单轴应变对石墨烯掺杂硼、氮、铝、硅、磷的影响与调控

掺杂石墨烯因对石墨烯的性质有良好的修饰作用而备受关注. 掺杂石墨烯的实验合成一直都是研究热点, 但有一个普遍的难题, 就是掺杂困难, 掺杂浓度不高. 针对这一难题, 我们提出了通过对石墨烯施加单轴应变来降低掺杂过程反应形成能, 从而实现石墨烯的有效可控掺杂的可能性. 我们的第一性原理计算结果表明, 在施加应变时, 拉伸应变有利于硼掺杂, 而压缩应变使氮掺杂更容易, 对于铝、硅、磷, 不管是拉伸还是压缩均可以使掺杂更容易. 此外, 我们还进一步揭示了单轴应变对掺杂石墨烯的电子结构及磁性质的影响规律.     

三氟甲烷磺酸稀土盐对聚丙烯热稳定性的影响及机理

通过熔融共混将三氟甲烷磺酸镱[Yb(OTf)₃]和三氟甲烷磺酸镧[La(OTf)₃]添加至聚丙烯(PP)中, 制得PP/Yb和PP/La材料, 并对其热稳定性进行表征. 热失重分析(TGA)和差示扫描量热分析(DSC)结果显示, Yb(OTf)₃和La(OTf)₃均可以显著提高聚丙烯的热稳定性. 当Yb(OTf)₃添加量仅为1%(质量分数)时, PP的起始分解温度从275 ℃提高至305 ℃, 最大分解温度从384 ℃提高至405 ℃, 160 ℃下的氧化诱导时间从12.1 min延长至43.0 min, 热焓从1907 J/g降低至483 J/g; 而PP/La1的起始分解温度、 最大分解温度、 160 ℃下的氧化诱导时间和热焓分别为300 ℃, 409 ℃, 18.6 min和633 J/g. 结果表明, La(OTf)₃对聚丙烯热稳定性的改善作用弱于Yb(OTf)₃, 对2种稀土盐产生不同实验结果的原因进行分析并提出机制. 由于阴离子和阳离子的共同作用, Yb(OTf)₃和La(OTf)₃均可提高PP的热氧稳定性. La(OTf)₃中三氟甲烷磺酸根的自由基捕捉能力和稀土离子的配位能力发挥主要作用, 而Yb(OTf)₃中的稀土离子的高反应活性也起到关键作用.     

基于深度神经网络的横流转捩预测

基于深度神经网络DNN构建了从层流流场无量纲速度梯度、流向涡强度等物理量到横流转捩模态下间歇因子间的映射关系,获得一种新的数据驱动转捩模型.通过将数据驱动转捩模型与SST k-ω湍流模型耦合,有效简化了转捩模型输运方程求解,实现高效、准确的亚音速三维边界层横流转捩流场计算. DNN训练数据来自变雷诺数的NLF(2)-0415无限展长后掠翼计算结果,并以两种工况进行测试,数据驱动转捩模型预测精度与γ-Reθ转捩模型近似.将数据驱动转捩模型用于其他典型横流转捩算例的计算,以验证其泛化能力.对于变后掠角的NLF(2)-0415后掠翼,数据驱动转捩模型与γ-Reθt-CF模型预测的转捩位置几乎一致,并且能够预测出后掠角从45°增长到65°的过程中,转捩位置先向前再向后移动的现象;对于标准椭球体,使用低分辨率网格进行计算,数据驱动转捩模型依然能够实现转捩位置预测,对椭球体表面Cf的计算结果与多个平台的横流转捩模型、实验结果基本一致.研究表明,以横流转捩相关物理量作为输入对DNN进行训练,并将获得的数据驱动转捩模型与SST k-ω湍流模型耦合,可以实现对横流转捩的有效预测,且具有较强的泛化能力.数...