新型固体氧化物燃料电池连接件的结构设计与数值仿真

离散型连接件构成的固体氧化物燃料电池结构中存在反应气体容易产生涡流和较小压降等问题, 影响电池的输出功率. 本文基于COMSOL Multiphysics仿真平台, 建立离散型连接件的固体氧化物燃料电池的三维模型进行数值仿真模拟. 考虑其气体流量、组成、质量以及电化学反应过程, 研究离散型连接件电池阳极和阴极内反应气体的流速、流道阻力和浓度对电池工作性能的影响, 并与相同工况下的平直流道型连接件的固体氧化物燃料电池三维模型进行比较. 结果表明: 离散型连接件的固体氧化物燃料电池流道内的气体流速较大, 气体浓度下降较慢, 有较强的流道传质能力, 与平直流道型连接件的固体氧化物燃料电池相比, 离散型连接件电池的最大输出功率提升了61.27％.     

基于电晕放电的离子风推进装置推力性能

基于电晕放电的离子风推进装置的推力性能进行了实验研究。采用线-箔、线-平行箔和针-箔三种不同的电极结构,研究了外加电压和电极结构对离子风推进装置推力的影响。结果表明,对于线-箔结构,电晕放电的起始电压随着电极导线半径的增加而增加,装置的推力随着外加电压的升高而增加。在相同的外加电压下,具有多个收集极的线-平行箔结构产生的推力大于线-箔结构产生的推力,而针-箔结构产生的推力亦高于线-箔结构获得的推力。对应的静电场数值模拟结果表明,不同的电极结构改变了电场的空间分布,进而影响了离子风推进装置的推力。进一步的优化设计应综合考虑发射极附近的局部电场以及发射极和收集极之间的空间电场的组合效应,以提升离子风推进装置推力性能。     

针-环-板电极结构下大气压He等离子体射流模拟研究

电极结构是影响大气压等离子体射流特性的一个重要因素,研究不同电极结构下等离子体射流的传播行为,对优化射流装置、满足不同的应用需求具有重要意义。本文采用二维轴对称流体模型,模拟研究了针-环-板电极结构下,当环电极所加电压及环电极位置不同时,大气压氦等离子体射流的传播行为。模拟结果显示,在模拟条件下,不论环电极位置如何,环电极接地时射流的电子密度都高于环电极与针电极接相同高压时射流的电子密度,而且射流结构也不受环电极位置影响。但是环电极的位置不同,射流的传播速度和传播距离不同。当环电极距离管口较远时,环电极接地产生的射流传播较快,与环接高压相比,相同时间内获得的射流更长;当环电极距离管口较近时,则环电极与针电极接相同高压产生的射流传播更快。文章中对这些行为形成的物理机制也进行了分析和讨论。     

贸易开放、人力资本结构高级化与科技创新能力——基于省级面板数据的实证分析

科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,人力资源是第一资源。采用固定效应模型,实证检验了贸易开放和人力资本结构高级化对科技创新的影响,研究发现,贸易开放和人力资本结构高级化是促进科技创新能力的显著因素,其中人力资本结构高级化对科技创新能力的影响更大。异质性分析的结果表明,贸易开放和人力资本结构高级化对科技创新的影响会因地理区域位置的不同而有所差异。因此,我国应该采用更加积极主动的贸易开放政策和人才培养战略,营造良好的科技创新氛围,以提升整体科技创新能力水平,进一步增强综合国力,提升国际地位。     

核壳Fenton催化剂CuFe_2O_4@PDA-Cu的制备、表征及其活化H_2O_2降解染料的性能

为得到新型高效多相催化剂,有效去除废水中的染料,以Cu(Ac)_2与CuFe_2O_4@PDA为原料制备了催化剂CuFe_2O_4@PDA-Cu.通过IR、XRD、XPS、UV-Vis、DRS技术对催化剂的性能进行了表征,考察了温度、H_2O_2用量、催化剂用量、pH值、盐等对催化活性的影响.利用HPLC测定降解产物,采用自由基捕获和抑制实验进行机理验证,发现催化剂是核壳结构.温度升高、pH值升高、H_2O_2和催化剂用量的增加均有利于提高催化活性;氯化物、硫酸盐、硝酸盐和磷酸盐不影响催化效果,溴化物和亚硝酸盐降低了催化效果.得到的最优降解条件为:T=30℃,催化剂用量10mg·L~(-1),pH=9,过氧化氢用量10mmol·L~(-1),染料浓度30mg·L~(-1).最优条件下催化剂可循环使用4次以上;甲基橙、茜素红和罗丹明B的去除率为100%;染料R0213、O0118和B0115的去除率大于60%.降解产物有草酸、马来酸和CO_2.甲基橙、茜素红和罗丹明B降解后COD_(Mn)=2~4mg·L~(-1).水杨酸捕获·OH生成2.5-二羟基苯甲酸,叔丁醇抑制染料降解.结果表明,催化剂可活化H_2O_2产生·OH,·OH攻击染料分子开环降解直至矿化.该研究为开发高效多相催化剂,有效去除废水中的染料提供了科学依据.     

三角B-B曲面在非结构网格生成中的应用

基于生成非结构化网格的Delaunay三角形化方法,应用三次三角Bernstein-Bézier曲面来控制网格点的分布情况。对于给定边界,利用三次非均匀B样条进行边界的拟合及重新离散。对初始化形成的Delaunay三角形,应用三次三角Bernstein-Bézier曲面来计算位于其中的点的长度标尺,通过对三角Bernstein-Bézier曲面边界点的定义来控制三角形内长度标尺的分布。对复杂通道网格剖分的实例表明,此方法可以很好地控制内部网格点的分布情况。     

Production of annular flat-topped vortex beams

A model of an annular flat-topped vortex beam based on multi-Gaussian superimposition is proposed.We experimentally produce this beam with a computer-generated hologram(CGH) displayed on a spatial light modulator(SLM).The power of the beam is concentrated on a single-ring structure and has an extremely strong radial intensity gradient.This beam facilitates various applications ranging from Sisyphus atom cooling to micro-particle trapping.     

石墨烯能带结构的紧束缚近似计算

固体能带理论是固体物理学的一个重要理论基础,被广泛应用于材料电学性质的研究。为结合科学前沿教学,以当前热门材料石墨烯为例,介绍紧束缚近似法在石墨烯能带结构计算上的详细过程,并借助Matlab软件展示了其能带结构,进而从理论上解释石墨烯所具有的独特电学性质。     

Lower Energy α Elastic Scattering on ^20Ne and Anomaly of α＋^20Ne Scattering System

The α+²⁰Ne elastic scattering angular distributions at lower incident energies of Eα= 12.7--31.1 MeV have been analyzed by using the α-folding potential based on the α+¹⁶O structure model of the ²⁰Ne nucleus. The α-folding potential with a standard Woods-Saxon type imaginary part, can reasonably describe experimental cross sections and the anomalous large angle scattering (ALAS) features. The anomaly of the α+²⁰Ne scattering system is further confirmed in the lower incident energy region.     

关于康托集类光栅的实验探究

设计制作了康托集分形衍射光栅,通过对康托集分形光栅3个阶段的夫琅禾费衍射现象的观察,根据惠更斯-菲涅耳原理,得到了一维康托集分形光栅的夫琅禾费衍射光强分布特性.