期测试后,其活性仅衰减68%,优于商业Pd/C催化剂（衰减85%）。并且,该催化剂能够简单有效的大批量制备,为单原子催化剂的大批量制备提供了新思路。     

基于元素指纹的白术产地溯源及其与土壤的相关性研究

本研究主要采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)等手段测定5个产地白术41种矿质元素含量和土壤41种化学成分指标, 结合聚类分析法、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)法和Pearson相关性分析研究了不同产区白术矿质元素特征以及不同产区土壤因子的差异, 并对它们的相关性进行了探讨. 结果表明, 采用无监督的聚类分析和有监督的PLS-DA均能正确判别不同产地的白术和土壤, 其中稀土元素在浙江白术与土壤间呈正相关. 另外, Li、V、Mn、Co、Cu、Rb、Cd、Cs、Ba等微量元素是白术产地溯源的关键因素. 研究发现在白术生产实践中可以通过适量控制种植地的土壤湿度、增施特定肥料等措施调控白术矿质元素含量. 本研究将为解释道地白术的品质形成机制, 保证白术药效质量的有效性提供一定帮助.     

三维多孔碳纳米管-还原氧化石墨烯复合气凝胶应用于高性能对称超级电容器

以羟基化的碳纳米管(CNT-OH)和自制的氧化石墨烯(GO)为原料，通过氧化还原自组装的水热合成策略制备了碳纳米管-还原氧化石墨烯(CNTs-rGO)三维气凝胶，并探究了水热温度对三维气凝胶的影响，利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)对材料的结构、形貌进行了表征，并对其进行电化学性能测试。其中，在140℃下合成的气凝胶CNTs-rGO展示了最佳的电化学性能，在1 A·g^-1电流密度下的比电容高达294.65 F·g^-1，循环伏安曲线在50 mV·s^-1扫速下的形状仍然近似于矩形，展示了良好的可逆性。将其作为正极和负极材料组装的对称超级电容器在功率密度为249.8 W·kg^-1时的最大能量密度为3.744 Wh·kg^-1，在1 A·g^-1下循环10 000次后，其电容保持率和库仑效率均约为100%。优异的电化学性能主要归因于CNTs-rGO复合材料疏松多孔的三维立体结构，这保证了离子的快速运输，同时CNTs和rGO的交联结构提高了电导率，充分发挥了CNTs和rGO的化学和电学性能。     

认知无线电网络中基于抢占式排队论的频谱切换模型

针对认知无线电网络中认知用户广义传输时间的优化问题, 提出了一种基于抢占式续传优先权M/G/m排队理论的频谱切换模型. 在该排队模型中, 为了最小化认知用户广义传输时间, 采用混合排队-并列式服务的排队方式. 在此基础上, 深入分析多个认知用户、多个授权信道、多次频谱切换条件下认知用户信道使用情况, 从而推导出广义传输时间表达式. 最后探讨了该模型下自适应频谱切换策略. 仿真结果表明, 相比于已有的频谱切换模型, 该模型不仅能够更加完整地描述认知用户频谱切换行为, 而且使得认知用户传输时延更小, 广义传输时间更短. 此外, 认知无线电网络允许的认知用户服务强度增加, 能够容纳的认知用户数量增多. 因此, 该模型提升了认知用户频谱切换的性能, 更好地实现了认知用户与授权用户的频谱共享.     

三维荧光结合化学计量学用于白术的产地溯源

白术是一种著名中药材，其品质与其种植产地密切关联，迫切需要寻找一种能快速对白术进行品质鉴定和产地溯源的方法。白术含有多种内源荧光物质，可为三维荧光技术鉴定白术的产地提供依据。首先使用交替三线性分解（ATLD）对白术三维荧光光谱进行表征，再将三维荧光光谱与偏最小二乘判别分析（PLS-DA）和k最邻近法（kNN）两种模式识别方法相结合对白术样品进行产地溯源。结果表明，PLS-DA和kNN各自建立的分类模型能有效对三大白术产区（安徽、湖南和浙江）的样本进行区分，对预测集中白术道地药材浙江白术的分类准确率（CCR）分别高达80%和90%。所建立方法为白术的产地溯源提供一种新颖、快速的解决方案，有利于维护白术市场的秩序，利于其产业发展。     

TiO2-SiO2二维大孔薄膜的制备及其光催化活性研究

本文采用改进的溶胶-凝胶法制备了具有锐钛矿晶型结构和较小晶粒尺寸的TiO₂-SiO₂溶胶,并以聚苯乙烯(PS)小球为模板,采用旋涂法制备了新型大孔TiO₂-SiO₂复合薄膜,探究了煅烧温度、不同硅钛比以及溶胶添加量对所制备的大孔薄膜形貌及光催化活性的影响,并考察了该薄膜真空活化前后(Ti³⁺掺杂后)在紫外及模拟太阳光下光催化降解有机污染物罗丹明B的活性。通过Raman、DRS、SEM、EPR等方法对薄膜进行表征,发现制备的复合薄膜具有高透明度、良好附着力及优异的光催化活性。     

三维多孔碳纳米管-还原氧化石墨烯复合气凝胶应用于高性能对称超级电容器

以羟基化的碳纳米管(CNT-OH)和自制的氧化石墨烯(GO)为原料,通过氧化还原自组装的水热合成策略制备了碳纳米管-还原氧化石墨烯(CNTs-rGO)三维气凝胶,并探究了水热温度对三维气凝胶的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)对材料的结构、形貌进行了表征,并对其进行电化学性能测试。其中,在140℃下合成的气凝胶CNTs-rGO展示了最佳的电化学性能,在1 A·g^-1电流密度下的比电容高达294.65 F·g^-1,循环伏安曲线在50 mV·s^-1扫速下的形状仍然近似于矩形,展示了良好的可逆性。将其作为正极和负极材料组装的对称超级电容器在功率密度为249.8 W·kg^-1时的最大能量密度为3.744 Wh·kg^-1,在1 A·g^-1下循环10 000次后,其电容保持率和库仑效率均约为100%。优异的电化学性能主要归因于CNTs-rGO复合材料疏松多孔的三维立体结构,这保证了离子的快速运输,同时CNTs和rGO的交联结构提高了电导率,充分发挥了CNTs和rGO的化学和电学性能。     

燃气轮机燃烧室化学反应器网络模型研究

本文针对CFD燃烧室设计方法在计算时间以及计算的准确度上的不足,发展了一种计算量较小的、能够快速准确地预测燃气轮机燃烧室污染物排放的化学反应器网络模型方法(CRN).该方法首先根据CFD的计算结果对燃烧室进行分区,不同的区域采用不同的化学反应器模型进行模拟,反应器之间的连接关系以及入口参数都根据CFD的结果确定.本文采用这种方法对某个燃烧富氢合成气的重型燃气轮机燃烧室的NO_x排放随燃料加湿量的变化进行了预测,并与现场测量的结果进行了比较.计算结果与现场试验数据吻合得很好,证明这是一种很好的预测燃烧室NO_x排放的方法,与CFD方法相比预测精度有了很大提高,而且在计算时间上小了几个数量级.     

直接数值模拟／大涡模拟中数值误差影响的研究

通过比较湍流的能谱和总动能,对数值误差(包括混淆误差、离散截断误差)、亚格子模型以及它们之间相互作用对直接数值模拟和大涡模拟的影响进行了系统研究.算例采用了三维各向均匀同性湍流.为了研究复杂几何形状,数值格式采用了谱方法和Pade紧致格式.大涡模型采用了truncated Navior-Stokes(TNS)模型结合Pade离散滤波器.结果表明直接数值模拟中离散误差对结果有很大影响,低阶格式会导致计算发散.而大涡模拟中亚格子模型不仅能表征小尺度对大尺度的影响,而且还缓解了数值误差对计算结果的影响.因而低精度格式也可取得不错的结果.