抑制剂Benzamidine与胰岛素作用机制的分子动力学和结合自由能计算研究

氢键和极性相互作用在抑制剂-蛋白结合专一性识别过程中起到重要作用.抑制剂Benzamidine(BEN)与胰岛素trypsin相互作用机制的阐明有助于胰岛素高效抑制剂的研发.本文采用分子动力学模拟和MM-PBSA(molecular mechanics-Poisson Boltzmann surface area)从原子层次上研究BEN与胰岛素的结合模式.结果表明抑制剂BEN的脒基不仅与Asp189的羰基产生静电相互作用,而且与残基Ser190和Gly214形成氢键相互作用.基于残基能量分解的计算表明抑制剂的苯基与残基His58,Cys191,Gln192,Trp211,Gly212和Cys215形成有利于抑制剂结合的疏水性相互作用.期望当前的研究能为胰岛素有效抑制剂的研发提供重要的理论指导.     

用于发散激光光束整形的自由曲面透镜设计EI北大核心CSCD

提出了一种激光光束整形自由曲面透镜的设计方法,这种方法可以对有一定发散角的激光光束进行整形。设计分为两个过程:1)设计初始结构,以准直激光光束作为输入光束,采用能量网格划分法,设计自由曲面整形透镜,将设计好的透镜作为下一步设计的初始结构;2)逆向反馈优化法,以带有一定发散角的光束作为输入光束,用上一步获得的透镜作为初始结构,采用逆向反馈优化的方法作进一步优化设计。应用这种方法,以束腰为10mm,发散半角为2.5°的发散激光光束为例,将其整形为40mm×40mm的方形光束,辐射照度均匀度达到了90.4%。最后,对设计的透镜进行了加工误差分析和安装误差分析。分析结果表明:透镜表面面形误差在±5μm范围内对目标平面辐射照度的均匀度几乎没有影响;透镜安装时,纵向位移误差dz对目标平面辐射照度的均匀度影响较小,横向误差dx、倾斜角误差dφ对辐射照度均匀度影响较大。     

边界层流中当地感受性过程的数值研究

边界层流中当地感受性问题的研究对层流向湍流转捩过程的预测与控制起着非常关键的作用,尤其是对边界层内诱导产生三维Tollmien-Schlichting(T-S)波成因过程的探讨具有更加重要的理论意义.采用高精度、高分辨率变间距的紧致有限差分方法,直接数值模拟了在自由来流湍流与二维壁面局部粗糙相互作用下边界层内的当地感受性问题.数值计算发现,在自由来流湍流与二维壁面局部粗糙作用下,边界层内诱导形成的当地感受性过程是真实存在的;且被激发的一组三维T-S波波包沿流向发展的过程中流向涡结构将逐渐形成,其强度将越演越烈.数值结果还显示,边界层内被诱导产生当地感受性过程的波长转换机制仅使流向波数发生改变,而展向波数保持不变;以及自由来流湍流运动方向的改变将决定三维T-S波波包的传播方向,但其传播速度的大小都近似为无穷远来流速度的1/3.另外,还建立了自由来流湍流的强度和运动方向以及二维壁面局部粗糙的长度和高度与边界层内的当地感受性问题之间的关系等.这一课题的深入研究,将在进一步理解和认识层流向湍流转捩的理论机制,以及湍流的形成机理等方面均起到十分重要的作用.     

基于介孔分子筛MCM-41“有机-无机”互穿结构纳米复合材料体系研究

采用硅烷偶联剂KH550对介孔分子筛MCM-41内、外表面进行改性,并利用氮气吸附-脱附,傅里叶红外光谱以及小角X衍射等进行表征,其结果显示KH550分子被引入MCM-41纳米孔道中,且—NH_2基团成功嫁接到MCM-41纳米颗粒表面.凝胶液相色谱实验结果证实本文中采用的双酚A型环氧树脂为低分子量环氧.随后,采用原位聚合的方法制备不同MCM-41含量环氧树脂纳米复合材料.最后,利用正电子湮没寿命谱测量复合材料自由体积孔洞;利用透射电镜,动态热机械分析和交流击穿对复合材料宏观性能进行研究.复合材料超薄切片TEM观察结果显示,在低MCM-41添加含量时,MCM-41颗粒可在复合材料中良好分散.同时,环氧分子在外施作用力和硅烷偶联剂功能作用下引入纳米孔道,形成"有机-无机"互穿结构复合材料体系,增强MCM-41和环氧树脂间相互作用力,在低MCM-41添加含量下提高复合材料玻璃化温度(15.1%↑)和击穿电压(22.6%↑).     

吡啶基离子液体[C_6py][DCA]热力学性质及利用新E?tv?s方程预测其表面张力

制备了吡啶类离子液体N-己基吡啶二氰胺盐[C_6py][DCA],并用核磁共振氢谱(~1H NMR)、核磁共振碳谱(~(13)C NMR)、差热扫描量热(DSC)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱对其进行表征。在288.15–338.15 K温度范围内,采用标准加入法,测定其密度(ρ)、表面张力(γ)和折光率(n_D)。在测得的实验数据的基础上,得到了离子液体[C_6py][DCA]的分子体积(V_m)、表面能(E_a)、摩尔极化度(R_m)和极化率(α_p)。结果显示E_a、R_m和α_p几乎不随温度的变化而发生改变。本文还提出了摩尔表面Gibbs自由能(g_s)的概念,并改进了E?tv?s方程。同时还计算了gs、临界温度(T_c)和E?tv?s方程经验参数(kE),并预测了离子液体[C_6py][DCA]的表面张力,预测值与实验值具有较好的一致性。     

扭曲向列相液晶电光效应的微观机理研究

为了探究液晶电光效应的微观机理,以扭曲向列相液晶为研究对象,对液晶分子的变化情况进行了理论分析。运用连续体弹性理论分析了扭曲向列相液晶分子的指向矢取向变化,并对液晶电光效应曲线不同区间范围液晶微观结构的变化进行了系统分析。结果表明:液晶分子在零电场条件下的扭曲是均匀的;当外加电场大于某一值时,液晶分子开始转向,液晶产生电光效应。研究结果对液晶显示器件设计和深入理解液晶电光效应机理具有一定的指导意义。     

考虑自由表面效应的弹体斜侵彻混凝土弹道的研究北大核心CSCD

研究了弹体斜侵彻混凝土的弹道问题。基于弹靶分离方法,利用考虑自由表面效应的衰减函数构造得到半经验阻力函数,并将靶体对弹体的作用以该阻力函数代替。通过对弹体斜侵彻过程的数值仿真和试验,得出不同工况下,弹体偏转角、加速度随时间的变化情况以及侵彻深度与弹体速度和靶体倾斜角的关系。结果表明,数值仿真结果与试验结果吻合较好,说明考虑自由表面效应的靶体响应力函数方法具有较高的可靠性。     

交叉视差及观看时间对自由立体显示视觉舒适度的影响

针对自由立体显示器视疲劳的问题,对交叉视差及观看时间影响视觉舒适度的问题进行了分析和研究。实验选取具有交叉视差的图片和视频,观察者采用主观评价和客观评价相结合的方法,对其观看舒适度进行评价。结果表明具有交叉视差的图片和视频,其观看舒适度都随时间的增加而减弱,图片的观看时间应在23min以内,视频的观看时间应在17min以内,此时观看较为舒适。持续观看具有交叉视差的图片和视频会引起视疲劳,应控制其观看时间。     

面光源矩形匀光照明反射器数学建模分析

通常反射器照明器件结构对面光源出射光线难以有效控制,用透镜又存在不可避免的色散问题。采用面光源置于反射器杯口,出光面背对目标面的结构,提出一种分点、分区控制光线的自由曲面反射器的设计方法。利用有限元法划分面光源,将微面光源视为点光源,根据矩形匀光照明配光条件,建立面光源与目标面的能量对应关系。根据微分几何理论和Snell定律,建立反射器的数学模型,只要给定参数,无需进行反馈优化,即可用Matlab软件给出自由曲面反射器的数值解。以台灯照明为例,用光学设计软件对其性能进行了模拟应用分析,结果表明,在有效照明区域内均匀度可达到80%以上,光能利用率达到90%。     

模型飞行验证系统测控与信息传输技术研究

模型飞行验证系统是为更加有效地开展模型自由飞试验研究而设计的通用试验系统,测控(TT C)与信息传输系统是其信息保障的核心。本文在充分考虑模型自由飞试验特点的基础上,重点研究了模型飞行验证系统研制过程中的测控与信息传输技术,介绍了其工作原理及实现方法,并对部分结果进行分析。