高通量技术在非均相聚丙烯催化剂制备中的应用研究

考察了催化剂高通量合成系统(HT-Posycat)在非均相Ziegler-Natta催化剂制备中各种加料计量工具的准确性和平行性。实验结果表明,使用高黏液体重力加料系统代替注射泵有效降低了小剂量液体的计量误差;使用缓冲瓶代替12通分流阀,有效降低了气泡对蠕动泵计量准确性的影响;合理设置各种计量设备的参数,可使小剂量反应原料计量误差小于0.5%,有效提高了HT-Posycat的实验平行性,催化剂产量的相对偏差可低于2.3%;增大滤头管径和更换滤材,在不影响催化剂产量及实验平行性的同时,有效缩短抽滤用时9h,进一步提高了HT-Posycat的工作效率。

基于三角形单元的时域有限积分方法研究

针对二维复杂结构电磁场计算问题,本文研究了基于三角形单元的时域有限积分方法。将该方法和时域有限差分方法应用于求解半径r=0.085m的理想圆波导对应于TM01模式的截止频率,结果显示时域有限积分方法计算得到的结果与理论值之间的相对误差小于时域有限差分方法计算的结果与理论值之间的相对误差,验证了该方法的优越性。

用高频近似模型和入射-出射波模型对早期高空核电磁脉冲场的计算比对

在康普顿电流和电导率相同的条件下,分别采用高频近似模型和入射-出射波模型对早期高空核电磁脉冲场进行一维计算,得到了地面上电场峰值的分布图以及爆心下方、空间某测试点的电场分量波形比对图。分析表明,计算结果符合对早期高空核电磁脉冲的规律性认识,同时两种方法得到的电场峰值、上升沿、脉宽、下降沿以及整体形状差异很小,说明两者均适用于早期高空核电磁脉冲场的计算。比较而言,高频近似模型的理论来源清晰、方程形式简单,便于求解,所以在实际研究中大多采用该模型。

新型萘酰亚胺类硫氰酸根离子荧光探针的合成及应用

设计合成了一个萘酰亚胺类SCN-离子探针NNN,其合成方法简单,条件温和。能够在水溶液中专一识别SCN-离子,检测浓度最小可以达到20μmol/L,随着SCN-离子的加入,化合物NNN吸收光谱蓝移了60nm,从黄色变为无色,这种明显的颜色变化,有利于可视观察。通过双波长比例变化,可以实现SCN-离子20μmol/L～0.8mmol/L范围内的定量检测。SCN-离子能够猝灭化合物NNN的荧光,荧光强度前后变化明显,荧光量子产率由原来的0.33减弱到0.02。通过荧光光谱和吸收光谱两种手段实现对SCN-的检测,选择性好,灵敏度较高。

用于全电磁粒子模拟的复杂建模及网格生成技术

基于Open CASCADE开源的计算机辅助几何设计类库,给出了全电磁粒子模拟中复杂模型构建技术及网格生成技术。介绍了Open CASCADE软件的基本特点;给出了基于Open CASCADE进行自主研发的用于全电磁粒子模拟的复杂模型构建软件EasyEMModeling的设计思想、程序框架及已具备的功能;基于Open CASCADE中的射线与几何体的求交算法,给出了Yee网格中共形描述3维复杂模型的共形网格生成技术;最后,给出了验证实例,证实了共形网格生成方法的正确性及有效性。

大型双反射面天线近轴区辐射FDTD-TDPO模拟

针对大型双反射面天线尺寸过大、使用单一的时域方法无法单独模拟其远区辐射特性,以及使用单一的高频近似技术无法给出准确结果的局限,给出了用于大型双反射面天线时域辐射模拟的并行时域有限差分(PFDTD)-并行时域物理光学(PTDPO)混合方法。先创建两个用于并行计算的进程组,一个用于PFDTD计算,另一个用于PTDPO计算;再根据PFDTD方法计算出双反射面天线馈源的近磁场,同时根据这些磁场使用基尔霍夫表面积分表达式(KSIR)并行计算出次反射面上及其附近的磁场,再使用KSIR并行计算出主反射面上的磁场;最后使用PTDPO方法计算出双反射面天线的远区辐射场的瞬态响应。同时,还给出主反射面口径为40个波长的Cassegrain双反射面天线的算例,并对馈源相同而口径尺寸不同的双反射面天线进行近轴区的时域辐射模拟。

基于Riemann问题的可压缩多介质流体数值模拟及在二维爆炸冲击波传播问题中的应用

为有效提高可压缩多介质流体数值模拟的精度和稳定性,需要准确描述界面的位置以及界面两侧介质间的相互作用.针对J WL、多项式等具有高度非线性状态方程的多种流体间的相互作用问题,提出了一种通用、高效、误差可控的Riemann问题求解方法,能有效提高物质界面上各物理量的计算精度.结合Euler坐标系下的可压缩多介质流体数值方法,建立了一套能够模拟具有高密度比、高压力比以及复杂状态方程的二维多介质流体计算体系;结合网格自适应技术,对TNT空中爆炸自由场、TNT爆炸近区冲击波反射和水下爆炸等问题进行了数值模拟,并与实测结果进行了对比.结果表明,数值计算的爆炸冲击波参数与相关实测结果一致,表明该方法可用于复杂环境下爆炸冲击波传播规律的研究.

基于多介质Riemann问题的流体-固体耦合数值方法及其在爆炸与冲击问题中的应用

为提高爆炸与冲击下多介质大变形问题的数值模拟精度,针对具有高度非线性特征、通用形式的Mie-Grüneisen状态方程和流体弹塑性本构方程的多种介质间相互作用问题,提出一种通用、健壮的多介质Riemann问题求解方法,以有效提高物质界面上各物理量的计算精度。结合Euler坐标系下具有锐利界面的守恒型多介质流动数值方法,建立一套能够模拟可压缩流体和弹塑性固体在极端物理条件下大变形动力学行为的数值计算体系。对流体-固体耦合、固体-固体耦合Riemann问题,地下强爆炸、空中强爆炸以及高速冲击等问题开展了数值模拟,计算结果和理论、实测数据符合较好,表明该数值方法能够对典型爆炸与冲击等多介质问题进行有效的模拟。

三维粒子模拟并行化技术研究

自行研制的三维并行全电磁PIC模拟软件UNIPIC-3D具有模拟高功率微波器件的能力。软件实现了并行的三维FDTD、粒子推进算法以及边界条件处理。软件通过读入输入文件进行规则与不规则两种区域划分方式,电磁场和粒子的并行化采用MPI机制,让粒子和电磁场的计算与通信同步,在高性能并行计算机上对软件的并行效率进行了测试。通过与2.5维UNIPIC软件的结果比较,验证了UNIPIC-3D软件并行模块的正确性。

萘酰亚胺类新型手性荧光染料的设计合成及其应用

本文利用较温和的反应条件制备了两个新型萘酰亚胺类手性荧光染料NNH、NNM,测试了其吸收光谱、荧光光谱和圆二色光谱。研究了化合物NNH与扁桃酸的作用,利用荧光光谱实现了对不同构型的扁桃酸的识别。采用荧光和圆二色两种手段考察了化合物NNM对pH值的响应,结果表明两种方法得到的pKa值吻合。

新型丙烯聚合BHC催化剂的性能

采用基于溶液结晶法得到的全新球形丙烯聚合BHC催化剂,通过间歇本体聚合法制备了丙烯聚合物,利用粒径分布测试、显微镜观察、聚合物等规指数测定及熔体流动速率测定等方法考察了BHC催化剂的性能,并与参比催化剂进行了对比。实验结果表明,通过调整工艺配方,可灵活制备粒径范围为3~80μm的球形BHC催化剂。BHC催化剂粒子呈球形,粒子强度高、不易破碎,细粉含量低,所得聚合物粉料中几乎没有细粉。BHC催化剂具有活性高、活性衰减慢、氢调敏感性好等特点,在多釜串联的工业聚合装置上具有广泛的应用前景。

聚烯烃催化剂中邻苯二甲酸二正丁酯定量分析的近红外方法研究

以聚丙烯催化剂中给电子体化合物邻苯二甲酸二正丁酯(DNBP)为研究对象,建立近红外定量测试DNBP含量的方法。采用偏最小二乘法将220个催化剂试样的近红外光谱与催化剂中DNBP含量的GC测量值关联建立数学模型,选取6个不同光谱预处理方法模型,采用内部交叉验证考察模型的稳定性。研究结果表明,选取3段光谱区间、使用二阶导数进行预处理的模型M5具有最低的均方根误差、最高的决定系数和残留预测偏差、较高的模型稳定性和预测准确性。模型M5的维数最多,但预估值相对偏差最小,不存在过度拟合。模型M5与GC测量值之间的偏差远小于HPLC与GC测量值之间的偏差。模型M5可减少不同测试方法引起的误差,所得数据平行性较高,采取多次测量取平均值的方式可得到更准确的DNBP定量分析结果。

早期高空核电磁脉冲的自洽粒子模拟

采用全电磁粒子模拟方法和一维近似模型,考虑电磁脉冲场对康普顿电子运动的影响,数值模拟了早期高空核电磁脉冲产生的自洽过程。给出了理论模型和计算模型,选取了一个计算区域位于源区的算例,比对了自洽处理方法和非自洽处理方法的异同,给出了三个考察点上电场分量的时域波形。结果表明,自洽处理方法会使第1峰值电场强度稍有降低,但对第2和第3峰值电场强度影响不大;同时,自洽处理方法会使第1与第2峰值电场强度之间的时间间隔缩短,但对以后各个峰值电场强度之间的时间间隔影响不大。

电磁粒子模拟中电荷守恒的电流分配方案满足的统一公式

该文针对电磁粒子模拟中满足电荷守恒的电流分配方案,给出了适用于二维和三维Yee网格以及宏粒子的电荷分布为常数的统一公式,同时列举并分析了常用的、满足电荷守恒的三种电流分配方案.根据电荷守恒定律,带有某种电荷分布的宏粒子在一个时间步内运动所引起的元胞上的电流密度,满足一个超定的线性代数方程组.这个线性代数方程组的每一个解对应一种电流分配方案.该文对电荷分布为常数的宏粒子在二维Yee网格中的运动列出了三种可能的情形、在三维Yee网格中的运动选了最常见、最简单的情形.对每一种情形,建立相应的线性代数方程组、求出对应的通解公式.将三种常用的电荷守恒的电流分配方案作为每种情形下线性代数方程组的特解,分别给出其对应于通解公式的参数.

基于溶解析出体系的N催化剂开发进展

N催化剂是通过溶解析出法制备的第四代聚丙烯Ziegler-Natta催化剂,广泛应用于工业生产中。综述了基于溶解析出体系N催化剂的开发进展。重点介绍了N催化剂制备工艺的不同改进方式,包括调整原料比例、应用新型内给电子体和新型助析出剂、引入功能性化合物及开发乳化成型工艺。展望了基于溶解析出体系N催化剂的未来研究方向。

欧拉坐标系下具有锐利相界面的可压缩多介质流动数值方法研究

可压缩多介质流动问题的数值模拟在国防和工业领域内均具有重要的研究价值,诸如武器设计、爆炸安全防护等,通常具有大变形、高度非线性等特点,是一项极具挑战性的研究课题.本文提出了一种基于Euler坐标系的非结构网格、具有锐利相界面的二维和三维守恒型多介质流动数值方法,可用于模拟可压缩流体和弹塑性固体在极端物理条件下的大变形动力学行为.利用分片线性的水平集函数重构出单纯形网格内分段线性的相界面,并在混合网格内构建出具有多种介质的相界面几何结构,理论上可以处理全局任意种介质、局部3种介质的多介质流动问题.利用传统的有限体积格式来计算单元边界上同种介质间的数值通量,并通过在相界面法向上求解局部一维多介质Riemann问题的精确解来计算不同介质间的数值通量,保证了相界面上的通量守恒.提出了一种非结构网格上的单元聚合算法,消除了由于网格被相界面分割成较小碎片、违反CFL条件,进而可能带来数值不稳定的问题.针对一维多介质Riemann问题、激波与气泡相互作用问题、浅埋爆炸问题、空中强爆炸冲击波和典型坑道内冲击波传播问题开展了数值模拟研究,将计算结果与相关的理论、实验结果进行比对,验证了数值方法的正确性和可靠性.

“催”向一流——记北京化工研究院优秀共产党员周俊领

"科学没有国界,但科学家有祖国。"这是激励周俊领勇于担当、不畏艰难、敢为人先的原动力。1995年参加工作到北京化工研究院以来,周俊领扎根一线,把责任扛在肩上,致力于聚乙烯催化剂技术升级,实现了北化院Ziegler-Natta聚乙烯催化剂技术不断进步,迈进了世界先进水平行列。在他的努力、带动和影响下,研究院不断打破国外技术垄断,为企业带来了可观的经济效益。