初中化学“溶液”的项目式教学——制作天气瓶

以制作天气瓶为项目核心与溶液单元知识进行整体融合。经过认识天气瓶、揭秘晶体变化奥秘和自制天气瓶等一系列活动,学习多角度认识溶液的组成、溶解度和科学的定量实验设计方法。溶液形成过程的微观本质是学生的学习难点,应用多个电导率仪测定不同位置的离子浓度变化,形成硝酸钾溶解过程曲线,通过分析曲线数据变化很好地搭建起宏观辨识与微观探析间的桥梁,帮助学生突破学习难点。学生在解决这一复杂、综合实际问题的过程中,有效地发展了宏观辨识、变化观念、证据推理、科学探究、创新精神等化学学科核心素养,发展了科学价值观。     

一例互穿的阴离子型In（Ⅲ）金属有机骨架用于选择性检测水中Fe3+离子

作为一类新型多孔材料,金属有机骨架（MOFs）常被开发作为荧光传感器用来监测水中的污染物,开发稳定且易制备的MOFs材料实现选择性检测有毒的Fe³⁺仍具有较高挑战。本工作中,我们报道一例水稳定的二重穿插In（Ⅲ）基MOF：（NH₂Me₂）[In （fdc）₂]·2H₂O （BUT-205,BUT代表北京工业大学,H₂fdc=呋喃-2,5-二羧酸）。BUT-205的构筑采用生物质衍生配体,其结构通过单晶X射线衍射确立。这个材料可作为高效的水相Fe³⁺离子传感器,具有高的灵敏度和选择性。检测限达到1.3 μmol·L^-1,低于美国环保局规定的饮用水中安全标准（15.7 μmol·L^-1）,并且该传感材料可以回收利用至少4次。     

天目山自然保护区常绿落叶阔叶林优势种群空间分布格局

基于浙江省天目山常绿阔叶林1 hm²样地调查数据,应用点格局方法分析了3种优势种细叶青冈(Cyclobalanopsis gracilis)、杉木(Cryptomeria fortunei)、短尾柯(Lithocarpus brevicaudatus)的空间分布格局,对比了优势种不同生长阶段(幼苗、幼树、中树、大树)的空间分布格局以及不同生长阶段之间的空间关联性.结果表明:(1)3个主要优势种并未受到明显的生境异质性的影响,总体呈现随机分布格局,其中短尾柯由于具有较高的根蘖率,导致在中树种群阶段于2~10 m处呈现聚集分布;(2)3个主要优势种在不同生长阶段之间1~25 m尺度范围内总体表现为无关联性,其中幼树与幼苗在小尺度(1~3 m)上均表现为正相关,细叶青冈中树与大树阶段之间存在潜在的负相关趋势,杉木幼树与大树阶段存在潜在的正相关趋势;(3)3个优势种群在发育过程中均未明显受到密度制约造成的自疏效应的影响.     

小型风机叶片结构损伤识别实验模拟研究

搭建小型风机叶片振动检测实验平台,采集风机叶片振动响应数据,利用自互功率谱法辨别叶片损伤前后的模态参数,通过实验数据对比风机叶片损伤前后固有频率的变化,当风机叶片发生损伤时,其各阶固有频率会下降,且随着损伤程度的增加,各阶固有频率的下降幅度越大,并利用轴向振型差法对叶片损伤进行了定位,在实验室条件下完成了风机叶片结构损伤的识别。     

面向集成模拟平台的远程协作系统

基于 Web 技术,采用三层模型的系统架构,分别使用 AJAX、SQLite、Openlava 和 Python 解决了 数据异步传输、作业结果重用、多用户作业管理和可视化显示等关键技术,成功开发出面向集成模拟平台的远程 协作系统——SICOS。通过 Web 浏览器即可多人同时运行高性能计算集群上 IMAS 框架下的等离子体程序,实 现了程序的集成运行及运行结果的远程分析、数据共享和可视化显示等功能。通过率先集成 EFIT 可以获得 HL-2A 装置实验的平衡位形重建结果和 HL-2M 装置期望的平衡位形结果,为后续其它程序的集成奠定了技术基础。     

Tb~(3+)离子与SnO_2纳米晶体共掺杂SiO_2薄膜荧光增强

为了提高Tb~(3+)离子在硅基薄膜中的吸收截面与光发射效率,本文通过在硅基薄膜中引入具有更大吸收截面的SnO_2纳米晶体,利用共振能量转移机制,大幅提高了Tb~(3+)离子的光发射效率。首先,利用限制性晶化原理,采用基于旋涂技术的溶胶凝胶法制备了Tb~(3+)离子与SnO_2纳米晶体共掺杂非晶SiO_2薄膜。然后,通过选择最佳掺杂浓度的SnO_2纳米晶体作为敏化剂,Tb~(3+)离子掺杂SiO_2薄膜在541 nm处的特征荧光发射强度增大了2个数量级。荧光激发谱与瞬态荧光寿命谱测试结果表明,Tb~(3+)离子与SnO_2纳米晶体之间存在着有效的非辐射复合能量传递过程,1 000℃高温退火后,部分Tb~(3+)离子进入纳米晶体内部,导致共振能量转移效率大幅提高。以上研究表明:SnO_2纳米晶体是一种潜在的Tb~(3+)离子敏化剂,可有效提高稀土Tb~(3+)离子掺杂SiO_2薄膜的光发射效率。     

岩体水力劈裂的应力-渗流-损伤耦合模型研究

利用无单元法追踪裂纹扩展的优势研究模拟岩体水力劈裂的数值分析模型。定义损伤变量以描述岩体的损伤程度对岩体渗透性和强度的影响,建立了岩体水力劈裂的应力-渗流-损伤耦合分析模型,并编制了基于无单元法的计算程序。综合考虑应力、渗流及损伤之间的相互作用影响,分析了具有初始裂纹的岩体平面应力模型的裂纹扩展过程,指出考虑渗流作用时的裂纹扩展角大于不考虑渗流作用时的裂纹扩展角。同时,裂纹内水压力和渗流的作用对于裂纹的扩展方向和扩展长度具有较大的影响。     

语音编码技术及其硬件实现

压缩编码技术是无线语音通信的关键技术之一。介绍了语音编码技术的基本概念及分类,并选用AMBE多带激励压缩编码算法,通过单片机控制专用语音压缩DSP芯片,提出了一种适合低速无线语音、数据实时通信的系统解决方案,完成了硬件、软件设计,实现了低速率下的语音、数据的同步大气传输。测试结果显示,在语音编码速率为2．4kbps以下时,仍然可以得到音质较好的语音输出。     

Sigma点Kalman滤波在惯性导航初始对准中的性能评估

捷联惯性导航系统的大失准角初始对准过程具有非线性特性,Sigma点卡尔曼滤波算法可用于解决大失准角的对准问题。为提高Sigma点卡尔曼滤波的数值稳定性并降低算法复杂度,推导了简化的方根形式的滤波算法。为评估不同Sigma点卡尔曼滤波在初始对准中的性能,引入了一种适用于姿态角全为大失准的欧拉角误差模型。最后对不同Sigma点卡尔曼滤波在初始对准中的应用进行了仿真,并对算法的精度与复杂度作了分析与总结。结果显示该算法可较好的处理大失准角情况下的对准问题,所推导的简化方根滤波算法在不影响对准精度的情况下可使算法的复杂度降低20%,并增强了数值稳定性,是一种较为实用的方法。     

一维Allen-Cahn方程紧差分格式的离散最大化原则和能量稳定性研究

本文主要研究相场模拟中的Allen-Cahn模型,考虑一维Allen-Cahn方程紧差分方法的数值逼近.建立具有O(∫τ2+h4)精度的全离散紧差分格式,证明在合理的步长比和时间步长的约束下,其数值解满足离散最大化原则,在此基础上,研究了全离散格式的能量稳定性.最后给出数值算例.