超高压燃油喷雾特性及诱导激波传播特性的试验研究

在现代柴油机的研究中,提高喷射压力对于改善射流雾化效果及燃烧性能具有重要意义。本文通过自主搭建的超高压燃油喷雾系统,对超高喷射压力条件下射流雾化宏观特性(喷雾贯穿距、喷雾锥角)进行研究。采用纹影系统和高速摄影仪相结合的实验系统,得到超高喷射压力条件下的喷雾图像,并在喷雾体前端捕捉到激波现象。本文主要研究在超高喷射压力下的激波传播特性,包括激波角、多重激波现象等。通过本实验研究,得到超高喷射压力下的激波传播特性,探索超高压对诱导激波的影响规律。     

起伏条件下不稳定射流压力振荡特性实验研究

蒸汽在过冷水中浸没射流凝结技术因其高效换热特性被广泛应用于陆地和海洋场景下的电力和核工业等许多工业领域中,但蒸汽凝结过程中汽液相界面变化会产生压力振荡。本文对起伏条件下不稳定射流的压力振荡特性进行了实验研究,获得了不同起伏参数对压力振荡特性的影响。结果表明,相比于静止条件下,不稳定射流在起伏运动下的压力振荡主频与压力振荡平均幅值更大,并且压力振荡主频和压力振荡平均幅值随着起伏幅值的增大而增大,随着起伏周期的增大而减小;起伏最大加速度幅度随着起伏周期的减小和起伏幅值的增大而增大,斯特劳哈尔数随着起伏最大附加加速度的增大而增大。     

冲击压缩—极端条件下研究物质结构的有效方法

文章从原理及应用等方面介绍了研究材料在高温高压下物理结构变化的一种实验方法。借助该方法，可以比较方便地研究在１００ＧＰａ－１０００ＧＰａ压力下及几个电子伏特温度下材料的特性及内部结构变化情况。     

增压液幕床流动脉动特性的实验研究

本文设计并搭建了增压液幕床压力监测实验系统,通过调节增压液幕床中的气液流速以及工作压力等参数对增压液幕床中的流动特性进行研究并重点对压差脉动特性及阻力系数变化规律进行分析。通过结合实验数据及理论分析,得出压差脉动强度及阻力系数在不同气液流速和工作压力下的变化规律,并结合烟气脱硫气液吸收反应的原理对最优工作参数进行分析。该研究可为增压液幕床气液反应系统的工业化应用提供重要的设计参考。     

接触压力作用下皮肤形变对于漫反射光谱测量影响研究

人体成分无创光谱检测过程中,测量条件特别是探头压力造成的组织形变在一定程度上影响光谱测量结果。利用物理模型与仿真方法,定量分析了探头接触压力作用下皮肤组织应变,及光学参数与漫反射光谱变化。首先,在多层皮肤组织物理复合模型基础上,结合生物组织固液两相组成特性,定量分析了压力作用下各层皮肤组织形变大小以及成分变化。该模型将皮肤力学模型简化为固态弹性结构及包含于其中的牛顿流体,利用有限元方法,分别模拟不同压力作用下多层皮肤组织应变大小及时间特性,并根据各层组织体积及水含量变化,定量计算其散射系数及吸收系数改变。然后,利用Monte Carlo方法模拟压力作用前后光在组织中传输过程,定量分析了探头压力对漫反射光谱中所包含人体成分检测有效信息的影响。实验结果表明,在光纤探头接触压力作用下,人体皮肤组织中真皮层厚度变小,自由水体积减小,引起散射特性及光子传输路径改变,使得漫反射光谱中所包含的有效光谱信息下降。该研究结果为优化人体漫反射光谱测量策略,提高测量准确性以及重复性提供了参考。     

振荡液滴内部流态

在外界来流作用下,液滴在固体表面上呈现周期性振荡特性.利用数值方法模拟平板上二维液滴在气流剪切作用下的界面及内部流动特性,重构二维液滴内部流场,着重认识液滴内部速度分布和压力分布.     

燃气轮机合成气燃烧室动态特性的实验研究

本文针对一种燃用合成气的燃气轮机燃烧室,在以VXI总线为基础的测试平台上,进行了该型燃烧室的中压全尺寸动态特性实验研究,获得了燃烧室在点火及变负荷情况下的温度、压力、振动等重要参数的变化规律,对燃烧室动态压力信号进行了动态频谱及功率谱分析,初步探讨了影响合成气燃烧室稳定、高效、安全运行的相关因素及作用机理。     

水泵水轮机无叶区压力脉动研究

为了研究水泵水轮机无叶区压力脉动特性,对某一电站水泵水轮机模型进行了试验,得到不同导叶开度下"S"特性及压力脉动特性。同时,利用ANSYS CFX对水泵水轮机19mm活动导叶开度下的不同工况进行了全流道非定常数值模拟,并分析了四种典型工况下水泵水轮机无叶区的压力脉动和内部流动。结果表明:水轮机工况P01,叶片吸力面附近流动分离较弱,无叶区的压力脉动较小;飞逸工况P05,流动分离加剧,形成了明显的旋涡,压力脉动较大;制动区工况P07,发生了明显的旋转失速,且频率为0.7f_n,流动呈现明显的不对称性,各流道的流量相差较大,压力脉动进一步增大;小流量工况P09,旋转失速消失,流动具有明显的对称性,压力脉动较小。该研究可为水泵水轮机的优化设计提供参考。     

硅酸镁钙钛矿弹性及热力学特性的第一性原理计算

基于密度泛函理论的第一性原理计算,结合准谐德拜模型研究了高压下硅酸镁钙钛矿的弹性及热力学特性. 计算得到的物态方程数据、热容、热膨胀系数等在宽广的温度和压力范围与实验结果及其他理论计算结果吻合. 根据有限应变理论计算了硅酸镁钙钛矿的弹性常数,并讨论了杨氏模量、泊松比、德拜温度、晶体各向异性随压力的变化.     

微重力池沸腾传热实验研究

本文实验研究了平板加热面FC-72液体的准稳态池沸腾传热现象,利用地面常重力实验、SJ-8卫星搭载微重力实验等手段,分析了不同重力、压力及过冷度条件下平板加热面上的池沸腾传热特性.微重力条件下,相近压力或过冷度时,传热系数和CHF随过冷度或压力增大而增大.相对常重力,传热曲线明显变缓,沸腾起始时的壁面过热度降低,CHF仅为常重力的40%或更低.     

孪晶对Be材料冲击加-卸载动力学影响的数值模拟研究

在高压、高应变率加载条件下,孪晶变形对材料的塑性变形具有重要的贡献,而目前孪晶对金属材料的动态屈服强度、冲击响应等的影响还没有被充分揭示.为此,本文考虑孪晶变形和晶粒碎化,针对铍(Be)材料在高应变率加载下的动态力学响应发展了含孪晶的热弹-黏塑性晶体塑性模型.经过和实验结果的对比,发现该模型可以更准确地预测Be材料在动态加载下,尤其是高压动态加载下的屈服强度.进一步,基于该塑性模型研究了Be材料在冲击加载下的准弹性卸载行为,结果表明剪切波速随着压力和剪应变的变化而发生变化是材料产生准弹性卸载现象的主要原因.此外,研究了冲击波卸载过程中Be材料孪晶的演化过程,发现Be材料卸载过程中也伴随着孪晶的产生.     

纳秒脉冲下单间隙伪火花放电特性

采用单间隙伪火花放电装置,研究了纳秒脉冲下气压、间隙距离和小孔直径对伪火花放电特性的影响。研究结果表明,纳秒脉冲下伪火花放电电压随着气压、间隙距离和小孔直径的增加而减小。通过数值拟合,得到了放电电压与气压、间隙距离和小孔直径间的经验公式。放电电压随着气压、间隙距离和小孔直径的增加而减小,衰减系数分别为0.76,0.39和0.39。     

X-ray photoelectron spectroscopic studies on oxidation behavior of nickel and iron aluminides under oxygen atmosphere at low pressures

Oxidation behaviors of NiAl, Ni₃Al, and FeAl under oxygen atmosphere at low pressures were studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Clean surfaces of these aluminides were prepared by fracturing in an ultra high vacuum, and then the fractured surfaces were oxidized by exposing to high-purity oxygen at pressures up to 1.3 Pa without exposing to air. The oxides formed on NiAl and FeAl surfaces were Al₂O₃, whereas the oxide on Ni₃Al was NiAl₂O₄. Aluminum, nickel, and iron on clean surfaces were oxidized even at a pressure of 1.3 × 10⁻⁶ Pa. The oxidation evolves with an increase in the pressure of oxygen, and further oxidation of aluminum occurs prior to that of nickel or iron. The oxidation behaviors under such oxygen atmosphere were similar to those of the aluminides oxidized in air, and these behaviors could be predicted from thermodynamic consideration.     

Performance comparison and parametric study on spiral groove gas film face seals

Several spiral groove gas film face seals (SGFS) with different layouts are compared quantitatively to analyze their merits and faults and application behaviors. In addition, a parametric study on downstream mode SGFS is conducted to determine its optimal parameters under certain working conditions. In the computation of gas film pressure on the face, finite element method (FEM) is applied to adapt to complicated geometrical boundary.     

Performance comparison and parametric study on spiral groove gas film face seals

Several spiral groove gas film face seals (SGFS) with different layouts are compared quantitatively to analyze their merits and faults and application behaviors. In addition, a parametric study on downstream mode SGFS is conducted to determine its optimal parameters under certain working conditions. In the computation of gas film pressure on the face, finite element method (FEM) is applied to adapt to complicated geometrical boundary.     

Deformation effects of multi-functional monatomic carbon ring device

Carrying on first-principles, the deformation effects on negative differential resistance (NDR) and rectifying behaviors of two cumulenic monatomic rings connected by polyyne and sandwiched between two Au electrodes are investigated. Interestingly, the number of obvious NDR whose peak-to-valley ratios increase from 1.24 to 5.16 is more than three and reverse rectification ratios also climb up from 1.42 to 7.89 with deformations increasing. Analysis of transmission spectra and frontier orbitals reveals that the response of different levels and resonant peaks, and transfer of the extended states to localized states of frontier orbital resonances under biases are responsible for these phenomena. Our works present a potential route to develop a multi-functional pressure device which has multi-peaks of NDR and rectifying behaviors.     

Packing of linearly arranged benzene molecules inside single walled carbon nanotubes: The high pressure study

The high pressure behaviors and electronic properties of (C₆H₆)_n@SWCNT peapod structure with the different encapsulation densities are studied by the DFT calculation. The weak van der Waals interaction and electronic orbital hybridization interaction between the host and guest molecules are exhibited in the pressure lower and higher than 3 GPa, respectively. The encapsulation density of C₆H₆ molecules plays an important role in the structural deformation, the bonding behaviors, and the electronic orbital hybridization interaction of the considered four hybrid systems under the pressures.     

GaAs1-xPx:N束缚激子的压力行为

本文研究了77K温度下GaAs_0.15P_0.85:N样品的静压光致发光。在P>10kbar时,可清楚地观察到NN₁的发光。同时,观察到压力下N_x带发光猝灭及谱带窄化现象。结果表明,压力效应明显地加强了N_x→NN₁的热助能量转移过程。对N_x能级和NN₁能级的压力行为进行了分析和拟合计算,得到相应能级的压力系数及波函数中各能谷的有关参数。 关键词：     

GaP(N,Te,Zn)的静压光致荧光研究

对GaP(N,Te,Zn)样品做了77K的静压光致荧光研究。得到了N,NN₁,NN₃束缚激子能级的压力系数,以及施主Te和中性施主Te的束缚激子能级的压力系数。讨论了这些能级随压力的变化行为,并首次观察到Gap中自由激子的零声子发射。 关键词：     

高压下α-石英和柯石英的相变行为

利用金刚石压腔和同步辐射X射线衍射技术,对α-石英和柯石英在常温高压下的相变行为进行了研究。实验结果表明:α-石英在约23 GPa开始发生结构相变,在约44 GPa相变完成,直至59 GPa仍能观察到结晶态;柯石英在约22 GPa转变为柯石英-Ⅱ相,高于36 GPa时,继续发生结构转变,直至59 GPa仍有结晶态;氖气和氩气所提供的不同静水压条件对α-石英和柯石英的高压相变行为影响不大。实验结果为进一步厘清二氧化硅物相的压致相变行为和相变机制提供了实验支撑。