煤基富勒烯电子性质和非线性光学性质的密度泛函理论研究

使用基于密度泛函理论的量子化学计算方法对煤基富勒烯进行了研究。重点关注由氮和硅掺杂C₆₀形成的杂化富勒烯结构。计算了这些杂化富勒烯的几何结构、稳定性、电子结构、介电常数和非线性光学性质并与未掺杂富勒烯相比较。研究发现,氮掺杂富勒烯失电子能力增强而硅掺杂富勒烯得电子能力增强。此外,根据计算结果可知掺杂可使富勒烯介电常数增大。对煤基富勒烯的非线性光学性质进行了探讨,发现氮掺杂富勒烯和硅掺杂富勒烯均具有比未掺杂富勒烯明显大的三阶非线性光学系数。     

基于STM32的光伏充放电控制器设计

在公用照明系统中,利用光伏阵列给铅酸蓄电池充电,蓄电池为照明系统提供电能。为了保证此过程能够高效合理的进行,设计一种基于STM32F407微处理器的光伏充放电控制器。根据蓄电池及光伏阵列的特性,利用电池容量检测与 MPPT(Maximum power point Tracking)技术,控制主电路为 Boost 电路。经过实验过程及结果的验证,此控制器可以合理有效地控制蓄电池的充放电过程,提高光伏电能的利用率,最终照明系统达到了高效稳定的工作状态。     

氮、硅掺杂对煤基碳纳米管电子性质和杨氏模量的影响研究

近年来以煤为原料制备获得碳纳米管已经在实验室中得以实现,这开拓了碳纳米管低成本制备的途径。然而,煤基碳纳米管中氮、硅等原子掺杂对于碳管结构和功能性质影响的研究仍然相对较少。本研究使用基于第一性原理的自洽场晶体轨道法对硅、氮原子掺杂的(6,6)碳管进行研究。探讨硅、氮原子掺杂对碳纳米管电子性质和杨氏模量的影响。研究发现,氮原子和硅原子取代掺杂缺陷的形成在能量上是不利的,尤其对于硅掺杂。能带结构的计算表明,氮掺杂碳管显示金属导电性,而硅掺杂碳管发生了金属/半导体性质的转变,为半导体。杨氏模量的结果暗示,氮掺杂可以增强煤基碳管的力学性能。     

扬压力对混凝土重力坝稳定性影响及改进措施

<正>某混凝土重力坝,坝高42m,底宽35m。断面形式见上图。沿坝轴线取1m为单元进行计算;计算应力时取坝内5点,每点间距为7m。原点设在下游面。计算结果(以校核洪水位为例):校核洪水位不计扬压力计算结果:     

化学链燃烧过程Fe2O3/Al2O3载氧体表面CH4反应：ReaxFF-MD模拟

借助ReaxFF-MD方法,对化学链燃烧过程Al₂O₃负载Fe₂O₃载氧体（Fe₂O₃/Al₂O₃）表面CH₄反应过程模拟,探究Al₂O₃惰性载体对Fe₂O₃-CH₄体系燃烧过程的调控机制。研究发现添加Al₂O₃惰性载体改变了化学链燃烧过程中Fe₂O₃载氧体反应性和Fe₂O₃/Al₂O₃-CH₄反应体系的热力学和动力学行为。主要是促进了Fe₂O₃载氧体表面CH₄氧化,并对CH₄反应过程、中间体、产物及其反应速率和放热量等均具有显著促进和调控作用。原因在于Al₂O₃惰性载体对Fe₂O₃活性相中晶格氧的活化作用促进了晶格氧的迁移-扩散-释放。添加惰性载体增强了Fe₂O₃载氧体在化学链燃烧过程晶格氧释放速率和释放量,有利于CH₄氧化燃烧向合成气的高效、清洁转化,强化了化学链燃烧过程,满足当前能源高效转化和碳减排目标。     

朗达河水电站压力管道的优化设计

朗达河水电站是高水头的水电站,设计水头880m,利用落差910m,设计引用流量3.25m3/s,装机2×12MW。压力管道是通过地址、地形、经济比较和施工便利等因素综合考虑制定的设计方案：压力管道长1802.89m,沿山脊布置,采用明管形式,竖向分为14个纵坡,平面有3个转角,管道的壁厚为6-30mm,管径1.0m。     

化学链燃烧过程Fe2O3/Al2O3载氧体表面CH4反应：ReaxFF-MD模拟

借助ReaxFF-MD方法,对化学链燃烧过程Al₂O₃负载Fe₂O₃载氧体（Fe₂O₃/Al₂O₃）表面CH₄反应过程模拟,探究Al₂O₃惰性载体对Fe₂O₃-CH₄体系燃烧过程的调控机制。研究发现添加Al₂O₃惰性载体改变了化学链燃烧过程中Fe₂O₃载氧体反应性和Fe₂O₃/Al₂O₃-CH₄反应体系的热力学和动力学行为。主要是促进了Fe₂O₃载氧体表面CH₄氧化,并对CH₄反应过程、中间体、产物及其反应速率和放热量等均具有显著促进和调控作用。原因在于Al₂O₃惰性载体对Fe₂O₃活性相中晶格氧的活化作用促进了晶格氧的迁移-扩散-释放。添加惰性载体增强了Fe₂O₃载氧体在化学链燃烧过程晶格氧释放速率和释放量,有利于CH₄氧化燃烧向合成气的高效、清洁转化,强化了化学链燃烧过程,满足当前能源高效转化和碳减排目标。     

化学链过程中Cu低浓度掺杂改性Fe-基载氧体反应性能：实验与理论模拟

基于热重实验（TGA）和密度泛函理论（DFT）计算，对Cu低浓度掺杂Fe₂O₃载氧体（Cu-Fe₂O₃）与H₂在化学链燃烧过程中反应活性和微观分子反应机理进行研究。TGA结果显示，Cu低浓度掺杂降低Fe₂O₃载氧体与H₂反应表观活化能E_a （从83.9 kJ/mol降低至72.3 kJ/mol），因此，低浓度Cu掺杂由于原子尺度Cu掺杂缺陷的引入的确提高了Fe₂O₃载氧体转化率和晶格氧释放速率。DFT计算从分子水平证实Cu低浓度掺杂改变了Fe₂O₃载氧体与H₂反应路径，路径分析表明，Cu掺杂使Fe₂O₃载氧体与H₂反应能垒从2.30 eV分别降低至1.81 eV（Fe原子top位反应）和1.68 eV（Cu原子top位反应），Cu掺杂的Fe-基载氧体的氢还原反应优先发生在掺杂的Cu原子位，其次为Fe原子位。此外，计算结果表明，因Cu-O和Cu-Fe键的引入，低浓度Cu掺杂改变了Fe₂O₃载氧体微观结构，这对于载氧体的晶格氧快速释放是有利的。     

电波流速仪信号处理技术研究

为了解决水情复杂情况下流速测量的复杂性和准确性问题,设计了一款非接触式电波流速仪.能实现水面流速快速准确的测量.本设计应用雷达传感器接收发送电磁波,计算合成频率差(称为雷达中频信号).通过对雷达中频信号进行硬件滤波和软件数字滤波消除杂波干扰.再由谱估计法提取雷达中频信号频率.最后根据雷达中频信号与水面流速的关系实现对水面流速精确的测量.该设计经过实地测试,仪器运行良好能够准确地测量水面流速.充分证明了系统可行性和稳定性,说明该仪器能够达到设计要求.