自制球—棒弹性碰撞演示仪

本文提出了用对比和演示的方法加深“转动惯量”概念和“角动量守恒”条件的理解，并具体介绍了“球－棒弹性碰撞演示仪”的设计思想、结构、制作和演示内容．     

一种新的逼近精确罚函数的罚函数及性质

针对可微非线性规划问题提出了一个新的逼近精确罚函数的罚函数形式,给出了近似逼近算法与渐进算法,并证明了近似算法所得序列若有聚点,则必为原问题最优解. 在较弱的假设条件下,证明了算法所得的极小点列有界,且其聚点均为原问题的最优解,并得到在Mangasarian-Fromovitz约束条件下,经过有限次迭代所得的极小点为可行点.     

等参三角形热夹杂的构造及位移场数值计算

在材料制备和机械设计中,局部温升是造成材料失效和故障形成的重要因素之一.依照微观力学中,采用热夹杂模型可以定量深入地揭示与局部温升所关联的力学机理.在过往的研究中,受均匀热本征应变的夹杂模型广受关注;而相关非均匀分布的热本征应变问题,因其理论推导复杂而研究不多.论文首先给出在平面无限域中,受线性分布热本征应变作用的多边形夹杂的位移场解析解.基于格林函数法和围道积分,推导边界线单元的位移响应封闭解,该解通过叠加可直接给出线性热本征应变作用下的任意多边形夹杂的解析表达式.受到有限元分析中等参单元思想的启发,论文进一步将这种“等参元”方法扩展至求解Eshelby夹杂问题中.在该研究中,三角形单元的本征应变插值公式与位置坐标变换式均使用了相同的形函数与节点参数,因而所构建的单元模型称为等参三角形夹杂模型.论文方法可便捷地用于处理受任何分布热本征应变的任意形状二维Eshelby夹杂问题.相较于传统的有限元分析,论文所构建的数值求解方案实施方便且优势明显：只需在夹杂域上进行三角形网格剖分、而无需在无限的基体域上划分网格,因而可以极大地提高前处理便捷性及计算效率.此外,论文所给出的多边形夹杂解析解,...     

微乳液中R141b水合物快速生成实验研究

制冷剂水合物作为一种理想的蓄冷工质受到广泛关注,但烃类制冷剂与水不互溶造成水合反应诱导时间长、过冷度大。为增大制冷剂与水的相容性,本研究筛选出T20(吐温20)/SPC(大豆卵磷脂)复配表面活性剂,使大量R141b溶于水相,形成热力学稳定的微乳液,考察了微乳液体系中T20浓度、R141b含量、温度等对水合物生成诱导时间的影响,在该体系中均匀快速生成了大量R141b水合物晶体颗粒,诱导时间显著缩短,得到了致密的水合物浆体,提高了蓄冷密度。     

UV/活性炭/TiO2光降解苯系物的动态测试研究

动态测试法能较好地模拟室内环境温度、相对湿度、空气交换及有害物释放速率等环境条件,能更真实可靠地反映净化材料在室内环境条件下对气态污染物的净化能力。本文通过动态测试法研究了UV/活性炭(AC)/TiO_2光降解苯系物的效率。系统地研究了紫外光直接氧化、AC吸附以及UV/AC/TiO_2光降解苯系物的净化能力,并考察了氧气、相对湿度对UV/AC/TiO_2降解活性的影响。结果表明,在254nm紫外光波长下,适度的氧气含量和湿度环境能显著提高UV/AC/TiO_2降解苯系物的活性。因此,动态测试法能对不同净化材料的净化效率和降解速率进行有效的评价,对建立科学的空气净化器的性能测试方法具有重要的意义。     

金纳米棒复合体的消光特性

金属纳米颗粒局域表面等离激元共振时能够产生消光和近场增强效应已经成为国内外研究的热点. 应用时域有限差分法对L形纳米棒与普通纳米棒构成的金纳米棒复合体的消光光谱及其近场增强和电流矢量密度分布进行了研究. 计算结果表明, 普通纳米棒和L形纳米棒二聚体的光谱响应与纳米棒间的间距有关, 而金纳米棒复合体的消光光谱可通过调整L形纳米棒与普通纳米棒间的间距、L形纳米棒的臂长度以及普通纳米棒的长度进行调谐. 此外金纳米棒复合体可以分解成L形纳米棒二聚体和普通纳米棒二聚体两个部分, 通过分别改变L形纳米棒的臂长和普通纳米棒的长度, 对比L形纳米棒二聚体和普通纳米棒二聚体间的共振峰位置变化, 可以更直观地了解金纳米棒复合体消光光谱线型的变化. 这些结果可用于指导金纳米棒复合体纳米光子器件的设计, 以满足其在表面增强拉曼散射和生物传感等方面应用.     

基于太赫兹光非对称解复用器结构的低开关能量、高线性度全光采样门实验研究

利用多量子阱结构的非线性半导体光放大器(SOA)构建的太赫兹光非对称解复用器(TOAD), 实验实现了一个开关能量低至25 fJ, 线性度高达0.99的全光采样门. 详细分析了采样脉冲功率和非对称偏移量分别对采样窗口形状、宽度和幅度的影响, 并研究了不同采样窗口宽度下TOAD的开关能量及线性度的变化规律.     

线宽增强因子对光反馈半导体激光器混沌信号生成随机数性能的影响

基于光反馈半导体激光器产生的宽带混沌信号作为物理熵源生成物理随机数已得到广泛研究.线宽增强因子的存在会导致半导体激光器出现大量不稳定动态特性,因此,本文着重研究半导体激光器的线宽增强因子对生成随机数性能的影响.数值仿真结果表明:随着线宽增强因子的增加,光反馈半导体激光器输出混沌信号的延时峰值逐渐减小、最大李雅普诺夫指数逐渐增大.基于不同线宽增强因子下产生的混沌信号提取随机数,并利用NIST SP 800-22软件对生成随机数的性能进行测试.测试结果表明,选取线宽增强因子较大的半导体激光器产生混沌信号作为物理熵源易于生成性能良好的随机数.