摘要：The model of ion transportation through graphene nanochannels is established by the molecular dynamics simulation method. Statistics of the electric potential and charge distribution are made, respectively, on both sides of graphene nanopore with various diameters. Then, their changing relationship with respect to the nanopore diameter is determined. When applying a uniform electric field, polar water molecules are rearranged so that the corresponding relationship between the polarized degree of these molecules and the nanopore diameter can be created. Based on the theoretical model of ion transportation through nanochannels,the changing relationship between the concentration of anions/cations in nanochannels and bulk solution concentration is quantitatively analyzed. The results show that the increase of potential drop and charge accumulation, as well as a more obvious water polarization, will occur with the decrease of nanopore diameter. In addition, hydrogen ion concentration has a large proportion in nanochannels with a sodium chloride（NaCl） solution at a relative low concentration. As the NaCl concentration increases, the concentration appreciation of sodium ions tends to be far greater than the concentration drop of chloride ions. Therefore, sodium ion concentration makes more contribution to ionic conductance.

摘要：利用环境扫描电子显微镜(ESEM)表征红瓶猪笼草叶笼蜡质滑移区表面微观结构.利用手动悬臂移动法在原子力显微镜(AFM)无针尖探针悬臂上黏附15μm二氧化硅微球模拟单根刚毛与猪笼草蜡质区表面的接触,对新鲜蜡质区表面黏附力和摩擦力在干燥空气环境和不同湿度条件的空气环境中做定量测试,并以光滑玻璃和热氯仿处理后的猪笼草表面作为参照.研究结果表明:猪笼草蜡质滑移区表面三维片状蜡质晶体是导致昆虫在植物表面打滑的主要原因,该结构能有效减小微球(或刚毛)与相应接触面的接触面积,从而降低微球(或刚毛)的黏附力和摩擦力.猪笼草蜡质滑移区表面三维片状蜡质晶体能有效排除接触区附近的水蒸气,保证了猪笼草蜡质滑移区在不同的湿度条件下均能保持高效抗黏稳定性.猪笼草蜡质滑移区表面的微构筑模式为微纳机电系统中抗黏附设计提供了绝佳的仿生学模板.

摘要：以飞高为3.5 nm的皮米磁头为研究对象,采用有限控制体法和三阶Runge-Kutta方法,求解磁头的雷诺方程和运动学方程.得出磁头飞跃盘面凸起障碍过程中头盘间分子间作用力对其飞行姿态的影响,并对磁头磁盘界面进行时域分析.模拟结果表明:超低飞高情况下,磁头飞跃盘面凸起障碍时,分子间作用力破坏了磁头动态飞行稳定性,它是引起头盘界面失效的一个重要因素.在此基础上,提出了降低分子间作用力的方法,如合理设计头盘界面几何参数以适当减小磁头尾部凸缘的面积,或者提高磁盘的表面质量以降低磁盘面的不平整度.以上措施都可以有效降低分子间作用力的不利影响,提高头盘界面稳定性.

摘要：在25±0.5℃水温条件下,针对体长在5.0~16.0 cm范围内的草鱼幼鱼,利用鱼类游泳行为测试水槽研究了与鱼道水力设计密切相关的草鱼幼鱼游泳特性指标和游泳行为,结果表明该体长范围的草鱼幼鱼平均感应流速为12.84 cm/s,突进游泳速度随着体长增加而线性增加,相对突进游速随着体长增加而线性减小,突进游速约为临界游速的1.05~1.28倍,而且鱼体越长,突进游速超出临界游速就越多。在突进游速试验过程中分析了流速快速变化对鱼类游泳行为的影响,发现试验鱼在适应流速变化过程中,顺流而下、逆流静止、逆流冲刺、逆流后退4种游泳行为相互穿插,并根据鱼类游泳状态的变化,将整个流速递增的游泳过程分为4个阶段,提出以草鱼为过鱼对象的鱼道池室主流最大流速不宜超过第1阶段的最大流速(草鱼幼鱼突进游速的52%~60%),对于竖缝、孔口等鱼道的高流速区,其最佳流速不应高于第2阶段的最大流速(突进游速的76%~79%),绝不可超过第3阶段的最大流速(突进游速的90%~96%)。研究成果补充了四大家鱼游泳特性指标,可为鱼道设计提供水力设计参数。

摘要：采用优化设计方法优化一种皮米磁头的形状,能够降低磁头飞高,提高硬盘的存储密度及磁头的飞行稳定性。优化设计以磁头俯仰角和形状尺寸为约束,以磁头在磁盘半径方向内侧、中间、外侧稳定飞行时的飞行高度和侧倾角与优化目标值间的波动最小为优化目标建立优化模型,采用模拟退火算法对优化模型求解。优化结果表明,优化后磁头的飞浮高度可从7nm降低到5nm,而且磁头寻轨时磁头的稳态飞行波动得到明显改善,能够满足工程上对飞高的波动性要求。最后,比较了提高磁盘转速后初始磁头和优化磁头的稳态飞行特性,结果表明磁盘转速对优化结果有影响,改变磁盘转速建立新的优化模型可以得到适合新条件的优化磁头。

摘要：The forces between two molecularly smooth mica surfaces are measured in monovalent and divalent cations electrolyte solutions by a surface force apparatus （SFA）. The properties of K＋, Na＋, and Mg2＋ between molecularly smooth mica surfaces are investigated. The Derjagui-Landau- Verwey-Overbeek （DLVO） force and the hydration force are detected in the experiment. The results show that in lower concentrations of a monovalent electrolyte solution （about 10-4 mol/L）, the force curves are completely in good agreement with those computed by the DLVO theory. However, additional short-range repulsive forces which deviate from the DLVO theory are observed when the concentrations of cations are above the critical bulk concentration, which is different for each electrolyte. The results show the properties of these cations on both the screening effect adsorbed on the mica surface and the hydration in solution. From the results, the interaction energy between two hydrated ions of potassium or sodium can also be estimated.

摘要：搭建测量微米级管道内溶液电阻的实验平台,研究了直径在50～300μm玻璃管道内溶液的等效电阻,建立了在直流小电压作用下,微管内溶液的等效电阻与外加电压的相互关系,并对实验中的误差因素进行了分析.结果表明:在一定的电压范围内,微管内溶液的等效电阻与施加在两端的电压成非线性关系.在电压比较小的初始阶段,随着电压值的增大,微管的等效电阻值迅速减少;当电压增大到临界值(4～6V)时,等效电阻的变化量减小,最后趋于一定的阻值,该阻值近似为对应本体溶液的电阻值.研究结果表明在电压较小的初始阶段,电解及电极极化作用主导微管等效电阻,随着电压的增大,由于离子电流的增加,这种影响会迅速减少.

摘要：针对描述金刚石原子间作用力的Tersoff作用势,建立了对应的各向同性非平衡态分子动力学外加力场模型,并采用这种模型模拟了金刚石的导热系数.模拟结果显示:在施加外加扰动力场后,沿力场方向的热流迅速增大并收敛;外加力场越大,相应力场作用下的导热系数的模拟结果越小,金刚石导热系数与外加力场大小呈二次衰减指数关系.与平衡态分子动力学模拟相比,各向同性非平衡分子动力学方法可节省计算机模拟时间约80%;而且对于三维结构,2种方法的模拟结果较为一致,但2种模拟结果均小于实验值,这主要是由描述原子间作用力的Ter-soff作用势的非谐性所致.

摘要：为有效提升传统阻尼器的减震性能,文中提出一种双调谐颗粒惯容系统(particle inerter system,PIS)进一步发挥惯容系统的质量放大效应和阻尼放大效应提高阻尼器的减震控制性能,并实现轻质化减震控制。首先基于简谐激励分析了典型惯容系统C2的动力响应特性,并选取惯容系统C2与颗粒调谐质量阻尼器耦合共同实现震动控制效果;然后选用3条地震波作为外界激励,对附加PIS的单自由度结构进行数值仿真分析,将其与附加颗粒调谐质量阻尼器的结构性能作对比,发现双调谐颗粒惯容系统具有较好的减震控制效果,尤其是对均方根响应的控制。同时,以输入El Centro波为例,双调谐颗粒惯容系统能够减小阻尼器运行行程并实现轻质化设计,具有一定的实际工程应用价值。

摘要：5-8世纪西方艺术史上,爱尔兰人将凯尔特传统、撒克逊风格和基督教文明结合起来,形成了一种特殊的艺术风格。由于此时对基督教的信仰,为了传播福音,爱尔兰僧侣绘制了大量的手抄本圣书,并极尽装饰之能事,从而带来了自古罗马以来欧洲书籍装帧艺术的又一次进步。本文试图对之进行风格和样式的分析研究,从而对此时的书籍装帧艺术有一个较为系统和清晰的认识。