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稀土掺杂硼团簇REB_n-（RE=La,Sc;n=6,8）的几何及电子结构

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物理学报 2024年第19期73卷 225-234页

作者：陈子俊李慧芳谢圳明张勇航郑浩姜凯乐张博张家铭王怀谦华侨大学工学院华侨大学信息科学与工程学院

稀土掺杂硼团簇因其特殊的光学,电学和磁学性质受到广泛关注.本文采用人工蜂群算法结合密度泛函理论,在PBEO/RE/SDD//B/6-311+G*水平下研究了稀土掺杂阴离子硼团簇REB_n-（RE=La,Sc;n=6,8）的几何结构、电子性质、稳定性和芳香性.计算... 详细信息

稀土掺杂硼团簇因其特殊的光学,电学和磁学性质受到广泛关注.本文采用人工蜂群算法结合密度泛函理论,在PBEO/RE/SDD//B/6-311+G*水平下研究了稀土掺杂阴离子硼团簇REB_n-（RE=La,Sc;n=6,8）的几何结构、电子性质、稳定性和芳香性.计算结果表明,阴离子REB_n-（RE=La,Sc;n=6）的基态结构具有C2对称性,掺杂的镧系原子位于顶部中心形成“船形”结构.通过与实验光电子能谱的比较,证实LaB8-的基态结构类似于三维的“筝形”结构,而ScB8-的基态结构则是Sc原子位于“伞柄”处形成的具有C7v对称性的“伞状”结构.B—B之间存在通过共享电子对的相互作用,而RE—B之间的电子定域性不如B—B之间的电子定域性.模拟得出的光电子能谱峰值位置与实验结果的吻合度较高,充分证实了研究获取的全局能量最低结构与实验观测结构的一致性.LaB6-和ScB6-的最低能量结构均为σ-π双芳香簇,表现出明显的芳香性.此外,分别计算了REB_n-（RE=La,Sc;n=6,8）的总态密度,以及RE原子和硼簇的局部态密度,并对其轨道能级密度进行了评估.开壳层的ScB8-态密度谱呈现出自旋极化现象,这表明其作为基元可以组装成具有磁性的纳米材料.这些对稀土掺杂硼团簇的研究有助于深入理解纳米材料的结构和性质演变规律,为设计具有实际价值的纳米材料提供了重要的理论支持.

关键词：密度泛函理论稀土掺杂团簇结构优化芳香性

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某厢式货车货箱结构轻量化设计

某厢式货车货箱结构轻量化设计

作者：王怀谦山东理工大学

学位级别：硕士

随着国家节能减排战略的不断推进和石油资源的日益紧缺,汽车轻量化设计成为研究的重点内容。厢式运输车辆具有安全、环保等优点,目前已经成为城市物流中的主力车型,大力发展厢式运输是国内物流行业的大趋势。货箱作为厢式运输车辆的主... 详细信息

随着国家节能减排战略的不断推进和石油资源的日益紧缺,汽车轻量化设计成为研究的重点内容。厢式运输车辆具有安全、环保等优点,目前已经成为城市物流中的主力车型,大力发展厢式运输是国内物流行业的大趋势。货箱作为厢式运输车辆的主要承载部件,其质量约占车辆总重的15%～30%,因此对货箱轻量化技术进行研究,开发一款轻量化程度较高的新型货箱,从而响应市场需求,提高产品竞争力,对相关企业具有重要意义。首先,本文基于企业需求和轻量化领域已有的研究成果,制定了货箱的设计思路,确定货箱中主要部件均为铝合金材质,并在三维建模软件Solid Works中建立了货箱的三维模型。将三维模型导入有限元软件Hyper Mesh中,为货箱装配车架、垫木等关键部件,经过几何清理、网格划分以及钢板弹簧模拟等前处理工作,得到了货箱在整车环境下的有限元模型。其次,根据企业标准要求,确定静力学分析工况,并基于库仑土压力模型和车辆系统动力学相关理论,计算出不同工况下货物对箱板的侧向载荷。在Optistruct求解器中对货箱进行静力学分析,校核货箱的强度和刚度,发现了货箱存在强度不足和刚度不足的情况。进一步,对货箱进行自由模态分析,提取前12阶模态固有频率和振型,通过对比模态频率和外界激振频率,了解到货箱的动态性能缺陷。然后,根据货箱静力学分析和模态分析中发现的问题,有针对性的对货箱结构进行优化设计:改变货箱底部横梁的截面形状,增加横梁支撑和加强筋,在应力集中部位进行局部加强,改变前端面下边梁与地板的连接形式,在顶面增加骨架。对结构优化后的货箱重新进行静动态性能分析,验证了优化设计的合理性。最后,综合采用试验设计、近似模型技术和多目标优化方法,提出了一种基于RBF近似模型的瓦楞板几何参数多目标优化设计办法,以瓦楞板各项几何参数作为试验因子,通过最优拉丁超立方抽样获得样本空间,并进行仿真试验获取输出响应,建立RBF近似模型用于替代有限元仿真过程,使用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法进行寻优计算,得到瓦楞板几何参数的最优解,结果表明:瓦楞板优化后,货箱质量显著降低的同时其刚度也得到提升。进一步,对货箱进行尺寸优化,以货箱中部分零件的厚度作为设计变量,定义质量最小为优化目标,在Optistruct中求解计算,得到了最优厚度组合,货箱质量进一步减轻。对轻量化后的货箱进行静动态性能校核,验证了其各项性能均满足设计要求。

关键词：厢式货箱轻量化设计近似模型多目标优化尺寸优化

基于CarSim的车辆动力学虚拟仿真系统开发

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系统仿真学报 2022年第8期34卷 1847-1854页

作者：刘建磊焦学健王怀谦山东理工大学交通与车辆工程学院山东淄博255049

为了解决实车实验因“高成本、高消耗、高危险性”而无法开展的问题,开发了一套基于CarSim的车辆动力学虚拟仿真系统。利用CarSim创建实时车辆模型;在Unity3D中搭建虚拟场景,并使用主动立体显示技术实现3D视觉效果;通过Fanatec赛车模拟... 详细信息

为了解决实车实验因“高成本、高消耗、高危险性”而无法开展的问题,开发了一套基于CarSim的车辆动力学虚拟仿真系统。利用CarSim创建实时车辆模型;在Unity3D中搭建虚拟场景,并使用主动立体显示技术实现3D视觉效果;通过Fanatec赛车模拟方向盘和LabView采集驾驶员操作信息,在NI-Pxie8840控制器中求解车辆动力学模型以确保其运算的实时性;将解算数据通过六自由度运动平台反馈给驾驶员。结果表明:虚拟车辆可以遵循驾驶员的意图行驶,整套系统反应灵敏、操作环境安全、沉浸式感受较强、实验数据准确可靠,对汽车的设计研发具有一定意义。

关键词：车辆动力学 CarSim 模拟驾驶实时仿真六自由度平台硬件在环

Sn_nSm(n=1～9)团簇结构稳定性与磁学性质的理论研究

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高等学校化学学报 2016年第10期37卷 1840-1848页

作者：孙林王怀谦吴梦李慧芳李孝义杜丹沙蕊华侨大学工学院泉州362021 北京计算科学研究中心北京100094 北京北汽模塑科技有限公司北京102606

采用Saunders全局优化随机踢球模型与密度泛函理论相结合的方法,在B3LYP/SDD理论水平下研究了锡基原子团簇Snn（n=2-10）及锡基稀土原子钐掺杂团簇SnnSm（n=1-9）的几何结构、稳定性、电子性质和磁性.结果表明,团簇SnnSm（n=1-9）中掺... 详细信息

采用Saunders全局优化随机踢球模型与密度泛函理论相结合的方法,在B3LYP/SDD理论水平下研究了锡基原子团簇Snn（n=2-10）及锡基稀土原子钐掺杂团簇SnnSm（n=1-9）的几何结构、稳定性、电子性质和磁性.结果表明,团簇SnnSm（n=1-9）中掺杂的钐原子通常位于主团簇的表面,掺杂团簇的基态结构更倾向于具有较高对称性的三维结构;二元锡基混合团簇的平均结合能变大,稳定性增强,这主要归因于Sn—Sm键比Sn—Sn键的键能大,具有更强的相互作用;掺杂团簇具有较高的磁性,其总磁矩主要源自于钐原子4f电子的贡献;随着团簇尺寸的增加,二元团簇的总磁矩呈现出趋于饱和的现象.

关键词：原子团簇密度泛函理论磁矩踢球模型

硅基稀土掺杂团簇MSi_7~q(M=Eu,Sm,Yb;q=0,-1)结构预测与光电子能谱研究

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高等学校化学学报 2018年第9期39卷 1976-1984页

作者：蒋贤明王怀谦曹宇孙之惠曹玉芳吴伟宾华侨大学工学院泉州362021

采用随机踢球模型结合密度泛函理论,在PBEPBE/RE/SDD/Si/6-311+G(d)水平下研究了中性和阴性的硅基稀土掺杂团簇MSi_7~q(M=Eu,Sm,Yb;q=0,-1)的几何结构、稳定性及电子和磁学性质.计算结果表明,阴性团簇的基态结构是在五角双锥的双锥侧面... 详细信息

采用随机踢球模型结合密度泛函理论,在PBEPBE/RE/SDD/Si/6-311+G(d)水平下研究了中性和阴性的硅基稀土掺杂团簇MSi_7~q(M=Eu,Sm,Yb;q=0,-1)的几何结构、稳定性及电子和磁学性质.计算结果表明,阴性团簇的基态结构是在五角双锥的双锥侧面外法向方向加入一个Si原子而形成的3D结构,并且稀土原子M处于五角双锥的顶点;中性团簇的最低能结构是一个畸变的双帽八面体,并且M原子处于八面体的赤道面上.SmSi_7^-团簇在这3种稀土掺杂的团簇中具有最高的平均结合能和掺杂能,是这3种稀土掺杂团簇中最稳定的一种.Si_7团簇是非磁性团簇,但是当M原子(M=Eu,Sm,Yb)掺入其中时,由于镧系元素独特的原子磁性,使其变成了磁性团簇.此外,还模拟了各团簇前几种低能异构体的光电子能谱.

关键词：原子团簇密度泛函理论结构优化磁性

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慢性肾功能衰竭患者并发镁缺乏症的诊治

陕西医学杂志 2001年第10期30卷 615-616页

作者：杨晓娟魏延军王怀谦冯学亮延安大学医学院附属医院延安716000 西安交通大学第一医院

资料与方法1临床资料1989年以来我们共诊治CRF并发镁缺乏症患者9例,其中男3例,女6例,年龄22～62岁,平均50岁;慢性肾盂肾炎尿毒症期4例,慢性肾小球肾炎尿毒症期3例,糖尿病肾病尿毒症期1例,痛风性肾病氮质血症期1例.9例患者均在对原发疾... 详细信息

资料与方法1临床资料1989年以来我们共诊治CRF并发镁缺乏症患者9例,其中男3例,女6例,年龄22～62岁,平均50岁;慢性肾盂肾炎尿毒症期4例,慢性肾小球肾炎尿毒症期3例,糖尿病肾病尿毒症期1例,痛风性肾病氮质血症期1例.9例患者均在对原发疾病应用持续非卧床性腹膜透析(CAPD)方案和葡萄糖、胰岛素治疗过程中出现烦躁不安、膝键反射亢进及全身不自主抽动等临床表现时才考虑到镁缺乏的存在.

关键词：慢性肾功能衰竭并发症镁缺乏症诊断治疗

Cs_2NaMF_6(M=Al,Ga):Cr^(3+)络合分子体系局域结构和基态分裂的理论研究

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物理学报 2010年第9期59卷 6501-6507页

作者：王利霞邝小渝李慧芳柴瑞鹏王怀谦四川大学原子与分子物理研究所成都610065

采用双自旋轨道耦合系数模型并结合完全能量矩阵的方法对Cs2NaMF6(M=Al,Ga):Cr3+体系中Cr3+离子的基态分裂和局域结构进行了研究.通过模拟光谱和EPR谱确定了Cr3+取代M3+形成的两种占位结构的畸变角,发现用双自旋轨道耦合系数模型与单自... 详细信息

采用双自旋轨道耦合系数模型并结合完全能量矩阵的方法对Cs2NaMF6(M=Al,Ga):Cr3+体系中Cr3+离子的基态分裂和局域结构进行了研究.通过模拟光谱和EPR谱确定了Cr3+取代M3+形成的两种占位结构的畸变角,发现用双自旋轨道耦合系数模型与单自旋轨道耦合系数模型计算出的畸变角Δθ存在较大的差异.这表明在研究氟化物络合分子的能级精细结构和局域结构畸变时,配体F-离子对体系的自旋轨道耦合机理的影响是不可忽略的.同时,讨论了EPR参量D随夹角θ、平均参量ζ1以及偏离参量ζ2的变化规律.

关键词： Cs2NaMF6(M=Al Ga):Cr3+体系双自旋轨道耦合系数模型完全能量矩阵

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密度泛函理论对铝铌团簇结构和性质的研究

华侨大学学报（自然科学版） 2013年第6期34卷 627-631页

作者：陈丽梅王怀谦郑力新华侨大学信息科学与工程学院福建厦门361021

结合Saunders全局优化踢球模型与密度泛函理论(DFT)B3PW91方法,在混合基组水平上系统地研究Al掺杂Nbn团簇体系Nbn Al(1≤n≤10)团簇的几何结构、电子性质和磁性,并利用自然布局分析(NPA)计算了铝铌团簇中铌原子的局域磁矩.研究结果表明:... 详细信息

结合Saunders全局优化踢球模型与密度泛函理论(DFT)B3PW91方法,在混合基组水平上系统地研究Al掺杂Nbn团簇体系Nbn Al(1≤n≤10)团簇的几何结构、电子性质和磁性,并利用自然布局分析(NPA)计算了铝铌团簇中铌原子的局域磁矩.研究结果表明:Nbn Al(1≤n≤10)团簇中掺杂的铝原子通常位于团簇的表面,铝原子由"戴帽"式结构向内嵌结构转变发生在n=10,铌团簇中掺入铝原子后,结合能变小,应该归因于Nb-Nb与Nb-Al键的各自键能差别.

关键词：铝铌团簇密度泛函理论基态结构磁性质踢球模型

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亚马逊惊魂

中学生理科月刊 1999年第25期 14-15页

作者：王怀谦