H2CO与双卤分子间卤键的电子密度分析

运用B3LYP和MP2方法在6-311++G(d,p)基组水平上, 对H2CO-XY(XY=F2、Cl2、Br2、ClF、BrF、BrCl)卤键体系进行构型全优化, 得到了O…X—Y型卤键复合物. 结果表明, MP2/6-311++G(d,p)计算结果与实验值较吻合. 并在MP2水平下计算了分子间的相互作用能, 用完全均衡校正CP(counterpoise procedure)方法对基函数重叠误差(BSSE)进行了校正. 利用电子密度拓扑分析方法对卤键复合物的电子密度拓扑性质进行了分析研究.     

将ANSYS引入材料力学课堂的教学实践1)

材料力学的传统课堂教学着力于公式的理论推导,内容相对枯燥;而实验课难以与课堂教学同步进行,且无法直观给出除变形以外的其他信息。为提高课堂教学效果,将ANSYS引入材料力学的课堂教学中,通过动画和云图的方式生动形象地给出材料力学各类变形问题中变形和应力情况,结合理论公式同步讲解,不仅可以加深学生对各类力学概念、知识点以及公式的认识和理解,而且可以激发学生的学习兴趣和创新性思维,有助于工程应用型人才的培养。     

杂氮硼三环类化合物的UPS及化学键的理论研究

报道了六种杂氮硼三环类化合物的紫外光电子能谱(UPS).采用RHF/3-21G优化了各分子的优势构型,根据化合物UPS的谱带特征结合RHF/6-31G^*的计算结果对化合物的UPS进行了解析和指认,精确给出了各化合物中σN-B配键电子的电离峰位置.利用电子密度拓扑分析方法对各化合物的成键情况的研究显示:在该类化合物中B原子具有较为明显的阳离子的特征,N,B原子间均存在键鞍点.从实验和理论上证实了该类体系中σN-B的存在.各化合物的UPS,SCFMO计算和电子密度拓扑分析都表明,在该类体系中环上CH~3,CH~2的引入削弱了B,N间的成键作用;环上羰基的引入增强了B,N间的成键作用。     

页岩黏土孔隙含水饱和度分布及其对甲烷吸附的影响

考虑储层原始含水特征,甲烷在页岩的吸附特征属于气液固三相复杂作用结果,水分在很大程度上影响页岩吸附能力,将成为制约页岩气资源量评估可靠性的主要原因之一.鉴于页岩水分主要分布于黏土等无机矿物孔隙内部,分析了甲烷-水膜-页岩黏土三相作用特征,结果表明:甲烷在干燥黏土表面吸附满足气固界面Langmuir吸附特征,在黏土水膜表面吸附满足气液界面Gibbs吸附特征,在气液固三相作用下满足"气固"与"气液"界面混合吸附特征;同时研究还发现:不同尺度孔隙内含水饱和度分布特征存在差异,部分小孔隙可以被水分充满,而大孔隙仅吸附一定厚度水膜.因此,水分对甲烷吸附能力的影响主要表现为两个方面:小孔隙被水分阻塞而失去吸附能力;大孔隙表面水膜改变甲烷吸附特征(气固界面吸附转变为气液界面吸附),以黏土样品为例,两者综合效应可以致使甲烷吸附能力降低约90%.从微观角度揭示了水分对页岩吸附能力的影响机理,将为建立合理评价页岩吸附气含量的方法奠定理论基础.     

土体颗粒物流动物质点法模拟的弹塑性和非牛顿流体本构模型比较研究

土体颗粒物流动是一种典型的大变形破坏,具有非牛顿流体的流动特征。准确模拟土体颗粒物的流动及冲击过程,对滑坡和泥石流等地质灾害的防治具有重要意义。物质点法是一种无网格粒子类方法,已在各类大变形问题中得到了广泛应用。以往土体颗粒物流动的模拟,通常采用弹塑性本构模型,但缺乏对非牛顿本构模型的模拟分析。本文引入非牛顿本构模型的模拟分析,旨在为土体颗粒物流动模拟提供一种新的方法与思路。非牛顿本构模型的模拟分析是将非牛顿广义Cross模型引入三维物质点法,通过人工阻尼力模拟颗粒间的摩擦力,对土体颗粒物的坍塌、沿斜面滑动以及冲击障碍物等问题进行了动态模拟,研究了其运动全过程,并与弹塑性本构模型的模拟结果进行了对比验证。结果表明,基于非牛顿流体本构模型的物质点法可以较好地模拟土体颗粒物加速、减速到再次稳定的流动全过程及其对障碍物的冲击效应。     

两种影响生态环境的亚硝基取代烷烃的电子结构

采用紫外光电子能谱实验(PES)和量子化学方法对两种影响生态环境的亚硝基取代烷烃RONO[R=(CH3)2CH,(CH3)3CO]的电子结构进行了分析和讨论。实验得到两种化合物的第一电离能分别为10.37eV和10.12eV,结合从头算自洽场分子轨道(abinitioSCFMO)计算和外壳层格林函数法(OVGF)计算对PES进行了分析和指认。研究表明化合物中取代基效应对电离能存在明显的影响;外层格林函数法计算得到电离能与实验吻合很好;同时发现在外层格林函数计算结果中由于考虑相关能,得到的分子轨道存在能级顺序的交错。实验和理论计算结果进一步证实亚硝基取代烷烃是产生烷基氧自由基(RO^.)的很好的源物种,这为深入研究由它们产生的对环境破坏有着重要影响的相应自由基奠定了基础。     

系列杂氮钛三环中的分子内弱相互作用的紫外光电子能谱和理论研究

首次报道了四种杂氮钛三环的紫外光电子能谱,结合量子化学从头算和和电子密度拓扑分析方法对这些化合物的电子结构和分子内存在的弱相互作用进行了分析研究。通过优化STO-6G(d)基组(C:1s=5.66,ζ2s=1.675,ζ2p=1.66;O:ζ1s=7.67,ζ2s=2.25,ζ2p=2.20;N:ζ1s=6.66,ζ2s=1.91,ζ2p=1.89;H:ζ1s=1.24)对所研究的化合物进行了分子轨道计算,结合计算结果对化合物的紫外光电子能谱进行了解析和指认。实验得到的体现分子内弱相互作用σN-Ti的轨道电子的电离能表明了N,Ti间相互作用的弱成键特性,电子密度拓扑分析显示N,Ti原子间存在体现成键作用的键鞍点,键鞍点处电子密度的拓扑性质也进一步支持了N,Ti间弱成键作用的特性。     

Simulation Study on Dam Break Flow Based on the B-Spline Material Point Method北大核心CSCD

The dam break flow poses a common free surface flow problem in hydraulic engineering, and its ac⁃ curate simulation is of great engineering significance. The B⁃spline material point method (BSMPM), as an im⁃ proved algorithm of the material point method (MPM), has optimized accuracy and convergence in material point calculations and unique algorithmic advantages in free surface flow problems. Based on the BSMPM, a weakly compressible BSMPM (WC⁃BSMPM) was developed through introduction of an artificial equation of state. The simulation of the dam break flow problem was carried out, with the effects of the order of the B⁃ spline interpolation basis function on the simulation results analyzed. The results show that, the simulated fluid wavefront position, the wavefront velocity and the elevation variation at a given position are basically consistent with the existing experimental results. As the order of the basis function increases, the computation time will lengthen for about 1.5 times. However, the computation times of the BSMPM of different orders will uniformly increase approximately linearly with the background grid size. The validity of the WC⁃BSMPM simulation of the dam break flow problem was verified. The research provides a new idea and method for the simulation of dam break flow problems. © 2023 Editorial Office of Applied Mathematics and Mechanics. All rights reserved.     

将ANSYS引入材料力学课堂的教学实践

材料力学的传统课堂教学着力于公式的理论推导,内容相对枯燥;而实验课难以与课堂教学同步进行,且无法直观给出除变形以外的其他信息。为提高课堂教学效果,将ANSYS引入材料力学的课堂教学中,通过动画和云图的方式生动形象地给出材料力学各类变形问题中变形和应力情况,结合理论公式同步讲解,不仅可以加深学生对各类力学概念、知识点以及公式的认识和理解,而且可以激发学生的学习兴趣和创新性思维,有助于工程应用型人才的培养。