有机污染场地热强化多相抽提修复的模拟研究

多相抽提(multi-phase extraction, MPE)技术已成为地下有机污染修复领域的研究热点，而数值模型可以对MPE过程中污染物的迁移、转化进行高效精准预测.本研究通过对多孔介质内多相流基本物理概念的描述及迁移规律的推导分析，构建MPE修复数学模型，并对华东地区某有机污染场地MPE修复过程进行模拟概化，再现了修复过程中有机污染物的迁移、转化特征，同时对其进行细致分析，为地下有机污染修复提供理论基础和科学依据.结果表明，MPE过程中污染物在压力驱动下向抽提井方向迁移至饱和带，饱和度锋面存在明显向下收缩的趋势.模拟计算结果与实际监测值有较好的相关性，污染物的总去除率达93%,修复效果较好.此外还设置了不同MPE修复方案，模拟研究温度、抽提井压力对有机污染物去除率的影响，结果表明，有机污染物的去除率随着温度和抽提井压力的升高而升高，低温低压时低渗透层中残留的污染物难以抽出，导致其总去除率降低.     

二元半规范双小波框架滤波器的构造

多元双小波框架的构造由于其较大的自由度和计算的复杂性，一直是小波框架研究内容的难点问题之一。本文提出了一类具有规范滤波器的二元双小波框架的构造方案。具体地，对给定的一对低通滤波器组，利用混合酉扩展原理，首先建立可以生成半规范双小波框架的高通滤波器对的最小数目，然后根据滤波器和多相矩阵之间的关系，给出了构造双小波框架滤波器的具体方案。     

基于三维重构的混凝土多相渗透模拟方法综述

首先指出了混凝土渗透性研究中均匀化研究方法的不足;并拟定了基于三维重构的混凝土多相渗透模拟技术路线。随后回顾了混凝土材料三维重构与多相渗透模拟的问题背景、研究方法与研究现状;最后介绍了混凝土界面过渡区(ITZ)的渗透特性、形成机理和分布特征。     

一株高效絮凝剂产生菌的分离和鉴定

应用多相分类手段对絮凝菌株XHUA9进行了分类研究,并对分离提纯的发酵产物进行紫外和红外分析.基于16S rRNA基因序列的系统发育分析表明,该菌和模式菌株Paenibacillus hunanensis的序列同源性为96.7%,基因组DNA-DNA同源性杂交值为51.6%.菌株的主要极性脂肪酸为双磷脂酰甘油、磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇.菌株优势醌为MK-7,主要优势脂肪酸为anteiso-C15:0和C16:0.菌株(G+C)摩尔分数为51.9%.根据上述结果,菌株XHUA9鉴定为类芽孢杆菌属内的新种,命名为Paenibacillus shenyangensis sp.nov..紫外扫描和红外检测等结果表明,菌株XHUA9所产絮凝剂的主要成分为多糖类物质.     

双投影光固化成型方法研究

针对现有投影光固化成型系统的数字成像芯片尺寸有限、不能兼顾尺寸和精度的问题,研制了基于数字微反射镜成像的双投影光固化成型设备,通过两路不同成像倍率的光路拼接成型,提高了零件成型尺寸和精度。首先,提出了基于数字微反射镜的双投影光固化成型方案,研发了光学系统和机械结构。其次,进行了该系统4倍成像光路的光照强度均匀化测试、畸变校正测试、脱模方法测试和两个光路的单列条纹固化测试。最后,对双投影光固成型方法进行了实验验证,结果表明,该系统两个光路的单列像素固化特征平均宽度为55μm和8μm,并且采用双投影光固化成型方法可以同时满足成型尺寸和精度需求,还可进一步实现宏微结构一体化制造,用于微结构制造和生物制造的研究。     

高速液滴撞击下叶片表面微结构防水蚀性能研究

为了有效解决汽轮机叶片的水蚀问题，提高汽轮机运行的安全稳定性，基于水蚀频发位置的结构特点和水蚀特征，提出一种叶片表面微结构的防水蚀方法。这类方法中所包含的叶片表面微结构能在不影响叶型性能的前提下达到较好的防水蚀作用。基于防水蚀机理、结构经济性等多方面考量，设计了沟槽、条纹、球窝、球凸和锯齿共5种表面微结构，并采用两种叶片材料制成标准件及5种带结构试件，在团队自主设计的水蚀测试系统内进行水蚀性能试验。提出平均体积损失作为评价不同结构试件水蚀特性的参数，并使用无量纲抗水蚀性能参数进行对比排序。研究发现：在叶片材料表面布置锯齿形微结构后，叶片材料表面的抗水蚀性能最好，其抗水蚀性能系数是平面的1.57倍；布置条纹、沟槽、球窝3种结构均能在不同程度上提升表面抗水蚀性能。研究结果可为实际叶片防水蚀提供参考。     

离散位错动力学算法及其在材料塑性行为模拟中的应用

晶体材料的塑性变形由位错的运动演化而引起.离散位错动力学(discrete dislocation dynamics, DDD)通过直接模拟大量位错的演化而研究材料的塑性变形,因此能够揭示材料微结构-位错微结构-塑性力学行为之间内在的物理关联,并能够自然而然地捕捉塑性变形微米/亚微米特征尺度下本征的尺度效应.它所能模拟的尺度介于微观分子动力学模拟和宏观有限元模拟之间,在多尺度算法中起到承上启下的作用.本文首先系统地发展、完善和丰富了离散位错动力学-有限元(finite element method, FEM)叠加算法、DDD-FEM直接耦合算法(discrete-continuous method, DCM)以及离散位错动力学-扩展有限元(extended finite element method, XFEM)耦合算法等框架体系.在此基础上,利用这些方法对单晶镍基高温合金的塑性变形机理、晶体材料的断裂和损伤变形行为以及塑性行为的微尺度和微结构效应3个方面开展了系统的研究.所得模拟结果指导了基于微结构和位错机制的单晶镍基高温合金晶体塑性本构模型的建立,丰富和加深了人们对材料强化、循环塑性、断裂、损伤、尺度效应和微结构效应的认识.此外,离散位错动力学可进一步应用于诸如高温、高压、高应变率、化学腐蚀环境、高辐照等极端条件下晶体材料塑性行为的研究,是材料力学行为多尺度模拟研究中的重要一环.     

非晶硅太阳电池中吸收层的氢稀释微控作用

基于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备非晶硅太阳电池,通过微量调节氢稀释(R_H),研究其对本征非晶硅吸收层的光学带隙及微结构的影响。实验结果显示当R_H由6.5增加到10时,本征非晶硅吸收层的光学带隙由1.796eV提高到1.973eV,电池效率随R_H的降低先升高后降低。并在R_H=7时达到最大值,此时的本征非晶硅薄膜的光学带隙约为1.836eV,其电池效率达到8.4%(V_(oc)=897.2mV,J_(sc)=14.86mA/cm~2,FF=62.96%)。实验表明R_H的提高并不能单调增加电池的效率。通过对微结构的分析发现,这主要是由于R_H过低或过高时,其Si-H_2键成分比例较高,微结构因子R较大,使得薄膜中缺陷较多所引起电池恶化导致的。     

预处理组织对低碳钢IQ&P工艺下组织及性能影响

采用γ单相区和γ+α双相区轧制并淬火工艺以及双相区再加热-淬火-碳配分( IQ&P)工艺,研究预处理组织对低碳钢室温状态多相组织特征及力学性能的影响规律. 实验用低碳钢经两种工艺轧制并淬火处理,获得马氏体和马氏体+铁素体的预处理组织,再经双相区IQ&P工艺处理后均获得多相组织. 马氏体预处理钢的室温组织由板条状亚温铁素体、块状回火马氏体以及一定比例的针状未回火马氏体和8. 2%的针状残余奥氏体组成;马氏体+铁素体预处理钢由板条状亚温铁素体、块状和针状未回火马氏体以及14. 3%的短针状或块状残余奥氏体组成. 在相同的双相区IQ&P工艺参数下,预处理组织为马氏体的钢抗拉强度为770 MPa,伸长率为28%,其强塑积为21560 MPa·%;而预处理组织为马氏体+铁素体的钢抗拉强度为834 MPa,伸长率增大到36. 2%,强塑积达到30190 MPa·%,获得强度与塑性的优良结合.     

树叶状CuO微结构:低温水浴合成、影响因素和光催化降解性能

以CuCl2·2H2O和NaOH为起始反应物,在没有任何表面活性剂或模板的辅助下,于80℃的水浴中恒温60 min,快速合成了树叶状的CuO微结构.利用X-射线粉末衍射仪和场发射的扫描电子显微镜对所得产物的物相和形貌进行了系统的表征,并调查了起始反应物的摩尔比、反应的温度和时间等实验参数对最终产物形貌的影响.实验显示,所得的树叶状的CuO微结构在365nm的紫外光的照射下具有强烈的促进有机小分子降解的能力.这在环境治理与防护领域有潜在的应用.