硼烯：从理论模型到探究应用

1995年,德国科学家布斯塔尼通过理论计算提出了硼团簇的构造法则——“Aufbau原则”,为硼烯的理论模型研究奠定了基础。在新的理论和计算方法不断提出的背景下,硼烯的理论模型得到了进一步的完善,2014年,美国布朗大学的王来生正式提出“硼烯”这一概念,至此二维硼烯的概念得到了广泛的确信。2015年,研究者首次报道在Ag(111)衬底上生成二维硼烯薄膜。随后,科学家们通过实验探究发现硼烯在超导材料、电池电极材料、催化剂、储氢等领域有巨大的应用前景。硼烯的发展史揭示了理论和实验交互验证的新型科学发展模式,促进了二维材料发展观的演进。     

An analytic approach to theoretical modeling of highly unsteady viscous flow excited by wing flapping in small insects

Numerous studies on the aerodynamics of insect wing flapping were carried out on different approaches of flight investigations, model experiments, and numerical simulations, but the theoretical modeling remains to be explored. In the present paper, an analytic approach is presented to model the flow interactions of wing flapping in air for small insects with the surrounding flow fields being highly unsteady and highly viscous. The model of wing flapping is a 2-D flat plate, which makes plunging and pitching oscillations as well as quick rotations reversing its positions of leading and trailing edges, respectively, during stroke reversals. It contains three simplified aerodynamic assumptions: (i) unsteady potential flow; (ii) discrete vortices shed from both leading and trailing edges of the wing; (iii) Kutta conditions applied at both edges. Then the problem is reduced to the solution of the unsteady Laplace equation, by using distributed singularities, i.e., sources/sinks, and vortices in the field. To validate the present physical model and analytic method proposed via benchmark examples, two elemental motions in wing flapping and a case of whole flapping cycles are analyzed, and the predicted results agree well with available experimental and numerical data. This verifies that the present analytical approach may give qualitatively correct and quantitatively reasonable results. Furthermore, the total fluid-dynamic force in the present method can be decomposed into three parts: one due to the added inertial (or mass) effect, the other and the third due to the induction of vortices shed from the leading-and the trailing-edge and their images respectively, and this helps to reveal the flow control mechanisms in insect wing flapping. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (10072066) and the Chinese Academy of Sciences (KJCX-SW-LO4, KJCX2-SW-L2)     

热动力学对比进度法IV. 热导式热量计的单参数理论模型与热谱重建

本文建立了热导式热量计的单参数理论模型, 在此基础上系统地提出了热谱重建法, 并结合热动力学对比进度法, 对几个化学反应体系进行了热动力学研究。实验结果验证了本文方法及其理论基础的正确性。     

网络科学中统一混合理论模型的若干研究进展

复杂网络的理论模型研究一直是网络科学的最重要课题之一.首先概述网络科学理论发展史上的3个里程碑以及有权演化网络的发展概况.为了全面反映确定性与随机性混合的真实世界的统一性、多样性和复杂性,使网络理论模型更加接近实际网络的全面特性,着重评述近年来发展的统一混合网络理论模型的3部曲:和谐混合择优模型、统一混合网络模型和统一混合变速增长网络模型,总结和评述了混合理论模型3部曲的不同特点和相互联系,揭示了统一混合网络的复杂性与普适性及其错综复杂的转变关系.最后指出, 该理论在多层次高科技网络等实际网络中的应用前景.      

气液二相流研究概述

气液二相流研究液体和气体(或蒸气)两相介质共存条件下的流动特性。二相体系可以是液体中含有气体或(蒸气)泡或者气体,(或蒸气)中含有液体微滴,也可能因其中气泡或液滴的聚并,两相间形成更复杂的分布状态。气液二相流是自然界、日常生活中常见的现象,在许      

旋转圆柱绕流流场特性分析

对雷诺数Re = 20000 ~ 90000、相对转速ɑ = 0 ~ 0.72的旋转圆柱后方流场进行了实验测量, 分析了旋转圆柱后方不同剖面处的速度分布规律和湍流度分布规律. 采用LES方法对旋转圆柱绕流问题进行了数值模拟, 分析旋转圆柱周围流场特性和自由剪切层变化规律, 最后通过理论模型对流场变化进行分析, 得出如下结论: 当圆柱逆时针旋转时, 同一雷诺数下随着相对转速的增加, 旋转圆柱尾迹区域下方速度突变处的位置随着相对转速的增加而上移, 而上方速度突变处的位置不变, 雷诺数的增加使旋转圆柱尾迹区域下方速度突变处位置有小幅度的下移. 通过数值模拟发现, 圆柱旋转之后, 圆柱后方下侧涡的位置明显上移, 且幅度较大. 下方的自由剪切层有明显的上移, 上方的自由剪切层位置变化较小. 最后通过理论分析发现, 圆柱后侧下方涡位置的上移对圆柱升力影响十分显著, 在高雷诺数、低相对转速的条件下, 旋转圆柱后侧下方涡位置的改变对旋转圆柱的升力、尾流区自由剪切层的变化起到了重要的影响.      

功能梯度材料研究的现状与将来发展

功能梯度材料是近年来材料科学的研究热点之一,文章评述了ＦＧＭ的基本概念、制备技术、理论研究和应用情况等发展现状,同时对可能的发展进行了讨论,强调了对电磁性能研究的重要性。     

成纤维细胞在基质刚度梯度作用下趋硬性迁移数值模拟

建立了一种细胞趋硬性迁移的理论模型和有限元分析框架,为连续变刚度人工基质的试验设计提供理论依据。考虑了细胞体的黏弹性属性,以及细胞与基质间的配受体动态反应过程,并以配受体合成时间为时间步长,将细胞运动方程化为静力学形式进行求解。对有限元过程提出一种动约束,便于消除其结构矩阵的奇异性。结果表明,模型能够模拟黏着斑内部力的快速波动现象,细胞的运动速度与观测数据一致,可有效模拟20 h以上的长时程问题。     

Electronic Transport and Magnetic Properties in Ferroelectric-Ferromagnetic Composites La5/8Ca3/8MnO3:ErMnO3

系统研究了xLa_5/8Ca_3/8MnO₃:ErMnO₃:(1-x)ErMnO₃(x=0、0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、1)铁电铁磁复合材料的晶体结构和低温下的电磁输运性质.X光衍射结果表明金属铁磁相La_5/8Ca_3/8MnO₃和绝缘铁电相ErMnO₃由于晶体结构上的巨大差异几乎完全不相溶．电阻率随x的增大而降低,其导电特性可用经典的渗流理论来解释．当x>xc时,样品电阻特性由La_5/8Ca_3/8MnO₃主导,电阻温度曲线会出现金属绝缘体转变．磁性测试表明,由于xLa_5/8Ca_3/8MnO₃的掺入,复合材料的磁性相比单相ErMnO₃得到加强．从电磁性质综合分析认为这种复合材料是一种新的多铁性材料,相比单相多铁性材料ErMnO₃,它具有更强的磁性和更广的使用温度范围．     

磁爆加载下强磁体的磁场研究

 为了研究磁爆压缩发生器加载下强磁体形成的磁场,对磁爆加载过程进行分析,建立了磁爆加载下强磁体形成磁场的理论模型。按照此模型,对6种不同结构强磁体的磁场进行对比研究,得到了强磁体的磁场变化规律。结果表明：在加载初始阶段,磁爆压缩发生器的自身参数为主要影响因素,各磁体的磁场峰值和范围差别较小;在磁通压缩阶段,电路过程的改变使得磁体结构的影响逐渐显著,各磁体的磁场峰值和范围发生了明显变化;磁体结构对磁场的空间分布具有决定性作用,磁场分布不受加载过程的影响。