金红石TiO2(011)表面的理论研究进展

基于密度泛函理论 (DFT) 的第一性原理 (First-principles) 计算方法，就金红石TiO₂(011)表面在理论方面的研究进展做了介绍.首先，通过阐述研究金红石TiO₂(011)表面的必要性和实验在其结构方面的研究进展，介绍了金红石TiO₂(011)表面的电子结构和光学性质，指出并验证了该表面对可见光有较强的响应能力.随后，介绍了金红石TiO₂(011)表面的缺陷和杂质，指出吸附H原子和形成O缺陷后还能显著增强其在红外区的红外吸收.在此基础上，不仅从理论上提供了一些传统实验所无法提及的数据资料，还弥补了相关实验在微观领域研究中的不足.最后，就目前金红石TiO₂(011)表面研究中存在的问题做了展望，指出金红石TiO₂(011)表面各种表面现象的微观本质是未来研究的重点内容.     

基于LE-PO法的特高频输电线路无源干扰求解

基于输电线路无源干扰面模型,提出了采用大面元物理光学法(Large Element-Physical Optics,LE-PO)对特高频无源干扰水平进行求解的思想.根据LE-PO法的假设,对电场积分方程进行了简化.当激励源为平面波时,采用LP-RWG(Linearly Phased-Rao Wilton Glisson)基函数对铁塔表面感应电流进行离散,推导了输电线路铁塔散射场求解的表达式.采用相关文献算例分析了LE-PO法求解输电线路无源干扰时的计算精度和计算资源.研究表明,LE-PO法的求解精度与PO法一致,但能节省大量的计算资源.     

降温过程对Au24Cu19合金团簇结构变化影响

采用基于嵌入原子法的正则系综NVT分子动力学方法在原子尺度上计算了包含24个金原子和19个铜原子的Au24Cu19双金属团簇在急冷和连续降温过程中的结构演化.根据原子平均势能、主要原子键对数目以及原子堆积结构随温度的变化表明，随着温度的降低，团簇表现为铜原子在内，金原子和少量铜原子包覆在外的构型.在温度被降低到较高温度区间时，急冷降温过程中，键对数目呈高-低振荡变化；连续冷却过程中，键对数目则呈低-高振荡变化.在温度较低的区间，直至400K，这两个冷却条件下的键对数目表现为同步变化.     

义马煤田煤矿水害规律与防治技术

为了掌握义马煤田水害规律以正确指导煤矿的防治水工作,分析研究了历次突水资料、地质构造、小煤矿分布、河流流经区域、主要含水层和隔水层、采煤厚度及采后导水裂隙发育情况等,指出:随着小煤矿的关闭、河道疏浚、浅部地裂缝充填和大矿采掘活动向深部转移,矿井主要水害由大气降水、地表河水和小窑水转化为顶板水;顶板水威胁主要在义马向斜的核部、采深大于700 m的区域,断层尖灭端和断层带富水性较强,顶板突水及其强度与采厚、周期来压关系密切。针对顶板水害,提出了采用"三图—双预测法"对顶板突水的水源、通道和强度做出预测和评价;采用井上下物探方法,圈出顶板疑似富水区,并进行采前预疏放;完善工作面排水系统,提高抗水灾能力等防治水技术。     

猪皮胶原肽-锌螯合物的制备工艺研究

研究猪皮胶原肽-锌螯合物的制备工艺。以猪皮为原料，制备猪皮胶原肽-锌螯合物；以螯合率为指标，研究了猪皮胶原肽与锌质量比、pH、温度、时间对螯合率的影响；通过单因素试验、响应面法试验考察优化猪皮胶原肽的富锌工艺。结果显示，猪皮肽-锌螯合的最佳工艺为猪皮肽与锌质量比2:1，螯合pH 7.0，螯合温度50 ℃，螯合时间50 min，在此条件下，试验螯合率最佳，为69.27%，与模型预测值69.92%相近。该研究为新型生物肽 锌螯合物的研制、猪皮的高值化利用提供了依据。     

基于双响应曲面的精密产品子集模拟可靠稳健优化设计

针对不确定性场景下小失效概率的精密产品可靠性问题,提出了基于双响应曲面法(dual response surface methodology,DRSM)与子集模拟的可靠稳健优化方法。首先,建立精密产品多失效模式极限状态的RSM模型和以质量特性均值-方差为优化目标的功能函数DRSM模型。其次,在此基础上运用子集模拟法进行可靠性分析,将精密产品小失效概率描述成一系列较大的条件失效概率之积。最后,将极值事件的优化问题视作稀有事件的可靠性问题的特例,基于该转换思想采用子集模拟法将优化问题在可靠性问题的框架内进行求解。案例分析及验证结果表明所提方法的有效性。     

基于分形理论的磨粒磨损预测模型

为了求解在粗糙表面上磨粒磨损的磨损率,在分形接触模型的基础上,利用塑性变形磨损理论推导了基于分形参数的磨损率模型,并建立了磨损率与分形维数、材料性能常数、磨屑概率之间的关系,从而反映出材料的磨损规律。从分析结果可以看出,当分形维数处在某一区间内时,随着分形维数的变化,磨损率先减小后增大;最优分形维数为1.5,此时磨损率最小。当分形维数保持不变时,随着尺度常数、概率常数的增大磨损率也随之增大;而随着材料性能常数的增大磨损率减小。当其他各参数都保持恒定时,接触面积越大磨损率也变大。该模型的建立为进一步研究粗糙表面的摩擦、磨损与润滑具有重要意义。     

微生物燃料电池修复钒污染地下水的响应曲面优化研究

使用响应曲面法, 对单室微生物燃料电池去除五价钒的运行条件进行分析和优化。采用乙酸钠作为单室微生物燃料电池的碳源, 探讨钒初始浓度、COD初始浓度和电解液电导率对五价钒去除率的影响, 三因素三水平的响应曲面分析结果表明, 五价钒初始浓度对五价钒去除率的影响最显著, 其次为 COD 初始浓度, 最后是电解液电导率。利用响应曲面法得到最优实验条件: 五价钒初始浓度为75.44 mg/L, COD初始浓度为1007.48 mg/L, 电导率为11.98 mS/cm, 此时可获得五价钒的最大理论去除率80.31%。验证实验的结果证实了该优化方法的可靠性。研究成果可以促进微生物燃料电池技术在治理钒污染地下水领域的实际应用。     

基于滑移/非滑移异质界面的动压润滑性能优化

合理布置的滑移/非滑移异质界面可以提高流体动压润滑性能,但目前滑移区和非滑移区的组合方式大多采用单一的直线拼接法,没有针对流体润滑摩擦副的各类工况设计出相应的优化方案,为此本文建立了一组离散式二次方程来描述滑移区和非滑移区拼接轨迹,并引入计算域单元的宽长比作为优化变量,分别以液膜刚度和摩擦因数作为优化目标,通过MATLAB数值仿真求解不同宽长比条件下滑移区和非滑移区的最优拼接轨迹。结果表明,与直线拼接法相比,选取二次方程所描述的抛物线作为滑移区和非滑移区拼接轨迹的方法使流体润滑摩擦副在摩擦因数和液膜刚度等性能指标上都有所改善,而且根据不同的优化目标参数可以方便地绘制出最优拼接方案,验证了本文方法在改善动压润滑性能上的可行性和普适性。     

毛细现象液面形状特性分析

毛细管插入液面时,液体会由于表面张力作用而上升,这就是毛细现象.大多数学者在计算毛细现象中液面上升高度时,直接假定液面为球帽型,计算液柱重力势能时,将液体近似为圆柱体,忽略球帽的重力势能.本文严格计算了液面的形状,发现当液面较窄时(小于液面上升高度),这种近似是合理的.但液面较宽时,近似计算结果与实际情况偏离较大.本文在特殊情况下验证了描述液面接触角的杨氏方程的正确性.