JSOG中水蒸汽含量的模拟计算

 氧碘化学激光（简称 COIL）系统中，水是影响激光功率输出的最重要的原因之一。气流中的水不仅对激发态碘原子有严重的猝灭作用，另外对碘分子解离、超音速流动特性也有很坏的负面作用。单重态氧发生器的BHP（Basic Hydrogen Peroxide ）溶液是最主要的水蒸汽源。利用传质模型对射流式单重态氧发生器（简称JSOG）中产生的水蒸汽进行了计算，所得的数值结果与实验测量结果基本相符。根据模拟结果，对发生器的设计及实验条件进行了优化。     

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%。     

单重态氧发生器出口气流中O2(1△)及水汽绝对浓度的测量

单重态氧发生器是氧碘化学激光器的核心部件．O2(^1△)和水汽的粒子数密度(绝对浓度)是单重态氧发生器的两个重要参量，其中O2(^1△)是氧碘化学激光器的能源，而水汽对氧碘化学激光器的发光介质-I^ 有强烈的淬灭作用。如何简单准确地测量这两个参量，一直是氧碘化学激光器研究中的一个难题。利用体光源模拟标定法，得到了O2(^1△)和水汽的绝对浓度，并且成功地用一套实验装置对射流式单重态氧发生器的上述两个参量进行了实时测量，得到了两个参量的变化曲线，同时还提供了O2(^1△)的产率以及水汽体积浓度等参量的变化曲线，通过大量实验结果，给出了各参量的变化规律，为射流式单重态氧发生器研究提供了有力的参考依据。     

JSOG中BHP液面的温升与水蒸气含量

 用稳态二维传热方程对射流式单重态氧发生器 （简称JSOG）中BHP （Basic Hydrogen Peroxide）溶液表面温度分布进行了理论推导和分析,获得物理意义鲜明的解析结果。并对JSOG气流中的水蒸汽含量与BHP溶液表面温度以及其它因素的依赖关系进行了初步的定性分析。     

单重态氧发生器出口气流中O_2(~1Δ)及水汽绝对浓度的测量

单重态氧发生器是氧碘化学激光器的核心部件 ,O2 (1Δ)和水汽的粒子数密度 (绝对浓度 )是单重态氧发生器的两个重要参量 ,其中O2 (1Δ)是氧碘化学激光器的能源 ,而水汽对氧碘化学激光器的发光介质—I 有强烈的淬灭作用。如何简单准确地测量这两个参量 ,一直是氧碘化学激光器研究中的一个难题。利用体光源模拟标定法 ,得到了O2 (1Δ)和水汽的绝对浓度 ,并且成功地用一套实验装置对射流式单重态氧发生器的上述两个参量进行了实时测量 ,得到了两个参量的变化曲线 ,同时还提供了O2 (1Δ)的产率以及水汽体积浓度等参量的变化曲线 ,通过大量实验结果 ,给出了各参量的变化规律 ,为射流式单重态氧发生器研究提供了有力的参考依据。     

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。     

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。     

激光器件 化学激光器

TN248．5 2005031734 横向射流式单重态氧发生器的性能实验研究=Experi- mental investigation on performance of transverse jet sin- glet oxygen generator[刊,中]／张岳龙(中科院大连化物 所．辽宁,大连(116023)),房本杰…∥强激光与粒子束,- 2004,16(8).-997-999 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530 mmol／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     

碘离解和淬灭对氧碘化学激光气动特性影响的计算

 氧碘化学激光中的水汽对其运行和性能有着重要的影响。建立了考虑淬灭的单重态氧产额和变截面定常一维流的方程组，编制了程序，采用Radicl的参数进行了计算，研究了碘离解和淬灭对氧碘化学激光气体流动特性的影响，初步分析了变截面的作用和设计考虑。     

Elastic Modulus of Fe72.5Ga27.5 Magnetostrictive Alloy

The elastic modulus of Fe72.5Ga27.5 magnetostrictive alloy is determined by testing ac impedance resonance frequency and first-principle calculations. The observed elastic modulus is 90.2 GPa for a directionally solidified sample and 103.4 GPa for a water-quenched sample tested in a dc magnetic field of 32. 7mT without compressive pre-stress. The bulk modulus by first-principles calculation is 179.3GPa which is basically consistent with the experimental result. The elastic modulus first increases and then decreases with increasing dc magnetic field, attributed to magnetostriction occurrence in the Fe72.5Ga27.5 alloy. The elastic modulus increases with increasing compressive pre-stress, resulting from the initial magnetic states change under the applied compressive pre-stress. The elastic modulus increases match well with the improved magnetostriction after quenching.     

Long ranged correlations at a solid-fluid interface A signature of the approach to complete wetting

We have investigated the behaviour of the pairwise distribution function for Sullivan's model of a gas adsorbed on a solid substrate. We show that in the approach to complete wetting, when a thick film of liquid density is adsorbed on the substrate, long ranged transverse correlations (parallel to the surface) develop at the edge of the film where the density profile of the fluid resembles that of a liquid-gas interface. The long ranged correlations can be attributed to damped capillary-wave-like fluctuations; for a class I wetting situation the damping decreases and the range of the correlations increases and ultimately diverges as the bulk gas pressure approaches the saturated vapour pressure.

Our analysis provides a physical explanation of the long ranged transverse correlations calculated by Foiles and Ashcroft in their recent study of a model of argon at a carbon dioxide substrate. We also predict that long range transverse correlations will occur for the case of adsorption from a dense liquid provided the solid-fluid potential is such that a thick film of gas forms between the substrate and the bulk liquid.     

表面活性剂对气-液界面纳米颗粒吸附规律的影响

通过测定及分析纳米颗粒和表面活性剂-纳米颗粒复配体系在自由吸附过程与动态收缩过程中表面张力的变化,总结了纳米颗粒在气-液界面的吸附排布规律以及表面活性剂对其吸附规律的影响.实验结果表明,自由吸附过程中,随矿化度增加、阳离子活性剂浓度增加,平衡表面张力降低,这与颗粒吸附密度增加及颗粒润湿性改变有关.浓度低于临界胶束浓度(CMC)时,阳离子活性剂体系与混合体系的表面张力差异证明了阳离子活性剂可以通过静电作用吸附于纳米颗粒表面,进而部分溶解于水相;而阴离子活性剂与纳米颗粒相互作用力较弱,对表面张力影响较小.纳米颗粒体系在液滴收缩过程中,表面张力从自由吸附平衡态进一步降低大约9 m N/m,说明自由吸附过程中纳米颗粒不能达到紧密排布;同时表面张力呈现为缓慢降低、快速降低和达到平衡三部分,表面压缩模量可达70 m N/m,满足了液膜Gibbs稳定准则,这将有助于提高泡沫或者乳液稳定性.纳米颗粒-表面活性剂体系在液滴收缩过程中表面张力降低值随活性剂浓度增加而减小;表面压缩模量由高到低依次为:纳米颗粒>阳离子活性剂-纳米颗粒>阴离子-纳米颗粒>表面活性剂.     

Quartic coupling and its effect on wetting behaviors in nematic liquid crystals

Based on the fact that rubbed groove patterns also affect the anchoring of liquid crystals at substrates,a quartic coupling is included in constructing the surface energy for a liquid crystal cell.The phase diagram and the wetting behaviors of the liquid crystal cell,bounded by surfactant-laden interfaces in a magnetic field perpendicular to the substrate are discussed by taking the quartic coupling into account.The nematic order increases at the surface while it decreases in the bulk as a result of the introduction of quartic substrate-liquid crystal coupling,indicating that the groove anchoring makes the liquid crystal molecules align more orderly near the substrate than away from it.This causes a different wetting behavior:complete wetting.     

Dependence of wetting on cavitation during the spreading of a filler droplet on the ultrasonically agitated Al substrate

The cavitation characteristics during the spreading of a pure Sn liquid droplet subjected to ultrasonication were studied for the first time through high-speed photography to reveal the wetting mechanism. Ultrasonic vibration realized the spreading of Sn droplet on the nonwetting pure Al substrate. However, the oxide layer of the substrate at the spreading front is difficult to remove. The high-speed photography result shows that a noncavitation region consistently appears at the spreading front, because the acoustic pressure is below the cavitation threshold of 1.26 MPa. In particular, the width of the noncavitation region gradually increases as the size of the spreading area increases. Such a result accounts for the condition wherein the oxide layer at the spreading front is difficult to remove. Furthermore, the bubble density during spreading gradually decreases due to the decreased acoustic pressure of the thinned liquid. Finally, the bubble dynamics were calculated to verify the wetting mechanism.     

泡沫混排解堵数学模型及数值模拟

建立泡沫井筒流动模型与泡沫地层渗流模型,得到完整的泡沫混排解堵数学模型;利用数值方法对模型进行耦合求解,得到泡沫压力,质量,密度在井筒中的分布及井口井底压力的变化规律.在固定井口回压情况下,得到井底压差的变化规律.结果表明:随着井深的增加,泡沫压力增加,质量减小,密度增加;固定井口回压,井底压差则逐渐变小.     

液态镓在石墨烯表面的润湿性及形貌特征

液态Ga及其合金的熔点低、毒副作用小、导电率高,使得这类液态金属能像石墨烯一样被广泛应用于微流器件、柔性电子器件中,制备这些器件的关键在于有效控制各生产环节中液态金属在固体界面上的润湿性及形貌特征.基于Lennard-Jones(L-J)势函数,利用分子动力学模拟方法研究了金属Ga在石墨烯表面的润湿性,根据模拟结果拟合的L-J势参数能正确描述Ga原子与衬底之间的相互作用并得到了与实验值极为接近的润湿角,发现衬底与液膜间相互作用的微小改变都会对最终润湿形态产生极大影响,平衡态的润湿角和脱离衬底速度随着Ga-C间势能的减小而增大,并成功获得了不同厚度的Ga液膜在石墨烯表面的形态演变规律,极为符合液态Ga的基本特性.利用所得L-J势函数参数模拟了液态Ga在粗糙度相同但纳米柱尖端形貌不同的C材料表面的润湿演变,发现纳米柱尖端形貌对液态Ga的润湿过程及状态影响极大.     

Capillary Forces between Submillimeter Spheres and Flat Surfaces at Constant Liquid Volumes

We investigate the capillary forces between submillimeter spheres and flat surfaces at constant liquid volumes theoretically and experimentally. An iterative method is used to estimate the capillary force with contact angles as the boundary conditions and the constant volume as a constraint. The theoretical analysis shows that the maximum capillary force between them decreases with the increase of the liquid bridge volume at small contact angles. The experimental results show that the force is smaller than the theoretical values at the initial separation distances. It is also observed that the force first increases and then decreases with an increasing separation distance in some cases. These phenomena of capillary forces hysteresis are explained according to the wetting hysteresis.     

单轴应变对氮化铟电子结构及光学性质的影响

采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波赝势方法,计算单轴应变下闪锌矿氮化铟的电子结构及光学性质.结果表明：施加应变会使带隙变窄.对于拉应变,随着应变增大带隙减小程度增大;对于压应变,随应变增大带隙减小程度减弱;且拉、压应变对带隙调控都是线性的.在能量区间4 eV~12 eV范围内施加应变时,氮化铟的吸收光谱发生红移,随拉应变程度增加,吸收光谱的红移进一步加大;随压应变增加,吸收光谱红移减弱;在该范围内,氮化铟的折射率、反射率随拉应变的增大而增加,随压应变增加减小;施加拉应变时能量损失函数峰值增大,施加压应变后能量损失函数峰值减小.通过施加单轴应变能有效调节氮化铟材料的电结构及光学性质.     

三维倾斜平板液氧降膜润湿数值模拟研究

建立三维倾斜平板降膜模型,利用VOF两相流模型计算了液氧降膜的润湿情况,研究了工质物性、倾斜角、液膜入口高度对润湿面积的影响。结果表明:Weber数(We)相同时,液氧和水的润湿比均随Kapitza数(Ka)增大而减小;相同Ka下,液氧和水的润湿比均随We增大而增大,而液氧润湿比一直小于水润湿比,两者的差值也随We增大而增大。拟合得到液氧在液膜入口高度0.4 mm、接触角70°时的界面润湿比经验关联式,拟合值和模拟值相对误差≤±20%;在We=0.76时,液氧的润湿比随倾斜角增大而减小,但降低速率随Ka增大而减小;在倾斜角为90°时,易出现液膜脱离壁面的现象;当We固定时,液氧的润湿比随液膜入口高度增大而增大。