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化学反应工程基础
本书介绍了化学反应工程的定量处理。我们认为，本书的介绍水平适合一学期的课程。本书提供了一种平衡的方法来理解：（1）均相和非均相反应系统，以及（2）化学反应工程和化学反应器工程。我们在本书的许多章节中都模仿了 Michel Boudart 教授的教学。例如，第 1 章和第 4 章的大部分内容都是仿照他那本现已绝版的优秀教材（《动力学 a/化学过程》）编写的，但它们已经进行了扩展和更新。每章都包含许多练习题和小插图。我们使用小插图为读者提供有关文中描述的分子和/或分析的实际商业流程和/或用途的讨论。因此，小插图将呈现的材料与我们周围世界发生的事情联系起来，以便读者了解化学反应工程及其原理如何影响日常生活。本书中的许多问题都需要数值解。读者应该寻找合适的软件来正确解决这些问题。由于这些软件丰富且不断改进，读者应该能够轻松找到必要的软件。这项练习对学生很有用，因为他们在离开学术机构时需要这样做。完成整个文本将让读者有机会尝试
二维范德华与三维常规超导体之间的超导接触与量子干涉
原子级厚度的二维 (2D) 过渡金属二硫属化物 (TMD) 超导体能够实现均匀、平坦和干净的范德华隧穿界面，这促使它们被集成到传统的超导电路中。然而，必须在 2D 材料和三维 (3D) 超导体之间建立完全超导接触，才能在这种电路中采用标准微波驱动和量子比特读出。我们提出了一种在 2D NbSe 2 和 3D 铝之间创建零电阻接触的方法，这种接触表现为约瑟夫森结 (JJ)，与 3D-3D JJ 相比具有更大的有效面积。由 2D TMD 超导体形成的器件受到薄片本身的几何形状以及与块体 3D 超导引线的接触位置的强烈影响。我们通过金兹堡-朗道方程的数值解提出了 2D-3D 超导结构中超电流流动的模型，并与实验结果非常吻合。这些结果表明我们向新一代混合超导量子电路迈出了关键一步。
在感应磁场存在下热源/热沉对充满纳米流体的通道中 MHD 自然对流的影响：一种分析方法
摘要 尝试研究热源/热汇对具有感应磁场的垂直通道中磁流体力学自然对流的相关性。在统一热边界条件（等温和等通量边界条件）下，通过扰动法获得了能量方程微分方程组的解析解，针对小热泳动和布朗扩散参数。通过在 Maple 软件中引入 RKF45 还获得了流动方程的数值解。详细描述并讨论了主动参数如哈特曼数（ Ha ）、磁普朗特数（ Pm ）、热源/热汇参数（± S ）、浮力比（ Br ）、布朗运动（ Nb ）和热泳参数（ Nt ）对速度、感应磁场、感应电流密度、纳米颗粒浓度、温度和表面摩擦的影响。结果表明，布朗运动参数 ( Nb ) 和浮力比 ( Br ) 增加可增强剪切应力，而哈特曼数 ( Ha ) 和热泳参数 ( Nt ) 则相反。结果还表明，哈特曼数 ( Ha ) 和热泳参数 ( Nt ) 可增强感应电流密度，而热沉参数 ( − S ) 则相反。最后，随着布朗运动参数 ( Nb ) 和热源参数 ( + S ) 的增加，纳米流体的温度可以升高。
解决量子退火器上的复杂特征值问题及其在量子散射共振中的应用
量子计算是解决化学问题的一种新兴范式。在之前的工作中，我们开发了量子退火特征求解器 (QAE)，并将其应用于 D-Wave 量子退火器上分子振动光谱的计算。然而，原始的 QAE 方法仅适用于实对称矩阵。对于许多物理和化学问题，需要对复矩阵进行对角化。例如，量子散射共振的计算可以表述为复特征值问题，其中特征值的实部是共振能量，虚部与共振宽度成正比。在目前的研究中，我们将 QAE 推广到处理复矩阵：首先是复厄米矩阵，然后是复对称矩阵。然后使用这些推广来计算 O + O 碰撞的一维模型势中的量子散射共振态。这些计算是使用软件（经典）退火器和硬件退火器（D-Wave 2000Q）执行的。复杂 QAE 的结果也与标准线性代数库（LAPACK）进行了对比。这项工作提出了量子退火器上任何类型的复杂特征值问题的第一个数值解，也是任何量子设备上量子散射共振的第一次处理。
Archimer 二维和轴对称体的进出水
本文致力于开发一个数值模型，用于对具有施加运动的二维 (2D) 和轴对称物体进行水冲击。这项工作是实施用于分析飞机迫降的 2D+t 程序的第一步。在假设流体为无粘性和不可压缩流体的情况下研究该问题，该流体由具有自由表面完全非线性边界条件的势流模型建模。通过边界元法对具有自由表面的非稳定边界值问题进行数值求解，并与简化的有限元法相结合以描述射流的最薄部分。这项研究旨在描述进入和退出阶段。开发了特定的数值解来解决退出阶段并提高模型的稳定性。结果以自由表面形状、压力分布和作用于撞击体的流体动力载荷的形式呈现。该模型用于研究 2D 楔形体和轴对称锥体的进水和出水，文献中提供了相关数值或实验结果。数值研究表明，所提出的模型可以准确模拟进入和退出阶段。对于退出阶段，结果表明，所提出的模型是完全非线性的，与简化（分析）方法相比，它可以更好地预测负载和浸湿面积。重力的影响通常被忽略
最大限度地发挥微电子设备的性能 ...
摘要 — 微电子热敏电机 (TE) 发电机 (μ TEG) 是一种常见的潜在解决方案功率发电机和单相集成电路 (IC)。由于 µ TEG 电路中的寄生电阻和热阻，因此存在性能限制。寄生效应或曼塞洛斯可能会严重影响使用相对低 TE 性能指标（如硅 (Si)）的 TEG 器件。在这种情况下，必须仔细注意整个 TEG 电路，而不仅仅是 TE 材料特性。这里，μ TEG 器件的定量模型包括所有与 I C 兼容的常见的重要电和热寄生器件。该模型提供了有关可再生能源发电和效率的耦合方程组或数值解。考虑到现场的抗裂性和实际性能值，该模型显示了 TE 元件总横截面的横截面积热比（称为“包装分数”）。在整个区域或在其流动区域，可以指定功率或效率，但不能同时实现两者。对于实际的材料和设备参数，优化系数通常为 1 % – 1 0 %，低于许多 µ TEG 设计中使用的值。模型说明了一些 TEG 示例的发电情况，并提供了显着的性能或改善效果的设计。索引术语——能源采集、热电 (TE)、TE 发电机。
工程技术与
目录：第一单元：代数、向量和几何；第一章：方程的解；第二章：线性代数：行列式、矩阵；第三章：向量代数与立体几何；第二单元：微积分；第四章：微分学及其应用；第五章：偏微分及其应用；第六章：积分学及其应用；第七章：多重积分和 Beta、Gamma 函数；第八章：向量微积分及其应用；第三单元：级数；第九章：无穷级数；第十章：傅里叶级数；第四单元：微分方程；第十一章：一阶微分方程；第十二章：一阶微分方程的应用；第十三章：线性微分方程；第十四章：线性微分方程的应用；第十五章：其他类型的微分方程；第 16 章：微分方程和特殊函数的级数解；第 17 章：偏微分方程；第 18 章：偏微分方程的应用；第五单元：复分析；第 19 章：复数和函数；第 20 章：复函数微积分；第六单元：变换；第 21 章：拉普拉斯变换；第 22 章：傅里叶变换；第 23 章：Z 变换；第七单元：数值技术；第 24 章：经验定律和曲线拟合；第 25 章：统计方法；第 26 章：概率和分布；第 27 章：抽样和推断；第 28 章：方程的数值解；第 29 章：有限积分
双向量子隐形传态及其性能
双向量子隐形传态是双方交换量子信息的基本协议。具体来说，两个人利用共享资源状态以及本地操作和经典通信 (LOCC) 来交换量子态。在这项工作中，我们简要介绍了我们的配套论文 [AU Siddiqui and MM Wilde，arXiv:2010.07905 (2020)] 的贡献。我们开发了两种不同的方法来量化非理想双向隐形传态的误差，即通过归一化钻石距离和通道不保真度。然后，我们确定这两个指标给出的值对于此任务是相等的。此外，通过将 LOCC 允许的操作集放宽到完全保留部分转置正性的操作集，我们获得了非理想双向隐形传态误差的半定规划下限。我们针对一些关键示例评估了这些界限——各向同性状态和根本没有资源状态的情况。在这两种情况下，我们都找到了解析解。第二个例子为经典与量子双向隐形传态建立了基准。我们研究的另一个例子包括两个贝尔态，它们通过广义振幅衰减通道发送。对于这种情况，我们找到了误差的解析表达式，以及与前者一致的数值解，精度达到数值精度。
斜压湍流的涡旋气体标度机制
大气和海洋的平均状态是通过外部强迫（辐射、风、热量和淡水通量）与产生的湍流之间的平衡来确定的，湍流将能量转移到耗散结构。这种强迫在大气中产生喷流，在海洋中产生洋流，这些涡流通过斜压不稳定性自发地形成湍流涡流。气候理论发展的一个关键步骤是正确地纳入涡流引起的热量、水分和碳等特性的湍流输送。在线性阶段，斜压不稳定性在罗斯贝变形半径处产生流动结构，罗斯贝变形半径在大气中的长度为 1,000 公里量级，在海洋中为 100 公里量级，分别小于行星尺度和海洋盆地的典型范围。因此，温度等特性的大尺度梯度与随机平流温度的小涡流之间存在尺度分离，从而引起有效扩散。数值解表明，只要大气和海洋底部有足够的阻力，这种尺度分离就会在强非线性湍流状态下保持下去。我们计算了控制与斜压湍流相关的涡流驱动输送的尺度定律。首先，我们为以前研究中报告的经验尺度定律提供了理论基础，适用于底部阻力定律的不同公式。其次，这些尺度定律为准确的局部闭合提供了重要的第一步，以预测斜压湍流对大气和海洋大尺度温度分布的影响。
第一年 B TECH 课程结构 2024- ...
用数值方法求解方程。• CO5：应用插值概念求解数值微分和积分问题。教学大纲：矩阵代数：基本列变换和行变换、通过基本行运算求逆矩阵、矩阵的梯形和秩、线性方程组：一致性、高斯消元法、高斯-乔丹法、雅可比法和高斯-赛德尔法求解、特征值和特征向量：基本性质、谱矩阵分解、对角化、矩阵的幂。向量空间：向量概念向高维的推广、广义向量运算、向量空间和子空间、线性独立性和跨度、基。内积空间和 Gram-Schmidt 正交化过程。线性变换。微分方程及应用：一阶和高阶线性微分方程。用逆微分算子、参数变分法和待定系数法求解齐次和非齐次线性方程。代数和超越方程的解：参数曲线的追踪：摆线和相关曲线。二分法、试位法、牛顿-拉夫森法。用牛顿-拉夫森法求解非线性方程组。插值：有限差分和除差分。牛顿-格雷戈里和拉格朗日插值公式。牛顿除差插值公式。离散数值微分、数值积分：梯形法则、辛普森 1/3 法则和辛普森 3/8 法则。常微分方程的数值解：泰勒级数法、修正欧拉法、龙格-库塔法。参考书：