非均衡湍流研究进展

Richardson-Kolmogorov能量级串理论是湍流研究中最重要的基础理论,其中一个推论是能量的传输和耗散应当是均衡的,对应于耗散系数${C_\mathit{\boldsymbol{\epsilon}}}$为常数.然而近些年的实验及数值模拟都发现了不符合Richardson-Kolmogorov能量级串理论的非均衡耗散律,即使在此区域内Reynolds数足够高,能谱满足Kolmogorov的-5/3标度律,${C_\mathit{\boldsymbol{\epsilon}}}$也不为常数,而满足${C_\mathit{\boldsymbol{\epsilon}}}$~Re_Im/Re_Ln,其中m≈1≈n,Re_I为入口Reynolds数,Re_L为以积分尺度为特征长度的当地Reynolds数.近三年来又发现流向速度梯度扭率S_k和Lagrange速度梯度自相关的时间演化Φ'_ijij也可以用来度量非均衡湍流现象,为非均衡湍流的研究开辟了新路.      

IBr分子含时波包的理论探究

本文主要对IBr分子的飞秒含时光电子能谱进行了模拟计算.运用含时量子波包方法,对不同延迟时间的光电子能谱进行模拟计算与理论分析.应用波包和光诱导势理论,对光电子能谱共同的两峰系特征及多峰现象给予合理解释.光电子能谱的峰值随延迟时间的增加而递减现象,是由于波包在势能面上因分子解离发散,使整个波包在势能曲线上的振荡递减造成的.研究表明：波包的传播是一个能量减弱的过程;跃迁过程中不同电离通道之间的竞争,也对能谱存在一定的影响.     

IBr分子含时波包的理论探究

本文主要对IBr分子的飞秒含时光电子能谱进行了模拟计算.运用含时量子波包方法,对不同延迟时间的光电子能谱进行模拟计算与理论分析.应用波包和光诱导势理论,对光电子能谱共同的两峰系特征及多峰现象给予合理解释.光电子能谱的峰值随延迟时间的增加而递减现象,是由于波包在势能面上因分子解离发散,使整个波包在势能曲线上的振荡递减造成的.研究表明：波包的传播是一个能量减弱的过程;跃迁过程中不同电离通道之间的竞争,也对能谱存在一定的影响.     

垂直振动床中的能量传递与耗散

本文采用数值方法分析了一维垂直振动床内颗粒动能/温度、能量耗散以及体积分数的分布规律.离散元模拟结果表明:当床底做低频、小振幅振动时,床层内颗粒整体随床底上下运动,沿床高方向颗粒动能逐渐增加;对于高频振动,床层内的颗粒做无规则的运动,沿床高方向颗粒动能逐渐降低.在不同振动频率(高频、低频)下体积分数、能量耗散也表现出不同的分布规律.将离散元模拟结果与动力学理论计算值对比,当系统做高频振动时,两模型所得结果基本吻合;而对于低频、小振幅振动,所得结果存在较大差异.由于低频、小振幅振动时床内颗粒并非做无规则运动,动力学理论的适用性需进一步完善.     

变工况对侧壁式离心泵振动特性的影响

振动是离心泵关键性能指标,低振动离心泵设计是目前研究的难点问题。本文对具有特殊结构的侧壁式压水室离心泵振动特性进行实验研究,分析了不同流量下,模型泵重要测点处振动频谱和能量的变化特性。结果表明:变工况对模型泵的中、高频信号影响较小,不同流量下低频振动能量变化明显,因此水力因素主要诱发低频振动信号;加速度频谱图中,叶频处的幅值较小,峰值信号出现在叶频的高次谐波处;低频段振动能量和泵内流场结构密切相关,非设计工况下,泵内容易出现非稳态流动结构,造成泵的振动能量不断上升;尤其在小流量工况,旋转失速导致泵的振动能量迅速增加;通过对振动能量曲线分析初步提出了低频振动能量和流量的特征函数关联式,为预测变工况对泵振动特性的影响提供理论依据。     

有限体系能量耗散运动的功率谱分析

研究了有限的多自由度耦合哈密顿系统能量耗散过程的动力学问题. 通过数值模拟，实现有关自由度的能量耗散过程，采用功率谱方法研究有关系统运动中的坐标q(t)或动量p(t)的演化过程. 结果发现：在有关系统的能量耗散过程中，有关自由度运动的频率成分向高频和低频方向都有明显展宽，随着无关系统自由度增多，展宽明显增加；低频成分比较稳定，高频成分随着时间的演变逐渐减少. 关键词： 有限系统 能量耗散 有关自由度 功率谱     

能谱曲线的平展与量子混沌

指出了在利用能谱曲线分析量子混沌现象时,除了要做能量平展外,还应对曲线参数作平展处理.通过归一能谱曲线的均方根斜率,给出了一个普适的平展参数变量的方法.另外,如能谱曲线有平均倾斜现象,在参数平展前还应做相应的能量移动使其消除.讨论了经过平展处理后的能谱曲线的曲率与Gaspard-Rice-Mikeska-Nakamura无量纲曲率公式的关系. 关键词：     

有源声学结构降噪的物理机制分析

有源声学结构是近年来提出的降低结构低频声辐射的有效方案,对其降噪中的物理机制进行分析将为系统优化设计、次级源和误差传感器布放及控制目标选取等关键问题提供直接指导。文中在最小辐射声功率条件下,从控制前后初、次级结构的辐射声功率变化以及声场中声强的分布来阐述降噪中的物理机制,研究结果表明:降噪中的能量转换分为能量抑制、能量吸收及能量反吸收三种机制;对于近场声强分布,有源控制效果主要通过声强幅度抑制和声强方向调整两种机制体现,部分区域的声能量在控制前向远场传递,控制后则流向声源。     

沸腾诱导的两相流脉动特征模拟分析

两相流脉动现象广泛存在于有相变过程的换热设备中,对生产工艺流程和运行安全等有着重要影响.本文基于实验观察测试事实构建数值模型,对沸腾诱导的两相流脉动现象和基本特征进行数值模拟分析.一定条件下沸腾两相流系统宏观参数将在时域上出现脉动,包含高频和低频成分.脉动高频成分由核化产生气泡直接引起,而低频成分则是多核化点产生的高频成分的叠加结果.进出口压降、壁面热流密度、核化点数密度等对脉动特征有实质性影响.     

超短脉冲超强激光与固体靶相互作用中高能离子的产生

 用2D3V PIC粒子模拟方法得到了超短脉冲超强激光与固体靶相互作用中高能离子产生的图像，并对其机理进行了研究。在靶前后表面都观察到了高能离子的产生，并诊断了离子能谱。模拟结果表明，在靶前表面所产生的高能离子，角分布较大，在向靶内输运过程中会损失能量；在靶后表面产生的高能离子，定向性很好，能获得很高的能量。模拟得到的离子能量和实验观测结果在量级上相符。     

再谈“PT对称的非厄米体系的能谱性质”

本文详细讨论了具有PT对称的一维量子系统虚数势对能谱的影响,补充了《大学物理》2018年第3期《PT对称的非厄米体系的能谱性质》一文在系统维度为奇数情况下的结论.     

Direct numerical experiment on the measurement of the dispersion relation for gravity waves in the presence of the condensate

During previous numerical experiments on isotropic turbulence of surface gravity waves we observed formation of the long wave background (condensate). It was shown (Korotkevich, Phys. Rev. Lett. 101, 074504 (2008)) that the presence of the condensate changes a spectrum of direct cascade, corresponding to the flux of energy to the small scales from pumping region (large scales). Recent experiments show that the inverse cascade spectrum is also affected by the condensate. In this case mechanism proposed as a cause for the change of direct cascade spectrum cannot work. But inverse cascade is directly influenced by the linear dispersion relation for waves, as a result direct measurement of the dispersion relation in the presence of condensate is necessary. We performed the measurement of this dispersion relation from the direct numerical experiment. The results demonstrate that in the region of inverse cascade influence of the condensate cannot be neglected.     

Possible explanation of the atmospheric kinetic and potential energy spectra

We hypothesize that the observed wave number spectra of kinetic and potential energy in the atmosphere can be explained by assuming that there are two related cascade processes emanating from the same large-scale energy source, a downscale cascade of potential enstrophy, giving rise to the k(-3) spectrum at synoptic scales and a downscale energy cascade giving rise to the k(-5/3) spectrum at mesoscales. The amount of energy which is going into the downscale energy cascade is determined by the rate of system rotation, with negligible energy going downscale in the limit of very fast rotation. We present a set of simulations of a system with strong rotation and stratification, supporting these hypotheses and showing good agreement with observations.     

飞秒激光-金属薄膜靶相互作用中靶前后超热电子能谱的比较

采用电子谱仪测量了飞秒激光-金属薄膜靶相互作用中靶前和靶后产生的超热电子能谱.结果显示：靶前超热电子能谱的峰出现在约430 keV处，靶后超热电子能谱的峰出现在约175 keV处；靶前超热电子的有效温度分别为218 keV和425 keV，靶后超热电子能谱出现“软化”现象，其有效温度分别为96 keV和347 keV.靶前和靶后超热电子能谱明显不同是由于超热电子输运穿越过密等离子体和冷材料的靶，并在靶后建立Debye鞘，鞘电场使靶后超热电子能谱峰向低能端移动，鞘电场和自生磁场导致靶后超热电子能谱产生“软化”，估算出的鞘电场小于激光电场.     

高能脉冲X射线能谱测量

给出了高能脉冲X射线能谱测量的基本原理及实验结果.采用Monte-Carlo程序计算了高能光子在能谱仪中每个灵敏单元内的能量沉积,利用能谱仪测量了"强光Ⅰ号"加速器产生的高能脉冲X射线不同衰减程度下的强度,求解得到了具有时间分辨的高能脉冲X射线能谱,时间跨度57ns,时间步长5ns,光子的最高能量3.0MeV,平均能量1.04MeV,能量在0.2—0.9MeV之间的光子数目最多,占46.5%.也利用二极管的电压电流波形理论计算了光子的能谱,并与利用能谱仪测得的能谱进行了比较,两种方法所得结果基本一致.     

Model for the emission of quasi-thermal atoms during sputtering of metals in the nonlinear collision cascade regime

The ion sputtering of metals and frozen inert gases in the nonlinear collision cascade regime, where the density of the energy released in the bulk of the thermal peak exceeds the critical medium temperature, initiates the emission of quasi-thermal atoms. The energy spectrum of such atoms is substantially shifted toward low energies and is not described by a Maxwellian distribution. A simple emission model is proposed on the assumption of collisional motion of sputtered atoms in their flight from a target, and this model is used to derive an analytical formula for the calculation of the energy spectra of quasi-thermal atoms. A comparison of the calculated energy spectra of indium, krypton, and xenon atoms and the spectra measured during ion sputtering of indium and frozen inert gases in the nonlinear collision cascade regime shows their agreement at reasonable values of fitting parameters.     

Cascade showers in the NEVOD Cherenkov water detector

A technique for measuring the cascade shower energy in the NEVOD Cherenkov water detector with a spatial lattice of quasi-spherical modules is discussed. The technique allows the number of cascade particles that move near the shower axis to be reconstructed on the basis of analysis of response amplitudes of triggered photomultiplier tubes. The technique of cascade-curve reconstruction was applied to cascade showers generated by near-horizontal high-energy muons extracted by means of the DECOR coordinate-tracking detector arranged around the Cherenkov water detector. The first results of measuring the energy spectrum of cascade showers of 10–1000 GeV are presented.     

Lagrangian chaos and the effect of drag on the enstrophy cascade in two-dimensional turbulence

We investigate the effect of drag force on the enstrophy cascade of two-dimensional Navier-Stokes turbulence. We find a power law decrease of the energy wave number (k) spectrum that is faster than the classical (no-drag) prediction of k(-3). It is shown that the enstrophy cascade with drag can be analyzed by making use of a previous theory for finite lifetime passive scalars advected by a Lagrangian chaotic fluid flow. Using this we relate the power law exponent of the energy wave number spectrum to the distribution of finite time Lyapunov exponents and the drag coefficient.     

液化天然气CCHP系统的乙烯-丙烷级联动力循环及工艺模拟

文中提出了一种适用于LNG冷热电联产系统的两级乙烯-丙烷级联朗肯动力循环,并采用HYSYS软件对这一级联动力循环进行了工艺模拟,LNG的流量为219kg/h时,共可以产生电力14.06W,并向空调供冷50.24kW.与不采用冷量回收的装置相比,总的能量利用率从83.22％提高到了85.17％.这说明级联式动力循环通过梯...