开放实验室教学模式的实践与思考

山东大学化学与化工学院开放实验室自2003年5月份开始向二、三年级本科生进行全天候开放。由本科生自主组成课题组,经院专家组筛选后进入开放实验室。目前这种教学模式已经纳入正常教学工作,对学生的培养已经产生和正在产生着较大的影响。     

基于伏秒平衡原理的Buck-Boost变换器分析

针对现有"电力电子技术"教材中普遍存在的对Buck-Boost变换器的分析不完整等问题,本文基于伏秒平衡原理对Buck-Boost变换器进行了全面分析,推导出变换器全范围的输入输出电压关系,电流连续模式(CCM)和断续模式(DCM)的临界工作条件以及电路各参数对电流纹波和电压纹波的影响等。本文一方面有助于更全面深入地理解Buck-Boost变换器的工作原理及特性,另一方面有助于DC-DC变换器分析方法的统一,具有一定的教学指导意义。     

电力电子变换器中滤波电容参数设计方法

在电力电子变换器中,滤波电容可以抑制电压脉动,消除谐波,其参数大小对变换器的性能有着重要影响。本文首先分析滤波电容器的特性,得出影响电容器滤波效果的各个因素,然后介绍了几种常用的滤波电容器参数设计方法,最后通过一个全桥变换器进行了仿真验证,有助于学生更好地掌握滤波电容器的参数设计。     

基于代价函数的WSN能效路由协议性能分析

无线传感器网络(WSN,wireless sensor network)中,基于代价的能效路由协议(CEERP,cost-based en-ergy-efficient routing protocol)通过计算与比较代价函数值可以找到具有优异性能的路由。在前期研究提出的CEERP协议基础上,对该协议的代价函数、能耗和时延性能进行了分析,确定了首个节点死亡前系统所能完成的通信轮数的上下限以及时延计算公式。在采用能耗与时延的乘积作为性能评价标准的前提下,对多种同类协议的性能进行了比较与讨论,并在节点稀疏布署和非理想信道的情况下分别对CEERP的性能进行了进一步仿真。结果表明,CEERP协议在能耗与时延的综合性能上相对于其他同类协议具有很大的优越性。     

Network dynamics and its relationships to topology and coupling structure in excitable complex networks

All dynamic complex networks have two important aspects, pattern dynamics and network topology. Discovering different types of pattern dynamics and exploring how these dynamics depend or/network topologies are tasks of both great theoretical importance and broad practical significance. In this paper we study the oscillatory behaviors of excitable complex networks （ECNs） and find some interesting dynamic behaviors of ECNs in oscillatory probability, the multiplicity of oscillatory attractors, period distribution, and different types of oscillatory patterns （e.g., periodic, quasiperiodic, and chaotic）. In these aspects, we further explore strikingly sharp differences among network dynamics induced by different topologies （random or scale-free topologies） and different interaction structures （symmetric or asymmetric couplings）. The mechanisms behind these differences are explained physically.     

等离子体助燃旋流扩散火焰的光谱分析

介质阻挡放电(DBD)辅助燃烧是等离子体技术领域发展起来的新的应用途径.本文利用CCD相机及光谱仪记录并分析甲烷-空气旋流扩散燃烧火焰形态及特征光谱,研究了等离子体激励的助燃、稳燃机理,分析了不同激励方式对等离子激励效果的影响。实验结果表明,等离子体激励放电会产生大量的自由基及活性基团,如CH,OH,O~+,O原子的各激发态能级及N_2第一正带系等谱线,其中重点分析了加电前后及不同激励方式下O原子(3s~3S~0→3p~5P,λ=777.5 nm)及氮气第一正带系B~3Π_g→A~3∑_u~+粒子(振动带波长为λ=891.2 nm)发射光谱变化,由于氮原子与氧原子均为加速燃烧的重要活性粒子,这些基团的产生使得甲烷更容易发生一系列链式氧化反应。定常激励产生的活性粒子浓度大于未经过等离子体激励及非定常激励下所产生的活性粒子浓度;经过等离子体激励后火焰根部更靠近燃烧器喷嘴底部,说明等离子体激励产生的活性粒子加速了链式反应的进行,缩短了点火迟滞时间.     

Kerr介质中光场与V型三能级原子依赖强度耦合相互作用系统的原子偶极压缩

利用全量子理论,研究了Kerr介质中单模光场与V型三能级原子依赖强度耦合的相互作用系统中原子偶极压缩效应,采用数值计算的方法讨论了Kerr介质常数χ和失谐量Ω对原子偶极压缩的影响.结果表明:Kerr效应对原子偶极压缩效应起着不同程度的减弱作用,适当大小的失谐量Ω有利于原子偶极压缩.     

不同氮流量制备Mn3CuNx薄膜及其电、磁输运性质的研究

采用对靶磁控溅射方法在单晶Si(100)基片上制备了反钙钛矿结构的Mn₃CuN_x薄膜.通过控制制备过程中的反应气体氮气(N₂) 流量(N₂/Ar+N₂), 研究了氮含量对Mn₃CuN_x薄膜结构及物理性能的影响.分别利用X射线衍射仪、俄歇电子能谱、 原子力显微镜、X射线光电子能谱、物理性能测试系统和超导量子干涉仪, 对所制备薄膜的晶体结构、成分、表面形貌和电、磁输运性质进行了测试.结果表明:制备的薄膜均为反钙钛矿立方结构,且沿 (200) 晶面择优生长.随着氮含量的增大,薄膜表面粗糙度和颗粒度尺寸逐渐增大, 导致电阻率增加.氮含量对薄膜的电输运性质没有影响,所有薄膜电阻率均随着温度的降低逐渐增大, 呈现半导体型导电行为,这与对应的块体材料结果相反.Mn₃CuN_x薄膜随着测试温度的增大发生了 亚铁磁到顺磁的磁转变,且N含量的增大降低了磁有序转变温度,主要是由于N缺陷对Mn₆N八面体结构中 磁交换作用的影响所致.     

富钙镁离子溶液以碳酸盐沉淀固定CO2的试验研究

提出了利用富钙镁离子溶液（海水淡化产生的浓海水、地下卤水、高硬度工业废水等）以碳酸盐沉淀形式实现CO₂固定的思路,以2倍浓度的海水为例进行分析,表明富钙镁离子溶液具有可观的固碳潜力。考察了氨水-氯化铵溶液、氨水-碳酸氢铵溶液和有机胺（MEA、MDEA）作为添加剂提高溶液pH值的方式对碳酸盐沉淀形成能力的影响。结果表明这三种添加剂均可在一定程度上提高溶液pH值,促进富钙镁离子溶液中难溶碳酸盐沉淀形成。