He/Ar/Kr/F_2混合气体中准分子KrF~*和Kr_2F~*的动力学研究

本文用时间积分谱的方法研究了快放电激励下He/Ar/Kr/F_2混合气体中Kr_2F~*的动力学,探讨了Kr_2F~*形成的通道特性,理论分析和实验结果表明,在快放电激励下,三体碰撞过程KrF~* Kr M→Kr_2F~* M是形成Kr_2F~*的主要通道,而置换反应ArF~* Kr→KrF~* Ar又能有效地产生KrF~*。实验测量了Kr_2F~*形成的有关速率常数。     

带凹槽的微通道中液滴运动数值模拟

运用改进的耗散粒子动力学方法模拟了液滴在由凹槽所构成的粗糙表面微通道内的运动行为.改进的耗散粒子动力学方法采用新近提出的一种短程排斥、长程吸引相互作用势能函数,从而可以模拟带有自由面的流体,如液滴等.模拟了新势能函数下液滴与固体壁面的静态接触角,并用2次多项式拟合了"接触角-a_wf/a_f"变化曲线.研究了液滴在带凹槽的微通道中运动时,微通道壁面浸润性、外场力、液滴温度对液滴流动特性的影响.研究表明壁面浸润性和外场力对液滴流动特性的影响较大,液滴温度对液滴流动特性的影响较小.研究结果对运用耗散粒子动力学方法模拟并分析微流体在复杂微通道的流动有一定的参考价值.     

He/Ar/Kr/F2混合气体中准分子KrF*和Kr2F*的动力学研究

本文用时间积分谱的方法研究了快放电激励下He/Ar/Kr/F₂混合气体中Kr₂F^*的动力学,探讨了Kr₂F^*形成的通道特性,理论分析和实验结果表明,在快放电激励下,三体碰撞过程KrF^*+Kr+M→Kr₂F^*+M是形成Kr₂F^*的主要通道,而置换反应ArF^*+Kr→KrF^*+Ar又能有效地产生KrF^*。实验测量了Kr₂F^*形成的有关速率常数。 关键词：     

四氟化碳分子电离解离过程中的异构化动力学

采用离子动量成像谱仪研究了能量为1.0 ke V的电子束碰撞条件下CF₄分子的解离动力学.实验上,对解离离子的三维动量进行了成像测量,通过离子飞行时间关联谱识别了CF₄²⁺异构化生成F₂⁺分子的两个通道:F₂⁺+CF₂⁺与CF⁺+F₂⁺+F,得到了两个通道的离子动能及动能释放分布.对于其中的三体解离通道,我们进一步采用Dalitz图与Newton图等三体动力学分析方法对解离碎片的动量关联进行了分析.该通道以两个带电离子的背对背出射为主,中性的F原子作为旁观者只得到极小的反冲动量.     

介观尺度通道内多相流动的耗散粒子动力学模拟

采用四次方光滑函数构造了包含远程吸引近距排斥的保守力势函数, 应用该势函数, 采用耗散粒子动力学方法, 对十字型微通道内的多相流动进行了计算. 计算结果表明, 该势函数能有效模拟十字型微通道内的流动过程及模式. 关键词： 多相流 耗散粒子动力学 保守力势函数     

抬举湍流H2/N2射流火焰的PDF模拟

采用数值目的研究了一个高温燃烧产物环境中的抬举湍流H₂/N₂射流火焰,对火焰的自然和抬举特性进行了研究.采用标量联合概率密度函数(PDF)目的处理详细的化学动力学过程,而湍流流场采用一个多时间尺度(MTS)k-ε湍流模型计算.计算中结合了一套描述氢气氧化的详细化学反应动力学机理.计算结果和实验数据进行了对比,表明所采用的模型可以精确的模拟火焰抬举高度和自然的过程.     

温度对微通道CH4/O2/H2O自热重整暂态特性的影响

利用计算流体力学软件CFD和化学反应动力学软件CHEMKIN研究了微通道内催化壁面温度、反应混合气体初始温度对镍基催化剂上CH₄/O₂/H₂O自热重整反应暂态特性的影响。结果表明,微通道内的甲烷自热重整反应暂态特性与温度关系密切。温度越高,反应趋于平衡所需的时间越短;当反应器壁面温度较高时,提高反应混合气入口温度对反应影响不大;在相同的温升下,提高反应器壁面温度比提高反应混合气体初始温度对反应过程中氢气的产生和甲烷的转化更有利。     

双光子Jaynes-Cummings模型中量子力学通道与量子互熵

用量子信息理论研究双光子JaynesCummings模型动力学.给出了表示原子态变化的量子力学通道,导出了量子互熵和原子约化熵,考察了初始场的位相相干性和原子能级的斯塔克位移对量子互熵的影响.结果表明:量子互熵周期性地演化,量子力学通道周期性地将原子初态的信息传送到终态,量子力学通道和量子互熵的特性依赖于初始场的位相相干性及原子能级的斯塔克位移. 关键词：     

极紫外光源及高荷态离子诱导下甲烷的脱氢通道碎裂机制

CH₄广泛存在于行星大气之中,研究CH₄的解离动力学对了解宇宙中气体演化的过程具有重要的价值.目前,CH₄²⁺ →CH₃⁺+H⁺碎裂通道已被大量研究,但针对该通道的解离机制的解释尚存在一定争议.本实验利用高分辨反应显微成像谱仪,开展了25—44 eV的极紫外(extreme ultraviolet, XUV)光电离实验及1 MeV Ne⁸⁺与CH₄的碰撞实验.通过符合测量得到了CH₃⁺和H⁺两种离子的动能,重构了两体解离的动能释放(kinetic energy release, KER),并研究了CH₄²⁺解离产生CH₃⁺+H⁺解离路径下的碎裂动力学过程.在光电离实验中,观测到KER谱上存在4.75 eV和6.09 e...     

聚焦辐照条件对脉冲CO_2激光诱导液体气穴通道效应的影响

利用高速摄像技术检测脉冲CO2激光诱导液体气穴通道形成、发展和坍塌的动态过程,考察不同聚焦辐照条件对气穴效应的影响。实验获得了气穴通道脉动过程的序列图像,得到了表征气穴通道特性的参数(如最大穿透深度等)。实验结果表明,不同聚焦条件对气穴通道的动力学过程有显著影响。正离焦及焦点位置条件下,气穴通道在最大纵深时,整体形态类似于漏斗状,而负离焦条件下,则呈U形。研究结果对激光医疗、激光水下加工、能源等领域的研究具有一定的参考价值。     

几种典型化学物质的电离层释放效应研究

建立了一个包括中性释放气体扩散、离子化学反应及等离子体扩散等过程的化学物质电离层释放三维动力学模型,基于该模型构建了化学物质释放数值模拟软件平台,对H₂O,CO₂,H₂和SF₆等几种典型化学物质的电离层释放进行了数值模拟,给出了这些物质在电离层释放后产生的扰动特性和释放区域主要粒子的时空变化规律. 关键词： 典型化学物质释放 三维动力学模型 电离层扰动效应     

微通道中高分子溶液Poiseuille流的耗散粒子动力学模拟

利用耗散粒子动力学(dissipative particle dynamics, DPD)方法模拟了微通道中高分子溶液的Poiseuille流动.研究表明, 微通道中的高分子溶液呈现非牛顿流体特性, 可以用幂律流体来描述流动行为, 高分子浓度越大, 幂律指数n 越小. 高分子链与壁面的流体动力学相互作用以及布朗扩散率梯度控制着高分子链的横向迁移. 由于传统的DPD方法中壁面诱导的流体动力学作用部分被屏蔽, 高分子链将向壁面方向迁移, 并且随着流场增强, 高分子链向壁面方向迁移越明显. 未被屏蔽的流体动力学相互作用和布朗扩散率梯度相互竞争, 使高分子链在微通道内的质心分布呈双峰状, 通道中心处高分子浓度出现局部最小值. 当通道宽度减小、强受限时, 壁面与高分子链间的流体动力学相互作用可能全部被屏蔽, 而布朗扩散运动弱, 高分子向壁面方向有微弱的迁移. 关键词： 耗散粒子动力学 高分子溶液 非牛顿流体 横向迁移     

高分子中的激子-激子复合过程

高分子的一维特性使电子激发产生显著的自陷(self-trapping)效应，两个单激子(exciton)会复合形成双激子(biexciton)，这是形成双激子的重要通道，其效率高于双光子过程.这种复合过程伴随着晶格畸变，需要了解其演变过程并确定其弛豫时间.本文利用动力学方程研究了激子-激子复合的弛豫过程，确定了它的弛豫时间为160fs，同时还研究了外电场E对复合过程的影响，结果表明，当E大于0.5MV/cm时，两个单激子不能复合成双激子，而是解离成正负双极化子. 关键词：     

具有原子运动的双光子J-C模型中量子力学通道与量子互熵

用量子信息理论研究具有原子运动的双光子Jaynes_Cumming模型动力学.给出了该模型中表示原子态变化的量子力学通道，导出了量子互熵和原子约化熵，考察了原子运动及场模结构对量子互熵的影响，以及原子量子力学通道“开启”与“关闭”状态和原子与场纠缠程度的关系.结果表明量子力学通道特性强烈依赖于原子运动、场模结构以及原子与场的纠缠. 关键词： 双光子J_C模型 原子运动 量子互熵 量子约化熵 量子学通道     

脉冲红外激光诱发SiH4+CH4解离动力学研究

采用光学发射谱（ＯＥＳ）技术对脉冲ＴＥＡ ＣＯ₂激光诱发ＳｉＨ₄＋ＣＨ₄系统击穿产生的等离子体辐射进行了时间分辨的光谱测量。结果表明等离子体内分子的各碎片发光均在气体击穿时刻开始出现，但具有不同的时间特性，由此探讨了气体分子的分解过程。分析结果支持激光诱发ＳｉＨ₄＋ＣＨ₄等离子体内的主要离解通道为产生Ｓｉ，Ｃ原子通道的分解动力学机制的解释。据此观点讨论了气体分解碎片间的反应过程。实验与理论符合较好。 关键词：     

面对称高速飞行器横侧向耦合失控特性

针对面对称高速飞行器滚转-偏航通道间存在的运动耦合、典型气动耦合和控制耦合,建立了耦合动力学模型,推导了耦合模态的数学描述;提出了基于滚转偏航/稳定比和副翼滚转/偏航操纵比的耦合模态分析方法,分析了副翼操纵对偏航通道的耦合影响程度;针对控制耦合引起的非最小相位特性,提出了基于偏航稳定力矩导数、副翼-偏航耦合力矩导数以及方向舵产生偏航力矩导数的控制耦合偏离边界条件,根据偏航稳定力矩导数、副翼-偏航耦合力矩导数的相对位置关系,确定控制耦合偏离区域,并分析了副翼控制滚转时的耦合失控特性.最后对失控特性进行了仿真验证,结果表明了耦合特性分析方法的有效性.      

聚合物中产生双激子的新通道

由于聚合物中的双激子能产生新奇的光致极化反转现象,如何在聚合物中产生双激子变成为一个重要的研究课题.在现在已知的产生双激子的通道以外,提出了一条新的通道:双电子激发,并用动力学方法研究了此通道产生双激子的弛豫过程(包括键结构畸变和电子态的方面),确定了双激子形成和极化反转所需要的时间. 关键词： 聚合物 双激子 通道     

HD~+分子的强场光解离动力学及其量子调控的理论研究

利用精确求解原子核与电子耦合运动的三维含时量子波包法,理论研究了HD~+分子在强激光场中的光解离动力学,并给出了量子调控HD~+分子光解离通道的理论方案.通过分析HD~+分子在不同的初始振动态和激光场强度下的光解离动力学过程及其解离核动能谱,得出了HD~+分子的光解离机理及其随激光场强度的变化规律.研究结果表明,利用激光场的强度可以实现HD~+分子光解离通道的量子调控.当激光场强度I_1=4.0×10~(13) W/cm~2时,HD~+分子的光解离主要是通过净单光子吸收解离和净双光子吸收解离;当激光场强度增大到I_2=2.0×10~(14) W/cm~2时,直接双光子吸收解离取代了净单光子吸收解离,净双光子吸收解离的比重也下降了.     

225∽260 nm波段溴化氰光解动力学系统性研究

本文报道了在自行搭建的时间切片离子速度成像装置上进行的225∽260 nm波段内溴化氰光解动力学的研究. 在该波段内选取了若干溴原子(²P_3/2或²P_1/2)的共振线对产物溴原子的共振电离并采集其切片影像,得到了光解产物的总平动能谱,进而获得了产物氰基的振转态布居等信息. 本文发现了在Br^*通道,产物氰基的内能激发比Br通道低;Br和Br^*通道产物氰基振动的最高布居分别为v=0和1. 另外,还发现对于Br通道,溴化氰分子在长波处与短波处解离时,氰基产物的振转激发差异很大,这揭示了其显著不同的光解动力学.     

小通道氮气-水两相流三谱切片波动特性及其流型表征

将三谱切片与波动特性分析方法相结合, 组建了一种新的非线性分析方法, 并讨论了时间序列长度与快速傅里叶变换(FFT)长度对三谱切片的波动特征值的影响, 发现在无噪声干扰情况下, 序列长度与FFT 长度与矢量类间距值成正比, 在有噪声干扰情况下, 近似成反比关系.将该分析方法应用到分形序列(Brown)、混沌序列(Lorenz)和周期序列(正弦), 检验了波动特性方法的抗噪能力和表征复杂度能力. 结果表明: 该波动特性分析方法较其他功率谱分析方法对分形和混沌序列具有较好的抗噪能力, 而对周期序列的抗噪能力相对较弱; 该波动特性方法对序列内在复杂度的表征具有较好的效果.在此基础上, 对水力直径为1.15 mm的矩形小通道(w×h=2 mm×0.81 mm)中的 矩形通道内氮气-水两相流型的差压信号进行了研究. 通过对流型差压信号三谱切片的分析揭示了不同流型的主振荡模式二次耦合现象, 提取不同流型三谱切片的波动特征值, 实现了小通道氮气-水两相流典型流型的准确识别, 同时也为其他不同介质的多相流动特性分析与流型辨识提供了一个新的思路. 关键词： 三谱切片 波动特性 流型识别 流型动力学