液滴撞击壁面铺展及换热过程数值模拟

基于喷雾冷却时液滴撞击壁面现象,本文采用CLSVOF(coupled level set and volume of fluid)方法对不同工况下单液滴撞壁过程进行数值模拟,获得了单液滴撞击热壁面动态特性;分析了初始速度、液滴直径等初始参数对液滴撞壁后的动态铺展规律以及壁面换热特性的影响规律,获得了上述参数变化时液滴铺展系数和热流密度的变化趋势;探讨了场协同效应、液滴内部气泡以及三线接触点对壁面换热的影响。碰壁现象的研究对于大型制冷机组室外机散热、高热流电子器件散热等领域优化与控制喷雾有重要意义。     

All polymer asymmetric Mach-Zehnder interferometer waveguide sensor by imprinting bonding and laser polishing

We present an all polymer asymmetric Mach–Zehnder interferometer(AMZI) waveguide sensor based on imprinting bonding and laser polishing method. The fabrication methods are compatible with high accuracy waveguide sensing structure. The rectangle waveguide structure of this sensor has three sensing surfaces contacting the test media, and its sensing accuracy can be increased 5 times compared with that of one surface sensing structure. An AMZI device structure is designed. The single mode condition, the length of the sensing arm, and the length deviation between the sensing arm and the reference arm are optimized. The length deviation is optimized to be 19.8 μm in a refractive index range between1.470 and 1.545. We fabricate the AMZI waveguide by lithography and wet etching method. The imprinting bonding and laser polishing method is proposed and investigated. The insertion loss is between-80.36 dB and-10.63 dB. The average and linear sensitivity are 768.1 d B/RIU and 548.95 dB/RIU, respectively. And the average and linear detection resolution of the sensor are 1.30×10~(-6) RIU(RIU: refractive index unit) and 1.82×10~(-5) RIU, respectively. This sensor has a fast and cost-effective fabrication process which can be used in the cases of requiring portability and disposability.     

基于改进量子粒子群的分布式并行计算框架设计

为了实现用户任务在大规模计算机集群上进行高效地处理,并克服现有并行计算框架通用性不强的缺点,提出了一种基于改进量子群算法和Map-Reduce模型的通用并行计算框架;首先,对经典的Map-Reduce分布式并行计算框架以及并行计算流程进行了具体描述;然后,基于改进的量子粒子群算法设计了改进的Map-Reduce模型,在Map阶段通过多种群并行搜索并计算所有粒子适应度,在Shuffle和Sort 阶段实现粒子的排序和种群的重新划分,然后在Reduce阶段更新控制系数和粒子位置,当最优解不变时,通过混沌扰动对其进行扰动;仿真实验表明同,文中设计的基于改进量子粒子群算法和Map-Reduce模型能高效地执行任务,较传统的Map-Reduce模型具有较少的执行时间,具有很强的可行性,是一种有效的通用并行计算模型。     

Normalized Dynamic Characterization and Application of Multiple Heat Storage Materials Based on Standard Thermal Resistance北大核心CSCD

基于标准热阻和能量流法,推导出储热材料与换热流体的瞬态换热热阻,通过类比电路分析法,获得了储热-换热过程的瞬态热量流模型及动态响应时间常数。进一步引入节点温度,重新定义换热热阻,获得了储热与换热过程耦合的三阶电路瞬态热量流模型,求解得到了加热、储热和释热三类时间常数,可用于协同表征储热材料中储热与释热的快慢程度,从而实现了多类储热材料的归一化动态表征。通过数值模拟验证与应用对比分析,发现基于多时间常数的归一化动态模型用于表征储热材料的动态特性是可行的,可直接对不同换热、储热材料进行对比分析。案例分析发现与固体储热材料换热时,液态金属的动态换热能力优于熔融盐,而相比于水蒸气和CO₂,空气与陶瓷材料换热能更快达到稳态。     

推广的失活网络动力学同步优化

在不改变网络度分布的条件下,研究了推广的失活网络的同步行为. 应用特征值比R来衡量网络的同步能力,发现同步能力可以通过改变结构参数——激活节点数M来进行优化.特征值比R随M的变化非常敏感,激活节点数M越大,特征值比R越小,同步能力就越强,且在一定范围内遵循R～M^-2.0的幂律关系.通过引入结构微扰,该网络的同步能力也可以得到有效优化. 关键词： 推广的失活网络 同步 特征值比 优化     

多台阶器件结构深层表面光刻工艺优化

针对多台阶器件结构深层表面光刻工艺中存在的问题,对不同台阶高度分别测量了台阶表面及台阶底部沉积的光刻胶厚度,并对台阶高度与光刻胶厚度的关系进行数值描述与分析.基于Beer定律对薄光刻胶光吸收系数的描述,分析了通过实验得到的不同曝光时间下光刻胶的光强透过率曲线,解释了随着曝光时间的增加光刻胶光强透过率发生变化的原因,同时认为光刻胶光吸收系数与光刻胶厚度密切相关.在此基础上,确定了台阶底部堆积光刻胶完全曝光所需时间.优化平面光刻工艺,在不同台阶高度的深台阶表面及底部同时制作出窄线条的高质量图形.     

着火油罐辐射热传递过程实验研究

通过对直径D=1 m、 1.5 m、2.7 m全掀顶油罐着火特性实验研究,分别得出汽油、柴油的火焰形状,及距油罐1D、1.5D的火焰辐射强度和温度动态分布数据,对直径1 m的相邻油罐,得出在火灾辐射场中其壁面温度分布和罐体内部压力及温度动态变化曲线,研究内容对修订我国相关消防规范和工程设计提供参考,同时为开展数值模拟提供参照标准。     

选择性油水分离材料

水是人类赖以生存的基础,其重要性不言而喻。但是,当前水环境日益恶化,水污染日益加重,尤其是石油泄漏和有机污染物肆意排放给环境和生态系统造成了不可挽回的损害。因此,高效油水分离已成为亟待解决的问题。当前主要通过物理吸附、化学分散以及生物降解等方法进行油污清理;化学分散和生物降解法易对海洋环境造成二次污染,而物理吸附具有易于回收及无污染等优点。本文综述了近年来物理过滤和物理吸附油水分离材料的研究现状及尚待解决的难点,同时也展望了该领域未来研究的热点及发展方向。     

类石墨相氮化碳纳米片的制备研究进展

作为一种sp~2共轭体系的非金属聚合物半导体,类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)纳米片在光电化学、催化、光催化及生物医药等领域具有广泛的应用前景。本文综述了g-C_3N_4纳米片的制备方法,总结了各种不同方法制备g-C_3N_4纳米片的优缺点,并对g-C_3N_4纳米片的发展进行了展望。     

电化学生物传感应用于体外检测的研究

电化学生物传感技术以它独特的检测、分析方法以及在临床检测中潜在的应用,近年来受到研究者越来越多的关注。癌症生物标志物的早期检测能够使得患者在癌症发展至晚期前得到治疗,增加患者存活率。此外,生物标志物能够用于确定疾病的复发,以及患者在接受化疗、放疗和外科治疗之后的后续评估。本文主要论述了现有癌症生物标志物检测的设备和方法,并对这些方法的优点和不足作了简单的评述。另外,介绍了体外诊断设备的发展现状和电化学传感技术的特点,并对癌症早期的主要生物标志物进行了介绍,以及着重论述了电化学传感技术应用于临床靶向生物标志物检测的研究进展。此外,还展望了电化学生物传感技术未来的研究方向和发展趋势。从目前的的研究来看,电化学传感技术在体外诊断和临床检测癌症生物标志物等方面存在着较大的应用潜质,有望成为生物、医学、环境等领域重要的研究技术。