铯原子高激发态Stark能级的数值计算和实验观察

利用数值方法计算了铯原子的Stark结构,经过对氢原子的数值计算与解析结果的对比,确认我们的计算程序是精确的.实验工作在超冷铯原子中完成,利用共振增强多光子电离光谱方法测量了铯原子n=16附近的Stark光谱,理论计算和实验结果相一致.     

一种超高速发射实验装置的改进及其数值模拟

 以流体比容方法和三阶PPM方法为基础，给出了适用于三级气炮超高速发射过程数值模拟的多流计算方法和计算代码MFPPM。利用Sandia实验室一系列的实验装置及其结果对计算代码进行了验证和确认，获得了较好的数值模拟结果（其中最大相对误差为1.07%），同时对冲击波物理与爆轰物理实验室设计的实验装置进行了数值模拟，计算结果与实验结果相差1.04%。为了更好地满足超高压下材料状态方程的测量，提出了一种带汇聚型的改进装置设计，并给出了相应的数值模拟结果。     

JMCT在CPR1000工程设计中的验证与确认

CPR1000系列反应堆是目前国内广泛应用的第二代压水堆型号之一，蒙特卡罗程序在CPR1000系列反应堆的验证与确认是该程序实现反应堆工程设计应用的关键环节。基于某CPR1000机组实际参数，使用由国内单位研发的蒙特卡罗程序JMCT在该机组开展了粒子输运建模计算，分别进行了临界计算和固定源计算，并进行了验证与确认。对于临界计算，采用JMCT建立了全堆芯pin-by-pin模型，计算了堆芯有效增殖因子和功率分布。对于固定源计算，建立适用于屏蔽分析的反应堆模型和辐照监督管精细结构模型，计算了两个核电机组多个循环的辐照监督管探测器位置累积快中子注量。通过将JMCT的计算结果与参考程序的计算结果、反应堆实际测量值进行了对比，验证了JMCT程序在CPR1000反应堆工程设计中的实际使用效果，证明了JMCT程序具备工程级的计算精度。     

计算电磁学研究中的V&V方法概述

随着数值模拟在电磁学研究中发挥的作用越来越大,验证与确认技术也越来越得到研究者的重视。介绍了验证与确认(VV)技术的基本概念、发展简况、具体研究对象和研究方法。总结和概括了目前国内外在电磁场计算中已经开展的VV研究工作,介绍了IEEE制定的计算电磁学建模与模拟确认标准。介绍了本单位目前在程序验证、物理模型误差分析、计算模型参数提取等方面开展的VV工作,讨论了VV研究在计算电磁学中发挥的作用及可能的研究方向。     

低速轴流涡轮非定常数值模拟的非线性谐波法

本文介绍了旋转机械非定常数值模拟的非线性谐波方法,并对某低速轴流涡轮的流场进行了数值模拟,获得了该涡轮通道内的非定常流场结构.在与实验结果及定常计算结果对比确认的基础上,分析了该涡轮动静叶间干涉与非定常流动特性,并比较了谐波阶数和工质的压缩性对计算结果的影响.研究结果表明,非线性谐波方法可有效地模拟动静非定常干涉.     

76—84Kr原子核的低能级对称态能带和混合对称能带

在相互作用玻色子模型2中讨论了^76—84Kr的能级结构.通过对波函数和M1跃迁的分析,确认了单声子混合对称态和双声子1+,2+,3+混合对称态.特别注意了其他计算中与实验数据没有很好符合的0+2态的研究,我们的计算在多数情况下改善了与实验的符合.研究了[d+d]Lυ·[d+d]Lv相互作用对这些核的结构的影响.计算结果与已有实验数据进行了比较,计算结果和实验符合     

B~(3 ) He碰撞过程中电子捕获几率的计算

利用分子轨道展开方法对B3 离子和He原子的碰撞势能进行了计算并与实验值做了比较,在确认了所使用的参数完全准确可靠的情况下,利用量子力学方程和碰撞参数方法完成了碰撞过程中电子捕获几率的理论计算     

60—66Zn同位素核的同位旋与混合对称激发

利用相互作用玻色子模型3研究了^60—66Zn同位素的能级结构.通过对波函数的分析,研究了这些核中的混合对称态.确认了⁶⁰Zn核中的同位旋激发态.对计算的能级和跃迁几率同实验数据进行了比较.得到的这些结果以及计算中确定的参数值表明Zn同位素是从振动到gamma不稳定的转动的过渡核.     

基于线性核素链的燃耗算法与蒙特卡罗程序耦合计算

根据线性核素链原理和反应堆燃耗的特点,建立相应核数据库并采用回溯算法生成自适应核素链,完成核素的遍历和计算,形成多群点燃耗计算程序,能够独立进行燃耗计算并具有完整的输出结果形式。同时将所开发的燃耗计算程序与蒙特卡罗程序进行耦合,完成接口模块的设计,形成可用于研究堆和核电站的燃耗-输运耦合计算工具。将所开发的输运-耦合计算程序应用于中国实验快堆首炉堆芯燃耗的计算,将计算结果与现有设计数据进行比较。经过初步分析表明:新的燃耗计算程序能够精确计算锕系核素含量,包括易裂变核素和生成量很小的次锕系核素。对某些锕系核素如Pu241的计算结果还存在较大偏差,这需要对计算结果进一步分析,来确认偏差是来自计算过程还是相关的截面数据。整个燃耗-输运耦合计算系统对裂变产物的处理和反应性变化的计算也与现有的设计数据符合良好。     

爆轰流体力学模型敏感度分析与模型确认

验证、确认与不确定度量化(VVUQ)是评估物理模型可信度和量化复杂工程数值模拟结果置信度的系统方法.验证是要回答数值模拟程序是否正确求解了物理模型和程序是否正确实施或给出求解模型的误差、不确定性大小及使用范围,确认是要通过数值结果回答物理模型是否反映了真实客观世界或反映真实客观世界的可信程度.文章围绕爆轰流体力学模型,剖析了模型中不确定性因素,给出了影响模拟结果不确定性的关键因素清单,并对其开展了敏感度分析,确认了模型的适应性.     

基于修正面元法的机翼静气动弹性计算

针对静气动弹性弱耦合解法多次迭代耗时较长的问题,提出一种斜率修正面元法计算气动力.该方法以机翼在不同迎角下的CFD数据作为修正基础,以直线段近似曲线段升力线,弥补面元法无法考虑非线性因素的缺陷.通过M6机翼气动力损失以及迎角补偿等静气动弹性的计算表明,相对于CFD技术,该方法保持了较高的准确度并且计算效率较高,适用于复杂结构优化.     

小型轴流CPU风扇的CFD分析

轴流风扇被广泛应用于CPU的热管理中,作为散热关键部件,其运行状态是否良好直接影响计算机的散热性能和寿命.本文利用NUMECA的FINE~(TM)/Turbo软件包对两个小型轴流CPU风扇内部流动进行了详细的数值模拟,并与AMCA风洞的试验测试结果进行了验证对比,在此基础上对小型轴流CPU风扇内部流场进行了详细的分析,并探讨了如何提高这类风扇性能数值预测精度的途径.     

NASA低速离心压气机叶轮内部流动的数值研究

本文采用一多功能流体动力学计算软件,详细计算分析了NASA低速离心压气机叶轮内部的三维速度场。通过与实验数据以及其它软件计算结果详细定量的对比分析,研究了CFD软件预测叶轮内部流场的能力及存在的问题,提出了进一步提高数值计算精度的建议。     

气冷涡轮叶片传统热分析中热边界条件的影响

以MarkII气冷涡轮叶片为研究对象,考察了换热系数分布对叶片外表面温度分布的影响。首先分别以温度和换热系数实验值作为热边界条件验证了固体导热计算方法和CFD程序的有效性,然后分析了6种典型热边界条件下的叶片外表面温度分布,并与实验值进行对比。由分析结果可知:叶片外表面温度与换热系数紧密关联,经验关联式(层流、湍流)条件下预测得到的温度偏差较大,当换热系数由能考虑边界层转捩影响的CFD计算得到时,预测得到的温度与实验值较为接近。     

响应面方法在叶片扩压器优化设计中的应用研究

本文应用响应面方法完成了某叶片扩压器的优化设计。通过改变叶片数和出口安装角构造扩压器,进行CFD分析,建立样本数据。基于不同的样本数,用响应面方法寻求的最佳设计点在大致相同的区域,而且与CFD分析结果相比误差很小。表明,响应面方法可以通过较少的样本准确拟合设计变量与响应变量的关系,在流体机械性能预测和多变量优化设计问题中有很好的应用前景。     

光谱法结合分子对接模拟技术研究头孢他啶与胰蛋白酶的相互作用机理

本文主要通过荧光光谱法与分子对接技术研究了在298,303,310 K温度下头孢他啶(CFD)与胰蛋白酶(TRP)之间的作用机制。研究结果表明,CFD与TRP之间是通过1∶1的静态猝灭方式相互作用。依照双对数方程处理荧光猝灭数据得到了CFD与TRP作用的结合常数Ka和结合位点数n。通过热力学方程求得了不同温度下CFD与TRP作用的热力学参数。实验数据表明,它们之间的作用力主要是疏水作用和氢键作用,这与分子对接技术所得的结果是一致的。     

煤灰沉积的传热过程模型及其数值研究

计算流体力学（ＣＦＤ）方法的应用在锅炉设计或燃烧设备的改造过程中有着十分重要的作用．本文研究了实际燃烧过程中普遍存在的煤灰沉积现象对数值计算结果的影响，提出了描述煤灰沉积的新型传热模型，比较了新模型采用前后数值计算结果与实测数据的差异，从而验证了该模型的合理性，提高了对炉内积灰、结渣过程数值描述的精度．     

ANN based surrogate model for key Physico-chemical effects of cavitation

Intense and localised physico-chemical effects realised by cavitation such as generation of hydroxyl radicals, high-speed jets, and very high energy dissipation rates are being harnessed for a wide range of applications from emulsions, crystallisation, reactions to water treatment and waste valorisation. Single cavity models are typically used to quantitatively estimate such localised effects of cavity collapse. However, these models demand significant computing resources for resolving fast dynamics and therefore are very difficult, if not impossible, to integrate with CFD based cavitation device or reactor scale models. This severely limits the utility of device/ reactor scale models in simulating key applications of interest. In this work, we present, for the first time, artificial neural network (ANN) based surrogate models which accurately represent complex physico-chemical effects of cavity collapse. Recently developed cavity dynamics model was used for generating training data set encompassing both acoustic and hydrodynamic cavitation. Appropriate methodology for training ANN was developed. A shallow three hidden layer dense ANN was found to be more effective for estimating three main effects of cavity collapse: jet velocity, •OH generation and localised energy dissipation rate. The performance of trained ANN was then evaluated by comparing the predictions with the totally unseen data obtained from the cavity dynamics model. The developed ANN was shown to simulate unseen data very well not just within the range of training data (interpolation) but also beyond (extrapolation). Algebraic equations representing ANN are included to facilitate incorporation in device/ reactor scale CFD models. The presented methodology and results will be useful for developing high-fidelity CFD models of cavitation devices/ reactors based on key physico-chemical effects of cavity collapse.     

高超声速可压缩流中粗糙壁热流研究

用计算流体力学（CFD）数值模拟和理论方法对高超声速可压缩湍流中粗糙壁面热增量进行研究. 着重考虑粗糙单元密度和粗糙单元形状对粗糙表面热流的影响. 结果表明： ①粗糙单元密度变化时, CFD数值方法计算所得的粗糙单元等效热流随着粗糙单元密度的降低而增加, 理论方法预测结果的规律随方法不同而不同;②在相同粗糙单元密度和高度时,如果粗糙单元形状改变,CFD计算结果也随之发生改变. 理论预测方法所得结果不发生变化.     

A turbulence-based prediction technique for flow-generated noise produced by in-duct elements in a ventilation system

A number of investigators have tried to develop a generalized prediction method for flow-generated noise produced by in-duct elements in a ventilation system. Most of these prediction methods relied on limited data obtained from conventional measurement techniques that require the use of an expensive and specially combined acoustic and aerodynamic experimental facility. An alternative to using a specialised and aerodynamic facility that is currently gaining favour in building engineering is using computational fluid dynamics (CFD) software packages. CFD is a powerful design tool that is able to predict the behaviour of fluid flow regimes. With the aid of CFD, Mak and Oldham have developed a predictive technique that is based on the relationship between the acoustic power radiated, due to the interaction of air flow and a spoiler, and the turbulent kinetic energy generated in the region of the spoiler. Based on the results of CFD simulation of relevant configurations, the technique has been adopted to normalize the published experimental data of Nelson and Morfey, who produced a normalized spectrum for predicting the sound power level of flow-noise produced by the strip spoilers in a rectangular air duct. In this paper, the theoretical basis of this technique was reviewed and revised. A collapse of data from the simulation models were obtained against the experimental data of Oldham and Ukpoho. The data collapse for a damper were generally excellent at most Strouhal numbers. The data collapse for an orifice plate were generally excellent at lower Strouhal numbers but was less efficient at higher Strouhal numbers where considerable scatter was observed.