Ma t h ema t i c a软件在物理教学中的应用

利用软件 Ma t h e ma t i c a的计算功能, 可以解决很多具有复杂表达式的物理问题, 直观形象地进行课堂 演示、 教学. 本文通过散点拟合, 验证普朗克公式在长波区域与瑞利 金斯公式的符合情况     

基于曲梁弹性理论的弯曲覆岩变形及应力分析

引入适用于极坐标下曲梁的位移函数,通过理论分析得出用位移函数表示的曲梁控制方程和位移分量、应力分量.在此基础上,采用差分原理给出曲梁控制方程、位移分量和应力分量的差分代数方程.最后,采用数值计算方法,分析了煤层开采后弯曲覆岩的位移和应力分布特征,结果表明:1)煤层开采后弯曲覆岩产生下沉变形;弯曲岩层环向位移既有拉伸也有压缩.2)离开切眼不远处径向应力将达到峰值,径向应力由内边界向外逐渐增大;工作面后方不远处环向应力将达到峰值,环向应力较容易引起压缩破断;离开切眼不远处剪应力将达到峰值,对于小角度截面上的剪应力由内边界向外逐渐增大.研究结果为煤矿工程提供了科学依据与参考.     

邻氨基苯酚改性壳聚糖树脂的制备及吸附性能的研究

本文制备了一种邻氨基酚改性壳聚糖树脂，用红外光谱和扫描电镜表征其结构，研究了该树脂对金属离子Cu^2 、Pb^2 、Ca^2 的吸附性能。结果表明，改性壳聚糖树脂为蜂窝状多孔微球树脂，平均戏约250μm，不溶于水、酸、碱，其对金属离子的吸附在pH=4时，2h基本达到平衡，对金属离子Cu^2 、Pb^2 、Ca^2 的静态饱和吸附量分别为2.95mmol/g、1.95mmol/g、1.32mmol/g。     

蒽醌及其衍生物的THz时域光谱研究

利用太赫兹(terahertz,THz)时域光谱技术室温下进行了蒽醌及其衍生物2_甲基蒽醌、蒽醌_2_磺酸钠、蒽醌_2,6_二磺酸钠、蒽醌_2,7_二磺酸钠在10～55cm-1(0.3～1.65THz)频谱范围内的光谱测量。结果表明,蒽醌及其衍生物在此波段有不同的吸收特征,它们的吸收可能是由于晶格振动引起的。THz时域光谱不仅能够鉴别分子结构存在微小差别的化合物而且还能鉴别同分异构体。     

蒽在SDS/BA/H2O体系中的光谱特征

用紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱研究了蒽在不同组成和结构的十二烷基硫酸钠(SDS)/苯甲醇(BA)/H20微乳液中的光谱特征,探讨了微乳液组成和结构对蒽光谱特征的影响,阐述了蒽在微乳液中的定位。结果表明,蒽位于O/W微乳液的膜相和油核;在SDS/BA/H2O W/O微乳液中,蒽定位于油连续相。     

谷氨酰胺结合蛋白的分子动力学模拟和自由能计算

谷氨酰胺结合蛋白(Glutamine-binding protein, GlnBp)是大肠杆菌透性酶系统中一个细胞外液底物专一性结合蛋白, 对于细胞外液中谷氨酰胺(Gln)的运输和传递至关重要. 本文运用分子动力学(Molecular dynamics, MD)模拟采样, 考察了GlnBp关键残基与底物Gln之间的相互作用和GlnBp两条铰链的功能差别; 并采用MM-PBSA方法计算了GlnBp与底物Gln的结合自由能. 结果表明: Ph13, Phe50, Thr118和Ile69与底物Gln的范德华相互作用和Arg75, Thr70, Asp157, Gly68, Lys115, Ala67, His156与底物Gln的静电相互作用是结合Gln的主要推动力; 复合物的铰链区85～89柔性大, 对构象开合提供了结构基础; 而铰链区181～185柔性小, 其作用更多是在功能上把底物Gln限制在口袋中; 自由能预测值与实验值吻合. 本研究很好地解释了GlnBp结构与功能的关系, 为进一步了解GlnBp的开合及转运Gln的机制提供了重要的结构信息.     

一种从离散模拟到连续介质弹性模拟的过渡方法

提出了一种从离散分子动力学模拟(MD)到连续介质弹性有限元计算分析(FEA)的过渡方法, 简称MD-FEA方法. 首先通过MD计算获得晶体材料原子的移动位置, 然后根据晶体结构的周期性特征构造连续介质假设下的有限单元变形模型, 进一步结合材料的力学行为本构关系获得应变和应力场. 为了检验MD-FEA方法的有效性, 将该方法应用于详细分析Al-Ni软硬组合两相材料纳米柱体的拉伸变形问题和基底材料为Al球形压头材料为金刚石的纳米压痕问题. 采用MD-FEA方法获得了上述两种问题的应力?应变场, 并将计算结果分别与传统MD方法中通过变形梯度计算的原子应变以及原子的位力应力进行了比较, 详细讨论了用MD-FEA方法计算的应力?应变场与传统MD原子应变和位力应力的区别, 并对MD-FEA方法的有效性及其相较于传统MD方法所具有的优势进行了探讨. 结论显示, MD-FEA方法与传统MD方法在应力?应变变化平缓的区域得到的结果接近, 但在变化剧烈的区域以及材料的表/界面区域, MD-FEA方法能够得到更加精确的结果. 同时, MD-FEA方法避免了传统MD方法中, 需要人为选取截断半径以及加权函数所导致的误差. 另外, 当应变较大时, MD-FEA方法计算的小应变与传统MD方法计算的格林应变存在一定差异, 因此, MD-FEA方法更适合应变较小的情形.      

风机叶片覆冰机理与预测分析

高原和寒冷地区风能资源十分丰富,风机在此地区运行时叶片表面极易出现覆冰现象.针对寒区风机叶 片覆冰问题,本文首先明确覆冰机理以及主要的影响参数;基于数值模拟分析在冻雨条件下,环境因素和叶片几何参数对叶片覆冰的影响.结果表明,当温度不变,风速从2 m/s增加到4 m/s时,叶片表面的最大覆冰厚度增幅高达117％;当风速从...     

一维Anderson无序模型电子局域态

本文应用一种新方法,得到了包括次近邻相互作用,且无序点阵从五百到一万的一维安德逊无序模型电子本征态。结果表明此模型的本征态随着无序点阵的增加均从扩展态变为局域态,且变化的快慢受系统无序度的影响。     

旋成体表面防热的发汗冷却控制及其数值模拟

研究高超声速旋成体表面防热的发汗冷却控制系统,除去得到与平面情形相当的临界发汗通量之外,还得出另一个较小的第二临界发汗通量.当发汗通量介于这两个临界发汗通量之间时,表面虽将出现烧蚀,但烧蚀会自动停止,留有剩余厚度.还进行了数值模拟,给出各种特性曲线;详细讨论了对热层表面烧蚀控制的三种方式:表面温度的控制、表面烧蚀量的控制和表面烧蚀开始时间的控制,给出控制变量选取的准则.