海水的低频化学弛豫声吸收

用圆柱共振器法测量了三种混合水溶液的声吸收与pH值的依赖关系,溶液中每种化学成分的浓度均参照Lyman-Fleming人造海水配方中对应成分的浓度来选取。测量的频率为2.9和6.8kHz。温度为12.4℃。结果表明,在海水的pH值范围内,B(OH)_3弛豫的弛豫频率与pH值没有明显依赖关系。另外由实验结果可以看出在B(OH)_3/CO_2/Ca/Mg/NaCl水溶液中还存在一个由MgHCO~+_3引起的低频弛豫,其弛频约为3.5kHz。文末列出了由本文测得的B(OH)_3,MgCO_3和MgHCO~+_3弛豫的弛豫参数。     

基于混合气体分子复合弛豫模型的一氧化碳浓度检测算法

研究了声波通过混合气体时,复合弛豫声吸收和声速与气体各成分浓度和声频率之间的依赖关系.以一氧化碳气体、水蒸气、氮气和氧气的混合气体为例,分别建立了弛豫声吸收和声速与气体浓度的三维模型,以及弛豫声吸收与声频率的二维模型.完成了通过测量弛豫声吸收和声速计算一氧化碳气体浓度的算法推导,提出了一种依据弛豫声吸收和声速检测气体浓度的简化算法.仿真实验结果不仅证明了算法的理论可行性,还给出了算法的最佳适用声频率范围,并估计了将算法应用于实验的误差原因,证明了算法具有实际可行性. 关键词： 气体浓度声学检测 一氧化碳浓度检测 复合弛豫声吸收 声速     

海水低频声吸收与pH值的关系

本文用共振器法测量了天然海水低频声吸收与pH值的关系。测量频率为2.91、6.82和10.76kHz;pH值范围为6.48—8.51;温度为12.6℃。测量结果与不同的声吸收公式计算值进行了比较。本文实验的主要目的之一是通过将pH值减小到足够小的数值来检验海水中MgSO_4吸收的贡献。实验结果表明:为了能用一个统一的公式较准确地预估低频和高频的海水声吸收,此公式看来应该既包括MgCO_3吸收项,又包括MgHCO_3~ 吸收项。     

混合气体声复合弛豫频谱的解析模型

为研究声传播和分子多模式振动能量弛豫的相互关系,本文提出了一种混合气体声 复合弛豫频谱的解析模型.该模型从振动模式微观能量转移及其耦合形成宏观弛豫过程两个角度, 分析了依赖于声频率的混合气体有效热容.并通过求解振动模式能量转移的通用弛豫方程, 最终得到可同时体现主副弛豫过程的声弛豫吸收和声频散的解析结果.仿真结果表明, 对于CO₂, CH₄, N₂和O₂组成的多种混合气体, 该模型的声吸收谱与实验数据相符,峰值误差在1%以内,且反映了多振动模式形成的 声复合弛豫吸收谱上通常仅会显现1-2个吸收波峰的物理现象.与已有模型相比, 本解析模型可直接求出混合气体声弛豫频谱上特征点的解析形式,并利于对其进行定性定量分析. 从而为研究声传播特性与气体分子弛豫特性的相互关系提供了一个有效理论模型.     

基于声弛豫频率的可激发气体压强合成算法

声弛豫频率是声吸收谱峰值点的频率,包含可激发气体成分、环境温度和压强信息.利用声弛豫频率线性正比气体压强的特性,提出一种通过两频点声吸收系数和声速测量值计算声弛豫频率,并通过查表方式合成气体压强的算法.算法的声弛豫频率测量误差具有随声测量值误差线性变换的特性,且当两频点的声吸收测量误差相等时,压强的合成误差为零.对于一定温度下的甲烷及其混合气体,仿真计算证明算法的有效性和声测量误差的稳健性.提供一种简单、稳健性好、可实时连续在线检测可激发气体腔体压强的声学方法.     

基于声吸收谱峰值点的天然气燃烧特性检测理论

天然气的成分构成会随产地来源变化而不同, 使其具有不同的燃烧特性和经济价值.本文利用声吸收谱峰值点随气体成分变化而改变的声分子弛豫现象, 提出一种天然气燃烧特性检测理论.它基于两频点上声测量值可合成声吸收谱峰值点, 且依赖于频率的声吸收谱可由峰值点重建的物理原理; 可利用峰值点对应的特征量——弛豫频率和弛豫吸收最大值与气体成分的关系, 从两个维度同时定量检测天然气成分.该理论避免了传统上测量声吸收谱峰值点方法需要不断改变气体腔体压强的问题, 还具有无需测量气体密度的优点.     

常温下氢气声转动弛豫模型研究

氢气声弛豫过程主要由氢气分子的转动弛豫决定.然而,当前大部分声弛豫模型是基于气体分子的振动弛豫,并不适用于氢气.本文利用理想气体焓变与定压热容的关系,提出了一种基于氢气分子转动的弛豫模型,并讨论了转动弛豫和振动弛豫的相似与不同.该模型不仅适用于氢气,还能够和其他气体的振动弛豫模型相结合求解混合气体的声弛豫吸收谱和声速频谱.仿真结果表明,对于H_2,N_2/H_2,CO_2/H_2等气体,该模型生成的声速、声弛豫谱曲线与实验数据符合.本模型为包含氢气的混合气体声学探测提供了一个有效的理论模型.     

可激发气体分子声弛豫过程振动模式能量转移速率计算

研究可激发气体中振动模式能量转移速率和声弛豫过程形成的关系,将单一气体Tanczos弛豫方程理论[J.Chem.Phys.25,439(1956)]扩展应用于混合气体中振动模式的振动-振动(V-V)和振动-平动(V-T)能量转移速率的计算。在室温下CO₂,CH₄,CL₂,N₂和O₂组成的多种混合气体中,振动模式能量转移速率的计算结果表明:对于多个振动模式所形成的声复合弛豫过程,各振动模式的声激发能可由V-V能量转移相互耦合后传递给具有最快V-T转移速率的最低振动频率振动模式,再通过该振动模式的V-T转移退激发形成主弛豫过程。这种选择最快转移路径的声激发量弛豫方式,造成了大多数可激发气体中声弛豫吸收谱的实测数据只存在一个吸收峰的现象。从而提供了一个可通过计算微观振动能量转移速率分析混合气体声弛豫过程形成机理的理论模型。      

声弛豫过程影响下的气体平衡态热容合成方法及其在气体检测中的应用

声扰动形成的分子振动弛豫过程使得气体热容成为依赖于声频率的有效热容,导致随频率变化的声速频散和声弛豫吸收。本文基于单弛豫过程合成算法,提出一种基于两频点声速和声吸收测量值的气体平衡态热容合成方法。该方法两个测量声频点只需在声弛豫吸收显著的频率范围即可分别合成可激发气体分子内外自由度热容,并有效消除声弛豫过程对气体平衡态热容测量结果的影响。对于室温下由CO₂、CH₄、Cl₂、N₂和O₂组成的多种气体,合成的气体热容值与基于Planck-Einstein公式的热力学理论计算结果相符,相比实验数据最大相对误差为3.51%。合成的转动和振动热容还可应用于气体分子几何结构、振动频率大小和混合气体摩尔分数的检测。      

玻璃超声吸收的红外发散理论

本文采用低频涨落、耗散、弛豫过程的统一理论来研究玻璃热活化弛豫过程的超声吸收。与现有的弛豫时间分布理论不同,只采用单一弛豫时间τ_p,但可以说明弛豫时间分布理论所不能解决的玻璃超声吸收的实验特征,并解释这些实验特征与具体材料无关的普适性。 关键词：     

关于化学反应媒质中的声吸收理论

本文指出了文章[1]的工作值得注意,证明该文中所得的弛豫吸收公式可当作Леонтович普遍热力学弛豫声吸收理论的一个具体应用,对于文章[1]所讨论的机构、所导得的结果还可更简化。 关键词：     

快离子导体玻璃滞弹性弛豫的红外发散响应

本文依据Ngai(倪嘉陵)的低频激发、弛豫、耗散理论和非晶态快离子导体的特点,提出了非晶态快离子导体的滞弹性弛豫理论。认为快离子导体玻璃中的超声吸收主要来源于与玻璃网络呈微弱联系的快离子的热激活弛豫及伴之而来的低能激发的损耗。理论成功地描述了超声吸收的频率、温度依赖关系,解释了弛豫时间分布理论所不能解释的快离子导体玻璃的实验特征。     

氧气氛低温退火Pt/Ba0.8Sr0.2TiO3Pt引起的低频介电弛豫效应

研究了在不同温度区间氧气氛和氮气氛退火后处理对PtBa0.8Sr0.2TiO3Pt介电特性的影响.经过高温550℃氮气退火处理后,再放入350℃的氧气中退火,发现样品的介电特性出现了非常明显的低频弛豫现象,并且这种低频弛豫现象在350℃的氮气中退火后将会消失.通过在出现低频弛豫现象的样品的上下电极加一偏压,可以发现低频弛豫现象更加明显,并且在撤消偏压后这种增强将会逐渐减弱,直至最终恢复到偏压前的弛豫状态 关键词： 脉冲激光沉积 介电弛豫 动态随机存储器     

中国近海悬浮颗粒物海水声波衰减

在对颗粒物声吸收机理分析的基础上,根据已有的南黄海和莱州湾海洋调查数据,对中国近海实际海域悬浮颗粒物海水在声呐工作频段内的声波衰减进行了计算分析.结果表明,在悬浮颗粒物浓度高的海水区域内,悬浮颗粒物粘滞性声吸收所造成的声波衰减与不计及颗粒物存在的海水声吸收相比不可忽略.计算分析同时表明,在声呐工作频段内,颗粒物的散射声吸收可以忽略不计.取可使粘滞衰减为较大值的粒径为5 um的悬浮颗粒物海水进行计算,在低于几十千赫兹的频率范围内,当泥沙类悬浮颗粒物浓度高于O.1 kg/m3、有机类悬浮颗粒物浓度高于1 kg/m3,颗粒物粘滞衰减系数将大于清澈海水的衰减系数.泥沙类悬浮颗粒物海水浓度高于0.1 kg/m3、有机类悬浮颗粒物海水浓度高于1 kg m3,可以作为是否需要计及颗粒物声吸收的比较保守的估计判据,或是作为悬浮颗粒物海水达到声学混浊的估计判据.     

海水中硫酸镁弛豫声吸收的温度关系

当频率高于10kHz时，海水的声吸收主要是硫酸镁的化学驰豫声吸收和纯水的吸收，多年来，由Schulkin和Marsh所提出的海水声吸收公式得到了广泛的应用，不过，早在1965     

关於流体的容变粘滞弹性理论及其在声吸收现象中的应用

在这篇论文里我们证明,与某些作者所了解的不同,我们的流体的容变粘滞弹性理论不仅仅是在结构弛豫的情况中有效,而是对所有三种弛豫——热弛豫、结构弛豫与化学弛豫——都是同样有效的。从我们的容变不可逆性方程可以推到Herzfeld与Rice原为热弛豫所假定的热不可逆性方程。又可以证明的是在化学弛豫的情况中我们的容变不可逆性方程也包含着Liebermann由分子运动理论考究所得到的化学不可逆性方程。关于这理论在声吸收及速变现象中的应用,我们证明利用适当的热力学考究便可以从我们的压缩性理论所给的结果直接推到在热弛豫情况下有效的Bourgin-Kneser方程及在化学弛豫情况下可以有效的Liebermann方程。这个推导并揭发出来Liebermann的声吸收方程仅对液体说可以是一个良好的近似。我们附带地指出,在气体的情况中,某些已发表的声吸收及速变的实量结果的准确度已可以使我们从这些结果来算定气体的静态与立刻两压缩系数β₀及β_∞,从而确定热容量的两比值γ₀及γ_∞与外态内态两热容量C^(e)及C⁽ⁱ⁾。这样我们又能从这些结果取得一些有关分子构造及分子碰撞过程中能量转移的结论。最后,我们讨论了我们的容变粘滞系数的定义的适当性。     

可激发气体振动弛豫时间的两频点声测量重建算法

振动弛豫时间是可激发气体分子内外自由度能量转移速率的宏观体现,它决定了声吸收谱峰值点对应的弛豫频率.本文给出了等温、绝热定压和绝热定容三种不同热力学过程下振动弛豫时间的相互关系;基于Petculescu和Lueptow[2005 Phys.Rev.Lett.94 238301]的弛豫过程合成算法,推导了单一压强下两频点声测量值的弛豫时间重建算法.该算法可应用于等温、绝热定压、绝热定容弛豫时间和弛豫频率的重建测量,并避免了弛豫时间传统声测量方法需要不断改变气体腔体压强的问题.仿真结果表明,对于室温下CO_2,CH_4,Cl_2,N_2和O_2组成的多种气体,重建的弛豫时间和弛豫频率与实验数据相符.     

多元可激发气体声弛豫频率的环境影响分析

推导多元可激发气体中声弛豫频率和环境温度、压强的解析关系.理论分析和仿真计算表明：声弛豫频率线性反比于主弛豫过程的弛豫时间,正比于主弛豫过程的振动耦合热容,反比于外自由度热容;温度升高导致振动耦合热容增加、内外自由度能量转移速率增大引起弛豫时间减少,进而造成声弛豫频率正比于环境温度;压强增加使得分子碰撞速率增加引起弛豫时间减少,进而使得声弛豫频率线性正比于环境压强.     

Hg_(1-x)Cd_xTe的低频吸收带

本文对Hg_(1-x)Cd_xTe的低频吸收带,提出另一种解释。把Hg_(1-x)Cd_xTe作为具有0—25％Cd(或Hg)替位杂质的HgTe(或CdTe)晶体,用格林函数计算含有一个Cd(或Hg)的HgTe(或CdTe)双原子链振动谱,进而讨论Hg_(1-x)Cd_xTe混晶振动模的特性,结果表明Hg_(1-x)Cd_xTe在k→0存在频率不趋于零的声学声子,它们有条件吸收远红外波段的光子,形成低频吸收带。它能说明已报道的实验上观察到的低频吸收带的主要特征,并表明对光学声子存在双模行为的其它混晶,在远红外吸收谱中很可能存在类似的低频吸收带。     

稀土配合物的光声位相研究

对光声位相理论进行了研究,依此理论解释了稀土二苯甲酰甲烷配合物的光声位相谱。利用计算位相的方法得到在配体吸收处不同铽配合物的位相偏移,对位相差与不同铽配合物的分子内弛豫过程作了研究。