氯气/BHP液滴化学反应流动一维数值模拟

为研究横向均匀液滴发生器的机理,对Cl₂/He气体横向流过BHP液滴场的物理化学行为建立一维化学反应流动模型.其中气流场按不可压缩假设近似为一维均匀流动;发生于液滴内的化学反应由四种物质的反应扩散方程描述;气相中各种物质浓度由对流扩散方程描述.液滴是这些物质的源或汇,两个模型方程通过此源项相联系.对模型方程作数值求解.结果显示,氯气利用率、单态氧产率及效率与文献所提供的实验结果较为接近,反映了所建模型具备模拟混合气体与BHP液滴反应的基本能力.     

一种气体低温吸附模型与计算

研究化学氧碘激光器中工作气体氧的低温吸附.考察气体流过沸石多孔床的压力与速度的关系,建立吸附剂吸收的物质量与气流中物质量关系的吸附平衡方程.由吸附物量较少的特点,得出在确定的压力梯度下速度近似为常数.吸附平衡方程与吸附速率方程,构成低温吸附模型方程,其中,亨利等温线方程作为辅助关系.对模型方程做数值求解,得到气流中单态氧浓度及吸收的单态氧浓度随时间变化的规律,及浓度分布的长时间渐近特征.     

分离压作用下波纹状基底上含活性剂液滴铺展稳定性

针对波纹状基底上含不溶性活性剂液滴的铺展过程,引入受活性剂浓度影响的分离压模型,应用非模态稳定性理论分析液滴铺展稳定性.研究表明:与不计及分离压情形相比,分离压作用下的液滴铺展前沿高度明显下降,液滴铺展速率加快;长波扰动有利于增强液滴的演化稳定性,且随扰动波数增大稳定性增强;然而随短波波数增加,液滴演化稳定性逐渐减弱甚至转变为不稳定;较小波数下(k=3)减小引力强度系数α₁和提高斥力强度系数α₂液滴铺展稳定性增强;而较大波数下(k=30)增大α₁和减小α₂有利于液滴铺展稳定性.     

倾斜粗糙壁面上含不溶性活性剂溶液的动力学特性

针对倾斜随机粗糙壁面上含不溶性活性剂溶液的流动过程, 采用润滑理论建立了液膜厚度和浓度的时空演化模型, 通过PDECOL程序数值求解得到了液膜流/液滴铺展的动力学特性及壁面结构参数的影响. 研究表明: 在重力分量和Marangoni效应共同作用下, 液膜流/液滴铺展速度加快, 液膜边缘和液滴中心出现毛细隆起, 液膜/液滴底部出现凹陷, 同时受粗糙壁面影响, 液膜表面变形更显著. 增加壁面倾角θ具有使重力分量和Marangoni效应增强, 导致隆起和凹陷程度均有所增加的作用. 增大壁面高度D可使液膜流/液滴铺展速度加快, 表面变形放大. 而壁面波数k₀则使液膜流/液滴铺展过程减缓, 抑制隆起和凹陷产生. 与液膜流相比, D和k₀对液滴铺展速度的影响相对较小. 关键词： 随机粗糙壁面 液膜 Marangoni效应 倾斜流动     

金刚石晶格上的对角无序与非对角无序非晶量子点

报道金刚石晶格上对角无序与非对角无序非晶量子点的理论研究，用简单的紧束缚哈密顿量描述模型的电子结构，用ｒｅｃｕｒｓｉｏｎ方法求解哈密顿方程，用边界条件对本征值的影响判断局域化，研究发现，带边为扩展态时，带宽的变化趋势与晶态量子点类似；带边为局域态时，尺寸超过某一临界长度后，带宽不变，但带边态密度随尺寸增大而增大。还研究了非晶量子点的介电函数虚部ε₂（?ω）。与扩展态对应的ε₂（?ω），对尺寸变化较敏感。与局域态对应的ε₂（?ω），当尺寸大于 关键词：     

采用态-态模型的热化学非平衡喷管流数值研究

数值求解耦合态-态模型的N₂/N准一维喷管非平衡流方程,获得驻室温度3 000 K~10 000 K,压力1 atm~10 atm条件下的流场参数分布和详细的振动能级分布,分析喷管流动中的宏观和微观特性,并对这类复合占优的流动考察双温度模型中假设的合理性.     

高氧空位简并锐钛矿TiO2半导体电子寿命的第一性原理研究

为了研究锐钛矿TiO₂晶体中高氧空位浓度对电子寿命的影响,利用基于局域密度泛函理论框架下的广义梯度近似平面波超软赝势方法, 用第一性原理对含高氧空位浓度的锐钛矿TiO₂晶体进行了结构优化处理、能带分布和态密度分布计算, 表明在温度一定和高氧空位浓度的条件下, 锐钛矿TiO₂的电子寿命随氧空位浓度的增大而减小;电子浓度的大小对电子寿命无影响.同时,锐钛矿TiO₂晶体中高氧空位浓度时,发现有莫特相变的现象. 关键词： 高氧空位 2半导体')" href="#">锐钛矿TiO₂半导体 电子寿命 第一性原理     

近Bohr速度129Xeq+离子入射Ta靶发射近红外光谱线

用动能一定的高电荷态¹²⁹Xe^q+(17≤q≤27)离子，分别入射洁净的Ta靶表面，测量中性化的激发态Xe原子从组态5p⁵(²P°_3/2) nl退激到组态5p⁵(²P°_3/2) ml’过程中辐射的近红外光谱线.实验结果表明:多激发态的空心原子退激发射其特征光谱线，部分典型的跃迁按照阶梯方式退激.Xe原子发射的谱线的单粒子荧光产额和激发的Ta原子发射谱线的单粒子荧光产额随入射离子电荷态的增加而增加，其增加的趋势与入射离子携带的势能随电荷态增加的趋势一致.证明在近Bohr速度的能区，经典过垒模型是成立的.     

纳米通道内液态微流动密度分布特性数值模拟研究

微通道内流动因表面积/体积比值极大, 造成许多微尺度效应, 进而使微通道内出现完全不同于宏观流动的流体密度分布特性. 本文以纳米通道内液态Poiseuille流为对象, 采用非平衡分子动力学模拟方法研究了流体原子间相互作用强度ε_LL, 流体原子间平衡距离σ_LL以及壁面原子与流体原子间平衡距离σ_LS对通道内流体密度分布的影响规律. 数值模拟中, 统计系综取微正则系综, 势能函数选用LJ/126模型, 壁面设为Rigid-atom壁面, 温度校正使用速度定标法, 牛顿运动方程的求解则采用Verlet算法. 模拟结果表明, 随ε_LL的减弱, 近壁面区密度分布的振荡幅度则逐渐增大; 而σ_LL 则同时影响流体原子的存在形态和密度分布, 较大的σ_LL 会造成流体原子在整个通道内呈现面心立方结构的类似固体排列, 较小的σ_LL会使得流体原子呈现不断变化的 "团簇" 结构; 随σ_LS的变大, 近壁面区流体密度振荡幅度增大, 且流体密度分布起点离壁面越远. 另外, 本文还从近壁面区流体原子的 "俘获-逃逸" 行为角度, 初步解释了原子间相互作用强度对密度分布的影响规律. 关键词： 纳米通道 微流动 密度分布 分子动力学     

微平行管道内Jeffrey流体的非定常电渗流动

研究了微平行管道内线性黏弹性流体的非定常电渗流动, 其中线性黏弹性流体的本构关系是由Jeffrey流体模型来描述的. 利用Laplace变换法, 求解了线性化的Poisson-Boltzmann方程、 非定常的柯西动量方程和Jeffrey流体本构方程, 给出了黏弹性Jeffrey流体电渗速度的解析表达式, 分析了无量纲弛豫时间λ₁和滞后时间λ₂对速度剖面的影响. 发现滞后时间为零时, 弛豫时间越小, 速度剖面图越接近牛顿流体的速度剖面图; 随着弛豫时间和滞后时间的增加, 速度振幅也变得越来越大, 随着时间的增加, 速度逐渐趋于恒定. 关键词： 双电层 微平行管道 Jeffrey流体 非定常电渗流动     

p-τ值对COIL的影响的实验研究

 实验研究了单重态氧发生器（SOG）的p-τ值，即初始氯气分压与停留时间的乘积，对化学氧碘激光器（COIL）的影响，并分析了诸多实验因素对SOG的p-τ值的影响。对于提高COIL的化学效率具有很重要的实际意义。     

射流式单重态氧发生器理论模型

 射流式单重态氧发生器(JSOG)是化学氧碘激光器十分重要的能源部分，它主要是通过解气相、液相扩散方程来求解发生器出口的氯的利用率和单重态氧的产率。在实际工作中的射流发生器非常复杂，其扩散方程和边界条件为非线性，非齐次边界条件，非齐次泛定方程组，求解难度较大。通过边界条件，采用试探解的方法，解得氯、总氧、单重态氧的气相、液相扩散方程，得到了氯的利用率，及单重态氧产率的解析解，与实验结果基本相符。     

P2O5和H2SO4射流脱除单重态氧气流中的水汽

为提高化学氧碘激光的性能,用五氧化二磷(P2O5)和硫酸(H2SO4)射流进行了单重态氧气流中的水汽脱除实验。实验结果表明:在约4 kPa压力、20 m/s流速和5 ms停留时间的气流状态下,P2O5和H2SO4射流可将水汽含量分别降低至原来的约1/5和1/16,发烟硫酸甚至可降至约原来的1/90,而且对单重态氧的猝灭很小。P2O5和H2SO4都是极佳的常温射流除水剂。     

横向射流式单重态氧发生器的性能实验研究

 对氧碘化学激光器的单重态氧发生器（SOG）进行了改进，采用横向射流方式，并对该横向射流式单重态氧发生器的性能进行了检测。实验中过氧化氢碱溶液温度控制在－16℃左右,氯气流量为530mmol/s，He与氯气的流量比为3;采用PS法测量单重态氧分子的产率,吸收法测量氯气的利用率和相对水含量。得出如下结论:在不使用冷阱和分离器的情况下，最高单重态氧分子产率达到58%, 氯气利用率在80%以上,相对水含量小于等于0.5;气体达到最大流量时,发生器仍然能稳定地工作。     

冷射流方法脱除单重态氧气流中的水汽

为提高化学氧碘激光性能,分别使用-117 ℃乙醇、-110 ℃氟里昂和-45 ℃质量分数为50%过氧化氢冷射流进行单重态氧气流中的水汽脱除实验。实验结果表明:这3种冷射流的除水效果并不显著,乙醇基本上没有任何脱水效果,氟里昂和过氧化氢仅可以将水汽含量分别降低至原来的约1/5和1/4;乙醇和氟里昂因极易挥发而对气流产生严重干扰,并不适合用于除水;只有难挥发的过氧化氢才是合适的候选。     

喷射型单重态氧发生器性能研究

单重态氧发生器作为氧碘化学激光的核心部件,为化学激光器提供化学能。通过对工业喷射器及旋风分离器的研究,结合产生单重态氧的化学反应环境,进行了大量模拟及设计改进工作,研制了一种新型喷射型单重态氧发生器,并进行了相关实验研究。喷射型单重态氧发生器利用喷嘴能够产生比传统发生器类型更多的气液表面,获得足够的反应效率,可以大幅度降低发生器液体使用量,从而减小发生器辅助系统,提高体积效率。为满足O2（1）停留时间短及分离效率高的要求,利用气液两相喷射的高初速度以旋风分离器完成气液分离。新型发生器氯气利用率可达97%~99%,其O2（1）产率为40%~50%。     

Supersonic COIL with angular jet singlet oxygen generator

Supersonic Chemical Oxy-iodine Laser has been developed using a Singlet Oxygen Generator (SOG) with a novel approach. Generated singlet oxygen is taken out of the SOG at an angle of 40° to avoid the problem of carry over of droplets, which is one of the major drawbacks of horizontal system. The system has been operated up to 22 mmol/s chlorine flow rates. Chlorine utilization and singlet oxygen observed have been more than 90% and 60%, respectively. The observed maximum output power was 350 W, thus yielding a chemical efficiency of 17.5%.     

Evidence against singlet oxygen formation by sonolysis of aqueous oxygen-saturated solutions of Hematoporphyrin and rose bengal. The mechanism of sonodynamic therapy

The possible role of singlet oxygen in the mechanism of sonodynamic therapy, the synergistic effect of ultrasound and certain sonosensitizers, was investigated. We used 4,4'-bis(1-p-carboxyphenyl-3- methyl-5-hydroxyl)-pyrazole (DRD 156), a sensitive new reagent which reacts specifically with singlet oxygen (1O2) but not with OH radicals, superoxide anion radicals or H2O2, to produce an EPR detectable signal. Sonolysis (48 kHz) of 90% D2O oxygen-saturated PBS solutions of Hematoporphyrin or Rose Bengal did not lead to the formation of detectable EPR signals of the semiquinone radical of DRD156. In contrast, the EPR signal of the semiquinone radical of DRD156 was observed during photoirradiation of Hematoporphyrin at 505 nm or of Rose Bengal at 544 nm. These results are inconsistent with a major role for singlet oxygen formation in the sonolysis of aqueous solutions of these compounds. An alternative mechanism for sonodynamic therapy involving peroxyl and alkoxyl radicals is discussed.     

利用喇曼光谱测量氧碘激光器氧发生器的O2（a^1△）产率

利用自发喇曼成像技术实时监测氧碘激光器O2（a^1△）发生器流场组分，得到了发生器气流中O2（a^1△）和O2（X^3∑）以及N2的自发喇曼散射光谱，由此得到了不同条件下的O2（a^1△）产率。测量误差不超过8%。     

气固化学反应体系产生单重态氧的初步实验研究

 介绍了一种新的产生单重态氧（O₂（¹△g）的气固化学反应体系，即在固定床式反应器中采用固体过氧化钠粉末与氯气（Na₂O₂/Cl₂）进行反应的气固化学反应体系。实验分别通过用对近红外敏感的光谱仪和锗探头监测了反应产生的（O₂（¹△g）的发射光谱和1 270 nm的光信号，同时通过数据采集系统监测了反应池固体反应层和测试池中气体的温度的变化曲线。实验测得了（O₂（¹△g）在1 270 nm附近的特征发射光谱，此光谱表明该体系是一个很好的产生（O₂（¹△g）的体系，同时，实验现象表明该反应是强放热反应。