亚大气压六相交流电弧放电等离子体射流特性数值模拟

以临近空间高超声速飞行器和航天器再入大气环境飞行过程中其表面产生的高密度非平衡态等离子体为研究对象,基于本研究组所建立的多相交流电弧放电等离子体实验平台(MPX-2015),开展了非平衡态氩等离子体射流特性的二维数值模拟研究.在亚音速条件下二维、非平衡数值模拟所得到的计算结果与实验测量结果符合良好.超音速条件下的数值模拟结果表明,随着真空腔压强的降低,等离子体射流流速明显增大,覆盖钝体头部的等离子体鞘套的厚度先减小,而后又增加,鞘套的空间均匀性以及等离子体向钝体表面的总传热量均显著降低,而钝体头部的局部电子数密度则增大.数值模拟结果为在MPX-2015上开展超音速条件下的实验研究提供了理论指导.     

基于气体放电等离子体射流源的模拟离子引出实验平台物理特性

离子引出过程是原子蒸气激光同位素分离中非常重要的物理过程之一,而其中关键的等离子体参数(等离子体初始密度和电子温度等)均会对离子引出特性产生影响.基于千赫兹电源驱动的氩气高压交流放电等离子体射流源,建立了离子引出模拟实验平台-2015 (IEX-2015),开发了用于诊断氩等离子体参数的"碰撞-辐射"模型,对等离子体射流区的电子温度和电子数密度等关键参数进行了测量.结果表明,电源输入功率和驱动频率以及工作气体流量均会对等离子体射流区的电子温度和数密度产生影响;在真空腔压强为10~(-2)Pa量级下,射流区电子数密度和电子温度的可调参数范围分别为10~9—10~(11)cm~(-3)和1.7—2.8 e V,这与实际离子引出过程中的等离子体参数范围相近.在此基础上,开展了不同引出电压、极板间距和电子数密度条件下初步的离子引出实验,所得到的离子引出电流变化规律亦与实际原子蒸气激光同位素分离中的离子引出特性定性一致.上述研究结果验证了在IEX-2015上开展离子引出模拟实验的可行性,为后续深入开展离子引出特性的实验研究准备了良好的条件.     

等离子体反应器中传热与流动的三维数值模拟

本文采用我们新发展的三维计算机程序,对有载气和颗粒从单个喷孔侧向喷射的等离子体反应器中的传热与流动以及颗粒的运动轨迹与加热历程进行了三维数值模拟,并与相应的二维数值模拟结果进行了比较。模拟结果表明侧向喷入的载气所引起的三维流动效应相当明显,不同的颗粒在反应器内的运动轨迹与加热历程也有明显差别。     

meso-5,10,15,20-四[4-(N-吡咯烷基)苯基]卟啉的合成及对牛血清白蛋白的作用

基于卟啉对癌细胞的特殊亲和作用和吡咯烷化合物的抗肿瘤及抗癌活性,设计并合成了具有吡咯烷结构的新型卟啉化合物--meso-5,10,15,20-四[4-(N-吡咯烷基)苯基]卟啉(TBPPH₂),利用荧光光度法和紫外-可见分光光度法研究了TBPPH₂与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用.实验发现,TBPPH₂利用疏水作用力进入BSA的疏水性腔,与BSA形成配合物并引起BSA的静态荧光猝灭.在TBPPH₂与BSA的相互作用过程中,TBPPH₂与BSA以摩尔比1∶1牢固结合,TBPPH₂与BSA分子中色氨酸间的最近距离r=2.4nm.反应平衡常数K_A=2.51×10⁴L/mol,反应熵变ΔS=84.18J/(mol·K),TBPPH₂与BSA的结合常数K_B=5.13×10⁵L/mol.研究结果表明,吡咯烷基卟啉可能成为一类新型的抗肿瘤及抗病毒药物.     

钴（Ⅱ）与2,2’-联吡啶-1,1’-二氧化物的多核配合物的合成和性质

以无水CoCl2和2,2’-联吡啶-1,1’-二氧化物为原料,在DMF溶剂中合成了一种多核配合物.经元素分析、紫外光谱、红外光谱和摩尔电导等方法测得它的组成为[Co3(bipyO2)4Cl4]Cl2,并对该配合物的气敏特性进行了研究. 结果表明, 该配合物对氨气有良好的敏感性和选择性.由它制作的传感器可望用于涉氨化工生产中氨浓度的自动测量和控制.     

Three—dimensional modelling of the flow and heat transfer in a laminar non—transferred arc plasma torch

By experimental observation we show that the plasma flow and heat transfer within a direct current (DC) nontransferred arc plasma torch always show appreciable three-dimensional (3D) peculiarity even when the geometrical construction of the torch and working gas admission and external electrical collection conditions are completely axisymmetrical.Previous two-dimensional (2D) modelling studies cannot predict the 3D peculiarity of the plasma torch.We have successfully performed 3D modelling,and in this paper we present the modelling results for the plasma flow and heat transfer characteristics in a laminar DC non-transferred are argon plasma torch.The predicted arc-root location on the surface of the torch anode and arc voltage compare favourably with the corresponding experimental results.     

β-(1→4)乙酐-D-木聚糖甙酯的合成反应动力学与分子模拟

根据蔗渣木聚糖β-(1→4)-D-木聚糖与乙酐的酯化反应机理,研究了对甲苯磺酸(PTSA)催化β-(1→4)乙酐-D-木聚糖甙酯的合成反应动力学与分子模拟.讨论了反应温度、催化剂用量及乙酸与乙酐配比等因素对反应过程的影响.研究结果表明,反应温度升高,反应速度显著加快;催化剂用量加大,反应速率常数逐步提高;而乙酸与乙酐配比的改变对反应速率常数的影响不明显.通过积分反应速率方程,对该反应的实验数据进行动力学计算,得到对甲苯磺酸催化β-(1→4)乙酐-D-木聚糖甙酯合成的反应级数为二级,反应表观活化能E_a=33.11 kJ/mol.采用分子动力学模拟方法进行模拟计算,获得了β-(1→4)乙酐-D-木聚糖甙酯的无定形结构与自由体积模型,为β-(1→4)乙酐-D-木聚糖甙酯的抗HIV活性研究奠定了微观结构基础.     

乙酰葡萄糖氧代金属卟啉的合成及其对环己烷羟基化反应的催化作用

由吡咯和葡萄糖取代苯甲醛直接缩合制备了两种葡萄糖取代卟吩:四(邻位乙酰葡萄糖氧代苯基)卟吩和四(间位乙酰葡萄糖氧代苯基)卟吩,进一步金属化合成了4种葡萄糖金属卟啉:氯化四(邻位乙酰葡萄糖氧代苯基)卟吩合铁、氯化四(间位乙酰葡萄糖氧代苯基)卟吩合铁、氯化四(邻位四乙酰葡萄糖氧代苯基)卟吩合锰和氯化四(间位乙酰葡萄糖氧代苯基)卟吩合锰.它们的结构由紫外-可见光谱、核磁共振和元素分析证实.研究了这些葡萄糖取代金属卟啉对亚碘酰苯常温常压下氧化环己烷反应的催化作用.研究结果表明,4种糖基金属卟啉催化下的环己烷反应产率和反应速率都比一般金属卟啉高.反应动力学分析表明,在常温常压下,糖基金属卟啉催化下的环己烷氧化反应具有酶催化反应的动力学关系.     

自由燃烧电弧中传热与流动的数值模拟

本文对自由燃烧电弧中传热与流动进行了数值模拟,计算域除包括电弧本身外,还包括阴极与阳极。为了避免等离子体鞘层中复杂的物理过程给模拟所带来的困难,对阴、阳极鞘层分别进行了简化处理。文中讨论了不同形式的能量方程及其离散格式对计算结果的影响。并在求解能量方程时,考虑了电极－等离子体交界面处特殊的传热机理。     

浅谈材料力学课程改革与教材建设

一、材料力学课程设置的新构想1.重新认识材料力学在工程专业中的地位和作用材料力学课程在大多数工科院校中是处在专业基础课的地位,这是由于从它的形成过程和所涉及的全部内容以及建立的理论,自始至今都是紧密地与生产发展、技术进步相联系相配合的.在工科院校各专业中设置它,是为学生进一步学习专业课奠定重要的基