大口径光学元件环境热稳定性的有限元分析

 讨论了靶场光学元件在环境热载荷作用下的变形分析理论和数学描述，采用有限元分析软件ANSYS建立了靶场反射镜的模型，用靶场实测环境温度变化作为载荷，计算得到了反射镜在靶场温度变化0.3 ℃时，垂直镜面方向的变形及其在平行于镜面平面内的转角漂移。结果表明：在当前的温控条件下，光学元件在环境热载荷作用下的变形满足稳定性设计要求。并计算了几种环境温度变化下反射镜的变形和转角漂移。初步的结果表明：环境温度变化与反射镜的转角漂移成正比。     

微热板阵列的热测试和热分析

集成的阵列式的微传感器是当今传感器发展的一个方向,例如广谱气体传感器,该种传感器需要把多个微热板集成在同一个芯片,形成微热板阵列的器件形式。由于传感器需要在特定的温度条件下工作,因此需要对微热板阵列进行热性能的评估。本文针对研制中的气体传感器的2X2的微热板阵列,用红外热成像技术进行了测试和分析,获得其微小区域的温度分布和一些工作特性,为微传感器的研制和改进提供了实验依据。     

蓄冷板冻结过程的数值模拟与实验研究

文中对蓄冷板内共晶液的热力学特性进行了分析。运用数值方法对不同温度下的NaCl蓄冷板冻结过程进行模拟研究,并实验验证了模拟的准确性。研究结果表明:当环境温度低于共晶液的共晶温度-21.2℃时,蓄冷板内共晶液开始相变所需的冷冻时间与环境温度有较大影响;蓄冷板出现结晶后直至共晶液完全冻结的相变过程受环境温度的影响较小。     

超导HEB的I-V特性模拟

超导热电子测热辐射仪(Superconducting Hot-electron Bolom eter,HEB)是一种检测器件,可以对1THz以上的电磁辐射进行高灵敏度的检测。该工作是利用双温模型,假设电子和声子各自处在平衡态,但具有不同的温度,根据热平衡原理,计算出电子和声子温度在HEB桥上的分布,得到桥两端的电压值,从而得出器件的I-V特性。分析了实验环境温度,转变宽度和薄膜厚度对器件I-V的要求,并与实验测量的结果相比较,为进一步研究超导HEB的混频特性打下基础。     

3MW_(th)富氧燃烧煤粉锅炉的数值模拟研究

以国内首台3 MW_(th)富氧燃烧煤粉锅炉为研究对象,借助CFD软件对煤粉空气燃烧和富氧燃烧工况进行数值模拟研究。通过与实验结果对比发现,模拟得到的炉膛温度分布、换热量以及出口组分与实验测量结果吻合,这表明本文使用改进的辐射特性模型以及4步化学反应机理能够很好地预测炉内温度、传热以及烟气组分分布。通过模拟研究,对比分析了空气燃烧与富氧燃烧的炉内特性。研究结果表明:富氧燃烧时,CO_2的显著增加使得燃烧器区域出现高浓度CO;富氧燃烧的整体温度分布与空气燃烧相似,但峰值温度有较大的降低;炉内辐射传热较空气燃烧略有下降。     

一种同时测量电流和温度的光纤光栅传感器

提出了一种基于光纤光栅法布里-珀罗干涉仪且可以同时测量交变电流和温度的传感器,并对其进行了理论分析和实验研究.该传感器采用单频激光入射,作为反射镜的一对光纤布喇格光栅自由放置,其间的法布里-珀罗腔粘贴在磁致伸缩材料上,通电导线周围的磁场通过磁致伸缩材料作用于光纤光栅法布里-珀罗腔,引起腔长周期性变化.同时,由于热膨胀和热光效应,环境温度的变化会引起光纤长度和折射率的改变,从而改变光纤光栅法布里-珀罗腔的反射光谱特性.通过检测输出光信号的频率和峰值可实现电流和温度的同时测量.对通电线圈的电流及环境温度进行测量的实验结果与理论分析相吻合.     

一种同时测量电流和温度的光纤光栅传感器

提出了一种基于光纤光栅法布里-珀罗干涉仪且可以同时测量交变电流和温度的传感器,并对其进行了理论分析和实验研究.该传感器采用单频激光入射,作为反射镜的一对光纤布喇格光栅自由放置,其间的法布里-珀罗腔粘贴在磁致伸缩材料上,通电导线周围的磁场通过磁致伸缩材料作用于光纤光栅法布里-珀罗腔,引起腔长周期性变化.同时,由于热膨胀和热光效应,环境温度的变化会引起光纤长度和折射率的改变,从而改变光纤光栅法布里-珀罗腔的反射光谱特性.通过检测输出光信号的频率和峰值可实现电流和温度的同时测量.对通电线圈的电流及环境温度进行测量的实验结果与理论分析相吻合.     

霍尔线位移传感器静态特性的研究

在不同环境温度下,互换霍尔位移传感器的输入/输出端,对其静态特性进行实验测试。结果表明：在霍尔元件顺、反接及不同的环境温度下,其静态特性差异明显,从理论上对实验现象进行了分析。     

环境温度对多相混合物爆炸特性影响的实验研究

为了研究环境温度对以铝粉、乙醚、硝基甲烷为原料的气液固多相混合物爆炸特性的影响,利用20 L球型爆炸罐,在不同环境温度(20～50℃)下,实验研究了温度变化对混合物的爆炸超压、最大爆炸压力上升速率和爆炸下限的影响。结果表明:实验工况下,乙醚的爆炸特性参数随温度升高而降低;铝粉的爆炸特性参数受温度影响较小;气液固多相混合物的爆炸压力随温度升高略微下降,最大爆炸压力上升速率先升后降,存在一个最佳浓度配比使爆炸威力最佳;气液固多相混合物的爆炸下限随温度升高而下降,在绝大部分易挥发物质汽化后,混合物下限趋于稳定。     

甘油的黏度对激光等离子体推进的影响

以液体甘油为烧蚀靶材,研究了不同环境温度下超短脉冲激光烧蚀后产生的等离子体的推进特性.实验结果表明:甘油产生的动量和烧蚀压力与环境温度密切相关,其原因是甘油的黏度受温度影响较大.     

十字形激光用于测量建筑物五维变形技术的研究

建筑物在外力作用下会发生各种复杂变形甚至导致建筑物本身受到损坏。本文提出了利用十字形激光投影及特殊位置敏感传感器(PSD)的结构多维变形检测方法,导出了其检测方程,进行了原理论证和实验验证。     

A power transmissibility method for assessing the performance of vibration isolation of building services equipment

Force transmissibility is commonly adopted in building services engineering to assess the performance of vibration isolation. However, it neglects the effect of floor mobility on structure-borne sound power transmitted from a vibratory machine to the floor/roof and the interactions among several contact points between the vibratory machine and the floor/roof. The problem that motivated this study is the occasional occurrence of unsatisfactory performance of vibration isolators observed in building services engineering. This problem may be due to the over-simplification of the vibratory problem in the usual definition of the un-damped force transmissibility or isolation efficiency commonly used in engineering practice. In this paper, use of a “power transmissibility”, which includes the effect of floor mobility and the interaction of all dynamic forces transmitted to the floor through the vibration isolators, is proposed.     

变压器振动在典型建筑结构中的衰减特性*

为掌握10 kV居民区配电变压器振动在建筑中的衰减规律,将实测的变压器振动加速度转化为激励力,作用于剪力墙和框架建筑上,采用有限元法仿真研究变压器振动在建筑中的衰减特性。结果表明,在具有相同层高、层数的剪力墙、框架高层建筑中,位于负一层的变压器传播至各楼层的铅垂向振动加速度级(0～500 Hz),随楼层离地高度h对数值(lg h)的增加线性下降,其斜率分别为33.26和24.84,前者的衰减速率(lg h每增加1振动加速度级的衰减量)约为后者的1.3倍;在剪力墙、框架多层建筑中斜率分别为31.87和20.07,前者的衰减速率约为后者的1.6倍。可见,当建筑层高、层数相同时,变压器振动在剪力墙建筑中比框架建筑中衰减更快;当建筑结构相同时,振动在高层建筑中的衰减速率略大于多层建筑。对0～80 Hz环境振动,变压器振动在剪力墙高层建筑中的铅垂向Z振级衰减速率约为框架高层建筑的2.4倍;剪力墙多层建筑振动衰减速率约为框架多层建筑的3.7倍。在此基础上,建立了变压器传播至剪力墙、框架建筑不同楼层的振动单值和分频段预测模型,可为变压器引起的建筑室内振动预测和控制提供依据。     

地铁车辆段咽喉区上盖建筑振动影响

城区地铁车辆段进行上盖物业开发可节约、集约利用地铁用地,缓解城市土地资源稀缺问题。地铁车辆段特别是其咽喉区振动是上盖物业开发的环境制约因素。为研究地铁车辆段咽喉区对上盖建筑的振动影响,建立轨道-地基土-上盖建筑三维有限元模型,采用等效荷载法,将实地采样的钢轨铅垂向振动加速度转化为列车钢轨铅垂向振动线荷载,作用于轨道上。在结合实测数据验证模型合理性的基础上,定量研究上盖平台厚度和离地高度、上盖建筑层数和结构等因素对室内环境振动(铅垂向Z振级VL_Zmax)的影响。结果表明,地铁车辆段咽喉区对高层建筑的振动影响整体大于多层建筑;由于振动波在屋顶自由端发生反射并与入射波叠加,导致不同楼层楼板中央VL_Zmax随楼层升高略有增加;框架结构建筑室内VL_Zmax大于剪力墙结构;增加上盖平台厚度可减小建筑室内VL_Zmax;上盖建筑室内VL_Zmax随上盖平台离地高度增加而增加(即随建筑楼层绝对离地高度增加而增大)。研究结果可为地铁车辆段上盖物业开发振动污染防治提供理论和工程技术依据。     

建筑物温度场理论建模研究及逐时计算

建筑物温度场计算是目标红外图像理论建模的基础,本文研究了建筑物外表面温度场理论模型的建立,探讨了蒙特卡罗法在求解建筑物表面辐射传递系数中的应用,文中以哈尔滨市最高建筑物华融大厦为对象,逐时、逐季节计算了其辐射传递系数及温度场分布,阐述了模型的合理性。     

Ultrasonic wave generation due to human footsteps on the ground

Human footsteps generate broadband frequency vibrations in the ground/floor and sound in the air from a few Hertz up to ultrasonic frequencies due to striking and sliding contacts between a foot and the ground/floor. The high-frequency (above 1 kHz) vibrations from footsteps were detected on a building floor, but were not detected on the outdoor ground, even at 1 m from a walker. This paper presents results of ultrasound registration from footsteps on the ground at greater distances. Results are based on sound measurements in air, since the sound absorption in air is less than vibration absorption in the ground.     

相变材料蓄能式低温热水采暖地板热性能模拟

提出了一种采用定形相变材料蓄能的低温热水采暖地板形式。为了研究定形相变材料蓄能式低温热水采暖地板的传热性能,建立了该地板的传热分析模型。分析了相变材料的相变温度对地板表面平均热流密度和蓄能比的影响;比较了相变材料潜热蓄能地板与混凝土显热蓄能地板的热性能差异。结果表明:定形相变材料地板停止加热后仍可以在较长时间内保持稳定的热流密度。同时定形相变材料地板具有较大的蓄能比,使其夜间蓄存的热量可被更多地用于日间供热。     

等离子体源离子注入过程中半圆形碗状样品的两维温度分布

等离子体源离子注入过程(PSII)中样品温度是一个非常重要的参量。由于注入到样品上的能量很大，导致样品温度很高，所以在实验中获知样品的温度分布有着很重要的意义。本文利用热传导方程建立了半圆形碗状样品内部温度升高模型，研究样品内温度演化过程。以注入离子束流作为能量输入项，热辐射为能量损失项，并考虑了热辐射过程中样品的形状因子的影响。考察了离子注入过程中样品上所施加负偏压的脉冲宽度和频率对样品温度分布的影响。研究结果显示，脉冲频率达到一定值后，样品温度不再随频率增加而升高。     

Potential solutions to improved sound performance of volume based lightweight multi-storey timber buildings

Lightweight building systems in general suffer from poor sound insulation, especially in the low frequency region. Since no reliable mathematical models that can predict the impact sound pressure level exists, the lightweight building design is to a high extent based upon previous experience and upon measurements. A special difficulty is related to experimental measurements since the variation among identical units must not be neglected. A modern volume based lightweight wooden building concept has here been tested by numerous well controlled measurements, in laboratory as well as in more field like conditions. The volume construction technique offers new possibilities and challenges to improve sound insulation in light weight timber construction. The main purpose was to investigate how different constructional solutions in the floor, like plaster board, mineral wool, elastic glue, dividing board, floating floor etc., affect the sound insulation. Many of the tested modifications resulted in only marginally changed impact sound pressure level but parameters that substantially can improve the sound insulation were found in using elastic glue to mount the floor boards, to install extra board layers and to use floating floors.