CFD模拟方法的发展成就与展望

本文综述了计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD),尤其是计算空气动力学的发展概况.从计算方法、网格技术、湍流模型、大涡模拟等方面分别总结了CFD所取得的成就,分析了当前存在的问题、困惑,展望了其发展趋势.在CFD计算方法中,主要介绍了中心格式、迎风格式、TVD格式、WENO格式、紧致格式以及间断Galerkin有限元方法,对不同方法的原理和特性进行了系统阐述.网格技术包括结构网格、非结构网格、混合网格以及重叠网格,重点讨论了重叠网格的若干关键技术.在湍流模型中,对目前的模型进行分类介绍,包括线性涡黏性模型、二阶矩模型、非线性模型等,还介绍了转捩模型、DES方法以及SAS方法等.在大涡模拟方法中,就其中若干相关的研究方向进行了探讨,包括滤波方法、亚格子模型、收敛标准、数值格式等. 文中还包含了作者在相关领域的若干研究成果.     

全二维气相色谱-质谱法检测天然奶油和人造奶油中的脂肪酸

建立了天然奶油和人造奶油中37种脂肪酸的全二维气相色谱-质谱检测方法。样品经甲苯提取、乙酰氯-甲醇（1∶9,v/v）溶液甲酯化衍生后,以DB-5柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）为一维柱、BPX-50柱（2.5 m×0.1 mm×0.25 μm）为二维柱进行分离。升温程序为50℃保持2 min,以20℃/min升温至180℃,以2.5℃/min升温至250℃,以3℃/min升温至300℃,保持5 min。在调制周期为5 s、扫描范围为m/z 40~385的条件下,奶油中37种脂肪酸得到了有效分离和准确测定。将该方法应用于实际样品的分析,检测结果比传统的气相色谱法更灵敏,脂肪酸组成也更丰富,可有效鉴别不同种类奶油的差异成分。该方法不仅为奶油中脂肪酸成分分析提供了新的技术手段,同时在保障奶油的质量安全、鉴别掺假伪劣等过程中发挥重要作用。     

二氧化碳电还原为甲烷的研究进展（英文）

通过电化学手段将CO₂转化为高附加值的化学品和燃料是缓解能源短缺与环境危机的一种重要方法.在电还原过程制备的所有含碳产物中, CH₄拥有最高的热值(56 k J/g),是最重要的化学键能储备载体之一.本文以先前报道的反应机理为出发点,从催化剂设计策略的角度总结了CO₂电还原制CH₄的最新研究进展.催化剂设计策略包括亚纳米催化位点构筑、界面调控、原位结构演变以及串联催化剂构筑.基于已有的理论预测与实验结果,获取对制备CH₄反应机理更深层次的理解,进而反馈指导高效催化剂的设计合成.亚纳米催化位点构筑可有效抑制反应过程中的C-C偶联,进而提升CO₂电还原制CH₄的催化性能.界面调控利用活性相与衬底间的协同作用,可优化含氧中间体的结合能,确保反应按预期路径进行.原位结构演变可构建热力学稳定的活性相,进而增强CO₂电还原制CH₄的催化活性.串联催化通过构筑多种活性位点将总包反应分为不同阶段,可有效打破...     

羰基咪唑法固定化pH梯度毛细管等电聚焦电泳用于蛋白质分离

本文以N,N'-羰基二咪唑作为连接臂,将两性电解质(CAs)与毛细管内壁进行偶联.在电场作用下,CAs在毛细管内按照等电点次序依次分开,再通过与羰基二咪唑的化学键合,形成固定化pH梯度.该方法操作简单,适用于两步法毛细管等电聚焦分离蛋白质等两性生物大分子.考察了对血红蛋白、牛血清白蛋白及胃蛋白酶三种蛋白质混合样品的分离,证明该方法可行.     

鼓泡法强化甲烷水合物成核及生长研究

水合物在相变蓄冷等领域具有广泛的应用前景,而降低水合物成核诱导期、提升水合物生长速率是影响水合物蓄冷技术发展的关键因素.开发了一套可视化水合物原位生成实验系统,通过反应釜底部气泡板持续产生气泡强化水合物成核生长,重点对鼓泡法下水合物诱导期和生长速率进行了研究.实验结果表明,气泡表面形成壳状水合物并不断堆积.鼓泡法显著地...     

短沟道金属-氧化物半导体场效应晶体管的散粒噪声模型

随着金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件的尺寸进入到纳米量级,器件的噪声机理逐渐开始转变.传统的热噪声与漏源电流模型精度出现下降,散粒噪声成为器件噪声不可忽略的因素.本文通过求解能量平衡方程,推导了短沟道MOSFET器件的沟道电子温度和电子速度表达式,由此建立了漏源电流模型;基于漏源电流模型建立了适用于40 nm以下器件的散粒噪声模型和热噪声模型.研究了n型金属-氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)器件在不同偏置电压下,器件尺寸对散粒噪声抑制因子和噪声机理的影响.研究表明:已有的热噪声模型与散粒噪声模型的精度随着器件尺寸的减小而下降,导致相应的散粒噪声抑制因子被高估.当NMOSFET器件的尺寸减小到10 nm时,器件的噪声需由热噪声与受抑制的散粒噪声共同表征.本文建立的短沟道器件散粒噪声模型可应用于纳米尺寸NMOSFET器件噪声性能的分析与建模.     

聚吡咯/二氧化锡杂化材料的制备及气敏性研究

化学氧化法制备了聚吡咯(PPy)，并进行了元素分析、TG-DTA分析、FTIR测试。讨论了氧化剂用量对PPy气敏性的影响。用机械共混法制备了含不同聚吡咯的聚吡咯/二氧化锡杂化材料，研究其低温下对有毒气体NH₃、H₂S、NO的敏感性。结果表明，相同条件下聚吡咯/二氧化锡杂化材料的气敏性和稳定性均优于聚吡咯、二氧化锡。60 ℃时，当聚吡咯/二氧化锡杂化材料中聚吡咯的质量分数为5%时，其对体积分数为0.05%的H₂S的灵敏度(V_g/ V_a)达到了104.52，且响应恢复时间短。文章讨论了气体与敏感元件的相互作用机制。这一研究有助于开发低能耗、灵敏度高的气敏元件。     

加速溶剂提取凝胶渗透色谱净化气相色谱质谱快速测定玉米中多环芳烃

研究了玉米中16种多环芳烃的快速分析方法.采用加速溶剂萃取法(ASE)对玉米样品进行提取,提取溶剂为二氯甲烷,萃取池中依次加入3 g中性氧化铝吸附剂和10 g待测样品,提取的同时能够在线净化除去小分子杂质.收集的提取液进一步用凝胶渗透色谱(GPC)除去样品中大分子油脂和色素,流动相为二氯甲烷,流速为3 mL/min,收集9～13 min的流出液,提取液浓缩定容至1 mL后用GC-SIM-MS进行分析.16种 PAHs以及4种替代物在2个浓度水平添加时的平均添加回收率在55.7%～145.3%之间; RSD为1 4%～16.8%;方法检出限为0.005～0.120 ng/g.本方法简便、快速、准确,净化效果较好,满足残留分析的要求,且能应用于其它谷物样品的日常分析.     

新型侧链高分子液晶单体的合成

为GC作为固定液的目的,首次合成了四种新的端基为异硫氰基的芳酯类液晶单体(MLC;Mesomorphic liquid crystal).将其接到聚硅氧烷主链上可期望得到性能优良的侧链高分子液晶.     

预试环磁场测量

本文叙述了用“点线圈感应法”测量“预试环”装置的纵向场、平衡场以及几种杂散场的方法,并给出相应的结果。