显式结构拓扑优化方法在声子晶体中的应用研究

声子晶体因其独特的阻挡波传播的特性而被应用于工程减振降噪结构设计中。为了最大程度挖掘结构减振降噪特性,声子晶体拓扑优化逐渐成为了研究重点。基于显式结构拓扑优化方法-可移动形变组件法,建立声子晶体拓扑的数值表达,其中设计变量为可自由移动伸缩变换的矩形构件的几何位置参数;以结构带隙特性为优化目标,基于灵敏度分析策略,结合移动渐近线法,建立系统声子晶体元胞拓扑优化模型。针对面内模式和面外模式,分别获得了具有373.3Hz~807.1Hz和392.74Hz~1643.5Hz带隙声子晶体拓扑结构。为了验证可移动形变组件法的优化有效性,基于有限元胞建立传输特性损耗测试模型。从传输特性谱中可以看出,在带隙对应频段内,出现了明显的下降区间,即表明声子晶体对该频段的弹性波具有良好的衰减能力,验证了优化方法的可靠性和有效性。

减压渣油中重金属钒、镍的脱除研究

用一种酯类脱金属剂脱除辽河和委内瑞拉混炼减压渣油中的重金属钒和镍,考察了反应温度、脱金属剂加入量、反应时间和静置时间对金属脱除率的影响。结果表明,适宜的操作条件为:反应温度210℃,脱金属剂加入量2%,反应时间20 min,静置时间20 min。在此条件下,钒和镍的脱除率分别为75.36%和40.05%。

微波强化固相合成伐普肽

以伐普肽为研究对象,用固相合成方法,并对偶合反应进行微波强化.利用正交实验研究了微波强化对偶合反应的促进作用.正交实验结果用多元非线性回归分析和响应面法优化,确定优化条件为:反应时间5 min,包括1 min升温、4 min维持,最高反应温度60 ℃.与常规偶合反应相比,提高反应效率12～36倍.常规接肽反应保护氨基酸用量与固相合成树脂摩尔数之比为3倍,在优化的微波强化反应条件下,保护氨基酸用量减少为过量1倍;保护氨基酸与树脂的偶合效率明显提高,伐普肽得率从常规合成的48%提高到76%.其结构经质谱、高分辨质谱、红外光谱、核磁共振氢谱证实,与目标化合物的结构一致.

固-固接触热传导的声子传递系数

声子传递系数是影响低温接触界面热传导的重要因素,文中对中间低温(20K^200K)接触传导模型的声子传递系数进行了讨论,分析了接触界面温差、弹性镜面传递和散射传递下的声子传递系数;还讨论了热流方向对声子传递系数的影响;指出了声失配理论预测值与实验值间存在差别的可能原因。该讨论对分析接触热传导有一定意义。

微波辅助低共熔溶剂提取薏苡叶总黄酮的工艺研究

采用低共熔溶剂作为提取溶剂,对薏苡叶总黄酮进行微波辅助提取。通过单因素试验研究了低共熔溶剂的体系、组成比例、含水量、料液比对提取效率的影响。在此基础上,选择微波提取工艺参数温度、时间和功率进行L_9(3~3)正交试验,得出了总黄酮的最佳提取工艺参数。微波辅助低共熔溶剂提取总黄酮的最优工艺:20倍药材量的30%含水量的氯化胆碱/乙二醇,摩尔比为1:3,微波提取温度55℃,功率500W,时间15 min。

声子晶体的负折射成像分析

声子晶体的负折射成像已成为当今国内外研究的热点问题.首先通过分析弹性波激励声子晶体元胞的局域共振响应特性,计算了局域共振型声子晶体的带隙特性,以此为基础构建了声子晶体相应的实验模型.然后基于Comsol仿真平台,把声子晶体元胞在XY平面内排列成声子晶体板后,模拟了近场点声源通过声子晶体板的负折射声成像过程.同时计算了模拟两个理想点声源经过声子晶体板后负折射成像的特性.仿真结果表明:声子晶体能较好地分辨两个点声源所成的像,点像的最小分辨率可达到0.2λ,很好地突破了声学成像中的衍射极限.

微波辅助的Michael加成反应

综述了自微波应用于有机反应以来,微波在促进Michael加成反应中的应用,列举了很多实例,从中可观察到微波反应的发展前景。

声子晶体的传输特性研究

为探究声子晶体的声波控制机理,研究了声波在声子晶体中的传播行为.通过分析声波激励声子晶体元胞的局域共振响应特性,计算了局域共振型声子晶体的频率响应.运用comsol软件模拟线声源激励在声子晶体薄板后汇聚成点声源.基于光外差测量平台进行了声传输实验,测量汇聚点的声压,并利用NE564组成中心频率为40 MHz锁相环电路来解调声子晶体表面振动信息.运用Matlab处理数据得到声子晶体的频率响应函数,即声子晶体传输特性.实验结果表明,共振频率可以确定声子晶体带隙,减小包覆层橡胶的刚度以降低带隙频率.

绿色低共熔溶剂提取黄酮类化合物的研究进展

低共熔溶剂作为新兴的绿色溶剂,由于其具有溶解范围广、制备简单、可生物降解等优点,自问世以来受到研究人员的青睐。介绍了低共熔溶剂的分类,阐述了低共熔溶剂提取黄酮类化合物的影响因素,探讨了低共熔溶剂所提取黄酮类化合物的生物活性及低共熔溶剂的回收,以期为黄酮类化合物的开发研究提供参考。

声子之间的相互作用与晶格热平衡

用玻耳兹曼方程和郎道方程 ,分析声子之间的相互作用与晶格热平衡 ,得到晶格热平衡是声子之间的相互作用的结果、得到弛豫时间与声子之间相互作用强度的平方成反比 。

提取黑豆皮中可溶性膳食纤维的工艺研究

以黑豆皮为原料提取可溶性膳食纤维(SDF),使用超声-微波协同方法提取黑豆皮中可溶性膳食纤维,并利用响应面法优化黑豆皮中可溶性膳食纤维的提取工艺条件。结果表明:提取的最优工艺条件为,料液比1∶40 g/m L,微波功率450 W,微波时间30 min,微波温度45℃,此条件下测得黑豆皮SDF得率为15.7280%,经验证实验得其接近理论值。本研究为黑豆皮高膳食纤维食品的开发及黑豆皮综合利用提供理论依据。

一维非周期性声子晶体中声波动力学特性

基于转移矩阵法和局域振动模式理论,讨论了利用由树脂玻璃和水腔交替构成的声子晶体制备具有分子能态特点的宏观器件的方法;研究了水层宽度梯度变化时声子晶体中的Wannier-Stark阶梯和Bloch振荡.研究结果表明用宏观尺寸材料制备的声子晶体会表现出类似于微观的物理效应,这对于利用宏观尺寸的材料制备更为实际的声子晶体器件具有一定的参考价值.

声学腔内声波隧穿效应的研究

从理论和实验两个方面研究了构建的声学谐振腔系统中的声学局域态和隧穿效应,该系统是由两个完全相同的一维声子晶体和一个可调控的间隔层构成.系统中的间隔层即为声学谐振腔层,它与量子系统中的电子双势垒结构具有相似性.在理论上,利用数学中的近似方法得到声波在声学谐振腔系统中声学局域态的本征频率和衰减因子的周期性变化行为以及声波随谐振腔层厚度变化的声学隧穿效应规律.在实验中,构建了连续可调的谐振腔声子晶体系统,通过改变此系统中腔层的厚度,在声波能谱中观测到一些分立的由高频向低频方向变化的透射点以及在不同腔层厚度所对应的禁带边缘透射峰之间区域中出现的一定周期性差异的透射峰行为,以上结果揭示了声波能量在能带中的周期性耦合过程和入射声波在系统中的隧穿动力学行为等特性.实验观测与理论计算结果完全一致.

怀牛膝多糖的微波提取工艺研究

怀牛膝多糖是常用中药牛膝中的主要活性成分,可作为一种免疫调节剂,是重要的多糖药物之一。本实验采用微波辅助法提取怀牛膝中多糖,溶剂为水,采用苯酚-硫酸比色法测定怀牛膝多糖含量,通过单因素及正交试验研究微波功率、料液比、提取温度和微波作用时间对怀牛膝多糖提取率的影响。结果表明,怀牛膝多糖微波提取的最佳工艺条件为:微波功率为600W、料液比1:20(g/m L)、浸取温度为70℃、微波处理时间4min。

在微波辐射下过氧乙酸氧化合成壬二酸

以油酸为原料,50%(质量分数)的过氧化氢为氧化剂,在异丙醇作为助催化剂的条件下,采用钨酸作为催化剂合成中间产物9,10-二羟基硬脂酸,当除去溶剂后,加入自制的过氧乙酸,在微波下反应60 min后,采用热水萃取,收率可以达到70.5%,纯度可以达到97.76%。当反应时间达到120 min时,收率可以达到74.6%。

纳米声学及近场声成像技术

纳米声学是近年来迅速发展的新的学科领域,旨在亚微米和纳米尺度上来"听到"和"看到"我们尚未发现的物质世界。而近场声成像技术,像扫描探针声显微术(Scanning ProbeAcoustic Microscopy,SPAM)和压电响应力显微术(Piezoresponce Force Microscopy,PFM)等,不仅具有亚微米和纳米分辨力,而且能方便地对试样微区的表面形貌,材料的力学和电学等性质进行成像,是开展纳米声学研究的有效手段。文章结合实验结果,对SPAM和PFM等近场声成像技术作了简要介绍。

超声波抑制积垢的影响因素与作用原理的研究

通过静态抑垢实验 ,研究了积垢溶液中 [Ca2 +]和 [Mg2 +]总浓度 ,溶液的 pH值对超声抑垢的影响 ,得出超声抑垢的适宜条件 ;引进抑垢曲线新概念 ,直观地描述超声抑垢的效果 ,并从抑垢静态、动态实验得到验证 ;同时研究了超声波对溶液的电导率 ,表面张力的影响。最后 ,探讨了超声波的抑垢机理 。

多层掺杂对一维声子晶体缺陷模的影响

利用转移矩阵法研究了多层掺杂情况下一维声子晶体的缺陷模特征。研究发现:随着掺杂层数的变化,缺陷模的数目、透射峰和半高宽都有明显的变化。一层掺杂时,只出现一个中心缺陷模,二层掺杂和三层掺杂时除了出现中心缺陷模外,在中心缺陷模的两侧还出现了两个对称缺陷模;中心缺陷模的中心位置随掺杂层数的增加不变,对称缺陷模的中心位置随掺杂层数的增加向禁带中央移动。中心缺陷模和对称缺陷模的透射峰和半高宽都随掺杂层数的增加而减小。

基于双层柱状结构的声场局域与聚焦现象

本文研究了浸没在水中双层柱状结构的声聚焦效应及声场奇异局域效应,并探索了声聚焦频率与圆柱结构参数之间的关系.研究表明:当超声波源入射到双层柱状结构表面时,在圆柱结构中心会出现声聚焦效应,并在不同频率下出现单极、偶极及多极局域声场的高低周期分布,且周围环境的声场声压几乎为零.这种声聚焦效应源于干涉衍射以及金属圆柱结构中的位移本征模式.

用于金属表面缺陷底部检测的激光声表面波的信号分析

该文采用了移动线光源扫描技术建立了检测激光超声的实验系统,对实验中不同深度缺陷样品中的声表面波提取出模态、幅度、频谱等信息;在理论分析的基础上,得到缺陷深度对这些参数的影响。该文的研究成果为金属表面缺陷无损检测提供有效的检测方法。