超导四极磁体降温和升温过程的数值模拟

 超导四极(SCQ)磁体是北京正负电子对撞机重大升级改造中的新增关键设备之一，在磁体降温和升温过程中，温度梯度引起的过大热应力有可能毁坏磁体。从SCQ磁体安全运行角度来研究该磁体降温和升温过程，提出了SCQ磁体降温和升温的数值模型。利用该模型计算得到降温和升温时间分别为120 min和150 min。考察了氦流进出磁体温度、压力、磁体上最高温度和最低温度以及最大温差的变化过程。降温过程中磁体上的最大温差为46.5 K，升温过程中磁体上的最大温差为47.3 K。降温过程中氦流最大压力为0.39 MPa，升温过程最大压力为0.41 MPa。为保证磁体安全运行，应小心调节混合气的温度，尽量使磁体上的温度分布均匀后再注入4.5 K或300 K的氦气。     

低压闪蒸液滴形态和温度变化的研究

将液滴在常压下突然置于低压环境中,液滴由最初的平衡状态变成过热状态,发生闪蒸.本文实验研究了低压闪蒸液滴内部形态和温度的变化,系统描述了液滴闪蒸过程中的各种形态变化,总结了稳态闪蒸和稳态结冰过程中环境压力和初始温度对温度变化的影响.实验结果表明液滴闪蒸分六种形态.稳态闪蒸中环境压力越低,液滴的最终温度也越低;液滴的初始温度越高,降到最低温度的时间越长.稳态结冰过程中,液滴初始温度增加,液滴结冰温度和结冰回升最高温度也随之增加;液滴的结冰温度和回升最高温度随环境压力的增高而减小.     

直线过程中吸放热问题的分析

本文讨论了包准静态直线过程在内的一般循环效率的计算方法，分析了常出现错误的原因所在，指出直线过程中由吸热变为放热时转折点的温度与该过程中最高温度点并非一回事；一般的循环效率应与工作物质种类有关。     

像管光电阴极制造的可行性的化学热力学分析

用碱金属氯化物与金属钙的置换反应来制备碱金属光电阴极，在通常条件下是不能自发进行的。在真空条件下（１．３３×１０－４～１．３３×１０－５Ｐａ），由计算得知碱金属已呈气态，经化学热力学原理论证，在某一温度下是可以自发进行的，即置换出Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ的最低温度必须分别高于９９２．４℃、８９６．７℃、８４５．９℃和８７９．８℃。     

轻量化20K以下温区斯特林型脉管制冷机

本文介绍一台20 K以下温区斯特林型脉冲管制冷机的最新研制结果,制冷机采用压缩机与脉冲管耦合在一起的一体式结构,蓄冷器和脉冲管采用同轴布置形式,制冷机整机质量15.5 kg。实验发现分别以最低温度和最大制冷量为优化目标所对应的双向开度存在着略微的区别.在250 W的输入电功下,双向开度以最低温度为优化目标时,无负荷最低温度14.7 K,是目前单级结构斯特林型脉冲管制冷机最低温度的一个新纪录;当双向开度略微减小以后,无负荷最低温度上升到15.4 K,但在20 K的制冷量从365 mW提高至398 mW.     

16．1K的高频两级脉冲管制冷机的实验研究

单级高频脉冲管制冷机直接降低到20 K以下温区存在很大困难,采用多级方案是高频脉冲管制冷机获得更低温度的主要方法.本文介绍了一套高频气耦合型两级脉冲管制冷机的性能特性,该脉冲管制冷机可以达到16.1 K的最低温度,是目前有报道高频气耦合型两级脉冲管制冷机的最低温度.文中给出了双向进气、频率和输入功率对最低温度的影响.     

一种红外目标模拟器黑体辐射源选型的计算方法

在光电系统测试中目标模拟器是必不可少的测试设备,黑体辐射源是红外目标模拟器的关键部件,它的选型直接影响着红外目标模拟器的性能。从黑体探测灵敏度与系统探测灵敏度的关系,推导出黑体辐射源的温度计算公式,以此计算黑体辐射源所需的最低温度点。通过仿真验证了计算方法的正确性,为黑体辐射源的选型提供了理论依据。     

热驱动室温行波热声制冷机的实验研究

本文报道了热声驱动的室温行波热声制冷机的实验研究。以氦气为工质研究了平均充气压力、工作频率等参数对制冷性能的影响。实验达到的最好结果为:最低温度为-47℃,在-20℃的制冷量为80W,按输入制冷机的P-V功计算,相应的制冷系数COP达到1.6左右。     

用5种不同的电子光学软件对微波管电子枪进行模拟计算

 对TWTCAD微机版、工作站版本、EGUN，CAMEO以及Orprogr电子光学软件背景和特点作了一个简单介绍，并利用其模拟计算了11支不同结构的电子枪。将计算得到的导流系数、射程和注腰半径与实验数据列表对比，结果表明：不同电子光学软件计算不同类型电子枪其计算精度也不一样。在导流系数方面，EGUN和Orprogr的计算精度较高，绝对平均误差分别为7.18%和7.4%；在射程方面，TWTCAD的计算精度最高，绝对平均误差为5.69%；在注腰半径方面，Orprogr与实验值偏差较大，绝对平均误差为47.43%，而工作站版本的计算精度最高，绝对误差仅为2.29%。     

封装结构强电磁脉冲多物理效应并行计算程序研制

介绍了自主研发的强电磁脉冲多物理效应并行计算程序JEMS-CDS-System的情况，该程序采用时域有限元方法，基于JAUMIN并行自适应结构网格支撑框架研制，并行效能高，可扩展性强，且支持动态负载平衡。通过算例测试表明，该程序对于键合线的电-热-应力失效过程的最高温度与范式等效应力计算结果与COMSOL软件计算结果吻合较好；SiP功率放大模块的热-应力耦合天河2高性能计算平台并行计算结果表明，该程序在CPU1024核时，具有38.1%并行效率。     

Thermal lensing and aberrations modeling of a Brewster cut end pumped laser rod by BEM and optimization of the pumping-beam waist

In this article, the temperature distribution in a volume of a Ti:Sapphire laser rod with a Brewster cut in a steady state has been calculated using Boundary Element Method (BEM). High speed and superior accuracy are among the dominant characteristics of this method. Calculating the temperature distribution and refraction index, we calculated the applied phase shift on the transmitted beam of the rod, obtained dioptric power of the rod in tangential and sagittal planes, and investigated its variation according to the increase in the power and spot size of the pump beam. Afterwards, a self-consistent algorithm was used to optimize the spot size of the pump beam under condition of maximum overlap between pump and laser beam. Finally, in order to investigate the accuracy of the calculation, the temperature distribution was calculated using ANSYS software and a very good accommodation was observed between the two results. The only difference was that the calculation process in ANSYS software was four times longer than that using BEM.     

低温光滑壁面上水滴撞击结冰行为

采用高速摄像技术测试低温光滑壁面上水滴撞击结冰过程, 分析了撞击速度、壁面温度和材料热导率对水滴撞击铺展、振荡及结冰行为的影响规律. 结果表明, 低温壁面造成水滴最大铺展直径缩小, 且结冰时间随温度降低而缩短; 当撞击We数提高时, 水滴最大铺展直径增大, 而振荡和结冰时间减小; 同时材料热导率越高, 最大铺展直径越小, 结冰越迅速. 另外, 从热力学角度推导出水滴撞击结冰时间的理论公式, 预测误差<5.3%.     

Metal surface temperature induced by moving laser beams

Whenever a metal is irradiated with a laser beam, electromagnetic energy is transformed into heat in a thin surface layer. The maximum surface temperature is the most important quantity which determines the processing result. Expressions for this maximum temperature are provided by the literature for stationary cases. In practice, however, moving beams are of more importance.Based on a fast numerical algorithm which allows calculation of the induced temperature profile, the maximum surface temperature for stationary and moving laser beams is calculated. Next, two types of approximating functions are presented relating the scanning speed to the maximum surface temperature. Using dimensionless numbers, the results can be applied to different materials.     

炉膛三维温度场重建中Tikhonov正则化和截断奇异值分解算法比较

在煤粉锅炉诊断中火焰辐射能图像扮演着越来越重要的角色, 通过电荷耦合器件(CCD)获得的辐射能图像可以重建出炉内火焰三维温度场, CCD 用于获取视场角内的辐射能图像. 温度场重建的矩阵方程是一个严重病态的方程, 本文使用两种算法(Tikhonov正则化算法和截断奇异值分解(TSVD)算法)来重建温度场. 应用广义交叉检验算法来选取正确的正则化参数. 数值模拟的环境为一个10 m×10 m×10 m的三维炉膛, 系统被划分为10×10×10的1000个网格, 每个网格单元都是边长为1 m的立方体. 在正问题求解所得到的CCD接受信号基础上加上不同随机误差以模拟测量时的CCD接受信号. 研究两种算法重建后的温度重建误差、两者的重建时间, 以及最高温度的重建效果. 初步的研究结果显示, 一般情况下基于Tikhonov算法重建的温度场比基于TSVD算法重建的温度场误差要小, 计算所需时间短, 最高温度重建更准确.     

FTIR遥测固体推进剂燃烧温度

应用遥感FTIR对固体推进剂燃烧火焰的温度进行了研究。遥感FTIR光谱仪在光谱分辨率为4cm^-1时,连续收集燃烧火焰的发射光谱。分别利用分子基带转振光谱测温法,以及分子发射光谱最大强度谱线测温法,对燃烧温度进行了遥感实时测定。文中列出了两种方法测得的各时刻的火焰温度。结果表明。两种方法在测量快速、剧烈燃烧的火焰温度时,都是很可靠的方法,当火焰的燃烧比较稳定时,分子发射光谱最大强度谱线测温法更为简便、快速。     

Composite branch of a low-temperature thermoelement

The component lengths of the composite branch of a low-temperature thermoelement are optimized by numerical simulation, a maximum temperature difference across the branch is calculated, and thermal processes in the composite branch are analyzed qualitatively.     

高掺镁LiNbO3晶体折射率温度系数的表示式

推导了掺５ｍｏｌ％ＭｇＯ的ＬｉＮｂＯ３晶体折射率温度系数的表示式。利用这些表示式可以计算２９３～４２８Ｋ温度和０．５３９８μｍ～１．３４１４μｍ波长范围内的折射率温度系度，结果表明：计算值和实验值的最大相对偏差是１２％，用具有最大相对偏差的折射率温度系数的计算值，计算１．０７９５μｍ波长的非临界相位匹配温度，其值为３８２．４Ｋ，它与实验值仅差６Ｋ。因此，本文得到的表示式，对于采用这种晶体，设计在上     

Plasma in sonoluminescing bubble

With the new accommodation coefficient of water vapor evaluated by molecular dynamics model, the maximum temperature of a sonoluminescing bubble calculated with the full partial differential equations easily reaches few tens of thousands degrees. Though at this temperature the gas is weakly ionized (10% or less), the gas density inside a sonoluminescing bubble at the moment of the bubble's flashing is so high that there still forms a dense plasma. The light emission of the bubble is calculated by the plasma model which is compared with that by the bremsstrahlung (electron-ion, electron-neutral atom) and recombination model. The calculation by the two models shows that for the relatively low maximum temperature (< 30,000 K) of the bubble, the pulse width is independent of the wavelength and the spectrum deviates the black body radiation type; while for the relatively high maximum temperature (approximately 60,000 K), the pulse width is dependent of the wavelength and the spectrum is an almost perfect black body radiation spectrum. The maximum temperature calculated by the gas dynamics equations is much higher than the temperature fitted by the black body radiation formula.     

The selected thermodynamic properties of the strong-coupled superconductors in the van Hove scenario

In the present paper, the exact numerical solutions of the Eliashberg equations within the van Hove scenario are obtained. The order function, the wave function renormalization factor, the energy shift function and the chemical potential are calculated. It is shown that the van Hove singularity change considerably the relationship between the order function and the occupation number. In particular, the order function have strong maximum in hole-doped region. Additionally, the critical temperature is calculated. It is shown that the observed maximum for the order function in hole-doped region induces a very high value of the critical temperature despite the fact that superconductivity originates from phonon-induced pairing. Finally, the ratio of the zero temperature energy gap to the critical temperature is found.