笛管式配气机构进气量的分析研究

阐述了笛管式内燃机配气机构的结构原理,并创建有限元模型,采用CFdesign软件仿真的方法对比传统配气机构和笛管式配气机构进气机理,分析进气过程中两者气缸体积流量的变化规律.结果表明:笛管式配气机构在提高较小转角或较小开度时,能使进排气流畅,进气更为充分,从而大大提高了进气量.     

基于第一性原理量子输运模拟的并行计算

为了解决基于第一性原理分析计算大尺度量子输运体系时遇到的耗时长久问题,挖掘密度泛函理论与非平衡格林函数相结合方法(DFT+NEGF方法)在自洽迭代过程中的计算热点,就计算电子密度矩阵时的能量点积分和计算格林函数时的矩阵求逆/乘法运算提出MPI/Open MP并行计算方案.能量点积分采用MPI多进程并行方案,在数据初始化时需要将稀疏矩阵和积分能量点依照轮询调度算法分配给各进程.矩阵求逆/乘法的并行化既可调用ScaLAPACK子程序实现又可调用IntelMKL数学库中的OpenMP多线程加速函数实现.由于不同能量点计算的独立性,能量点积分采用的MPI并行计算获得近乎线性的加速比曲线.由于Open MP多线程并行采用的是基于共享内存的数据交换机制以及线程间切换通信开销小,矩阵求逆/乘法运算的OpenMP并行实现在计算效率上要优于而在程序的可扩展性上要劣于MPI多进程并行实现.     

La或N掺杂SiC纳米线的制备、场发射性能及第一性原理计算

采用化学气相沉积法和气相掺杂法, 分别制备了La 或N掺杂的SiC 纳米线. 利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线能量色散谱(EDS)分析和X射线衍射(XRD)等测试手段对两种产物的微观形貌、元素组成和物相结构进行了系统表征. 以合成产物作为阴极, 对其场发射性能进行测试, 结果表明: SiC 纳米线的开启电场值和阈值电场值由未掺杂的2.3、6.6 V·μm^-1分别降低为1.2、5.2 V·μm^-1(La 掺杂)和0.9、0.4 V·μm^-1(N 掺杂). 采用Material Studio 软件中的Castep 模块建立(3×3×2)晶格结构模型, 对未掺杂、La 或N掺杂SiC 的能带结构和态密度进行计算, 结果显示: La或N掺杂后, 在费米能级附近产生了新的La 5d或N 2p掺杂能级, 导致禁带宽度(带隙)变窄, 使得价带电子更容易跨越禁带进入导带, 从而改善SiC纳米线的场发射性能.     

应变调控单层氧化锌能带结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算对单层ZnO薄膜能带结构的应变调控进行了研究.计算结果表明:沿着之字形方向的压缩应变和扶椅形方向的拉伸应变对薄膜带隙的调控都是线性的,而且带隙调控的范围最大;相反地,在沿着之字形方向的拉伸应变和扶椅形方向的压缩应变的调控下,带隙则呈现出非线性的变化.对于双轴应变的拉伸与压缩,带隙的变化都是非线性的.这种通过不同的应变加载方式来实现对带隙不同程度的调控,对ZnO薄膜在光学和催化等领域的应用具有重要的指导意义.     

扶手椅型缺陷硫化钼纳米带电子性质的第一性原理计算

基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了含空位缺陷的扶手椅型二硫化钼纳米带的电子性质.发现缺陷会导致纳米带结构稳定性降低,单空位钼缺陷和三空位缺陷使得纳米带从半导体变成金属性,而单空位硫缺陷和两种双空位缺陷仅减小纳米带的带隙;电子态密度和能带的本征态表明缺陷纳米带费米能级附近的杂质态主要是缺陷态的贡献.研究了四类半导体性质的纳米带带隙与宽度的关系,对于完整的纳米带,带隙随宽度以3为周期振荡变化;而引入空位缺陷后,纳米带的带隙振荡不再具有周期且振荡幅度变小.同时发现,当缺陷的浓度变小后,缺陷仅使纳米带的带隙减小,不会使其变为金属性.这些结果有望打开其在新型纳电子器件中的应用潜能.     

基于微流控芯片的CD4+T淋巴细胞计数检测

CD4 +T淋巴细胞是人体免疫缺陷病毒(HIV)的主要感染细胞,慢性HIV感染者逐渐耗尽CD4 +T淋巴细胞,使免疫系统变弱,导致获得性免疫缺陷综合症(AIDS),因此,CD4 +T淋巴细胞的数量对HIV/AIDS的诊断和治疗至关重要。全球范围内HIV/AIDS正处于快速增长期,现有的CD4 +T淋巴细胞计数检测方法由于仪器昂贵、操作复杂、检测成本高,不利于疾病诊疗的普及与推广。为实现低成本、方便、快捷的临床检测,基于微流控芯片的CD4 +T淋巴细胞计数检测方法与技术的研究正日益受到人们的重视。本文在回顾传统CD4 +T淋巴细胞检测方法的基础上,综述、归纳了基于微流控芯片的CD4 +T淋巴细胞计数方法,在全面分析其技术特点的基础上,进一步评述了其综合性能、适用范围、及典型优缺点。最后,本文针对基于微流控芯片的CD4 +T淋巴细胞计数检测技术的发展趋势及商业化应用前景进行了讨论和展望。     

乙炔电催化氧化制备草酸的机理研究

选择铂为电极电催化乙炔合成草酸,通过紫外-可见分光光度法和红外光谱法对产品进行表征,利用第一性原理计算方法探讨乙炔在催化剂Pt(111)表面的吸附情况,采用循环伏安法（CV）研究铂电极在硫酸钠溶液中氧化乙炔的电极过程,重点测定电极的稳态极化曲线并根据极化曲线推算塔菲尔斜率,结合表观传递系数及反应级数对拟定的乙炔电催化氧化制备草酸的反应机理进行验证. 实验结果表明,乙炔分子在Pt(111)面上呈平行桥键构型时吸附最稳定;铂电极在含体积分数为2%丙酮的0.4 mol·L^-1硫酸钠溶液中可将乙炔电催化氧化为草酸;反应的速率控制步骤为.     

基于创新人才培养的化工原理实验教学体系的构建

介绍了化工原理实验教学在教学模块与实验层次、课程内容、教学方法与成绩评定3个方面进行的改革与创新。通过开设演示型、验证型、综合型和研究开发型4个不同层次的实验项目,以学生为主体,培养其实验技能与创新意识,不断提高学生的创新能力。     

基于Aspen Plus软件对制药化工原理精馏实验的模拟与分析

介绍并探讨了Aspen Plus化工流程模拟软件在“制药化工原理精馏实验”操作型问题分析中的应用.实践表明,采用该流程模拟软件辅助解决精馏实验操作问题,可以把精馏过程中复杂计算和繁琐图解过程化为直观、简单、精确、高效的计算,便于学生的理解和掌握, 提高了学生的学习积极性,不仅拓宽学生的视野,使学生加深了对精馏原理的深刻理解,而且有助于培养学生利用流程模拟技术解决工程实际问题和科研问题.     

变频节能设计实验的实践探索

在化工原理实验课程中,流体流动综合实验包含了离心泵曲线的测定、流量计的标定等实验项目。通过最新变频技术开展了离心泵流量的测定与频率的关系的实验,有效弥补了目前教材中缺乏有关变频节能内容的不足,具有很高的创新性,对于提高学生主动学习能力具有重要的意义,培养了学生的工程素质,提高了他们的综合能力。