脉管制冷机回热器流动阻力系数测量和模拟研究

针对脉管制冷机CFD模拟时,回热器的粘性阻力系数和惯性阻力系数的选取至关重要。为研究回热器的粘性阻力系数和惯性阻力系数,搭建了实验测量平台,实验研究了粘性阻力系数和惯性阻力系数与制冷温度、充气压力和丝网目数的变化关系,利用所测得的粘性阻力系数和惯性阻力系数作为输入参数进行仿真计算,建立了回热器二维数值仿真模型。结果表明:粘性阻力系数随充气压力和制冷温度的增加而减小,随丝网目数的增加而变大;惯性阻力系数随充气压力和丝网目数的增加而减小,随制冷温度的增加而变大。     

利用VISAR测量LY12铝在冲击压缩下的声速

 介绍了利用VISAR技术测量受冲击压缩LY12铝的高压声速的方法。平板对称碰撞实验在冲击波物理与爆轰物理实验室的二级轻气炮上进行，峰值应力约为20、32、55和71 GPa。每发实验中，VISAR同时使用三种条纹常数测量LY12铝和单晶LiF窗口的界面粒子速度剖面。从三种条纹常数计算的界面粒子速度剖面相互符合，完全一致。实验信号具有很高的信噪比，表明样品与窗口之间的界面连结和处理技术非常成功。这种测量技术不仅能够得到初始加载应力下的纵波声速，而且能够得到声速沿着卸载路径的变化。将声速的塑性段外推到初始冲击加载压力即得到该压力下的体积声速。LY12铝的声速测量结果与假定ργ为常数条件下用Mie-Grüneisen状态方程计算的结果符合得很好。     

飞片加载产生正弦冲击波及其波阵面演化模拟

飞片加载冲击波小扰动实验方法是目前测量高温高压下物质粘性的实用方法之一针对飞片碰撞小扰动实验,采用二维Navier-Stokes方程的差分方法,研究了金属铝中复杂压力流场的演化过程,给出了这类特定冲击波流场中正弦形扰动振幅振荡衰减特性与粘性系数之间的定量关系.结果表明:数值解比以往用于分析冲击波小扰动实验的解析解结果更...     

静高压加载下LY12铝的超声测量与等温状态方程

 利用“脉冲回波重合法”测量了多晶LY12铝在流体静压加载下的纵波与横波声速随压力的变化。并根据较低压力（<0.5 GPa）下的超声测量数据所确定的零压弹性模量及其对压力的偏导数,导出了LY12铝的Murnaghan、Birch-Murnaghan、Vinet三种不同形式的等温状态方程,发现由超声测量数据导出的Vinet 状态方程能很好地描述面心立方（fcc）结构的铝与铝合金在较高压力（约200 GPa）下的压缩特性。此外,由超声数据计算了LY12铝在室温常压条件下的Debye温度为430.97 K、热力学Grüneisen系数为2.025、平均声模Grüneisen系数为2 379。     

高压下铝的Grüneisen参数的实验测量

 采取突然加压的方法，测量在施压过程中产生的温度变化，从而直接决定物质的格留乃森（Grüneisen）参数。第一次在固体传压介质中进行该种实验，并在高达3.5 GPa的压力范围内，直接测量了铝的格留乃森参数随压力的变化。     

含铝炸药水中爆炸冲击波相似律适应性探索

针对含铝炸药非理想性显著的特点,探索其水中爆炸后远场冲击波相似律的适用性。实验在8 kg当量TNT的爆炸水池中进行,在距离爆心不同位置处测量了冲击波压力剖面曲线,得到了峰值压力和压力衰减时间,结合量纲分析方法和含铝炸药的特点,对冲击波相似律适用性问题进行了探讨。实验结果表明,对于含铝炸药来说,存在着峰值压力相似而时间常数不太相似的特点,这与铝粉的二次反应放能有关。     

JB9014钝感炸药冲击绝热线测量

 利用压力对比法,采用锰铜计测量待测炸药样品和LY12铝标准样品在LY12铝飞片同时撞击下的界面压力,运用冲击波关系式和正交回归直线拟合分析,确定了JB9014钝感炸药冲击绝热线关系式。     

高压下铝的Grūneisen参数的实验测量

采取突然加压的方法，测量在施压过程中产生的温度变化，从而直接决定物质的格留乃森（Ｇｒüｎｅｉｓｅｎ）参数。第一次在固体传压介质中进行该种实验，并在高达３．５ＧＰａ的压力范围内，直接测量了铝的格留乃森参数随压力的变化。     

高压下铝的Grueneisen参数的实验测量

采取突然加压的方法，测量在施压过程中产生的温度变化，从而直接决定物质的格留乃森参数。第一次在传压介质中进行该种实验，并在高达３．５ＧＰａ的压力范围内，直接测量了铝的格留乃森参数随压力的变化。     

冲击波作用下铝的等效剪切模量

提出了冲击波作用下通过测量沿着准弹性卸载过程纵波波速与体波波速得到等效剪切模量的方法,应用该方法对LY12铝在20—70 GPa冲击压力下的等效剪切模量进行了测量.实验结果表明,等效剪切模量随应力线性减少直至反向屈服时为零,而初始卸载时的等效剪切模量可以由修正的Steinberg-Cochran-Guinan模型进行描述.应用得到的等效剪切模量进行了初步数值模拟,计算结果与实验测量的粒子速度剖面符合很好,重现了准弹性卸载到塑性卸载的光滑过渡. 关键词： 等效剪切模量 波速 准弹性卸载 冲击波 铝     

Viscosity,glass transition and activation energy of solid cis-polyisoprene and trans-polyisoprene blends

Blends of cis-polyisoprene (CPI) and trans-polyisoprene (TPI) have been prepared by solution casting to study viscosity, glass transition temperature and activation energy for the glass transition. The viscosity of blends having different weight ratios has been obtained through a single experiment measuring storage and loss modulus using the dynamic mechanical analyser technique. The glass transition temperature is determined through the temperature at which the minimum of temperature derivative curve of viscosity falls. The activation energy of glass transition and fragility index have been obtained by employing the Vogel–Fulchar–Tammann (VFT) equation by assuming non-Arrhenius behaviour of viscosity of polymer blends. Results indicate that both glass transition and activation energy for the glass transition are influenced by composition and crosslink density of the blend.     

冲击压缩下物质黏性系数与冲击波阵面扰动衰减特性研究

为解决高温高压下物质黏性的测量问题,Sakharov曾提出一种冲击波小扰动实验方法,但人们一直未从理论上给出这类特定冲击波流场中扰动振幅衰减特性与黏性系数之间的量化关联.本文首次针对Mineev等的实验条件采用数值解方法定量地研究了金属铝(Al)中复杂流场演化过程、正弦形波阵面上相对扰动幅度的演化特征和它们的黏性效应,给出了相对扰动幅度衰减曲线的零点相对距离与黏性系数之间的定量关系.与Zaidel的均匀流场模型以及Miller等的非均匀流场模型相比,本文求解的流场演变问题已经接近实验的真实情况.利用本文数     

大气边界层模式中随机参数的反演与不确定性分析

在大气边界层气象中湍流黏性系数是一个很重要的参数,通过直接观测往往无法得到其准确值,仅能通过间接观测获得大致范围.本文选用随机广义Ekman动力近似模式中的湍流黏性系数进行反演研究与不确定性分析.首先利用风速观测数据,并采用基于混沌多项式的集合Kalman滤波方法对系数进行反演,降低其不确定性,缩小可能取值的范围,该方法的核心思想是将集合Kalman滤波方法中求解模式不确定性传播的方法由蒙特卡罗法改为混沌多项式展开,从而避免大规模采样带来的计算资源耗费.然后进行数值实验,结果表明该方法能够有效且快速地求解出湍流黏性的后验概率分布,从而达到降低系数不确定性的目的.根据系数的先验分布计算出风速的先验分布,从而找到风速不确定性大的区域,且揭示了在不确定性大的区域内的观测数据进行系数反演可得到十分明显的效果,这对于观测点位置的选择提供了重要的指导.     

基于自发瑞利-布里渊散射的氮气体黏滞系数的测量

体黏滞系数是从微观角度认识气体分子黏滞性的重要参数,传统的兆赫兹声频范围的声波吸收方法无法直接应用于声波弛豫效应在千兆赫兹范围的高频领域,而瑞利-布里渊散射则能实现对声波弛豫效应在千兆赫兹的气体体黏滞系数的测量.本文测量了532 nm激光激发的常温下压强分别为1-9 bar的氮气的自发瑞利-布里渊散射光谱,利用已知温度和压强的理论模型对测量光谱进行了比较,获得了准确的散射角.利用该散射角并结合χ~2值最小原理反演得到不同压强(4—9 bar)下氮气的平均体黏滞系数为(1.46±0.14)×10~(-5)kg·m~(-1)·s~(-1),该结果与文献中利用自发瑞利-布里渊散射获得的结果和理论计算结果相近,但与相干瑞利-布里渊散射的测量结果相差明显.利用该平均体黏滞系数对氮气在不同压强下的温度进行了反演,得到各压强下的温度与实际温度的绝对误差小于2.50 K,反演温度的平均值与实际温度误差小于0.15 K,该结果证明了实验测量得到的氮气的体黏滞系数具有较高的准确性,同时也说明利用瑞利-布里渊散射反演气体参数具有较高的准确性和可靠性.     

含气量对黏性液体中空泡脉动特性的影响

采用自行研制的高灵敏度光偏转测试系统,研究黏性液体中激光空泡脉动特性.判定了空泡两次脉动对应的最大和最小泡半径,进而计算了激光空泡在前两次脉动过程中泡内的含气量.研究表明：泡内含气量对泡脉动特性有较大影响.随着脉动次数的增加,空泡泡内含气量增大.空泡最大泡半径随含气量的增加而增大.此外,受液体黏性影响,空泡膨胀和收缩过程明显变缓. 关键词： 含气量 黏性 激光空泡 脉动特性     

用布里渊散射测量水的体粘滞系数

提出了一种直接测量水的体粘滞系数的实验方法－布里渊散射方法,通过分析剪切粘滞系数和体粘滞系数与布里渊散射线宽的关系,得到了布里渊散射线宽和频移与水的体粘滞系数关系的公式,建立了实验测量水的体粘滞系数的基础,给出了不同温度下水的体粘滞系数的实验测量结果,估算了这种方法的测量误差,实验和理论分析都表明这是一种直接测量水的体粘滞系数的快速而精确的方法。     

Reduced viscosity in thin polymer films

The dewetting of thin polystyrene films (20-500 nm) on a liquid substrate is studied at time scales that are long compared to the reptation time. It is shown that the kinetics correspond to those of purely viscous flow and that the viscosity measured by this technique is, for the thickest films, consistent with bulk measurements. Films on the order of the coil size are then studied. The effective viscosity of these films displays a large decrease when the film thickness h is below several radius of gyration, R(g). This viscosity reduction is found to depend only on the ratio h/R(g).     

毛细管法测量液体黏度实验再设计

设计了简单的毛细管法测量液体黏度的实验装置,通过测量液面高度与时间的变化,拟合实验数据得到液体的黏度,省去了传统的恒压液槽的设计.通过毛细管外加恒温管的方法,可较准确地测量不同温度下液体黏度的变化.通过实验给出泊肃叶公式中液体流速与毛细管长度、内径以及两端压强差的关系.     

量子分子动力学模拟液体钚的输运性质

采用第一原理分子动力学（QMD）方法模拟液体钚的输运性质.计算的粘性和扩散系数在较低温度时与文献有明显差异,在实验测量范围内,模拟结果与实验一致,温度升高时数值模拟结果趋于一致.利用QMD的模拟结果计算了应力自相关函数和速度自相关函数,结果表明：在温度较低时,液体钚呈现明显的强关联特性.对于具有强关联特性的液体,利用较短时间的QMD模拟结果,通过简单e指数拟合外推到t→∞得到的扩散系数和粘性具有较大偏差,这是造成本文模拟结果与文献结果出现差异的主要原因.通过增加QMD模拟时间步数,获得了更为准确的输运性质.     

Effects of plasma parameters on viscosity

A numerical code is developed to study the effect of ion density and temperature (as well as ion pressure and temperature gradients) on the amplitude of the local maxima of the poloidal viscosity with respect to the poloidal Mach number using the model developed by Shaing (1993). The sum of the poloidal viscosity and ion-neutral collisions is determined from the dependence of the plasma radial current on the radial electric field in a biased electrode experiment. The experimental results in the interchangeable module stellarator agree qualitatively with the predictions of the numerical calculation regarding the effects of variation of ion density and temperature on viscosity