水力压裂中裂纹扩展的数值模拟

水力压裂是在高压粘滞流体或清水作用下地层内裂缝起裂与扩展的过程。由于包含岩石断裂和流-固耦合等复杂问题,对该过程的数值模拟具有相当大的挑战性。本文建立基于有限元与离散元混合方法的裂纹模型,模拟岩石裂纹扩展,实现了连续向非连续的转化;建立双重介质流动模型,裂隙流作为孔隙渗流的压力边界,孔隙渗流反作用裂隙的压力求解,处理了流体在基岩与人工裂缝中的协调流动;将裂纹模型与流体流动模式进行结合,建立断裂-应力-渗流耦合形式的力学模型,进一步分析了水力压裂的基本过程,综合多种数值计算方法,编写程序,在验证岩体裂纹模型与双重介质流动模型有效性的基础上,对压裂过程进行复现,将模拟结果与文献结果进行了对比,并讨论了所构建模型的优缺点。     

液态锂回路的净化及在线检测系统

介绍了液态锂回路中的净化及在线检测装置。该装置采用了冷阱法和热阱法,使回路中产生的C、 O、N 和氢同位素等杂质降至10wppm 以下。目前,已经利用四电极测电阻法测量了放锂前后的电阻随温度的变化曲线,再经过多项式拟合,计算得到了纯锂的电阻率随温度变化的函数。     

Landsat 8 TIRS热红外光谱数据定标准确性的分析

Landsat系列卫星的热红外数据一直是获取地球表面温度的重要数据源,而新一代Landsat 8卫星的TIRS热红外传感器数据进一步延续了这一重要使命。但该卫星发射以来,其热红外传感器的定标参数不断发生变化,致使美国地质调查局(USGS)不得不在2014年2月对所有已获取的Landsat 8卫星数据进行重新处理。为了考察新处理数据的定标准确性,利用定标精度很高的Landsat 7 ETM+的3幅热红外影像来对同日过空的Landsat 8 TIRS热红外影像进行对比, 以查明TIRS热红外数据的定标准确性。结果表明,尽管Landsat 8 TIRS与Landsat 7 ETM+的热红外光谱数据很接近,但是,二者之间也存在着差别。与ETM+6波段反演的大气顶部温度相比,TIRS 10波段表现为高估,幅度最大为1.37 K,而TIRS 11波段则表现为低估,幅度可达-3 K。可见,Landsat 8 TIRS热红外光谱数据的定标参数精度仍不稳定,且以TIRS 11波段表现得更明显。进一步分析发现,TIRS数据的误差会随着地表植被和裸土覆盖比例的不同而发生变化。表现在TIRS 10波段的高估会随着植被比例的下降而加大,而TIRS 11波段的低估则会随着植被比例的下降而减少。因此,虽然USGS提倡用TIRS 10单波段来反演温度,但TIRS 10波段在低植被高裸土区的反演精度却远不及TIRS 11波段,所以在低植被高裸土区可能不宜一味地采用TIRS10波段,在没有把握的情况下,在低植被覆盖区也可尝试采用TIRS 10和11波段温度的均值,它可将误差缩小在<0.5 K范围以内。     

Si基双环级联光学谐振腔应变检测研究

绝缘衬底上的硅材料制备的光学微环谐振腔结构具有高灵敏度、结构尺寸小和极低模式体积等特性,被广泛应用到光信息传递、惯性导航领域,但极少被应用到力学信号的测试,为此,研究了一种基于硅基光学微环谐振腔结构的悬臂梁式应力/应变敏感计,利用微环谐振腔环形波导径向形变量作为感应应力的中间物理量,在外界应力作用下,环形波导的半径将发生改变,使结构的光学谐振参数产生变化,从而使光学微环谐振腔谐振谱线发生明显红移,体现出良好的应力/应变敏感特性;通过设计双环级联光学微腔,并采用MEMS光刻、ICP腐蚀工艺制备了嵌入式光学微腔应变计结构,结合理论计算了悬臂梁结构的应力应变敏感特性,经仿真及实验得到,应变计结构的应力/应变灵敏度分别为0.185 pm·kPa-1,18.04 pm·microstrain-1,与单环微腔结构相比,线性量程增加了近50.3%,应力灵敏度提高了近10.6%,初步验证了嵌入式光学微腔结构进行高灵敏度应力/应变检测的可行性,有望实现新型光学力敏传感器件的微型化、集成化。     

马口鱼消化道的形态及组织学结构特征

为了解马口鱼消化道的形态结构特点, 采用解剖学、石蜡切片-显微技术及扫描电镜技术观察研究了马口鱼消化道的形态及组织学结构特征. 结果显示: 马口鱼消化道由口咽腔、食道、肠道组成, 无胃; 口咽腔无颌齿, 具咽齿; 舌短小, 被覆复层扁平上皮, 具少量味蕾及较多圆形粘液细胞. 食道及肠道均由粘膜层、粘膜下层、肌层及外膜构成. 食道粘膜层主要由复层扁平上皮构成, 杯状细胞较多, 肌层发达, 内层环肌、外层纵肌. 肠道分前、中、后三段, 呈“S”形盘曲, 肠长指数0.86~1.50; 肠内面皱褶发达, 粘膜上皮为单层柱状上皮, 其游离面有微绒毛密集排列形成的纹状缘, 后肠微绒毛密集程度略小于前中肠; 上皮细胞间分布有杯状细胞, 杯状细胞的数量前、中肠较多, 后肠后段较少, 肠管直径、肠绒毛数量及其高度由前到后渐减. 马口鱼消化道的结构特征与其肉食性相适应.     

临边成像光谱仪的发展现状与进展

介绍了临边观测模式的探测原理及其特点,给出了美国、欧洲等发达国家关于临边成像光谱仪的研究状况,并列出了各临边成像光谱仪的核心设计方案及具体的技术指标。最后,介绍了国内唯一一例临边成像光谱仪的开展情况,包括设计方案到技术指标。通过对比分析国内外临边成像光谱仪的研究进展,为我国进一步提高临边成像光谱仪的性能及技术指标提供了理论基础。     

含Ce水滑石基复合氧化物对混合染料的光催化性能

将具有光催化活性的Ce O_2和锌锡水滑石进行复合,经焙烧得到光催化性能较高的Ce O_2/Zn O/Sn O_2复合氧化物。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射图谱(UV-Vis DRS)技术对样品的晶体结构、表面形貌和光学性能进行表征,并利用密度泛函理论(DFT)计算样品的态密度,分析其电子能态结构。以甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的混合溶液(C_(MO)∶C_(MB)=1∶1)模拟染料废水,研究Ce O_2含量和焙烧温度对复合氧化物光催化降解混合染料的影响。结果表明:随着Ce O_2含量和焙烧温度的增加,复合氧化物的结晶度及对MO和MB的光催化活性得到增强;同时,复合氧化物对混合染料中MO的降解率优于MB。其中Ce O_2含量为20%,焙烧温度为700℃时的复合氧化物表现出最佳的光催化性能,对混合染料中MO和MB的降解率分别达到96.7%和95.0%。结合实验结果和理论计算,推测了混合染料中MO和MB的降解路径。     

七元瓜环与N,N’-二烷基-1,3-(4,4’-二吡啶基)丙烷衍生物的相互作用

以1,3-(4,4’-二吡啶基)丙烷为母体, 合成了N,N’-二乙基、二丁基、二己基以及二辛基1,3-(4,4’-二吡啶基)丙烷衍生物. 利用1H NMR技术和紫外吸收光谱法, 考察了Q[7]与上述链状吡啶衍生物的相互作用. 实验结果表明, Q[7]与客体PC0, PC2作用, 瓜环包结客体的二吡啶基丙烷部分形成1∶1的包结配合物; 对于取代烷基碳链数大于4的N,N’-二烷基-1,3-(4,4’-二吡啶基)丙烷衍生物, 随着主体与客体摩尔比值的增加, 体系中主-客体相互作用的主导模式是Q[7]逐渐包结了客体二吡啶基丙烷部分, 进而形成Q[7]包结客体两端取代烷基, 甚至形成一个客体分子上“挂满”3个主体瓜环的包结物.     

末敏弹红外辐射特性及探测

末敏弹作为一种新型攻击坦克装甲目标的武器,已成为国内外发展的重点弹药。对末敏弹进行探测,采取必要的应对措施,对于提高坦克装甲目标的生存几率具有重要意义。在介绍末敏弹工作原理的基础上,分析了末敏弹的红外辐射特性及其探测方法。结果表明:由于末敏弹载体不同,从而使末敏弹的初速差别很大,其红外辐射的峰值波长随初速的增加从长波红外波段移向中波红外波段,在探测末敏弹时,要根据末敏弹红外辐射特性和探测器的响应特性选择探测器,而且在探测时,由于末敏弹为弱小目标,要求探测系统具有较小的瞬时视场。     

IP over WDM网络最小功耗模型和休眠机制研究

针对IP over WDM网络,建立了整数线性规划(ILP)最小功耗模型,计算了满足峰值业务需要开启的设备数目;对于低峰业务提出休眠机制,分别利用最小光路数算法与最小跳数算法,在保证连接无阻塞的情况下找出空闲设备,对比峰值业务得到不同算法下的设备使用率,确定IP over WDM网络的节能潜力。结果表明,ILP优化模型的网络功耗最小,最小光路数算法次之;低峰业务下利用休眠机制可以关闭设备的比例占40%～60%;采用最小光路数算法的休眠机制节能效果较优。