热物理发展的现状与前景

核能动力、热能动力、化工、研制新的运输工具等许多现代技术领域的发展,在很大程度上取决于热物理研究的成果。苏联成立以来,主要致力于下述的科学方面: 固体、液体和气体物质热物性的研究; 低温等离子体,其中包括非平衡和非理想低温等离子体的热物理研究; 热交换过程的研究以及与其有关的气体动力和磁流体动力现象的研究。关于物质热物性的研究,首先应该提出研究高温装置用结构材料的固体物质时取得的成就。目前,固体材料的实际应用已扩展到从液氦温度到3000—4000°K这样相当宽      

国际等离子体科学与技术会议

在国际等离子体科学与技术会议上共提出论文117篇,代表了在这个领域中最近的发展和成就.论文集分综述、热等离子体(近平衡)和低气压等离子体(非平衡)三个部分.热等离子体方面包括基本过程和模型,诊断,等离子体系统,熔化和气化,冶金,化工过程和热解.低气压等离子体方面包括基本过程和模型,诊断,聚合和表面处理,蚀刻和沉积. 本文包括四部分,即会议概况,主要学术内容,会议特点和等离子体技术前景.      

智能结构设计与控制中的若干核心技术问题

对传感结构、可控结构和智能结构进行了定义,并从技术集成的角度,对大型非线性智能结构设计与控制中的若干核心技术进行了系统的分析和论述．从感知、辨识、寻优和控制４个基本方面,分析了当前的技术状态和技术水平,并提出当前研究中应重点注意的几个方面．从技术发展的角度,预测了今后１０年需重点研究的几项相关关键技术．      

高频感应等离子体动力学及其应用

高频感应等离子体技术是近十多年发展起来的一门新技术,由于它具有无电极污染,弧区大,温度均匀,能提供纯净热源,工质不受限制等特点,在化工、冶金等工业和各个科学技术领域中有着潜在的应用前景.因为过去对能够稳定并控制热等离子体流的某些方法和装置,以及对高频放电理论,等离子体动力学进行了卓有成效的研究,所以促使这个新方向得      

激光干涉诊断ETC发射装置产生的等离子体射流

叙述了用光楔错位干涉与高速摄影技术诊断电热化学（ＥＴＣ）发射装置中等离子体发生器产生的等离子体射流的方法，研究了等离子体射流与毛细管几何尺寸以及电源供能的关系。该方法有助于改进电热化学发射装置中等离子体发生器的设计及其效能的提高。     

IUTAM先进机械系统的动力学与控制专题会议

ＩＵＴＡＭ先进机械系统的动力学与控制专题会议（１９９６年４月２１—２６日,荷兰）１９９６年４月２１日至２６日,国际理论与应用力学联合会（ＩＵＴＡＭ）主办的“先进机械系统动力学与控制专题会议”在荷兰Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ召开．Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ工业大学机械...      

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本文对界面力学若干问题的部分实验成果作一综述,主要集中于以下４个问题;（１）界面层的变形与界面力学模型;（２）异质材料界面端部的应力集中与应力奇异性;（３）界面应力缓释与功能梯度材料;（４）沿界面与垂直界面裂纹的断裂力学问题．并对今后界面力学实验研究的发展前景进行了讨论．     

进气道等离子体/磁流体流动控制研究进展

为实现高速飞行器的宽速域飞行,如何保证进气道在非设计状态下的性能至关重要。相比于传统被动控制方式,等离子体/磁流体流动控制技术作为新概念主动流动控制技术,由于其具有结构简单,快速响应,并可根据实际飞行条件进行反馈控制等优势,在国内外上得到了广泛关注。本文介绍了等离子体/磁流体在高超/超声速进气道的主要应用方式与等离子体/磁流体建模方法。当进气道处于超临界状态时,等离子体/磁流体流动控制主要通过热阻塞效应产生虚拟型面,从而将激波系推回至唇口,该技术有望在需要短时间流动控制的高马赫数导弹上走向工程应用;由于等离子体/磁流体激励器与壁面平齐安装,对于高超声速飞行条件,相比于粗糙元其对热防护的要求较低,并且通过超声速风洞实验初步证明了通过高频激励对边界层施加扰动的可行性,需要从稳定性理论的角度对其物理机制进行研究。在后续发展中需要进一步创新等离子体产生技术及激励方式,发展等离子体与流的全耦合计算模型等离子体与流的全耦合计算模型与高效算法 ,为指导工程应用提供依据.      

再入湍流尾迹及其对雷达散射的影响研究

就高超声速再入体尾迹等离子体场而言,为进行其亚密湍流雷达散射截面的理论分析,提出了计算湍流尾迹脉动等离子体场强的理论模型及求解方法,即在研究高超声速尾迹流动特征的基础上,推导、使用包括化学组份浓度脉动强度的k－ε－g湍流模型,用以封闭高超声速粘性尾迹湍流运动时均控制方程组,并用全隐式有限差分法求解,算例小钝锥体的飞行条件为零攻角、M_∞＝21．3,Re_（∞D）＝1．33×10~6;M_∞＝20．5;Re_（∞D）＝3．22×10~5,计算结果得到了合理的参数分布;考虑电磁波在上述等离子体介质中的传播,以单电子多次散射模型─—畸变波Born近似方法,计算了湍流尾迹脉动等离子体雷达散射截面,给出散射能（RCS）在不同极化状态下的分布,分析了散射背景场脉动湍流对电磁波在其中传播的影响．     

热等离子体处理废物技术的进展

随着我国经济的快速发展,固体废物的年产量显著增加,焚烧减容后仍产生大量的焚烧残余物,其中含有重金属、二噁英等有害成份,对其填埋不仅占用大量土地资源,而且对土壤和地下水存在二次污染风险等诸多问题,因而亟需发展具有良好环保效益和社会效益的废物处理新技术.热等离子体技术在航天技术发展初期,用于航天再入过程航天器头部防热研究和等离子体对无线电通讯的干扰研究.之后从军用转向民用,主要的场景之一是用于环保领域处理废物,从早期销毁报废武器、化学武器战剂和中低放射性废物开始,发展到现在,等离子体技术已经在有机和无机废物处理技术中,成为有特色的先进技术.文章介绍了等离子体处理废物技术的原理与特点,回顾了低温热等离子体技术在处理固体废物中的发展过程,综述了低温热等离子体处理固体废物技术在基础研究领域和工程应用领域的进展,对目前等离子体固体废物处理技术应用中存在的问题进行了着重分析,并提出发展建议,以此悼念我国应用热等离子体技术的先驱吴承康院士以及他对于热等离子体技术处理废物技术基础研究的关怀和指导.     

电磁加速等离子体喷涂技术的原理分析

对自行研制的电磁加速等离子体喷涂技术（Electromagnetically accelerated plasma spraying,EMAPS）从原理上进行了分析,建立了等离子体的运动方程,得到了脉冲电流作用下等离子体上任一点的磁感应强度的计算公式和等离子体及它所压缩周围空气的速度表达式;并分析了粉末粒子与冲击波的相互作用,得到了粉末粒子的喷涂速度与喷枪长度、粉末粒子直径以及电流强度之间的关系;同时还对喷枪的长度进行了设计。     

大尺寸电弧等离子体的产生、控制及应用

电弧等离子体在工业领域有着非常广泛的应用,但受自收缩特性的影响,造成的温度梯度大、高温区体积小,制约了该技术应用的广度和深度的发展.基于电弧发生技术,通过多种调控手段获得大体积均匀热等离子体,在热喷涂、微纳粉体制备和煤制乙炔等领域,已展示出非常好的应用前景.文章从大尺寸电弧等离子体应用需求入手,详细综述了国内外在大尺寸电弧等离子体技术及应用方面的研究进展.首先,从产生的方式上,介绍了多相交流、多电极直流和磁驱动旋转电弧等离子体发生器,并分别阐述了大尺寸热等离子体产生的基本原理和电弧的基本特征;在电弧特性控制方面,基于发生器结构特征,从电极几何位形、气流驱动和磁场驱动等几个方面,汇总了等离子体的调控方法及其调控机制,论述了它们对等离子体位形、动态特性和流动特性的影响;最后,介绍了国内外大尺寸电弧等离子体应用的基本情况及其研究进展,围绕着应用痛点,进一步凝练亟需解决的关键科学技术问题,展望了未来的发展趋势,为电弧等离子体技术的应用升级和新领域应用的拓展提供支持.     

进气道等离子体/磁流体流动控制研究进展

为实现高速飞行器的宽速域飞行,如何保证进气道在非设计状态下的性能至关重要。相比于传统被动控制方式,等离子体/磁流体流动控制技术作为新概念主动流动控制技术,由于其具有结构简单,快速响应,并可根据实际飞行条件进行反馈控制等优势,在国内外上得到了广泛关注。本文介绍了等离子体/磁流体在高超/超声速进气道的主要应用方式与等离子体/磁流体建模方法。当进气道处于超临界状态时,等离子体/磁流体流动控制主要通过热阻塞效应产生虚拟型面,从而将激波系推回至唇口,该技术有望在需要短时间流动控制的高马赫数导弹上走向工程应用;由于等离子体/磁流体激励器与壁面平齐安装,对于高超声速飞行条件,相比于粗糙元其对热防护的要求较低,并且通过超声速风洞实验初步证明了通过高频激励对边界层施加扰动的可行性,需要从稳定性理论的角度对其物理机制进行研究。在后续发展中需要进一步创新等离子体产生技术及激励方式,发展等离子体与流的全耦合计算模型等离子体与流的全耦合计算模型与高效算法,为指导工程应用提供依据.     

结构力学的动态不稳定性

在本回顾性文章中,作者着重论述在结构的稳定性和超临界行为中需要采用动力学方法进行分析的问题．它们包括以下的动态不稳定性：（１）参数激励振动;（２）在冲击载荷下的结构响应;（３）空气－弹性和流体－弹性诱发的动态不稳定性;（４）在所谓随动力作用下的结构响应;（５）输气或输液管道的不稳定性;（６）转子由于转动摩擦或有关因素引起的不稳定性;（７）旋涡诱发的不稳定性;（８）构件的断裂作为一类动态不稳定性．本文的重点放在早期发展历史、开拓性的研究和基本概念,尤其是那些在过去产生过争论但至今在某些方面仍有启发性的题材．与此同时,还讨论一些新近结果和未来研究展望．     

第12届国际等离子体化学会议（ISPC－12）简介及ISPC－13预告

第１２届国际等离子体化学会议（ＩＳＰＣ－１２）简介及ＩＳＰＣ－１３预告（１９９５年８月２１—２５日,美国,明尼苏达大学;１９９７年８月１７—２３日,北京）１概况国际等离子体化学会议（ＩＳＰＣ）是低温等离子体物理、化学及应用方面最有影响的国际会议,自１...      

孤子对粒子的加速作用

研究等离子体加热和粒子加速问题,是等离子体物理和等离子体天体物理中的重要课题.在强湍动条件下解决这一问题,必须研究孤子与粒子间的相互作用。本文评述了解决这一问题的几种方法和这方面取得的进展,探讨了存在的问题。孤子与等离子体粒子相互作用,其结果是使分布函数形成高度增殖的超热尾和可能形成双峰结构,在一定条件下还具有加热作用。这对于研究天体物理中某些辐射机理具有重要意义。      

基于高温气体效应的磁流体流动控制研究进展

高超声速飞行器强激波后高温气体形成具有导电性的等离子体流场,电离气体为磁场应用提供了直接工作环境.磁流体控制技术利用外加磁场影响激波后的离子或电子运动规律,可有效地改善高超声速飞行器气动特性,在飞行器气动力操控和热环境管理等方面均具有广阔的应用前景; 同时,超导材料及电磁技术的发展又重新推动了这一领域的研究热潮.虽然国内外在高超声速磁流体流动控制领域已开展了一些研究工作,但其实验研究依然极具挑战, 且由于实验条件及测量技术等限制,其压力、热流等参数的测量并没有得出较为系统的结论,因此需要对影响脱体激波距离、热流、压力变化的规律及机理进行深入研究; 同时,数值模拟方法和理论分析也亟待可靠的实验数据来对其进行验证.本综述调研和讨论了基于高温真实气体效应的磁流体流动控制技术研究,主要针对磁流体流动控制的试验技术、数值模拟、理论方法以及流动控制的主要研究方向等进行了总结,并对其发展趋势进行了讨论和展望.      

机翼尺度效应对等离子体分离流动控制特性的影响

等离子体流动控制技术是一种以等离子体气动激励为控制手段的主动流动控制技术. 为了进一步提高等离子体激励器可控机翼尺度, 以超临界机翼SC(2)-0714大迎角分离流为研究对象, 以对称布局介质阻挡放电等离子体为控制方式, 以测力、粒子图像测速仪为研究手段, 从等离子体激励器特性研究出发, 深入开展了机翼尺度效应对等离子体控制的影响研究, 提出了适用于分离流控制的能效比系数, 探索了分离流等离子体控制机理, 掌握了机翼尺度对分离流控制的影响规律. 结果表明: (1)随着机翼尺度的增大, 布置到机翼上的激励器电极长度会相应增加; 在本文的参数研究范围内, 激励器的平均消耗功率不会随电极长度的增加而线性增大; 当电极长度达到一定阈值时, 激励器的平均消耗功率趋于定值; (2)在固定雷诺数的情况下, 随着机翼尺度的增大, 等离子体的控制效果并未降低, 激励器能效比系数提高; (3)等离子体在主流区诱导的大尺度展向涡与在壁面附近产生的一系列拟序结构成为分离流控制的关键. 研究结果为实现真实飞机的等离子体分离流控制, 推动等离子体流动控制技术工程化应用提供了技术支撑.      

活性材料冲击释能行为研究进展

活性材料是一种具备释能特性的新型材料,其在冲击导致的高压/高温作用下可以发生化学反应,释放大量的化学能,因此在破片、聚能破甲战斗部等军事领域有广泛的应用潜力。为了实现对活性材料释能过程的设计与控制,推进活性材料武器化应用进程,就必须解答活性材料冲击释能行为中所包含的一系列复杂的力-热-化耦合问题。近40年来,对活性材料的冲击释能行为已开展了大量研究,本文在此基础上系统梳理了活性材料的冲击诱发化学反应机理、动力学以及相关效应的研究现状,重点关注活性材料的冲击释能实验表征技术、冲击诱发化学反应理论模型以及考虑力-热-化耦合的冲击压缩数值模拟方法等3方面的研究进展。总结认为,对活性材料冲击释能行为的研究已经具有一定的积淀,但目前对实验中超快化学反应行为的实时诊断研究还缺乏更加丰富、精细、直观的表征与探索,相关理论与数值模拟研究尚未建立能够完整描述活性材料冲击释能行为的力-热-化理论模型,缺乏能够从宏观尺度描述冲击释能行为的有效方法。因此,超快化学反应实验表征技术、宏观角度的力-热-化机理与模型建立及其数值模拟应用以及具备可调性能的活性材料制备新工艺3方面研究内容将是推进活性材料未来军事化应用的重点关注对象。     

半浮区热毛细对流的不稳定性与转捩

近二十年来,微重力流体开展了半浮区液桥热毛细对流的不稳定性与转捩的研究．文中给出了热毛细振荡对流发生的临界参数,分析了液桥几何位形（尺度比,体积比）、物理参数及传热参数对临界Ｍａｘａｎｇｏｎｉ的影响．报导了有关的地面模拟实验,微重力实验以及本问题的线性稳定性分析、能量分析和数值模拟结果,并介绍了定常轴对称热毛细对流通过非定常振荡热毛细对流到湍流的转捩过程和三种热毛细振荡对流的产生机理．