非线性Benjamin-Bona-Mahony方程一个新的低阶混合元方法[英文]

基于双线性元和零阶R-T元, 建立了非线性Benjamin-Bona-Mahony (BBM)方程的一个新的低阶混合元方法. 借助积分恒等式技巧, 得到了一个对超逼近分析比较重要的误差估计. 对于半离散格式, 证明了解的存在性, 唯一性和稳定性, 然后得到了精确解~$u$在$H^1$模意义下和压力变量~ $\vec{p}=\nabla u_t$在 $L^2 $模意义下具有$O(h^2)$ 的超逼近和超收敛结果. 对于向后欧拉和 Crank-Nicolson 全离散格式, 分别探讨了解的稳定性, 且在对时间步长没有任何限制的前提下得到了超逼近结果.     

基于共面薄膜金电极的三磷酸腺苷适体传感器

为了检测三磷酸腺苷(ATP)的浓度,利用微系统(MEMS)技术小批量加工薄膜金电极,采用自组装法将巯基修饰的三磷酸腺苷适体固定到金电极表面,以三磷酸腺苷适体作为识别元件,构建了一种基于共面薄膜金电极的三磷酸腺苷适体传感器。依据核酸磷酸骨架荷负电特性静电排斥[Fe(CN)6]3!/4!所引起的阻抗变化实现对ATP浓度的检测。首先采用电化学阻抗谱法研究了裸金电极及ATP加入前后、6-巯基己醇封闭电极前后以及不同自组装时间(3,8,15,24和30 h)条件下,电极在电化学阻抗溶液中阻抗值变化。然后研究了不同浓度ATP适体传感器的电化学阻抗谱以及适体传感器的线性度和重复性。结果表明,在自组装时间为24 h,使用6-巯基己醇封闭金电极的条件下,此传感器线性测量范围可达到1~500 nmol/L,检出限为1 nmol/L,线性相关系数为0.9842。此传感器制作简单,检出限低且重复性好。     

非均匀孔隙内加热丝上的沸腾核化现象

本文利用可视化实验台对非均匀孔隙内加热铂丝上的沸腾核化和气泡动力学特性进行可视化观测,分类整理和对比分析了不同条件下的实验现象。实验表明,非均匀孔隙内加热丝上的沸腾核化具有空间区域性,气泡动力学特性包括界面传递、干涸与湿润过程在不同特征区域,如角缝区、稀疏区和密集区呈现出各自特征。     

基于PCF实现稳定输出的主动锁模光纤激光器

提出了一种利用高非线性光子晶体光纤(PCF)来稳定主动锁模光纤激光器的方法,理论分析了激光器中PCF的非线性偏振旋转效应(NPR),阐明了激光器稳定的短脉冲输出机理,获得了重复率为5 GHz、脉宽为44ps的稳定短脉冲输出.本文建议的激光器能用于如光码分多址(OCDMA)通信系统等诸多领域.     

铜催化苯硼酸与苯并呋咱-1-氧化物的胺化反应

C-N键普遍存在于药物和有机功能分子中,传统构建C-N键的方法包括Goldberg反应、Buchwald-Hartwig偶联、Chan-Lam偶联和C-H键活化胺化.虽然这些方法都可以高效构建C-N键,但它们需要使用官能化的芳基底物、官能化的胺化试剂或在氧化条件下进行.理想的胺化反应应在氧化还原中性条件下进行,更为理想的则是在引入氨基的同时引入另外一个官能团.实现这个目标最直接的策略就是使用氮杂环,通过N-E(E=N或O)键的断裂,N原子和E原子可同时被引入.最近我们课题组利用氨茴内酐和氮杂苯并降冰片烯的C-H键活化反应成功实现了这种双官能团化.尽管该法很有吸引力,但是要通过氮杂环的断裂实现双官能团化,需要发生非张力环的开环,这在热力学上是非常不利的.苯并呋咱-1-氧化物可以开环得到邻二硝基苯中间体.基于对胺化反应的兴趣,我们推测苯并呋咱1-氧化物可以作为一个胺化试剂实现苯硼酸的胺化.尽管亚硝基苯对芳基硼酸进行简单的胺化已经被报道,但需要化学计量的铜盐,或是引入还原剂.因此本文报道铜催化的苯硼酸的胺化反应,该反应以苯并呋咱1-氧化物为胺化试剂,在温和及氧化还原中性条件下成功实现了双官能团化.本文共完成了31个不同官能团取代的硝基苯胺骨架结构的合成,反应均以中等到良好的收率得到目标产物,最高收率可达99%.为了增加反应的实用性,我们还进行了放大实验,实验表明,当苯并呋咱-1-氧化物的量由0.2 mmol放大至4 mmol时,反应仍能以较高的收率得到目标产物.此外,目标产物通过进一步的衍生化反应还可方便地转化为其他杂环类化合物.例如,在PPh3作用下,通过还原环化作用可生成吩嗪.在钯催化下可发生分子内碳氢键氧化反应得到咔唑类化合物.通过还原及重氮化反应还可方便地转化为苯并三唑.总之,我们以苯并呋咱-1-氧化物为胺化试剂,在铜催化下成功实现了苯硼酸的胺化反应,合成了一系列双官能团化产物.该催化体系反应条件温和,底物适用范围广,对各种官能团具有很好的兼容性.     

一种基于聚合物分散液晶的荧光开关研究

利用聚合物分散液(PDLC)关特性并与同化荧光材料的特性相结合,制备出一种新型的、具有荧光效应并且荧光激发可由电场调控的荧光开关.用蓝色LED入射到开关器件,通过调制施加在开关上的驱动电压,当光开关关闭时可阻挡蓝色LED光通过,抑制荧光的产生,当光开关开启时,可在散射光路中探测到明显的荧光产生.实验发现,驱动电压在0～...     

两台80MVA发电机组的超同步调速装置研制

HL-2A装置环向场线圈是由两台80MVA飞轮脉冲发电机组通过整流设备共同为其供电的。环向场系统设计参数为最大环向磁场2．8T，最大线圈电流45kA，平顶时间3～5s。这就要求每台80M、A脉冲发电机一次脉冲放电释能至少达到500MJ。     

PDLC调制法测试研究非线性材料的相关性能

针对粉末倍频测试过程中的信号溢出,根据Kurtz理论和聚合物分散型液晶薄膜(polymer dispersed liquid crystal,简称PDLC)的透光率对所加电场电压的响应原理,提出PDLC调制入射基频光强,进而控制测试信号的溢出。利用这一方法分别对碘酸钾、钒酸铯和钒酸铷等几种粉末样品的非线性倍频效应进行了测试分析。计算分析结果为:碘酸钾能够实现相位匹配,钒酸铯和钒酸铷不能实现相位匹配;钒酸铯、钒酸铷的倍频效应分别约为氘化磷酸二氢钾(DKDP)的8.13倍和1.78倍。结果表明,使用PDLC调制法所得的测试结果准确且操作简便。更重要的是,此方法应用于定量测试倍频系数中,可以有效提高测试精确度,并且可应用于其他晶体非线性特性的测试研究。     

压缩系数可控的光脉冲压缩器

提出了一种压缩系数可控的光脉冲压缩器.该脉冲压缩器主体包括梳状色散分布光纤（CDPF）和喇曼放大器两部分.梳状色散分布光纤由多段色散位移光纤和单模光纤拼接而成,具有喇曼增益介质的功能.对一给定的光脉冲序列,可以通过控制泵浦功率实现脉冲压缩器的压缩率可调.通过对非线性薛定锷方程的数值模拟,这一光脉冲压缩器的性能得到了验证.当光脉冲在CDPF中传输时,脉冲得到压缩并且被放大.对喇曼泵浦功率来改变可以得到不同的输出脉宽.通过优化CDPF的结构,得到了喇曼泵浦功率和压缩系数之间很好的线性关系.     

化学气相沉积GaN半导体薄膜的研究

以Ga2O3和NH3为原材料,采用化学气相沉积法在Si(111)基板表面制备了GaN半导体薄膜。采用XRD和AFM等分析测试手段对薄膜的相组成和显微结构进行了表征。采用四探针法对薄膜的电导率进行了测量。重点研究了薄膜的沉积温度对薄膜相组成及显微结构的影响。结果表明:当沉积温度大于1100℃时,可在Si(111)基板表面上沉积微晶GaN薄膜;随沉积温度的升高,薄膜的结晶程度提高,取向性增强;延长保温时间有利于沉积更为致密而结晶良好的薄膜;薄膜的面电导率随外电场强度的增加而增加;在强电场作用下,电流密度与电场强度不再服从欧姆定律关系;PL谱分析表明所制备的薄膜具有463 nm、488.5 nm和531.5 nm三个发射峰。