新工科背景下的大学物理PBL教学:以刚体的动量矩守恒定律为例

新工科的建设目标要求为新经济培养新型复合人才,基于问题/项目的学习(Problem/Project Based Learning,即PBL)被认为是一种能够调动学习积极性,同时能够激发及培养学生创新能力、多学科融合的教学方式。在大班授课模式下引入"互联网+"实施PBL,使受空间和时间限制的PBL活动通过网络实施成为可能。本文以大学物理中刚体的动量矩守恒定律为例详细讨论了如何在实际授课中通过"互联网+"和课堂教学活动实施PBL。研究结果表明,"互联网+"为教学实施PBL提供了课堂的拓展途径,成为课堂的有效延伸,进而为培养新工科人才奠定基础。     

钴铁氧体亚微米球吸波性能与成分的关系研究

用溶剂热方法制备CoxFe3-xO4 (0≤x≤1)亚微米球, 可看作不同比例Fe3O4和CoFe2O4的混合物.实验发现:当原料中钴铁原子比为1∶1、1∶2、1∶4和0时,反应得到的球分别为CoFe2O4、Co0.9Fe2.1O4、Co0.73Fe2.27O4和Fe3O4.Fe3O4与石蜡混合物(质量分数75wt;)厚度为5.5 mm时,反射率最低为-38 dB,对应频率为4 GHz;Co0.9Fe2.1O4与石蜡混合物在3~14 GHz频率范围内介电损耗大于磁损耗,计算出来的反射率分贝值(-41.1 dB,12.08 GHz,2 mm)低于相关报道.比较四种成分的钴铁氧体球可以看出:当x值不同时,由于成分Fe3O4和CoFe2O4的自然共振频率不同,引起磁性能随微波频率发生变化,而且由于二价铁离子被钴离子取代,结晶性也发生改变,进而改变了材料的介电和吸波性能.     

一种改进的水下三阵元辅助惯导系统的定位算法

针对水下惯导系统定位误差随时间发散的缺陷,设计了一种基于DVL、声学定位辅助惯导的组合导航系统。声学定位系统由安装在水下潜器上的换能器阵和布放在海底的三阵元定位基阵组成,传统长基线定位水下至少要布放四个阵元,三个阵元无法直接定位求解。根据三阵元测得的距离信息和惯导系统输出的位置信息建立距离耦合模型,给出了惯导、DVL和声学定位系统的状态方程和量测方程;同时针对水下声速垂直分布特性,提出了一种等效声速的修正方法。仿真结果表明:在三阵元定位基阵作用范围内,组合导航系统能有效修正惯导位置误差,定位误差小于4 m,具有良好的适用性。     

新型苯并咪唑衍生物的合成及其生物活性

以香草醛为原料,经2步反应制得中间体--2-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-1-氢-苯并咪唑(3); 3分别与取代苯甲酰氯,取代苯乙酰氯和取代苯磺酰氯反应,合成了13个新型的苯并咪唑衍生物(7a~7g, 8a, 8d, 8g, 9a, 9d和9g),其结构经¹H NMR, IR和HR-ESI-MS表征。分别用菌丝生长速率法和曹坳程法测试了7~9的抑菌活性和除草活性。结果表明：c=100 mg·L^-1时,7~9对番茄灰霉病菌,油菜菌核病菌和稻瘟病菌的抑制率分别为13.79%~65.38%, 13.88%~63.78%和34.22%~58.79%; c=300 mg·L^-1时,7g对稗草和反枝苋的芽长抑制率分别为40.20%和80.84%。     

基于UKF的SINS/LBL水下AUV紧组合定位技术

EKF是SINS/LBL紧组合导航系统中常用的数据融合方式,但其泰勒线性化会带来截断误差,从而影响系统定位精度。本文主要研究了SINS/LBL紧组合系统量测方程的非线性对系统位置校正性能的影响,建立了SINS/LBL紧组合系统的EKF状态方程和量测方程,并详细推导了UKF滤波的非线性量测方程,为进一步简化计算量,使用卡尔曼滤波的一步状态预测方程等价代替UKF状态预测UT变换。最后的仿真结果表明UKF能明显改善位置项的定位精度,定位精度提高约15%~20%,所提出的UKF算法在SINS/LBL紧组合导航系统中应用效果较好,具有很强的实用性。     

Electronic structures and energy band properties of Be- and S-doped wurtzite ZnO

The energy band properties, density of states, and band alignment of the BexZn1-xO1-ySy alloy （Be- and S-doped wurtzite ZnO） are investigated by the first-principles method. BexZn1-xO1-ySy alloy is a direct band gap semiconductor, the valence band maximum （VBM） and the conduction band minimum （CBM） of BexZn1-xO1-ySy are dominated by S 3p and Zn 4s states, respectively. The band gap and lattice constant of BexZn1-xO1-ySy alloy can be modulated by changing the doped content values x and y. With the increase in Be content value x in the BexZnl-xOl-ySy alloy, the band gap increases and the lattice constant reduces, but the situation is just the opposite when increasing the S content value y in the BexZn1-xO1-ySy alloy. Because the lattice constant of Be0.375Zn0.625O0.75S0.25 alloy is well matched with that of ZnO and its energy gap is large compared with that of ZnO, so the Be0.375Zn0.625O0.75S0.25 alloy is suitable for serving as the blocking material for a high-quality ZnO-based device.     

量子阱垒层掺杂变化对双波长LED调控作用研究

采用APSYS软件研究了InGaN/GaN量子阱垒层掺杂变化对双波长 发光二极管发光光谱的调控问题. 在不同掺杂类型和浓度下对器件电子空穴浓度分布、 载流子复合速率、 能带结构、 发光光谱进行分析, 结果表明, 调节量子阱垒层n型和p型的掺杂浓度可以精确而有效地根据需要调控发光光谱, 解决发光光谱调控难的问题. 这些现象归因于掺杂的量子阱垒层对电子空穴分布的调控作用.     

第一性原理研究Te-N共掺p型ZnO

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法对Te-N共掺杂ZnO体系的晶格结构、 杂质态密度和电子结构进行了理论分析.研究表明, N掺杂引起晶格收缩,而Te的掺入引起晶格膨胀, 从而减小晶格应力促进N的掺杂,并且Te由于电负性小于O而带正电, Te在ZnO中作为等电子施主而存在.研究发现, N掺杂体系中在费米能级附件形成窄的深受主能级, 而Te-N共掺体系中, N杂质带变宽,空穴更加离域,同时,空穴有效质量变小,受主能级变浅, 更有利于实现p型特性.因此, Te-N共掺有望成为一种更为有效的p型掺杂手段.     

撞击流中颗粒碰撞传热理论模型研究

建立了考虑颗粒接触面导热的颗粒碰撞传热模型,相应完善了气固两相撞击流理论模型,并对不同条件的撞击流干燥过程进行了模拟。计算结果与实验结果非常吻合,从而验证了所建模型的正确性。本文还分析了颗粒碰撞传热、加料方式以及喷嘴间距对撞击流干燥性能的影响规律。结果表明:在本文所涉及的撞击流干燥过程中,颗粒碰撞传热对干燥性能的影响并不明显;单边加料时颗粒物料的降水幅度及撞击流装置的干燥强度都明显大于双边加料的工况;喷嘴间距较大时,物料的降水幅度及装置的干燥强度均较大。     

截短胰高血糖素样肽-1的构象研究

截短胰高血糖素样肽-1(sGLP-1)不仅具备刺激胰岛β细胞增生和降低血糖的功能, 而且半衰期较长, 具有非常好的新药开发前景. 为了阐明sGLP-1的功能, 本文运用圆二色光谱和荧光光谱探究了sGLP-1在不同条件下的构象, 结果表明, sGLP-1在磷酸盐缓冲液中主要呈无规则构象, 螺旋含量很低; 在含十二烷基硫酸钠或三氟乙醇的磷酸盐缓冲液中主要呈螺旋构象. 溶液pH值和温度变化对sGLP-1的构象影响显著. sGLP-1保留了结合并激活受体的关键残基, 在受体的诱导下, 在体内形成正确构象, 从而结合并激活受体, 发挥它的功能. 研究结果表明, 适当缩短GLP-1 C端片段, 能获得作用时间长、效力高的GLP-1类似物.