分子模拟实验作业
一、实验部分
10.1热力学参数的计算
10-1-1 计算甲基自由基（?CH3）的生成焓（实验值35kcal/mol ）和生成自由能的计算（采用B3LYP/6-31G(d)理论方法）
①优化. CH3结构，得到总能量：
------------ GAMESS Interface ------------
Model: Untitled-1
GAMESS Job: Minimize (Energy/Geometry) B3L YP/6-31G(d)
Finish @ energy = -24977.625963 Kcal/Mol
E （CH3.）=-24977.6kcal/mol
②计算振动频率（run frequency ），在输出文件中找到：
零点能： ZPE=18.6 kcal/mol
焓： H=21.2 kcal/mol
对焓进行零点能的修正： H 298K -H 0K = (21.2-18.6)kcal/mol=2.6 kcal/mol
③从输入文件中找到熵的数据：
熵 S= 50.4 cal/(mol .K)
④用同样的理论方法计算C 原子和H 原子的能量：
E （C ）= -23734.5 kcal/mol
E （H ）= -311.8 kcal/mol
⑤根据热力学公式，计算绝对零度（0K ）下CH 3·的生成焓：
∑∑---?=
?ΘΘ
atoms
atoms K f K f ZPE M E X xE X H x H ))()(()(0,0, m o l
k c a l m o l k c a l /8.35/]}6.18)6.24977()8.311(3)5.23734(1[63.51398.1691{=----?+-?-?+?=⑥ 298K 时的生成焓，根据以下公式计算：
∑---+?=?ΘΘatoms
std K X K X K M K M
K f K f H H x H H M H M H )()()()(029802980,298,
m ol
kcal m ol
kcal /1.35/)]01.1325.01(6.28.35[=?+?-+=
⑦根据下列公式计算298K 下时的自由能：
)(15.298298,298,∑ΘΘΘΘ-?-?=?atoms X M K f K f xS S K H G
mol kcal mol kcal /4.34/]1000/)6.15336.114.50(15.2981.35[=?-?-?-=
生成焓的计算结果35.1kcal/mol 与实验值35kcal/mol 相比符合较好。
10.2优化搜索过渡态
1、CH 3CF 3
HF+CH 2CF 2 ①过渡态的猜测和优化
②过渡态的确认
1A' 1A" 2A' 2A" 3A' 3A" 4A' 5A'
-1868.3 273.4 369.8 424.2 490.8 495.0 640.7 789.2
只有一个虚频
③反应能量途径
Mopac/PM3计算的CH3CF3HF+CH2CF2反应的能量途径
括号内数据表示相对于反应物的能量（单位：kcal/mol）
2、氢抽提反应CH4+.OH .CH3+H2O
①过渡态猜测和优化
②过渡态确认
1 2 3 4 5
FREQUENCY: 3181.41 I 94.82 29.45 21.44 12.06
只有一个虚频
③反应能量途径
Mopac/PM3计算的CH4+.OH .CH3+H2O反应的能量途径
括号内数据表示相对于反应物的能量（单位：kcal/mol）
3、乙醇脱水反应CH3CH2OH H2O+CH2CH2
①过渡态猜测和优化
②过渡态确认
1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A
-1359.5 272.1 525.2 685.0 739.3 837.7 871.6 964.4
只有一个虚频
③反应能量途径
Mopac/PM3计算的CH3CH2OH H2O+CH2CH2反应的能量途径括号内数据表示相对于反应物的能量（单位：kcal/mol）
10.3 溶剂化效应
10-3-1 计算下面典型S N2反应的机理和反应能量
F-+CH3Cl FCH3+Cl-
气相中的反应途径图
Mopac/PM3计算的F-+CH3Cl FCH3+Cl-反应的能量途径括号内数据表示相对于反应物的能量（单位：kcal/mol）
液相中的反应途径图
Mopac/PM3计算的F-+CH3Cl FCH3+Cl-反应的能量途径
括号内数据表示相对于反应物的能量（单位：kcal/mol）
二、实验心得与体会
本章实验主要是对化学反应的模拟过程。化学反应是化学研究的核心，也是理论与计算化学的重点和难点。本章实验要求我们掌握分子热力学参数的计算方法、化学反应途径（微观机理）的计算方法以及了解化学动力学参数的计算方法。主要进行的实验内容有不同温度下热力学量焓、熵、自由能的计算、反映过渡态的优化计算和溶剂对化学反应的影响。下面分别对三个实验内容进行分析：
①热力学参数的计算
●首先要对分子进行构型的优化，然后在计算分子的振动频率，
优化分子和分析频率时必须采用同一理论水平，否则计算结果没有物理意义。
●本实验只考虑振动频率，因为采用了“刚性转子近似”，即分子
的转动只与分子结构有关，不考虑振动和转动的耦合。
●有单电子的一般用开壳层进行优化，比较容易收敛，如甲级自
由基。
●理论频率计算的结果比实验值偏高，须乘以标度因子（scaling
factor）。
●振动自由度：(对于有n个原子的分子)
线性分子：3n-5
非线性分子：3n-6
在输出文件(output file)中，平动、转动、振动数据都会给出，
注意从中识别出振动频率。
②优化搜索过渡态
●对于过渡态的猜测和优化，调整好“主角”与“配角”，即断裂的
键长要拉长20%-40%，生成新键的两个原子要相互靠近。可以以生成物的键角键长为方向，来猜测过渡态的构型，这需要一定的化学知识基础。
●过渡态的确认，首先，用眼用心去看，看关键键参数是否有相
应改变，是否符合化学常识；然后通过计算频率，看是否有且只有一个虚频。
●化学反应的类型：分子解离反应、双（多）分子反应、抽提反
应。
●常见的过渡态类型：单断键的过渡态、环状过渡态、线性抽提
过渡态。
③溶剂化效应
●溶剂化模型分为两种：显式溶剂化模型、隐式溶剂化模型和显
/隐式溶剂化模型。本次课程不接触显/隐式溶剂化模型。
●显式溶剂化模型要在建模时就将溶剂分子加上，但包含的溶剂
化分子有限，计算较慢，等待时间长，配制要求较高。
●隐式溶剂化模型在建模时只有目标分子，将溶剂的影响考虑进
哈密顿算符中，不同的溶剂有不同的隐式模型。
●本实验采用隐式溶剂化模型，它要求溶剂化分子对目标分子的
构型影响比较小，可以忽略不计，借用目标分子气相构型+隐式溶剂化模型，计算目标分子的能量（compute property），这个能量即为目标分子在溶液中的能量。
●做法：先优化分子在气相中的构型，再加上隐式模型，即为该
分子在溶液中的能量E。
分子模拟 编辑 分子模拟，是指利用理论方法与计算技术，模拟或仿真分子运动的微观行为，广泛的应用于计算化学，计算生物学，材料科学领域，小至单个化学分子，大至复杂生物体系或材料体系都可以是它用来研究的对象。 计算机分子模拟技术Computer Molecular Simulation,CMS 目录 1分类 2计算机分子模拟技术 3应用 1分类编辑 分子模拟的工作可分为两类：预测型和解释型。 预测型工作是对材料进行性能预测、对过程进行优化筛选，进而为实验提供可行性方案设计。解释型工作即通过模拟解释现象、建立理论、探讨机理，从而为实验奠定理论基础。 2计算机分子模拟技术编辑 这是随着计算机在科研中的应用而发展起来的一门新的科学，是计算机科学与基础科学相结合的产物。在药物研究方面通过分析和计算一系列活性药物分子的三维构象并将其叠合，可以了解某一类药物分子所应具有的药物构象，这一信息给予新药研究很大帮助，药效构象的计算为今后的药效基团方法以及数据库虚拟筛选的方法打下了基础。 3应用编辑 近年来分子模拟技术发展迅速并在多个学科领域得到了广泛的应用。在药物设计领域，可用于研究病毒、药物的作用机理等；在生物科学领域，可用于表征蛋白质的多级结构与性质；在材料学领域，可用于研究结构与力学性能、材料的优化设计等；在化学领域，可用于研究表面催化及机理等；在石油化工领域，可用于分子筛催化剂结构表征、合成设计、吸附扩散，可构建和表征高分子链以及晶态或非晶态本体聚合物的结构，预测包括共混行为、机械性质、扩散、内聚与润湿以及表面粘接等在内的重要性质。 生物化学与分子生物学总论 ?生物化学?生物无机化学?原始生物化学?古生物化学?前生命化学 ?地球生物化学?放射生物化学?低温生物化学?制备生物化学?反向生物化学 ?生命科学?分子生物学?结构分子生物学?分子遗传学?生物信息学 ?反向生物学?结构生物学?生物能学?生物物理化学?生物物理学 ?酶学?糖生物学?基因组学?结构基因组学?功能基因组学 ?比较基因组学?药物基因组学?转基因学?蛋白质组学?RNA组学 ?糖组学?相互作用物组学?代谢物组学?代谢组学?表型组学 其他科技名词 ?转录物组学?基因组?功能基因组?蛋白质组?转基因组 ?转录物组?表型组?代谢物组?RNA组?糖组 ?相互作用物组?生物大分子?生物多聚体?单体?多体 ?寡聚体?多聚体?残基?一级结构?二级结构
学校代码： 10128 学号：xxxxx 专题设计实验报告 题目：光纤通信实验 学生姓名：X X X X 专业：X X X X 班级：X X X X 指导教师：X X X 二〇二〇年五月
实验一SDH 网元基本配置 一、实验目的： 通过本实验，了解 SDH 光传输的原理和系统组成，了解 ZXMP S325 设备的硬件构成和单板功能，学习ZXONM 300 网管软件的使用方法，掌握 SDH 网元配置的基本操作。 二、实验器材： 1、SDH 设备：3 套 ZXMP 325； 2、实验用维护终端。 三、实验原理 1、SDH 原理 同步数字体制（SDH）是为高速同步通信网络制定的一个国际标准，其基础在于直接同步复用。按照SDH 组建的网络是一个高度统一的、标准化的、智能化的网络，采用全球统一的接口以实现多环境的兼容，管理操作协调一致，组网与业务调度灵活方便，并且具有网络自愈功能，能够传输所有常见的支路信号，应用于多种领域（如光纤传输，微波和卫星传输等）。 SDH 具有以下特点： （1）接口：接口的规范化是设备互联的关键。SDH 对网络节点接口（NNI）作了统一的规范，内容包括数字信号数率等级、帧结构、复接方法、线路接口、监控管理等。 电接口： STM-1 是 SDH 的第一个等级，又叫基本同步传送模块，比特率为 155.520Mb/s；STM-N 是 SDH 第 N 个等级的同步传送模块，比特率是STM-1 的 N 倍(N=4n=1，4，16，- - -)。
光接口：采用国际统一标准规范。SDH 仅对电信号扰码，光口信号码型是加扰的 NRZ码，信号数率与SDH 电口标准信号数率相一致。 (2)复用方式 a）低速 SDH----高速 SDH，字节间插； b) 低速 PDH-----SDH，同步复用和灵活的映射。 (3) 运行维护:用于运行维护（OAM）的开销多，OAM 功能强——这也是线路编码不用加冗余的原因. (4)兼容性:SDH 具有很强的兼容性，可传送 PDH 业务，异步转移模式信号（ATM）及其他体制的信号。 (5) SDH 复用映射示意图如图1-1所示 图1-1 SDH 复用映射示意图 （6） SDH 体制的缺陷 a)频带利用率低 b)指针调整机理复杂，并且产生指针调整抖动 c)软件的大量使用对系统安全性的影响 2、城域传输网的层次 基于 SDH 多业务节点设备满足如下图所示从核心层、汇聚层到接入层的所有应用，可为用户提供城域网整体解决方案。
河南理工大学硕士研究生 《相似理论与模拟试验》课程论文 2014-2015学年第二学期 题目：关于《采场覆岩“三带”演化特性的 相似模拟实验及分析》的意见与看法 姓名：冯好收 学号：xxxxxxxxxxxxxxx 专业：xxxxxxxxxxxxxx
本文主要是对发表在“矿业安全与环保”期刊上的一篇文章——《采场覆岩“三带”演化特性的相似模拟实验及分析》提出的一些个人见解与看法。 一、文献简介 这篇文章是从三个方面来研究分析采场覆岩“三带”的高度的。第一，通过对覆岩采动裂隙发育特征进行相似材料模拟实验分析，研究采场覆岩裂隙的测点层位下沉量裂隙密度及离层率，得出覆岩“三带”的高度；第二，利用钻孔探测仪实测垮落带高度，对相似模拟实验结果进行验证；第三，根据理论分析对上两种方法得出的结果进行比较分析，确定“三带”的高度范围。 相似模拟实验以某矿综采放顶煤40108工作面为基本原型，工作面长度180m，走向长度1917m，平均采深384m。煤层平均倾角5°，平均厚度11.5m，其中割煤高度3.4m，预留底煤厚度平均2.0m，放顶煤厚度平均6.1m。 二、所提意见与看法 1、对垮落带理论分析的不同见解 随着工作面的推进，煤层内的采空空间将有其上覆岩层垮落、填充，由于岩层破碎后体积膨胀，当采空区上方岩层垮落一定高度后将填满采空空间，其上方的岩层由于受下部垮落岩石的支撑不再垮落，但因压力过大和受力不均匀将产生裂隙。 文章中提到，垮落带高度即是垮落后能把采空空间填满的岩层厚度与煤层开采厚度之和，亦是垮落岩层膨胀的高度。并给出下列关系式： H=lk=h+l（1）由式（1）得： l=h/(k-1) （2）将式（2）代入式（1）得： H=kh/(k-1) （3）式中：H——垮落带高度，m； l——垮落带岩层厚度，m； h——煤层采高，m； k——煤层顶板岩层的膨胀系数。 并据此得出，放顶煤开采条件下的垮落带高度的关系式：
分子模拟实验作业——分子光谱模拟 一、 实验部分 1. 红 外 光 谱 ： 分 别 用 PM3 ， HF/6-31G(d),B3LYP/6-31G(d),MP2/6-31G(d)四种理论方法计算H 2O 分子的红外光谱，并比较结果的优劣。实验上测得的水分子的振动频-1-1 由图像可得四种理论方法得到的振动频率分别为
B3LYP/6-31G(d) 1634 cm-1、3566 cm-1、3662 cm-1 MP2/6-31G(d) 1644 cm-1、3544 cm-1、3684 cm-1 与标准值1594cm-1，3657cm-1，3756cm-1比较，HF/6-31G(d)最为接近标准值； PM3三个频率都偏大，与标准值符合情况不好；B3LYP/6-31G(d)除1634 cm-1与标准值较接近外，其余两个频率均偏小；MP2/6-31G(d) 1644 cm-1与标准值接近，其余两个频率均偏小。 2.拉曼光谱的模拟 HF/6-31G(d)计算的CH4分子的拉曼谱图 图中特征波数为3290 cm-1、3189 cm-1、1705 cm-1 3.紫外可见光谱的模拟 计算甲酸分子5个垂直激发的单重态和三重态，2个绝热激发的单重态和三重态，并确定垂直激发和绝热激发波长。 （1）垂直激发 --------------------------------------------------------------------- CI-SINGLES EXCITATION ENERGIES STATE HARTREE EV KCAL/MOL CM-1 --------------------------------------------------------------------- 1A 0.2550545872 6.9404 160.0492 55978.01
实验十：相似材料模拟实验 1 相似原理 相似材料模拟是科学实验的一种，它是人们探讨和认识地压规律的途径之一。用与天然岩石物理力学性质相似的人工材料，按矿山实际原型，遵循一定比例缩小做成的模型，然后在模型中开挖巷道或模拟采场工作，观察模型的变形，位移，破坏和压力等情况，据以分析，推测原型中所发生的情况，这种方法称为相似材料模拟方法。它被用来研究采场和巷道的某些地压问题，例如估计地压大小，顶底板相对位移，冒落拱形状和大小，支架对地压底影响，地下开采对地表底影响，以及影响地压底各种因素。 要使模型中所发生的情况，能如实反映原型中所发生的情况，就必须根据问题的性质，找出主要矛盾，并根据主要矛盾，去确定原型与模型之间的相似关系和相似准则，原型与模型相似必须具备下面几个条件。 1.1 几何相似 要求模型与原型的几何形状相似。为此，必须将原型的尺寸，包括长，宽，高等都按一定比例缩小或放大，以做成模型。设以H L 和M L 分别代表原型和模型长度，脚标M 表示模型，L α代表H L 和M L 的比值，称长度比尺，则几何相似要求，L α为常数。 常数== M H L L L α （1） 因面积是长度二次方，所以面积比尺为 2 L M H A A α＝ （2） 因体积是长度三次方，所以体积比尺为 3 L M H V V α＝ （3） 一般来说，模型越大，越能反映原型的实际情况，原型实际上1=L α，但是由于各方面条件限制。模型又不能做的太大。通常模拟采场用 100~50=L α，即原型缩小 1001~501，模型巷道用50~20=L α；即原型缩小为50 1~201。 1.2 运动相似 要求模型与原型中，所有各对应点的运动情况相似，即要求各对应点的速度，加速度，运动时间等都成一定比例。设以H t 和M t 分别表示原型和模型中对应点完成沿几何相似的轨迹所需的时间，以t α代表H t 和M t 的比值，称为时间比尺，则运动相似要求t α为常数。 即 常数=== L M H t t t αα （4）
分子荧光光谱法实验报告 一、实验目的 1.掌握荧光光度计的基本原理及使用。 2.了解荧光分光光度计的构造和各组成部分的作用。 3.掌握分子荧光光度计分析物质的特征荧光光谱：激发光谱、发射光谱的测定方法。 4.了解影响荧光产生的几个主要因素。 5.学会运用分子荧光光谱法对物质进行定性和定量分析。 二、实验原理 原子外层电子吸收光子后，由基态跃迁到激发态，再回到较低能级或者基态时，发射出一定波长的辐射，称为原子荧光。对于分子的能级激发态称为分子荧光，平时所说的荧光指分子荧光。 具有不饱和基团的基态分子经光照射后，价电子跃迁产生荧光，是当电子从第一激发单重态S1的最低振动能级回到基态S0各振动能级所产生的光辐射。 (1)激发光谱 是指发光的某一谱线或谱带的强度随激发光波长(或频率)变化的曲线。横坐标为激发光波长，纵坐标为发光相对强度。 激发光谱反映不同波长的光激发材料产生发光的效果。即表示发光的某一谱线或谱带可以被什么波长的光激发、激发的本领是高还是低；也表示用不同波长的光激发材料时，使材料发出某一波长光的效
率。荧光为光致发光，合适的激发光波长需根据激发光谱确定——激发光谱是在固定荧光波长下，测量荧光体的荧光强度随激发波长变化的光谱。获得方法：先把第二单色器的波长固定，使测定的λem不变，改变第一单色器波长，让不同波长的光照在荧光物质上，测定它的荧光强度，以I为纵坐标，λex为横坐标所得图谱即荧光物质的激发光谱，从曲线上找出λex，，实际上选波长较长的高波长峰。 (2)发射光谱 是指发光的能量按波长或频率的分布。通常实验测量的是发光的相对能量。发射光谱中，横坐标为波长，纵坐标为发光相对强度。 发射光谱常分为带谱和线谱，有时也会出现既有带谱、又有线谱的情况。发射光谱的获得方法：先把第一单色器的波长固定，使激发的λex不变，改变第二单色器波长，让不同波长的光扫描，测定它的发光强度，以I为纵坐标，λem为横坐标得图谱即荧光物质的发射光谱;从曲线上找出最大的λem。 (3)荧光强度与荧光物质浓度的关系 用强度为I0的入射光，照射到液池内的荧光物质时，产生荧光，荧光强度If用仪器测得，在荧光浓度很稀(A 三、实验试剂和仪器试剂：罗丹明B乙醇溶液；1-萘酚乙醇溶液；3,3’-Diethyloxadicarbocyanine iodide：标准溶液，10μg/ml, 20μg/ml,30μg/ml,40μg/ml和未知浓度；蒸馏水；乙 醇。 仪器：Fluoromax-4荧光分光光度计；1cm比色皿；
实验报告 实验课程：DSP原理及应用 学生姓名： 学号： 专业班级： 2012年 5月 25日
目录 实验一定点除法运算 实验二FIR滤波器 实验三FFT算法 实验四卷积计算 实验五数码管显示 实验六语音录放
实验一定点除法运算 一、实验目的 1、熟悉C54指令系统，掌握常用汇编指令，学会设计程序和算法的技巧。 2、学习用指令实现除法运算。 二、实验设备 计算机；DSP 硬件仿真器；DSP 实验开发平台。 三、实验原理 由内置的硬件模块支持，数字信号处理器可以高速的完成加法和乘法运算。但TMS320 系列DSP不提供除法指令，为实现除法运算，需要编写除法子程序来实现。二进制除法是乘法的逆运算。乘法包括一系列的移位和加法，而除法可分解为一系列的减法和移位。本实验要求编写一个16 位的定点除法子程序。 1．除法运算的过程设累加器为8 位，且除法运算为10 除以3，除的过程包括与除数有关的除数逐步移位，然后进行减法运算，若所得商为正，则在商中置1，否则该位商为0 例如：4 位除法示例：(1)数的最低有效位对齐被除数的最高有效位00001010 - 00011000 11110010 (2)由于减法结果为负，丢弃减法结果，将被除数左移一位再减00010100 - 00011000 11111000 (3)结果仍为负，丢弃减法结果，将被除数左移一位再减00101000 - 00011000 00010000 (4)结果为正，将减法结果左移一位后把商置1，做最后一次减00100001 - 00011000 00001001 (5)结果为正，将减法结果左移一位加1 得最后结果，高4 位是余数，低4 位商：00010011 2．除法运算的实现为了尽量提高除法运算的效率，’C54x 系列提供了条件减指令SUBC 来完成除法操作。 四、实验步骤 1．用Simulator 方式启动Code Composer。 2 ．执行Project New 建立新的项目，输入chuf作为项目的名称，将程序定位在D:\ti\myprojects\chuf目录。 3．执行File New Source File 建立新的程序文件，为创建新的程序文件命名为chuf.asm 并保存；执行Project Add Files to Project，把chuf.asm 加入项目中。4．执行File New Source File 建立新的文件并保存为chuf.cmd；执行Project Add Files to Project，把chuf.cmd 加入项目中。 5．编辑chuf.asm 加入如下内容： ;*** 编制计算除法运算的程序段。其中|被除数|<|除数|，商为小数*** .title "chuf.asm" .mmregs .def start,_c_int00
河南师范大学综合性、设计性实验项目
六、实验源代码 #include
Vol．38No．4Jul．2011水文地质工程地质 HYDROGEOLOGY ＆ENGINEERING GEOLOGY 第38卷第4期 2011年7月 多煤层开采覆岩移动及地表变形规律的 相似模拟实验研究 张志祥1，张永波1，赵志怀1，张利民 2 （1．太原理工大学水利科学与工程学院，太原030024；2．山西省交通设计研究院，太原030012） 摘要：以离石—军渡高速公路下伏康家沟煤矿采矿地质条件为原型，采用相似材料模拟实验方法，对多煤层开采引起的覆岩移动及地表变形规律进行了研究。相似模拟实验结果表明：多煤层开采条件下，随着煤层累计采厚的增加，采空区“三带”覆岩下沉量和采空区地表沉降量、地表倾斜变形、地表水平位移及地表曲率变形都呈增大趋势，采空区上覆岩体更加破碎， 地表变形更加强烈。研究成果可为高速公路下伏多煤层采空区的治理设计提供依据。关键词：多煤层开采；覆岩；相似模拟；采空区；变形 中图分类号：TD325．+ 2 文献标识码：A 文章编号：1000- 3665（2011）04-0130-05收稿日期：2010-07-13；修订日期：2010-10-28基金项目：国家自然科学基金资助项目（30470269） 作者简介：张志祥（1970-），男，硕士，讲师，主要从事工程地质 和岩土工程方面的教学和研究工作。E-mail ：zhangzx666666@126．com 煤炭开采过程中产生的一系列覆岩移动及地表变形规律，受到了学者们的高度重视，如刘秀英等［1］ 采 用相似模拟实验研究了辛置煤矿2204工作面采空区 覆岩的移动规律；刘瑾等［2］ 进行了采深和松散层厚度 对开采沉陷地表移动变形影响的数值模拟研究；孙光 中等 ［3］ 采用数值模拟和相似材料模拟对巨厚煤层开 采覆岩运动规律进行了研究。以上研究主要是针对单一煤层开采进行的， 得出了许多有益的经验与结论，为指导单煤层开采及采空区地基处理等提供了参考。 近年来，随着我国煤炭开采强度的增大及开采深度的增加， 许多矿区形成了多煤层采空区。由于我国土地资源有限，许多高速公路不可避免地要通过多煤层采空区， 在建设过程中，有可能使原本相对稳定的采空区覆岩平衡遭到破坏，地表再次产生沉陷变形，危及公路的安全。由于单煤层开采覆岩移动及地表变形规律不同于多煤层开采， 加上各地采矿地质条件的差异，其成果对于多煤层来说，就失去了普适性。因此，研究多煤层开采覆岩移动及地表变形规律对保护高速公路的安全有重要的意义。已有学者对多煤层开采给予关注， 并取得一定成果。李全生等［4］ 利用相似材料模拟 和数值模拟研究了多煤层开采相互采动的影响规律，为煤柱留设及确保巷道安全提供了参考；夏筱红等 ［5］ 进行了多煤层开采覆岩破断过程的模型试验与数值模拟研究，为安全回收煤炭资源提供了依据。二者都是以指导采煤为目的，对高速公路下伏多煤层覆岩移动研究有一定的借鉴， 但由于没有考虑采空区的地表变形，不便于具体指导高速公路下伏采空区治理。目前，高速公路下伏多煤层开采覆岩移动及地表变形规律研究成果仍然很少。为确保高速公路的安全，非常有必要开展这项研究。离石—军渡高速公路LK21+340 LK21+900段通过康家沟煤矿采空区，该矿主要开采4号、5号和10号煤层。本文采用相似材料模拟实验方法，对康家沟煤矿多煤层开采覆岩移动及地表变形规律进行了研究，以期为高速公路下伏多煤层采空区治理设计提供依据。 1研究区地质概况 研究区位于吕梁山脉中段西侧黄土丘陵区，地表 由黄土覆盖。地层自上而下为第四系、二叠系和石炭系，简述如下： （1）第四系中更新统离石组（Q 2l ）：分布于塬、梁、峁及冲沟两侧，为风积及冲积形成，岩性以黄土为主，棕黄色、浅棕红色亚粘土，夹数层棕色古土壤层、钙质结核层及透镜状砂卵石层，硬塑－坚硬状态，柱状节理发育，多层结构类型。厚20 50m 。 （2）二叠系上统上石盒子组（P 2s ）：岩性为灰绿、黄绿、灰紫色页岩与灰绿色长石石英杂砂岩互层，由下向上紫色页岩逐渐增多，浅黄、灰黄、浅灰色中细砂岩和泥岩组成。其底部标志层岩性为紫红色、灰黄色铝土质鲕粒泥岩，含丰富的铁锰质。本组厚度约390m 。
目录 实验装置介绍 (1) 实验一一、二阶系统阶跃响应 (2) 实验二控制系统稳定性分析 (5) 实验三系统频率特性分析 (7) 实验四线性系统串联校正 (9) 实验五 MATLAB及仿真实验 (12)
实验装置介绍 自动控制原理实验是自动控制理论课程的一部分，它的任务是：一方面，通过实验使学生进一步了解和掌握自动控制理论的基本概念、控制系统的分析方法和设计方法；另一方面，帮助学生学习和提高系统模拟电路的构成和测试技术。 TAP-2型自动控制原理实验系统的基本结构 TAP-2型控制理论模拟实验装置是一个控制理论的计算机辅助实验系统。如上图所示，TAP-2型控制理论模拟实验由计算机、A/D/A 接口板、模拟实验台和打印机组成。计算机负责实验的控制、实验数据的采集、分析、显示、储存和恢复功能，还可以根据不同的实验产生各种输出信号；模拟实验台是被控对象，台上共有运算放大器12个，与台上的其他电阻电容等元器件配合，可组成各种具有不同系统特性的实验对象，台上还有正弦、三角、方波等信号源作为备用信号发生器用；A/D/A 板安装在模拟实验台下面的实验箱底板上，它起着模拟与数字信号之间的转换作用，是计算机与实验台之间必不可少的桥梁；打印机可根据需要进行连接，对实验数据、图形作硬拷贝。 实验台由12个运算放大器和一些电阻、电容元件组成，可完成自动控制原理的典型环节阶跃响应、二阶系统阶跃响应、控制系统稳定性分析、系统频率特性测量、连续系统串联校正、数字PID 、状态反馈与状态观测器等相应实验。 显示器 计算机 打印机 模拟实验台 AD/DA 卡
实验一一、二阶系统阶跃响应 一、实验目的 1．学习构成一、二阶系统的模拟电路，了解电路参数对系统特性的影响；研究二阶系统的两个重要参数：阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn对动态性能的影响。 2．学习一、二阶系统阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算一、二阶系统的传递函数。 二、实验仪器 1．自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台 三、实验原理 模拟实验的基本原理： 控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟一、二阶系统，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟一、二阶系统，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。 若改变系统的参数，还可进一步分析研究参数对系统性能的影响。 四、实验内容 构成下述系统的模拟电路，并测量其阶跃响应： 1．一阶系统的模拟电路如图
湖北文理学院《网络存储》 实验报告 专业班级：计科1211 姓名：*** 学号：*** 任课教师：李学峰 2014年11月16日
实验01 Windows 2003的磁盘阵列技术 一、实验目的 1．掌握在Windows 2003环境下做磁盘阵列的条件和方法。 2．掌握在Windows 2003环境下实现RAID0的方法。 3. 掌握在Windows 2003环境下实现RAID1的方法。 4. 掌握在Windows 2003环境下实现RAID5的方法。 5. 掌握在Windows 2003环境下实现恢复磁盘阵列数据的方法。 二、实验要求 1．在Windows 2003环境下实现RAID0 2．在Windows 2003环境下实现RAID1 3．在Windows 2003环境下实现RAID5 4．在Windows 2003环境下实现恢复磁盘阵列数据 三、实验原理 （一）磁盘阵列RAID技术的概述 RAID是一种磁盘容错技术,由两块以上的硬盘构成冗余，当某一块硬盘出现物理损坏时，换一块同型号的硬盘即可自行恢复数据。RAID有RAID0、RAID1、RAID5等。RAID 技术是要有硬件来支持的，即常说的RAID卡，如果没RAID卡或RAID芯片，还想做RAID，那就要使用软件RAID技术，微软Windows系统只有服务器版本才支持软件RAID技术，如Windows Server 2003等。 （二）带区卷（RAID0） 带区卷是将多个（2-32个）物理磁盘上的容量相同的空余空间组合成一个卷。需要注意的是，带区卷中的所有成员，其容量必须相同，而且是来自不同的物理磁盘。带区卷是Windows 2003所有磁盘管理功能中，运行速度最快的卷，但带区卷不具有扩展容量的功能。它在保存数据时将所有的数据按照64KB分成一块，这些大小为64KB的数据块被分散存放于组成带区卷的各个硬盘中。 （三）镜像卷（RAID1） 镜像卷是单一卷的两份相同的拷贝，每一份在一个硬盘上。它提供容错能力，又称为RAID1技术。 RAID1的原理是在两个硬盘之间建立完全的镜像，即所有数据会被同时存放到两个物理硬盘上，当一个磁盘出现故障时，系统仍然可以使用另一个磁盘内的数据，因此，它具备容错的功能。但它的磁盘利用率不高，只有50%。 四、实验设备 1．一台装有Windows Server 2003系统的虚拟机。 2．虚拟网卡一块，类型为“网桥模式”。 3．虚拟硬盘五块。 五、实验步骤 （一）组建RAID实验的环境 （二）初始化新添加的硬盘 （三）带区卷（RAID0的实现）
1、架子的设计原则 ①分层：以2~3cm为宜，1~5cm之间。关键层厚度可适当增加厚度（5~10厘米为宜）及 强度配比。若实际中出现特厚的岩层，在模型设计和堆砌时，采用相同配比下人为分层的方法，将其一分为二。模型顶部岩层可依照实际岩层厚度，影响不大，不用分层铺设。 ②强度配比：个人认为可以9：1（骨料与辅料）作为坚硬岩层与松软岩层的分界点。沙子 为骨料，石膏、腻子粉为辅料。主料的比例影响整体岩层强度，占比越大，模拟层强度越低。辅料中石膏，是起增强模拟层强度作用，腻子粉增强岩层韧性或弹性 ③晾干时间：夏天，15-20天。冬天30天为宜。无需完全晾干，晾干会使岩层强度增大。 期间，可采用风扇吹干，不建议采用烘烤的方式。自然风干最好。若烘烤或吹干，建议烤或吹背面（不照相的一面）。吹干或烘烤，尤其是烘烤，可使烘烤部位强度、硬度变大。 ④层理：相似材料中使用云母片模拟岩层层理。片状的云母片模拟层理最为适宜。铺撒量 的控制，铺一层，以80%~100%覆盖下部煤岩层为宜。若铺撒的少，会出现模拟层层理不明现象，层与层连成一体，两层或几层成为一个整体，强度增大，影响矿压显现。云母片铺撒中，注意在正面紧贴槽钢边缘多撒一些，以便外观上能明显看到层理。云母片的铺撒决定了模拟层之间层理明显与否，显著影响开挖时离层与否。 ⑤锤砸程度：较薄的分层（厚度）下，锤砸的强度可稍大一点。较厚的分层锤砸强度可相 对低些。 ⑥实验架两侧刷油或贴硫酸纸。主要是为了减少模型加载时两侧的夹滞力。 ⑦塑料，木块替代，增滑 ⑧冬天可适当减少水分在配比中的比重。装填模型时，注意下一分层水灰（水、沙、石膏、 腻子粉）混合的时机，混合后会短时间内凝结成块，不利于模型层的均质性。应注意，在上一分层堆砌与下分层水灰混合的时机。 ⑨木屑、铁屑等的使用。木屑可以降低岩层强度与容重，增强塑性。铁屑可以降低岩层强 度，增强模拟层塑性变形，增加容重。容重增加，在实验中可提高岩层依靠自重断裂的可能性。 ⑩岩层铺设厚度的控制：两侧固定皮尺。 2、数据采集方法及注意事项 采用仪器自动采集数据，仪器的连接方法： ①正确连接传感器与接线箱（接线柱），连接方式为全桥式连接（针对此次传感器，1234 接线夹对应ABCD接线柱）。 ②正确连接接线箱与接线箱（针孔接口），连接方式为串联。 ③正确连接接线箱与控制器（针孔接口） ④正确连接控制器与电脑（USB借口专用数据线连接） ⑤首先连通控制器电源，坚持控制器与接线箱供电正常。 ⑥启动试验软件，系统自检寻找控制器与接线箱，至正常启动。 ⑦设置测试参数。（土压力盒的测试内容为） ⑧点击“平衡”按钮，进行数据平衡，并导出平衡结果。 注意：备份平衡结果。 平衡结果的选择与使用。 ①实验前采集平衡状态（数据零点）。整个试验使用无压状态的平衡结果。 ②实验中采集平衡状态（数据零点）。选择加载后进行平衡，并使用此平衡零点结果进行
广州大学学生实验报告 开课学院及实验室：计算机学院，电子信息楼416A室2014年12 月10日 学院 计算机科学与 教育软件学院年级/专 业/班 计科 122 姓名庞彬学号 120610002 2 实验课 程名称 计算机网络实验成绩 实验项 目名称 实验五：网络程序设计指导老师刘淼 一、实验目的 通过编程理解网桥的功能及计算机如何处理一个文件的16位校验和。 二、实验环境 装有JDK环境和Eclipse的电脑一台。 三、实验内容 写一个程序来模拟网桥功能。 模拟实现网桥的转发功能，以从文件中读取帧模拟网桥从网络中收到一帧，即从两个文件中读入一系列帧，从第一个文件中读入一帧然后从第二个文件中再读入一帧，如此下去。对每一帧，显示网桥是否会转发。
要求：Windows或Linux环境下运行，程序应在单机上运行。 分析：用程序模拟网桥功能，可以假定用两个文件分别代表两个网段上的网络帧数据。而两个文件中的数据应具有帧的特征，即有目的地址，源地址和帧内数据。程序交替读入帧的数据，就相当于网桥从网段中得到帧数据，当然如果模拟的数据量比较少，也可以用两个数组代替两个文件存放帧数据，同样达到代表两个网段上的帧数据的效果。 对于网桥来说，能否转发帧在于把接收到的帧与网桥中的转发表相比较。判断目的地址后才决定是否转发。由此可见转发的关键在于构造转发表。这里转发表可通过动态生成。 四、实验步骤、记录和结果 （一）写一个程序来模拟网桥功能。 1、实验程序如下。 import java.util.*; public class Bridge { public static void main(String args[]) { //接口1中存在ABCDEF String str1[] = { "AB", "CA", "DB", "DA", "AH", "CB", "DN", "DC", "BC","AC", "EF", "FE" }; //接口2中存在GHIMNO String str2[] = { "GF", "HA", "NB", "OH", "NG", "GN", "HF", "GC", "HA","GE", "OC", " " };
本科生科研训练 相似材料模拟实验 姓名：胡立龙 学号： 0809040107 院系：土木与交通学院 班级：灾防08-1班 学时： 成绩：
实验目的：了解相似材料模拟掩饰的基本原理和基本过程。 基本原理：相似材料模拟实验是采用与原理物理力学性质相似的材料，按一定的几何相似常数缩制成试验模型进行相应的目的的研究的一种试验方法。采用这种方法模拟覆岩采动过程，研究其变形破坏规律可以节省大量的观测费用，而且结果更加直观。 仪器设备：相似材料模拟实验台。 实验步骤： 1、了解配比变化对材料的物理力学性质的影响，包括骨胶比、灰膏比和用水量的影响； 2、根据试验要求，按比例配比，制作模拟材料，选定并准备好适应的骨料，胶结料，水等，制作出不同配比的材料试件，并进行编号； 3、待试件干燥后，对试件进行强度测试，根据强度相似指标要求，选定相似材料，按表中形式记录好相似材料配比及主要物理力学参数； 4、根据模型尺寸，按每分层厚度计算不同配比材料的用量（层厚度为20mm）。 实验数据：1、工作面的设计长度200m，推进尺度130m，煤层埋深51m，煤层平均厚度5m，用全部垮落法管理顶板，煤层一次采煤深度5m，表1-1为煤岩物理力学性质指标： 岩断厚度主要岩石容重（kg/m3）抗压强度风化段10-50 泥岩26 3-5
2、相似条件确定 （1）实验设备与材料:实验台尺寸200mm ×2000mm×2000mm ，实验材料：硅砂（Φ =0.1~0.35mm ）、石灰、石膏、软木屑、四硼酸钠等； （2）主要相似 参数：αL =L H /L M ,L M -模型强度，L H -模型厚度 根据模拟工作面煤层厚度等参数，结合试验台几何尺寸，选几何相似常数αL =0.01； （3）容度相似常数：αL =γH /γM ，γH -原型容重，γM -模型容重工作面不同岩段岩石平均容重为26kg/m 3，，石灰，石膏，硅砂试验材料平均容重为17kg/m 3，容重相似常数为αr =26/17=1.5; （4） 强度相似常数：α，-原型强度，-模型强度 砂岩 26 6-10 未风化软岩 带 60-100 泥岩 26 12 砂岩 26 3 硬岩带 110-240 砂质页岩 26 10-17 砂质页岩 26 10-40 煤 层 段 顶板 油页岩 22 20-23 泥岩 26 10-15 煤层 煤 15 3 底板 砂岩 26 25-65（多30左右） 泥岩 26 26-30
1.红外光谱：分别用 PM3 ,HF/6-31G(d),B3LYP/6-31G(d),MP2/6-31G(d) 四种理论方法计算 H 2O 分子的红外光谱，并比较结果的优劣。实验 上测得的水分子的振动频率为：1594cm 1, 3657cm -1, 3756cm 1。 k(Lore ntz) B3LYP/6-31G(d) 由图像可得四种理论方法得到的振动频率分别为 PM3 1698 cm -1、3770 cm -1、3880 cm -1 HF/6-31G(d) 1634 cm -1、3662 cm -1、3770 cm -1 B3LYP/6-31G(d) 1634 cm -1、3566 cm -1、3662 cm -1 MP2/6-31G(d) 1644 cm -1、3544 cm -1、 3684 cm -1 与标准值1594cm -1, 3657cm'1,3756cm'1比较，HF/6-31G(d)最为接近标准值； PM3三个频率都偏大，与标准值符合情况不好； B3LYP/6-31G(d)除1634 cm -1与 分子模拟实验作业 一、实验部分 分子光谱模拟 k(Lore ntz) -DrnelPL (. 4000 3000 2000 -1 /cm 1000 '! 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 4000 3000 2000 1000 /cm -1 PM3 HF/6-31G(d) ------ k(Lore ntz) k(Lore ntz) 0.00 0.01 r 0.04 0.05 J _______ ! ______ ______ J ______ ______ !_ 4000 3000 2000 -1 /cm 1000 MP2/6-31G(d) 0.000 0.002 _ 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012 - 0.014 0.02 0.03 - e /cm
工作面相似模拟实验方案研究 1 试验研究内容 （1）顶板的初次来压步距、冒落带裂隙带高度及分布形态； （2）煤层上山煤柱的留设。 （3）沿煤层推进方向支承压力的分布曲线。 2 相似模拟试验原理 相似材料模拟试验结果的可靠性取决于模型与原型之间的相似程度。相似材料模拟试验的基本原理是相似理论，其主要原理是三个基本相似定律：（1）相似第一定律（相似定律）：对于两个相似的力学系统，在任一力学过程中，它们对应的长度、时间、力和质量等基本物理量应当具有：几何相似、动力相似和运动相似。 （2）相似第二定律（Π定律）：两个相似现象的基本物理方程可以用量纲分析的方法进行转换。对于所研究的对象，尚无法建立描述其特性的表达式，但知道决定其意义的物理量，就可以通过量纲分析的方法，确定相似判据，从而为建立模型与原型之间的相似关系提供依据。 （3）相似第三定律（相似存在定律）：只有具有相同的单值条件和相同的主导相似判据时，现象才互相相似。其中，单值条件为：①原型与模型的几何条件相似；②在所研究的过程中具有显著意义的物理常数成比例；③二个系统的初始状态相似；④在研究期间两个系统的边界条件相似。主导相似判据为系统中具有重要意义的物理常数和几何性质组成的判据。 本方案依据相似定律，对于两个相似的力学系统，在任一过程中，它们相对应的长度、时间、力及质量的基本物理量满足如下关系： 在同一特征和现象中，如表征现象的所有物理量在空间上所对应的各点和在时间上对应的瞬间各自互成一定比例，则现象相似。相似现象的基本性质和被研究对象之间的相似特征可以用相似定理或理论来表示。 鉴于相似材料模拟的特点，模拟试验应满足：几何相似、运动相似、动力相似、边界条件相似、对应的物理量成比例，因此： (1) 岩石的变形特征相似，即模型上任一点、任一时刻的应变与原型上的点应变相似。 (2) 根据试验目的，在选择相似材料的要求上，由于条件限制，仅以强度（抗拉或抗压）指标作为主导特征。 (3) 模型线比
《企业行为模拟——沙盘推演与ERP应用》实验报告 实验班：A2 班第11 组 学号：10250102106 姓名：陈梓涛 专业：市场营销 任课教师：张明 2012– 2013学年第二学期
《企业行为模拟——沙盘推演与ERP应用》实验报告 实验报告成绩 评语： 指导教师（签名） 年月日说明：指导教师评分后，交经济与管理实验中心保存。
Nicolas模拟公司市场部门个人实验报告 沙盘模拟对抗演练，我们体会了一次企业整体运营的虚拟环境，通过跨专业组建并模拟经营企业，进一步学习与理解本专业知识也增加了企业内部运作人员合作管理等综合能力的锻炼。在企业行为模拟的沙盘推演中，最重要的是收获了完整的企业综合管理体验和团队的友情，在遇到一系列不同的新的问题中，不同专业的同学的不同思维方式碰撞以及融合，最终一起得出将企业引向成功盈利方向。 而企业行为模拟实验通过该实验使学生了解ERP软件系统的应用，熟悉ERP软件在实际企业中的具体操作，以提高学生的实践能力。通过一系列教学活动重塑和整合学生专业知识体系，接受先进的企业管理理念，培养学生学习知识和应用知识的能力，培养学生团队意识和沟通技巧。 一、本人岗位职责 在这次沙盘推演中，我担任市场总监，主要负责公司的市场预测分析、运营战略规划与定位、广告投入安排、市场订单选择4个主要方面。而在企业行为模拟实验中，我兼任了市场及销售总监的职位，主要负责企业的市场销售方面的业务，具体包括参加订货会的选单、广告投入选择及ERP系统的销售系统录制。 二、岗位职责履行情况 1.自我岗位职责履行情况 沙盘推演中我通过分析未来七年各市场的商情分析，做出了P3一个产品为主要明星产品，企业未来运营发展为之集中资源和努力的规划，由于合理地选择了未来明星产品，我们公司迅速由亏转盈，最后逐渐摆脱债务危机，提升了资金链的抗风险能力，企业产能充裕，成为市场中前三的寡头企业。但这个过程中也存在着个人性格比较急躁，与团队相关部门沟通不足，企业运营扩张过猛，致使企业曾一度陷入财务泥潭的重大失误。 在企业行为模拟实验中我继续担任市场销售负责人，考虑到我们的企业运营活动时间只有两年，CEO在征求了团队内部所有成员意见后，做出企业平稳运营，多拿大单少拿单的决策，简化企业运作的相关事务及流程，根据CEO的决策，我没有投入开发ISO等认证，认为普通订单已满足企业生存，为企业总计拿回9张订单，企业各项运营平稳，资金也无出现紧张。 2.团队相关岗位及其职责履行情况 我们最高一级设CEO，负责企业战略方向决策以及团队协作整合，她的工作使我们各部门工作开展有了方向，积极收集听取我们对公司运行的看法和建议，按时督促了我们的工作进程，鼓舞士气，最后将全部的企业成果进行整合； 除CEO外我们分别还有财务总监、会计主管、采购主管、库存主管和生产主管等不同岗位，我们的两位财务人员负责企业大量繁琐的票据和数据工作，工作一直任劳任怨，并以相当的耐心和细心把关好企业的每一个流程的资金流向，她们的工作量是全体同事中最为繁重
分子模拟实验作业——设计实验 -----------二氯卡宾与甲醛环加成反应的理论研究 一、实验背景 在大二的有机实验中，我接触到了连续合成实验，其中有一类反应为相转移催化合成·卡宾及其反应。卡宾（Carbene）亦称为碳烯，是一类具有六个加点字的两价碳原子活性中间体，构造式为：CH2。其中的氢原子可以被其他原子或基团所取代，这类取代物称为卡宾体或取代卡宾。卡宾是缺电子的，具有很强的亲电性，可发生多种反应。在有机合成中常使之与烯烃反应以制取环丙烷衍生物，上网查阅资料后，我想到了可以结合本学期所学的分子模拟理论计算方法来模拟二氯卡宾与甲醛环加成反应。（题目来源于有机化学实验和查阅到的文献）二氯卡宾是一种取代卡宾，通常由氯仿与强碱作用产生： CHCl3 + Base ：CH2 + HB + Cl- 为了进一步探讨卤代卡宾与含有不对称π键物质环加成反应的机理,本文对单重态二氯卡宾与甲醛加成生成二氯环氧丙烷反应： 进行了量子化学从头算的研究,得到了该反应的反应机理,并对其反应机理作了理论分析说明.同时计算了该反应在不同温度下的热力学函数和动力学性质,并作了讨论。 二、实验内容 ①用分子轨道理论分析二氯卡宾与甲醛环加成的机理 用Chem3D软件做出二氯卡宾与甲醛的分子轨道能级图，计算分子轨道，并图示二氯卡宾和甲醛的HOMO和LUMO轨道的形状和能量。将所有分子轨道按能级排列次序，并以此分析两反应物的轨道匹配情况。（优化条件：Gamess Interface，HF/6-31G(d)）
对于该环加成反应的机理可借助于分子轨道图进行分析。根据轨道对称匹配条件，在反应过程中，应首先是C1的2p 空轨道插入甲醛的成键π轨道，但因甲醛中的羰基是一极性基团，π键电子云密集于氧端，故C1的2p 空轨道将从氧端插入其π轨道.因π电子向C1的2p 空轨道中的迁移，从而使二者首先生成了一半环状的中间配合物。由于二氯卡宾的?孤对电子与甲醛C 端的反键π轨道之间有着较强的成键作用，故随着反应的进行，二氯卡宾将在C1C20平面内按逆时针方向发生旋转.同时H1-C2和H2-C2键也由在中间配合物中与C1C20的共