铌酸锂表面波器件基底最佳切割方向

为在表面波器件设计时选择基底的最佳切割方向,推导表面波压电增劲晶体声学基本方程和表面波边界条件方程,使用循环迭代法,对铌酸锂晶体最佳退耦的声弧矢yz平面计算了沿不同方向的电自由条件表面波声速与电短路条件表面波声速.在此基础上计算了机电耦合系数,并确定最大机电耦合系数的方向为基底的最佳切割方向.计算结果表明,铌酸锂晶体作为表面波器件基底的最佳切割方向为164°y切.     

风雨下考虑偏航效应风力机流场及气动载荷

为了研究狂风暴雨环境中大型风力机在复杂工况下的流场特性和气动性能,以南京航空航天大学自主研发的5 MW风力机塔架-叶片体系为例,采用计算流体动力学（CFD）技术开展最不利叶片停机位置下考虑6个偏航角（0°、5°、10°、20°、30°和45°）影响的风力机风场模拟,添加离散相模型（DPM）开展风-雨耦合同步迭代计算,对比研究不同偏航角对风力机周围风场和雨场特性的影响规律. 建立不同偏航角下的风-雨等效压力系数新模型,给出相应的公式,针对风雨作用下的不同偏航角工况塔架和叶片表面等效压力系数进行系统分析. 研究结果表明,附加雨荷载效应对该类风力机叶片迎风面和塔架迎风面两侧各40°区域内压力的影响不容忽视.     

流固混合声子晶体中负折射与导波特性研究

针对声子晶体中负折射现象产生的原因以及调控波导的方法,本文研究了工字型钢在空气中正方形排布所形成流固混合型声子晶体的波动特性。数值计算是通过有限元方法进行的。根据等频率曲线确定声子晶体产生负折射的频率,并进行模拟验证。通过引入线性缺陷,设计直线和折线型波导,调控波的传播。并通过引入耦合共振缺陷,研究结构中耦合共振波导的波动特性。结果表明：在?=0°的声子晶体中,5 255 Hz时波仅沿y方向传播。在?=45°的声子晶体中,3 045 Hz时波的传播会出现负折射现象。只有在特定的频率范围内,波在Z型线性波导中能够较好地传播。在不同的频率范围内,波在2种直线型耦合共振波导中均能够较好地传播。相关结果为流固混合型声学器件的设计提供一定的数值基础。     

ZnO薄膜生长及声表面波性能研究

采用传统射频磁控溅射技术,通过引入Si O2缓冲层以及调节工作气压的方法,在Si衬底上制备具有高度(1120)择优取向的Zn O薄膜.采用X射线衍射技术和原子力显微镜分析Zn O薄膜的晶体特性和择优取向.研究发现,引入Si O2缓冲层能显著减小Zn O/Si O2/Si三层结构声表面波器件的温度延迟系数(temperature coefficient of delay,TCD),当Si O2缓冲层厚度为200 nm时,Zn O薄膜同时具有(0002)和(1120)择优取向,且TCD值仅为2×10-6℃-1左右,说明器件温度稳定性佳.当工作气压降低时,Zn O(1120)择优取向增强,相应的声表面波器件的机电耦合系数(K2)也增大.在大机电耦合系数和高温度稳定性的Zn O/Si O2/Si三层结构的基础上,有望制作出高性能的Love波声表面波生物传感器.     

哥氏力对剪切型声表面波传播属性的影响

从理论分析和实验研究了哥氏力对剪切型声表面波传播属性影响。理论分析方面表明,在哥氏力作用下剪切型声表面波中质点的运动方式发生了变化,已不再是纯剪切运动,而是变为椭圆运动,从而改变声波的传播速度。在实验方面,选择综合性能优良的ST-90oX切石英晶片为基底材料,设计了差分结构的剪切型声表面波器件,并设计相应的工作检测电路,通过实验,检测出旋转角速率使声表面波的频率发生了变化,验证了哥氏力对剪切型声表面波的影响。     

基于ZnO/金刚石/Si结构的瑞利波频散特性计算

结合声表面波的基本理论和递归刚度矩阵法,通过将瑞利波从声表面波中分离,推导出基于ZNO/金刚石/Si结构的有效介电常数数学模型。根据所建立的数学模型,采用Matlab编制出相应程序,计算得到瑞利波的相速度和机电耦合系数频散曲线。该频散曲线具有较高的精确性,能很好地反映出瑞利波的频散特性。本文从解基本的波动方程理论出发,得到了三层结构的有效介电常数数学模型,并且将其程序化,最终得到了声表面波器件设计中的两个重要参数,为多层薄膜器件的设计奠定了一定的基础。     

压电晶体本征声表面波倒速度曲线的计算

为在设计表面波器件时选择基底的最佳切割方向,提出压电修正劲度系数的概念,并计算了石英和铌酸锂晶体的压电修正劲度系数.从晶体的性能方程出发,推导了本征表面波声学基本方程和表面波力学边界条件方程,使用新的计算声表面波速度的循环迭代法,分别对石英和铌酸锂2种晶体,在3个坐标平面内,计算非压电修正及压电修正的本征声表面波倒速度曲线.研究结果表明,压电效应加快了声表面波速度,晶体的表面波声学性质与其点群对称性之间有内在的联系.     

共线声光效应中模式转换效率的理论分析

利用多层结构声表面波的精确模型对决定衍射光栅常数的声表面波传播特性进行了研究,其衍射光栅可使波导中导模向漏模转换,这一现象可用耦合模理论解释。模式转换效率可化作声波频率、声光作用长度、波导厚度和声波功率密度的函数,并利用数值计算得出结果。     

LiB3O5晶体弹性与压电性能的研究

计算并绘制了LiB3O5(简称LBO)晶体在(100)、(010)、(001)3个主晶面内慢度分布曲线,得到了声速的最大值及其方向. 探讨了LBO晶体纵向压电系数d33及机电耦合系数k33随空间方向变化的规律,分别得到了LBO晶体压电系数d33及机电耦合系数k33的最大值及其方向,并与Li2B4O7进行了比较. 结果表明,LBO晶体有作为声光器件和压电器件的潜力,并对相关器件的设计、开发及利用等方面有一定的理论指导作用.     

飞行型绳牵引并联机器人气动特性计算与分析

为研究飞行型绳牵引并联机器人的气动力学特性。对并联机器人进行了三维模型的建立,采用流体力学分析软件Fluent对模型计算域进行网格划分和边界条件设置;研究了不同攻角和速度条件下升力系数、阻力系数和俯仰力矩系数等气动特性。结果表明:在给定飞行速度时,升力系数、阻力系数和俯仰力矩系数曲线都具有收敛性以及表面压力分布的均匀性。飞行速度较低时,阻力系数随攻角增大而缓慢增大;升力系数随攻角增大而正比增大。飞行速度较高时,阻力系数在攻角为0°～12°时随飞行速度正比增大,飞行速度增大到一定值后,不同速度下的阻力系数差别不大。升力系数在攻角为0°～8°时正比增大,在攻角为8°～16°时,随攻角增大而减小。俯仰力矩系数受到攻角和飞行速度的影响。     

基于角锥棱镜的反射式位相延迟系统

针对传统应用于投影系统的线偏振光源中消色差位相延迟器件的制作成本较高的问题,设计了角锥棱镜（corner-cube-reflector）反射式位相延迟系统.利用射线追踪理论分析了当一束线偏振光以不同偏振方位角和不同入射角入射至角锥棱镜后,经过三次全内反射后反方向出射光的偏振特性.使用旋转坐标进行解析,按不同反射顺序、经不同反射面时出射光的琼斯矩阵表达式,计算出不同入射条件下的出射椭圆偏振光的状态参数,得到了出射光偏振状态相对入射光偏振方位角和入射角的变化规律,采用斯托克斯参量法进行了实验验证,得到了最优入射方位角为（-15°,＋15°）,偏振方位角为（-63°,-52°）.     

椭圆截面活性银纳米管表面等离激元受激辐射放大研究

基于有限元方法研究了内核包含活性介质的椭圆截面银纳米管的表面等离激元受激辐射放大（SPASER）特性. 研究发现,在电场偏振方向与椭圆长轴之间的夹角θ为0°时,当银纳米管活性内核的增益系数k增加到0.281 8,将在639.3 nm波长位置处产生表面等离激元（SP）偶极超共振;此时,在银纳米管表面可获得的表面增强拉曼因子可达到约2.56×1018,其足以满足单分子检测的要求. 在θ = 90°时,当k值增加到0.081 7,将在742.3 nm波长位置处发现SP偶极超共振. 此外,当θ = 0°时,银纳米管的SPASER增益阈值将随着银壳层厚度的减小而逐渐减小;当θ = 90°时,银纳米管的SPASER增益阈值将随着银壳层厚度的减小而逐渐增加. 当θ = 45°时,随着内核增益系数变大,将逐渐在两不同的临界波长位置观察到SPASER现象,因而具有较好的双频特性.     

七自由度气动人工肌肉机械手臂的设计及研究

设计了一种气动肌肉驱动的七自由度仿人机械手臂。肩部采用球绞形式,实现类人肩关节旋内／旋外、屈／伸及内收／外展三个自由度,旋转运动范围为-39．5～39．5°,屈伸运动范围为－44．5～44．5°,收展运动范围为0～35．0°。肘部和腕部均采用虎克铰形式,实现肘关节的屈／伸、旋内／旋外以及腕关节的内收／外展、屈／伸,其中肘关节旋转运动范围为～39．5～39．5°,屈伸运动范围为－60．5～32．5°;腕关节收展运动范围为～70．5～70．5°,抬伸运动范围为-39．5～39．5°。对机构进行了仿真分析,并搭建了手臂实物系统进行测试。实验结果表明,该手臂重量轻,受控性好,能够很好地实现人类关节的柔顺运动。     

等离子体制备亲水性聚乙烯薄膜及其性能研究

以常压氩气(Ar)为工作气体,通过低温等离子体技术对聚乙烯薄膜表面引发接枝丙烯酸改性,从而制备出一种表面亲水性优良的聚乙烯薄膜,并用IR、AFM、接触角仪对其进行表征。结果表明:常压下单纯使用Ar低温等离子体对聚乙烯薄膜进行改性,表面接触角降低至43.21°±3°,但其时效性较差,随放置时间延长接触角会逐渐回复至70°±3°;而在使用表面丙烯酸接枝改性后,可使其接触角降低至19.21°±3°,并且接触角可稳定在30°±3°,薄膜表现出更优良的亲水性和耐久性。     

牡丹酚缩乙醇胺的晶体结构及抗菌活性研究

以中药材牡丹皮为原料,用水蒸气蒸馏法提取牡丹酚,将牡丹酚纯化精制后在70℃的乙醇介质中与乙醇胺发生缩合反应生成牡丹酚缩乙醇胺,其产率高达80.5%。用红外光谱（IR）、紫外光谱（UV）、质谱（MS）、核磁共振谱（NMR）以及元素分析等来表征其结构,并用单晶X-衍射技术测定其晶体结构。该化合物为单斜晶系,空间群为P2（1）,晶体学参数：a=0.637 9（9）nm,b=0.628 9（9）nm,c=2.663（4）nm,α=90.0°,β=90.188°,γ=90°,V=1.068（3）nm3,Dc=1.310 g/cm3,F（000）=450,Z=4,R1=0.044,wR2=0.128 2,R（int）=0.020 5。对牡丹酚和牡丹酚缩乙醇胺选用6种细菌和1种酵母菌进行抗菌活性研究,测定其最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）,结果表明牡丹酚和牡丹酚缩乙醇胺对测试菌株均有抑制和灭活作用,牡丹酚缩乙醇胺对伤寒沙门菌50127株和枯草芽胞杆菌CMCC63501株表现得更为显著。     

7-硝基喹唑啉酮的合成、晶体结构和量子化学研究

以2-氨基-4-硝基苯甲酸和醋酸甲脒为原料,合成了7-硝基喹唑啉酮.用X-射线衍射法测定了化合物的晶体结构,用Gaussian 03程序计算了化合物的优化结构参数、电荷分布、分子总能量,并解释了实验值与计算值存在差异的原因.结果表明,晶体属于单斜晶系,P2空间群,晶胞参数a=5.1063（10）,b=11.206（2）,c=13.528（3）,α=90°,β=99.19（3）,γ=90°,Dx=1.653g/cm,Z=4,F（000）=392,μ=0.132mm-1.最终偏差因子R1=0.0395,ωR2=0.1035.计算得到的键长、键角基本和单晶衍射测定值相符合.同时,通过能量比较说明了该化合物是7-硝基喹唑啉酮,而不是7-硝基-4-羟基喹唑啉。     

平板气膜冷却孔中心线上绝热效率的实验研究

以优化冷却孔射流角度和射流参数为主要实验目的,将平板气膜冷却作为研究对象,应用红外热像仪作为温度监测手段,研究不同角度的简单和带有复合角的复杂圆形孔射流对平板中心线上气膜冷却绝热效率的影响。在吹风比分别为M=0．5、1．0、1．5时,实验研究了简单圆形孔射流角度α=35、60、90°和带复合角β=15、60、90°圆形孔的不同排列下平板中心线上气膜冷却的绝热效率。结果表明：在简单孔情况下,射流角α=35°时绝热效率较好,带复合角情况下,β=90°时较高。双排布置时绝热效率比单排的要高很多,其中插排最佳。     

超分子化合物(C_(10)N_4O_4H_6)(C_6N_4H_6)的水热合成及其结构表征

采用水热合成法,合成了三维超分子化合物(C10N4O4H6)(C6N4H6)(1),通过X-射线单晶衍射、元素分析和红外光谱对化合物1的结构进行了表征.并对化合物1进行了元素分析、红外光谱分析.结构解析表明,化合物1是由1,2,4,5-苯二酰肼(H4bbh)和2,2'-联咪唑(Bim)构成的共晶化合物.化合物1属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数a=0.36735(7)nm,b=0.91550(18)nm,c=1.135 7(2)nm,α=88.94(3)°,β=81.25(3)°,γ=87.56(3)°,V=0.37714(13)nm3,Z=1,R1=0.053 5,ωR2=0.114 8.该化合物通过氢键作用和π…π堆积作用形成三维超分子结构.对该化合物的荧光性质进行了测试分析.     

含软弱面膨胀土三轴试验结果的校正问题

针对现行规程对三轴试验数据的处理方法适用于普通试样,而未考虑试样中部含有软弱面的情况,通过3组含30°、45°、60°不同倾角软弱面的膨胀土三轴试验,得到软弱面上、下盘沿轴向错动位移与试样轴向变形的关系,进而对三轴试验结果进行校正。研究表明：软弱面上、下盘沿轴向错动位移与试样轴向变形的比值不随围压而改变,但随软弱面倾角的增大而增大;校正后,（σ1-σ3）f的增加随软弱面倾角的增大而增大,c、φ值也有不同程度的增加,且c值的增加幅度比φ值大。     

氧与甲烷不同碰撞能反应的矢量相关研究

运用准经典轨线法在扩展的London-Eyring-Polanyi-Sato（LEPS）势能面上计算了初始碰撞能分别为55,65,75kJ/mol时O＋CH4→OH＋CH3反应的矢量相关情况.计算得到了广义极化微分反应截面、k-j′两矢量相关的p（θr）分布和k-k′-j′三矢量相关的p（φr）分布.对比不同碰撞能情况下的反应发现碰撞能在反应过程中所起的重要作用.