页岩气渗流机理研究进展及发展趋势

页岩气在复杂孔渗空间的流动属典型的多尺度多场耦合流动。开展页岩气渗流机理研究,有助于揭示页岩气藏中流体运移机制,为后期建立数学模型、开展数值模拟研究及产能评价与预测奠定理论基础。在调研国内外相关文献的基础上,并结合近期已开展的工作,从页岩孔隙结构特征、吸附解吸规律、含气量测试、应力敏感性、储层流体运移等实验内容以及分子动力学方法、直接蒙特卡洛方法和格子Boltzmann方法等微观流动机理模拟方法两方面进行归纳总结,阐述了页岩气渗流机理的研究进展,指出气体吸附程度对渗流规律的影响研究、页岩气多尺度介质流动机理实验评价装置研制、页岩气藏气水两相流动实验与理论研究是未来的发展方向。     

基于双层电阻膜的宽频带超材料吸波体设计

设计了一种基于双层电阻膜的宽频带、极化不敏感和宽入射角的超材料吸波体,该吸波体结构单元依次由圆环电阻膜、介质基板、圆环电阻膜、介质基板和金属背板组成。采用时域有限差分算法对其进行数值模拟分析,仿真得到的反射率和吸收率表明:该吸波体在11.5～20.3 GHz范围内对入射电磁波有大于90%以上的强吸收特性。仿真得到的不同极化角和不同入射角表明该吸波体具有极化不敏感和宽入射角特性。进一步仿真得到各个结构参数对吸收率的影响表明:该双层电阻膜结构吸波体对电磁波的吸收主要是基于电路谐振机制,通过对介质基板厚度和电阻膜宽度、电阻值的设计可以对频率范围和工作带宽进行调节,使吸波体实现超宽带吸收。     

基于网络药理学方法探究中药肉桂治疗糖尿病的作用机制

运用网络药理学方法和生物信息学技术,预测中药肉桂治疗糖尿病的药效成分及关键靶点,分析其作用机制。通过中药系统药理学数据库与分析平台（Traditional Chinese Medicine System Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP）以及文献检索,确定肉桂的有效成分并筛选出肉桂对应靶点蛋白;利用GeneCards数据库筛选糖尿病相关基因,构建中药肉桂的成分-靶点网络和蛋白质-蛋白质相互作用（protein-protein interaction,PPI）网络;利用DAVID(Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery)和STRING数据库进行基因本体（gene ontology,GO）功能富集分析和京都基因和基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）通路富集分析;最后,将部分药效成分与关键靶点进行分子对接验证。通过筛选,得到32个有效成分作用于131个相关靶点,核心基因有INS、AKT1、IL6、TNF、VEGFA等20个,GO和KEGG分析肉桂主要参与RNA聚合酶II启动子对转录的正调控等生物过程及糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、IL-17信号通路等发挥治疗作用。对10个关键成分进行分子对接得出,肉桂中的原花青素B1和槲皮素与INS、IL6、VEGFA、TNF有较好的亲和力。本研究初步阐释了肉桂治疗糖尿病的作用机制,有利于指导临床用药。     

水化硅酸钙力学参数跨纳-微观尺度计算方法

为了准确高效地基于分子动力学模拟计算微观尺度高、低密度水化硅酸钙(C—S—H)的力学参数,选用7种常用的C—S—H晶体类似物结构和三种多孔介质力学模型进行对比分析研究。首先在纳观尺度通过分子动力学模拟得到C—S—H晶体类似物结构的体积模量、剪切模量、弹性模量和泊松比四个力学参数;并与第一性原理计算得到的结果进行对比,以此为基础,再应用多孔介质力学模型计算获得微观尺度高、低密度水化硅酸钙的相应力学参数;并与已有文献实测的高、低密度水化硅酸钙弹性模量进行验证。结果表明,与第一性原理计算相比,6种Tobermorite晶体结构模型的力学参数计算平均误差约20%; Jennite晶体结构模型计算平均误差达59%。采用C—S—H晶体类似物结构Tobermorite 14,结合Mehta或张俊彦的多孔介质力学模型进行模拟计算,效果最佳。C—S—H晶体结构类型对C—S—H跨纳-微观尺度力学参数准确性影响最大。提出的基于分子动力学模拟和多孔介质力学模型进行水化硅酸钙力学参数跨纳-微观尺度计算方法,避免了采用大规模分子动力学模拟获得高、低密度水化硅酸钙的微观力学参数,计算效率高且结果可靠。     

质子交换膜中质子传递机理的分子模拟研究进展

利用分子模拟手段来解析质子交换膜中质子的传递规律,对于深化质子传递机理研究,指导高效质子交换膜的开发工作,从根本上提升燃料电池性能有着重要的意义。根据质子载体的不同类型,介绍了质子传递机理的分子模拟研究现状,指出了适用于分析Vehicle机理和Grotthuss机理的常用模拟方法,通过各模拟方法的比较,阐述了单一方法在模拟尺度和计算量方面的局限性,认为多尺度模拟法能够有效地解析影响质子传递的多重因素。在此基础上,指出开发高效、适用面广的多尺度模拟法是今后全面深入研究质子传递机理的有效途径。     

β-环糊精交联树脂富集氢化物发生-原子荧光光谱法测定水样中的苯基汞

提出利用β-环糊精交联聚合树脂富集环境水样中的苯基汞,选用乙醇洗脱富集的苯基汞,并使用氢化物发生-原子荧光光谱法对其消解物进行定量分析的方法,通过实验优化其化学和仪器条件。讨论了溴化剂用量、溴化时间对消解率的影响,振荡时间对吸附率的影响,洗脱时间对洗脱率的影响,以及共存离子干扰、精密度与检出限等因素,对样品进行了分析并绘制了标准曲线。该方法灵敏度高、选择性好、精密度高,检出限为0.36 ng/mL,相对标准偏差RSD为2.29%(n=10,c=4 ng/mL)。     

铝蜂窝夹芯三明治板弹道极限的实验研究

为研究铝蜂窝夹芯三明治结构的弹道防护特性,设计并实施了一系列速度在100~250 m/s之间的弹道冲击实验. 研究了在不同冲击速度、面板厚度、芯层密度和弹丸头部形状等条件下,该结构的能量吸收特性和弹道极限. 结果表明,铝蜂窝夹芯能有效提高三明治板的抗弹能力,并且对高速弹丸防护能力的提高作用更加显著. 在弹速相同的条件下,结构对平头弹丸的能量吸收低于圆头和尖头弹丸.     

近50年夏季西北暴雨特征和水汽轨迹分析

采用中国西北地区19602009年68月常规气象观测站24 h（20:0020:00）降水资料和NCEP/NCAR（2.5×2.5）19602009年再分析逐日4次的850,700,600,500 hPa位势高度、比湿q和U,V风场资料.在分析西北地区降水概况的基础上,通过NOAA HYSPLIT₄水汽轨迹模型和常规诊断分析方法,对2005年7月12日降水过程进行了分析,结果表明:中国西北地区暴雨的主要特点是降水频率低,降水频数有明显的年际变化特征;降水时间相对集中,主要集中在7月和8月;降水持续时间短,且降水时间持续2天（包括2天）以上的过程性降水次数有明显的年代分布特征.西北地区降水的环流形势主要以西低东高型和偏南气流型为主.利用HYSPLIT后向轨迹模型,对2005年7月12日降水过程向前360 h追踪水汽输送轨迹,发现水汽主要来自偏南气流;但是,不同等压面上水汽轨迹并不总是一致的,降水量越大,不同等压面上的水汽输送轨迹越趋于一致.通过物理量的诊断分析,表示水汽来源的水汽通量分布与后向轨迹模型给出的水汽来源一致.因此在本个例中,后向轨迹模型可以作为判断降水过程中水汽来源的方法之一,并且此次降水过程伴随强烈的上升运动和对流层中下层的强辐合及高层的辐散气流.     

毛樱桃核壳及核仁挥发油成分分析

采用水蒸汽蒸馏法提取毛樱桃核壳及核仁中的挥发油, 利用气相色谱/质谱(GC MS)鉴定其化学成分. 结果表明: 毛樱桃核壳中有48个色谱
峰, 24种成分, 占总挥发油质量分数的97.45%; 核仁中有20个色谱峰, 12种成分, 占总挥发油质量分数的99.40%; 其中质量分数最高的均为苯甲醛; 二者所含成分的种类和相对质量分数相差较大.     

60Co-γ不同剂量辐照对明胶特性的影响

研究经0-52.7 kGy^60Co-γ射线照射后的明胶黏度、胶凝特性、蛋白组分、分子量与吸收剂量的关系,结果表明,明胶的特性黏度、相对黏度、凝胶强度、熔化温度和分子量随剂量的增加呈下降趋势.明胶的大分子物质含量随剂量的增加而减少,M n和M w范围为7 839-10 861,32 444-36 506.分子量分布逐渐加宽,范围为3.36-4.45.同时,辐照后明胶膜的胶凝点上升,范围39.8-42.7℃.明胶颗粒的致密性好,表面平滑.实验结果说明,在有限水和无限氧气存在下,小分子量明胶的辐射反应为分解反应.