μ-氧代四苯基双核金属卟啉仿生催化剂的研究进展

综述了国内外及本课题组有关μ-氧代四苯基双核金属卟啉仿生催化剂合成及应用的最新研究进展和成果. 重点介绍了μ-氧代四苯基双核金属卟啉的合成方法, 即两步合成法、柱色谱分离法、一步合成法、自氧化法以及本课题组最新开发的一锅法. 其中一步合成法和自氧化法由于具有适用范围广、收率高等优点, 将成为μ-氧代四苯基双核金属卟啉的主要合成方法. 而一锅法尽管目前收率尚较低, 但由于其完全去掉了中间反应产物的分离和提纯以及原料和溶剂的损失, 而使工艺流程得到大大简化、能耗显著降低, 将成为一种极有发展潜力的合成方法. 系统地阐述了μ-氧代四苯基双核金属卟啉在仿生催化领域中的应用. 尤其是以μ-氧代四苯基双核金属卟啉为催化剂、O2或空气为氧化剂的催化氧化反应, 具有催化剂用量少、氧化剂清洁且廉价易得、无需助催化剂和共还原剂、反应条件温和等优点, 将成为未来仿生催化氧化领域研究的前沿和热点.     

乙酸促进邻甲基苯磺酸铜选择性催化醇和酚的四氢吡喃化反应

室温无溶剂条件下, 乙酸能有效促进邻甲基苯磺酸铜催化一系列醇或酚和3,4-2H-二氢吡喃反应, 生成相应的四氢吡喃醚. 在乙酸存在条件下, 体系的催化性能有显著提高, 邻甲基苯磺酸铜用量仅需0.3 mol%(占醇或酚的摩尔分数)就能使反应在较短时间内完成. 反应结束后, 邻甲基苯磺酸铜经简单相分离可多次重复使用, 催化活性无明显下降. 产物结构经IR, 1H NMR, 元素分析进行表征.     

一种基于约束共轭梯度的闪光照相图像复原算法

针对闪光照相图像模糊较大、成像信噪比低的特点,提出了一种基于约束共轭梯度（CCG）的闪光照相图像复原算法。针对闪光照相的特点,引入基于非负、中值滤波和偏微分方程（PDE）的光滑约束条件,把闪光照相图像复原问题转化为约束优化问题,并利用约束共轭梯度法迭代求图像复原的最优解。数值试验表明,该算法能较好再现图像边缘信息,复原出的图像在信噪比和视觉方面都有较大提高。     

Nonlinear study of the dynamic behavior of a string-beam coupled system under combined excitations

In this paper,the nonlinear dynamic behavior of a string-beam coupled system subjected to external,parametric and tuned excitations is presented.The governing equations of motion are obtained for the nonlinear transverse vibrations of the string-beam coupled system which are described by a set of ordinary differential equations with two degrees of freedom.The case of 1:1 internal resonance between the modes of the beam and string,and the primary and combined resonance for the beam is considered.The method of multiple scales is utilized to analyze the nonlinear responses of the string-beam coupled system and obtain approximate solutions up to and including the second-order approximations.All resonance cases are extracted and investigated.Stability of the system is studied using frequency response equations and the phase-plane method.Numerical solutions are carried out and the results are presented graphically and discussed.The effects of the different parameters on both response and stability of the system are investigated.The reported results are compared to the available published work.     

基于对偶四元数的卫星信息一致性控制

为了解决航天器控制信息一致性问题,提出了利用对偶四元数来描述对象的位置及姿态信息,实现位置与姿态的统一表述。同时利用信息一致性理论,通过设计航天器间的信息传递模型来解决分布式航天器间的状态同步问题。采用对偶四元数及信息一致性理论为工具,分别给出了位姿同步及跟踪两种控制方法并针对两种信息拓扑模型,以空间交会对接问题进行仿真实验,实验结果表明,在500s以内,卫星的位置及姿态实现了同步及跟踪控制。     

流变岩体中让压支护作用下隧道力学行为研究

高地应力深埋软岩隧道大变形问题已成为隧道工程建设领域的突出难题. 根据高地应力深埋软岩隧道的变形特征, 基于"围岩能量吸收、变形释放"的让压支护是解决软岩隧道大变形问题的有效方法. 针对流变岩体中深埋圆形隧道在让压支护作用下的力学响应问题, 通过引入分数阶微积分理论, 采用Abel黏壶元件建立了改进的分数阶Burgers蠕变模型来表征围岩的时效变形. 此外, 通过在让压支护不同变形阶段引入刚度修正系数, 克服了传统支护未能考虑围岩变形释放的问题. 据此, 本文推导了在考虑支护延迟安装影响下, 不同变形阶段围岩与让压支护相互作用的解析解. 为了验证理论研究的正确性, 对一算例进行了不同解答及工程结果的比对, 吻合较好. 最后, 参数研究结果表明: 围岩与让压支护间的相互作用受蠕变本构模型分数阶阶数影响较大. 隧道的位移或支护压力与让压位移、支护刚度修正系数间存在线性比例关系, 但由于刚度修正系数仅保持在较小的变化范围内, 隧道的位移或支护压力变化并不显著.      

HyperFLOW软件非结构网格亚跨声速湍流模拟的验证与确认

计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟在航空航天等领域发挥越来越重要的作用,然而CFD数值模拟结果的可信度仍然需要通过不断地验证与确认来提高.本文给出了从制造解精度测试、简单到复杂外形湍流模拟网格收敛性研究等三个方面开展CFD软件验证与确认的方法,并对自主研发的CFD软件平台HyperFLOW在非结构网格上模拟亚跨声速湍流问题的能力进行了验证与确认.首先通过基于Euler方程和标量扩散方程的制造解精度测试,分别验证了HyperFLOW在非结构网格上对Euler方程和黏性项的求解精度,结果表明其能够在任意非结构网格上达到设计的二阶精度. 其次,通过NASATurbulence Modeling Resource中的湍流平板、二维翼型近尾迹流动、二维Bump等几个典型的亚声速湍流算例的网格收敛性研究,量化考察了数值结果的观测精度阶和网格收敛性指数,并与国外知名CFD解算器CFL3D,FUN3D的计算结果进行了对比,验证了HyperFLOW对简单湍流问题的模拟能力,且具有良好的网格收敛性和计算精度(阶). 最后,通过NASA CommonResearchModel标模定升力系数的网格收敛性研究和升阻极曲线预测,验证了软件在复杂外形亚跨声速湍流流动数值模拟中也具有良好的可信度.      

人行荷载下梁式结构振动分析的DQ-IQ混合法

为了评估人行荷载作用下梁式结构的振动舒适度,利用微分求积-积分求积,即DQ-IQ混合法求解移动荷载作用下梁的振动响应。人行荷载作用下梁式结构的振动控制方程是含Dirac函数的偏微分方程,首先利用IQ法离散与时间相关的Dirac函数,再利用DQ法把控制方程转化为二阶常系数微分方程,最后利用Newmark算法求解微分方程。以某钢结构连廊为例,利用DQ法计算结构自振频率并与解析解进行对比,结果验证了节点选取和边界条件施加的合理性,再利用DQ-IQ混合法和振型叠加法分别计算了不同行走步频下连廊的响应,计算结果表明,DQ-IQ混合法具有较高的可靠性和精确性。DQ-IQ混合法也可以推广到诸如车辆荷载作用下路面或桥梁的动力响应等其他移动荷载下结构的振动分析。     

氧化石墨催化醇和酚的四氢吡喃化保护与脱保护

氧化石墨作为一种高效、低毒、易得、可重复使用的弱酸性催化剂用于醇和酚的四氢吡喃化保护与脱保护反应.反应在室温下短时间内即可完成,产物收率高,分子中的碳碳不饱和键不受影响,氧化石墨可重复使用至少4次.该方法具有操作简便、安全、经济、环境友好等优点.     

四苯乙烯及其衍生物超声辅助合成与光电性能研究

四苯乙烯及其衍生物被广泛报道具有典型的聚集诱导发光(AIE)性能,在有机发光二极管、荧光离子探针、生物化学成像等诸多领域有着广阔的应用前景。以此为背景,可以将相关前沿议题转化为本科综合实验教学方案。本文针对现有的实验教学方案设计进行了探究和改进,在原有使用McMurry偶联反应制备四苯乙烯的实验方案基础上,利用生色团上不同取代基的推拉电子效应设计平行对照试验,合成溴代、甲氧基取代的四苯乙烯衍生物,实现了荧光发射光谱最大峰波长的显著移动,使得在紫外灯下即可观察到荧光从蓝色到黄绿色的变化。利用超声辅助合成的方法,成功将反应时间从原有的6–8 h压缩至2 h,使之更适应本科教学实验所需的时间空间。除光学性能表征外,本实验还综合了循环伏安法表征产物的能带结构。本实验针对原有方案进行了诸多改进,引入平行实验锻炼科学思维、别出心裁地引入超声辅助合成法,极大地缩短了反应时间,展现出较强的前沿性、绿色性和高效性。