《实验结构力学》教学实验平台探究

实验教学是培养学生工程实践能力和创新意识的一种重要手段, 然而作为土木工程专业的一门重要专业基础课,《结构力学》是没有实验内容的, 这严重制约了教学实践课程的深入开展, 同时影响了学生对理论内容的理解和掌握. 本文详细介绍了自主研发的一套积木式实验结构力学平台. 该平台可方便地安装各种测试仪器仪表、加载装置, 实现了平面结构中常用的各种约束装置以及防平面外变形限位装置, 基本满足学生进行自主、自组、创新、开放实验的要求, 为实验结构力学的发展和推广提供了良好的基础设施.     

对流层大气NO3与N2O5的实地测量

大气硝基(NO₃)自由基和五氧化二氮(N₂O₅)是对流层大气化学反应的核心物种,对于理解大气氧化性、二次有机气溶胶生成、活性卤素化学和全球硫素循环等对流层大气化学研究的关键问题具有重要意义。大气NO₃自由基和N₂O反应活性高、大气寿命短、浓度低,其定量分析非常具有挑战性。本文总结了大气NO₃自由基与N₂O₅的实地测量方法,并对差分光学吸收光谱(DOAS)、腔衰荡光谱(CRDS)、腔增强光谱(CEAS)、激光诱导荧光光谱(LIF)、电子顺磁共振谱(MIESR)和化学离子化质谱(CIMS)等六类技术方法的准确度、精确度、时间分辨率、测量干扰、标定方法和系统稳定性等方面进行了系统比较。综合分析认为吸收光谱法是对流层NO₃自由基与N₂O₅测量技术的发展方向,其中近期发展起来的腔技术(CRDS和CEAS)显示出较好的应用潜力。但是我国实际大气环境中普遍存在高浓度的颗粒物污染,如何在高颗粒物条件下实现NO₃自由基与N₂O₅的精密准确测量具有挑战性。本文进一步归纳了NO₃自由基与N₂O₅在城市、森林、自由大气和海洋海岸等典型大气环境条件下的浓度水平和主要科学发现,探讨了一些亟待解决的问题和可能的重点研究方向。     

氮掺杂及水分子吸附碳纳米管电子场发射第一性原理研究

对闭口碳纳米管(CNT)顶端分层掺氮及吸附不同数目水分子体系,运用第一性原理研究了有电场存在时的电子场发射性能.结果表明：掺氮并吸附水分子的CNT结构稳定;外电场愈强、水分子数愈多,体系态密度(DOS)向低能端移动幅度愈大且最高分子占据轨道(HOMO)/最低分子空轨道(LUMO)能隙愈小.吸附能,DOS/LDOS,HOMO/LUMO及其能隙分析一致表明,第三层氮掺杂CNT吸附不同数目水分子体系的场发射性能最佳. 关键词： 氮掺杂 水吸附 密度泛函理论 电子场发射     

碳掺杂硼氮纳米管电子场发射的第一性原理研究

对闭口硼氮纳米管（BNNT）顶层掺碳体系,运用第一性原理研究了电子场发射性能.结果表明,掺碳的BNNT体系电子结构变化显著;外电场愈强,体系态密度向低能端移动幅度愈大,且最高占据分子轨道（HOMO）/最低未占据分子轨道（LUMO）能隙愈小.体系态密度和局域态密度,HOMO和LUMO及其能隙分析一致表明,各种碳掺杂体系中C_eqBNNT的场发射性能最佳. 关键词： 硼氮纳米管 碳掺杂 第一性原理     

碳纳米锥电子场发射的第一性原理研究

运用第一性原理研究了不同锥角和结构的碳纳米锥 （CNC） 电子场发射性能.结果表明：随外电场 （E_add） 增强,CNC电子结构变化显著,费米能级 （E_f） 处态密度 （DOS） 明显增大;赝能隙减小;体系电荷移向尖端.DOS,HOMO/LUMO及Mulliken电荷分析表明：CNC的电子场发射性能除依赖于尖端结构外,很大程度上还取决于锥角大小,特别顶层6个原子的CNC₃和CNC₄场发射性能 关键词： 碳纳米锥 电子场发射 第一性原理     

纳秒脉冲电压下气体开关的击穿特性

 采用快速Marx发生器产生ns量级的高电压脉冲,分别开展了不同脉冲电压值下气体开关自击穿实验,获得了气体开关在不同气压下的击穿电压和击穿延迟时间以及抖动。详细介绍了纳秒脉冲电压作用下,气体火花开关击穿电压和击穿延迟时间随工作气压变化的特点,指出了气体开关在不同场合应用时的要求。     

高精度激光倾角测量技术研究

本文提出了一种高精度激光电子二维倾角测量技术,该技术利用液体表面多次光反射,将倾角变化转换成激光光斑的位移,并通过多次光学反射实现光学放大,从而实现了倾角和倾角变化的高精度测量.利用本技术实现的倾角测量仪器具有测量精度高、体积小等优点,经过标定试验系统测量精度达到2.5″.高精度激光电子二维倾角测量系统可广泛应用于水坝安全监测工程、各种建筑和检测领域.     

碳纳米管吸附水溶液中双酚A的热力学

以甲醇和去离子水组成的体系（体积比90∶10）为流动相,建立了以香烟过滤嘴作吸附剂,固相萃取（SPE）与高效液相色谱（HPLC）联用测定水中双酚A(Bisphenol A,BPA)的新方法。研究了水溶液中碳纳米管(CNTs)吸附双酚A的热力学特性,测定了不同温度下的吸附等温线,并探讨了其可能的吸附机理。结果表明,CNTs对BPA 的吸附主要以快速吸附为主,常温下,碳纳米管对于70 mg·L-1的双酚A水溶液的吸附量可达到 24.65 mg g-1,吸附量随初始浓度的增加而增加,随温度的降低而增大,采用Freundlich和Langmuir方程拟合,相关系数均大于0.99,热力学函数ΔG、ΔH及ΔS分别为-39.48 ~ -43.51 KJ·mol-1、-18.06 KJ·mol-1、71.73 J·mol-1·K-1,吸附为放热、熵增的自发过程,降低温度有利于吸附,并且具有物理吸附特征。     

新型咔唑衍生物的合成及其晶体结构

通过9-乙基咔唑-3-甲醛与4-氨基-3,5-二甲基-1,2,4-三氮唑反应,合成了一种新型咔唑衍生物-- 9-乙基咔唑-3-甲醛缩4-氨基-3,5-二乙基-1,2,4-三氮唑(1),其结构经1H NMR, IR和X-射线单晶衍射表征.1属单斜晶系,P2(1)/n空间群,晶胞参数为:a=8.829(8)(A), b=9.863(10)(A), c=19.530(15)(A), β=101.65(5)°, V=1 666(3)(A)3, Dc=1.266 g·cm-3, Z=4, F(000)=672, μ=0.079 mm-1.最终偏离因子R1=0.075 6.     

时差法超声流量计瞬时流速动态跟踪算法

时差法超声流量计由于受到功耗的限制, 在时间差的测量中不能采用很高的采样频率. 但在实际流量测量中存在着流体流速会突变的现象, 这样在低流速分辨率情况下就会引起流速测量不能实时跟踪而造成较大计量误差, 也就影响了其相应的计量精度和系统稳定性. 因此对时差法超声流量计瞬时流速动态的跟踪问题进行探讨, 设计出瞬时流速动态跟踪算法. 经过实验验证, 所设计的动态跟踪算法可以使超声流量计的计量精度提高0.4%左右, 重复性提高0.05%左右, 而系统功耗几乎没有大的变化.