三维可压缩Boltzmann模型及其在低Mach数湍流中的应用

改进了有限差分格子Boltzmann方法(FDLBM),以直接数值模拟气动噪声.基于LB求解器特性,采用动力学方程中的恒定对流速度以实施高阶迎风差分,提高了声波和湍流的分辨率.通过建立一个新的三维粒子模型,计算得到了任意比热容的三维可压缩Navier-Stokes系统.此外,利用Bhatnagar-Gross-Krook (BGK)碰撞算子,通过引入热流量修正,实现了Prandtl数的可变性.在激波管内弱声波以及伴随有温度梯度的Taylor-Couette层流的验证计算中,提出的新方法结果良好.此外也对NACA0012翼型绕流进行了三维模拟.其中,Reynolds数、Mach数和攻角分别取2× 105,8.75×10-2以及9°.计算发现,在机翼前缘附近的分离气流位置,以及表面压力波动强度的Maeh数依赖性方面,数值计算结果与实验结果相吻合.     

多分散性对嵌段共聚物微观相行为影响的耗散粒子动力学模拟研究进展

嵌段共聚物通过微观相分离形成的各种有序结构在纳米印刷、药物输送、太阳能电池模板制备等领域有着广泛的应用.如何实现这些有序结构的有效调控是大家普遍关心的问题.近期的实验及理论研究表明嵌段长度的多分散性对嵌段共聚物的微观相行为有着不可忽视的影响.本文综述了近年来在AB型两嵌段及ABA型三嵌段共聚物的实验及理论研究中的一些主要进展,重点介绍了基于耗散粒子动力学的模拟研究进展.并对多分散性可能带来潜在重要影响的嵌段共聚物相关体系的未来发展方向进行了展望.     

低抗凝肝素寡糖的制备、结构表征及免疫活性评价

以猪肠黏膜来源低抗凝肝素为原料,采用苄酯碱水解法制备了寡糖.通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)、高效凝胶渗透色谱(HPGPC)-多角激光光散射法(MALLs)联用、核磁共振波谱(NMR)和液相色谱-质谱(LC-MS)联用技术对所制备寡糖的分子量分布及化学结构进行了表征.以该寡糖对活化X因子(FXa)及人凝血酶(FⅡa)活性的抑制作用评价了其抗凝血活性,并通过测定其对RAW264.7巨噬细胞吞噬能力及NO释放量的影响评价其免疫活性.结果表明,所制备寡糖的聚合度分布于2~22之间,平均分子质量为5300,无明显的抗凝血活性,但具有显著的免疫增强活性.     

配体链包覆纳米粒子的表面相分离及自组装的模拟研究

通过耗散粒子动力学方法,模拟了二元配体链包覆的纳米粒子表面的相分离行为,并与现有的模拟和实验体系进行对比.研究结果印证了相分离驱动力是配体链错位所导致的构象熵的结论.进一步以相分离得到的Janus和三嵌段Janus结构纳米粒子作为构筑单元,研究了其在选择性溶剂中的自组装行为.结果表明,Janus粒子易自组装成为双层囊泡结构,而三嵌段Janus粒子则更易形成单层囊泡结构.对于从配体链包覆的纳米粒子出发,设计具有特殊功能的囊泡提供了理论支持.     

枪虾攻击过程的物理化学原理辨析

枪虾通过闭合大螯喷出高速水柱,发出巨大声响以击昏猎物进行捕食,过程中伴随发热发光现象。本文利用物理化学原理,对枪虾的攻击过程进行了系统分析,通过计算螯闭合时产生的动能,利用气泡平衡计算的膨胀功和热能的比较,利用能量守恒原理、绝热过程近似等方法,从理论上解释了气泡的形成过程,并计算了气泡破裂时残存气体的体积和其所能达到的温度,确定了枪虾激发所释放出的能量的耗散途径,较好地解释了枪虾攻击过程中发生的物理化学现象。     

芳香低聚酰胺类α-螺旋模拟物研究进展

α-螺旋模拟物是一类重要的小分子蛋白质相互作用抑制剂。芳香低聚酰胺类小分子α-螺旋模拟物具有许多优点,近年来取得了较快的发展。综述了近几年来芳香低聚酰胺类α-螺旋模拟物的最新进展。     

ATCase:一个基于多项式约束求解的数值程序测试用例自动生成工具北大核心CSCD

现有的基于符号执行的测试用例自动生成技术存在不足之处:由于精度限制和非线性约束求解的复杂性,符号执行在遇到复杂的非线性浮点约束时效果并不理想.针对这一现状,给出了一个基于多项式约束求解和区间验证的测试用例生成算法.对于复杂非线性约束难以求解的问题,采用基于低秩矩量矩阵恢复的多项式系统求解方法,该方法对于含有等式和不等式的多项式系统,相较于其他方法求解速度更快,更适合大规模问题的求解;对于浮点约束求解不准确的问题,采用基于区间分析的验证算法来计算包含精确实解的区间,基于该区间给出测试用例,可以避免浮点计算的不准确和异常.结合该算法和符号执行工具KLEE-FP实现了一个测试用例自动生成工具ATCase(automatically generate test case),它能够分析数值程序中的路径并自动生成满足路径约束的测试用例.在两个开源软件库中的2两个复杂的真实程序上运行的实验结果表明ATCase相比KLEE-FP所使用的STP求解器,能快速生成具有更高覆盖率的测试用例,特别是在处理相对复杂的非线性约束时,优势更加明显.     

一种能够提高建模精度的含参变量函数变换及其应用

根据传统预测模型适宜低增长、近指数序列这一基本事实出发,提出用原始序列本身的级比偏差来比较低增长的程度,用原始序列所对应的级比序列的级比偏差比较原始序列接近指数序列的程度.并通过此种方法找到了一种含参变量函数变换缩小级比偏差的范围,从而提高了建模精度,又因为此种变换能够保证还原相对误差保持不变,以至于最终达到了提高建模精度的目的.并通过实例验证了方法的可行性及其结果的正确性、优越性.     

介观模拟研究水包油型微乳液的形成及稳定性

采用耗散颗粒动力学模拟方法从介观尺度上研究了水包油(O/W)型微乳液的形成条件并对所形成的O/W型微乳液的耐环境(油水体积比、温度、盐度和剪切作用)稳定性进行分析。结果表明,油水体积比小于1:3时,油水界面张力最小,可以形成O/W型微乳液。此微乳液具有一定的耐低温稳定性,其耐温稳定性范围为0.8 kBT~1.0 kBT。在此温度范围内,1.0 kBT时的微乳液具有最好的耐盐性,αHH降低为22时微乳液才发生相转变。此外,剪切作用对不同条件下所形成的微乳液具有一定破坏作用,当温度为1.0 kBT、αHH为25时,剪切速率增加到0.009,微乳液才受到破坏,也就是说,此条件下的微乳液是稳定的。此模拟结果从介观尺度上提供了微乳液的结构变化,为微乳液的实际应用提供理论指导。     

Cu2O亚微米空心球的低共熔溶剂辅助合成与表征

以低共熔溶剂(DESs)/H2O混合溶剂为介质成功制备了形貌均一、尺寸小且稳定性高的亚微米Cu2O空心球。采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射等方法表征了所制备样品的形貌、尺寸和结构。同时,研究了温度、p H、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)用量等因素对样品尺寸、形貌及纯度的影响。结果表明,制备高纯Cu2O空心球的优化工艺条件为40℃、p H=11和PVP用量0.9g。混合溶剂中DESs的存在对提高所制备Cu2O样品的纯度、形态均一性和稳定性以及缩小颗粒的尺寸起到了重要作用。