含多面低聚倍半硅氧烷新型杂化聚合物的合成

基于多面低聚倍半硅氧烷（POSS）的杂化聚合物是近年发展起来的一类新型有机/无机杂化材料,性能独特,应用前景广阔。本文综述了含POSS新型杂化聚合物的合成研究进展,涉及自由基溶液聚合、可控活性聚合、开环易位聚合、缩聚和配位聚合。     

A control volume finite element method for three-dimensional three-phase flows

A novel control volume finite element method with adaptive anisotropic unstructured meshes is presented for three-dimensional three-phase flows with interfacial tension. The numerical framework consists of a mixed control volume and finite element formulation with a new P₁DG-P₂ elements (linear discontinuous velocity between elements and quadratic continuous pressure between elements). A “volume of fluid” type method is used for the interface capturing, which is based on compressive control volume advection and second-order finite element methods. A force-balanced continuum surface force model is employed for the interfacial tension on unstructured meshes. The interfacial tension coefficient decomposition method is also used to deal with interfacial tension pairings between different phases. Numerical examples of benchmark tests and the dynamics of three-dimensional three-phase rising bubble, and droplet impact are presented. The results are compared with the analytical solutions and previously published experimental data, demonstrating the capability of the present method.     

Evolution of vortices in the wake of an ARJ21 airplane: Application of the lift-drag model

Wake separation is crucial to aircraft landing safety and is an important factor in airport operational efficiency. The near-ground evolution characteristics of wake vortices form the foundation of the wake separation system design. In this study, we analysed the near-ground evolution of vortices in the wake of a domestic aircraft ARJ21 initialised by the lift-drag model using large eddy simulations based on an adaptive mesh. Evolution of wake vortices formed by the main wing, flap and horizontal tail was discussed in detail. The horizontal tail vortices are the weakest and dissipate rapidly, whereas the flap vortices are the strongest and induce the tip vortex to merge with them. The horizontal tail and flap of an ARJ21 do not significantly influence the circulation evolution, height change and movement trajectory of the wake vortices. The far-field evolution of wake vortices can therefore be analysed using the conventional wake vortex model.     

多金属氧簇与倍半硅氧烷簇构筑的簇-簇杂化分子的合成及自组装结构

以Wells-Dawson型多金属氧簇(POM)与T₈型倍半硅氧烷簇(POSS)为构筑单元,通过点击化学反应制备了一种由共价键连接形成的、新型的纳米簇-簇杂化分子(POM-2POSS),并采用核磁共振(NMR)、质谱(MS)和红外光谱(IR)对产物化学结构进行了表征. 由于两个POSS簇连接在POM簇的同一侧,分子呈现“V”形. 同时,利用X射线衍射(XRD)及透射电子显微镜(TEM)表征了簇-簇杂化分子在本体中通过自组装过程形成的超分子结构,结果表明该簇-簇杂化分子形成了有序的层状结构,周期仅为5.1 nm. 本研究获得结果对以这类纳米簇为构筑单元构筑新型杂化分子以及通过自组装过程形成的、有序超分子结构的新型杂化材料的设计及制备提供了一个新的思路.     

多金属氧簇与倍半硅氧烷簇构筑的哑铃形杂化分子Langmuir膜和Langmuir-Blodgett膜

以两个形状杂化分子(Shape Hybrid Molecules)为目标分子, 研究了它们在气液界面上形成Langmuir膜的过程和Langmuir-Blodgett (LB)膜的聚集态结构. 杂化分子是由Wells-Dawson型磷钨氧簇(Polyoxometalates, POMs)和T₈型的倍半硅氧烷簇(Polyhedral Oligosilsesquioxane, POSS), 通过对苯二甲酸有机连接链(OL)用共价键构筑的具有杂化性质和哑铃形状的簇-簇杂化分子(POM-OL-POSS). 这两种杂化分子的差别在于POSS段中, 外围有机基团的尺寸不同. 在实验中, 采用Langmuir和LB膜技术, 了解POSS外围的七个取代基变化导致的分子尺寸变化对Langmuir膜形成过程和LB膜结构的影响. 采用Langmuir技术测定了表面压-平均分子面积(π-A)等温曲线和π-A循环等温曲线, 跟踪并研究了这两个杂化分子在水表面上形成Langmuir膜的过程. 实验结果表明, 两个杂化分子都表现出良好的两亲性, 从气相变化到固相的过程中, 杂化分子经历了从分散到集中的过程. 将这些膜转移到基片上, 得到单层的LB膜, 再利用原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)研究了LB膜的表面形貌和聚集态结构. 由于POM段中含有钨和钒金属, 可以直接用TEM观察聚集态结构, 发现了在气-液和液-固相转变过程中, LB膜中杂化分子的聚集态结构都呈现涨落特征, 一种凝聚态物理中由相转变导致结构涨落的重要物理现象. 本研究获得的结果能够帮助我们以及这个领域的研究者们继续优化杂化分子的结构, 进一步构筑具有有序结构的膜和本体材料.     

POSS基树枝状大分子的合成与应用

树枝状大分子(dendrimer)是一种高度支化、纳米尺度的人工合成大分子,具有独特的物理化学性能和重要的应用前景。利用具有8个可官能化顶点的多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)作为树枝状大分子的核心,可在一定程度上简化树枝状大分子繁琐的合成与分离过程,在低代数时就可获得较大的表面官能团密度,并使树枝状分子呈现球形对称结构。POSS基树枝状大分子结合了POSS和树枝状分子结构与性能的优势,是一类极具潜力的有机-无机纳米杂化材料。本文综述了近年来POSS基树枝状大分子的最新研究成果,介绍了具有代表性的POSS基树枝状大分子的合成方法以及它们在催化剂、生物材料、液晶材料和发光材料等领域的应用研究进展,并对该新型材料的发展趋势做了展望。     

一类无结构三角网上抛物方程的有限差分区域分解算法

本文讨论了一类在无结构三角网上数值求解二维热传导方程的有限差分区域分解算法．在这个算法中,将通过引进两类不同类型的内界点,将求解区域分裂成若干子区域．一旦内界点处的值被计算出来,其余子区域上的计算可完全并行．本文得到了稳定性条件和最大模误差估计,它表明我们的格式有令人满意的稳定性和较高的收敛阶．     

THE GENERALIZED MAXIMUM ANGLE CONDITION FOR THE Q1 ISOPARAMETRIC ELEMENT

We consider the quadrilateral Q1 isoparametric element and establish an optimal error estimate in H^1 norm for the interpolation operator under a weaker mesh condition which admits anisotropic quadrilaterals and allows the quadrilateral to become a regular triangle in the sense of maximum angle condition [5, 11].     

光学透明频率选择表面的设计研究

以氟化镁为基底材料, 采用基底、金属网栅与频率选择表面一体化设计方法设计了一种雷达波与光学波段双带通的结构. 利用模式匹配法对设计结构的传输特性进行了仿真研究, 并将设计结果与制备样件的测试结果进行了对比分析. 结果发现: 采用一体化设计的方法设计光学透明频率选择表面, 不仅能够快速得到电场基函数而且还能够准确预估其谐振尺寸, 从而在提高计算效率的同时避免了模式互作用零点的出现. 采用一体化设计方法获得了具有稳定滤波特性的光学透明频率选择表面, 为雷达/红外双模制导头罩的电磁屏蔽技术和隐身技术提供了一种有效技术方案. 关键词： 复合制导 频率选择表面 金属网栅 一体化设计     

辐射流体力学的分子动理学自适应加密方法(英文)

通过构造新的平衡分布函数和结合分区自适应网格加密方法,对不带扩散项的平衡辐射流体力学方程,构造二阶的分子动理学BGK-AMR格式.一方面在关心的计算区域中局部加密计算网格,提高计算精度的同时大大节省了计算网格数量和计算时间;另一方面,不同于已有的参数强耦合平衡分布函数,新构造的平衡分布函数中各参数不相互依赖,简化了辐射流体力学分子动理学格式的计算.一维和二维的数值算例显示了格式的性能.