X光转换靶区物理现象研究

描述了束靶作用产生X光的同时伴随有回流离子、回流颗粒的产生及对加速器品质的影响;利用激光干涉法测量等离子体(回流离子)的性能参数,得到靶前等离子体的密度为1022/m3;利用高速分幅相机测量回流颗粒运动速度为2～4km/s,根据该结果,设计3种快门阻挡回流颗粒;最后给出多脉冲下X光转换靶的物理设计,即泡沫靶和叠靶(复合靶)。     

多层分布式轫致辐射靶初探

直线感应加速器（LIA）能够将高能，强流电子束经过传输聚焦形成毫米量级的束斑与轫致辐射靶作用产生高剂量的X光。束靶相互作用可在靶面产生等离子体（回流离子），回流离子与电子束作用导致电子束束斑变大，降低X光的分辨率，在多脉冲情况下影响到后续电子束的束靶作用。分布式轫致辐射靶为叠靶，是将多个极薄（厚度为0.05mm)的靶叠加起来，中间为真空。由于叠靶分布增大了束靶作用立体空间，降低了束靶作用后沉淀在靶面的能量，因而减弱或消除回流离子的产生。本文对叠靶结构模型进行了理论计算与实验研究，把得到的结果与单靶的结果进行比较分析，结果表明两种结构下所得到的X光照射量大小与角分布完全相同。     

多脉冲束靶相互作用综述

对多脉冲束靶相互作用下的多脉冲靶室结构进行调研分析，给出多脉冲情况下轫致辐射靶结构的几种选择：再复原靶，动态靶，叠靶等，比较了各自特点；对消除回流离子的方法进行调研，分析利用电感性离子陷阱，电阻性离子陷阱等俘获轫致辐射靶前回流离子方法，并给出模拟部分实验结果，结果证明可以很好地消除大部分回流离子。     

马氏瓶回流原理分析

为了研究马氏瓶发生回流时水位变化的规律,利用理想气体定律和压强理论对马氏瓶的回流原理进行了推导,得到了引起马氏瓶回流水量的计算公式,并结合试验对公式进行了验证,发现水量的计算值与实际值基本一致,表明了计算公式的适用性。同时发现回流水不仅进入马氏瓶进气管,也会进入马氏瓶内,回流到瓶内的水将压缩水面上部的空气,使瓶内空腔体积减小,试验结果进一步揭示了马氏瓶回流过程的规律。     

马氏瓶回流原理分析

为了研究马氏瓶发生回流时水位变化的规律,利用理想气体定律和压强理论对马氏瓶的回流原理进行了推导,得到了引起马氏瓶回流水量的计算公式,并结合试验对公式进行了验证,发现水量的计算值与实际值基本一致,表明了计算公式的适用性。同时发现回流水不仅进入马氏瓶进气管,也会进入马氏瓶内,回流到瓶内的水将压缩水面上部的空气,使瓶内空腔体积减小,试验结果进一步揭示了马氏瓶回流过程的规律。     

感性材料与结构分析的基本模型

感性材料是一类基于植物仿生思想,利用化学能产生机械能的高能量密度智能材料.与植物感性运动类似,感性材料能够运用细胞半透膜,有选择、可控地将物质传输到体内产生定向变形.感性材料由基体材料中夹杂液体腔组成,液体腔周围有一层包含离子传输通道(离子泵、离子通道、离子协运机制等)的人工合成细胞膜.本文对感性材料的基本建模过程进行描述,建立了多感性驱动单元与结构相互作用的分析模型,并给出了计算结果.在感性单胞层次,通过对细胞膜离子传输过程以及结构力学模型进行耦合计算,再现感性运动中离子传输和基体结构的力学响应情况;通过改变各初始输入参数,研究不同参数对感性材料变形和响应过程的影响.     

感性材料与结构分析的两尺度模型

感性材料是一类基于植物仿生思想,利用化学能产生机械能的高能量密度智能材料。与植物感性运动类似,感性材料能够运用细胞半透膜,有选择、可控地将物质传输到体内产生定向变形。感性材料由基体材料中夹杂液体腔组成,液体腔周围有一层包含离子传输通道(离子泵、离子通道、离子协运机制等)的人工合成细胞膜。本文对感性材料的基本建模过程进行描述,建立了多感性驱动单元与结构相互作用的分析模型,并给出了计算结果。在感性单胞层次,通过对细胞膜离子传输过程以及结构力学模型进行耦合计算,再现感性运动中离子传输和基体结构的力学响应情况;通过改变各初始输入参数,研究不同参数对感性材料变形和响应过程的影响。     

油-水两相湍浮力回流双流体模型

在自然界和工程技术的许多领域,常遇到这样一类物理性质相差悬殊的两相复杂湍流,其特点是流场中包含有回流和因两相间的密度差而产生的浮力,在一定条件下,流场的密度分布会发生突变,使数学模拟和数值计算的难度大大增加。本文把研究精细的油污染预报模型作为基本目标,广泛地涉及了两相湍流精细模拟的理论和方法。用Eulerian坐标系中多流体模型统一描述油和水两相各自的运动,并分别对油和水本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟,建立了油-水两相湍浮力回流双流体模型及相应的数值计算方法。选定了包含有浮力和回流的两相复杂湍流作为模拟对象,对模型进行了数值验证,并与实测资料作了对比。然后,对油-水两相湍流进行了预报。结果表明,模型的模拟效果非常满意。     

玄武岩纤维混凝土的耐碱腐蚀性及力学性能试验研究

玄武岩纤维是一种性能优良的无机材料,可有效改善混凝土的耐腐蚀性能。为研究碱性环境下玄武岩纤维对混凝土耐腐蚀性能的影响规律,本文将10种配合比的100mm×100mm×100mm混凝土试块置于20%NaOH溶液中,每30d记录裂缝发展并测定吸水率变化;每90d进行材料性能试验,测定混凝土抗压强度,同时测定混凝土内部Na离子分布情况,研究其迁移规律。研究结果表明:添加玄武岩纤维能有效抑制混凝土裂缝的产生和发展,有效阻止Na离子的迁移,但是随侵蚀时间增长其阻抗作用呈下降趋势;与普通混凝土相比,添加适量的玄武岩纤维对混凝土性能有较好的提升,但少量或者过量均会产生不利影响;当纤维体积掺量为0.1%时,最为有利。另外,通过研究发现,添加粉煤灰对降低BFRC的吸水率及减缓Na离子迁移并不理想,同时会降低其承载力。本文从宏观现象、微观离子分布及整体力学性能等方面对玄武岩纤维混凝土耐碱腐蚀性能进行了研究,并在试验的基础上提出了碱侵蚀强度衰减模型,为玄武岩纤维混凝土工程应用提供一定的技术支持。     

后台阶分离流动中大涡结构演变的数值模拟

本文对后台阶分离流动中涡结构的演变进行了大涡模拟，研究了流场结构的变化规律。详细讨论了随着雷诺数的增加流场结构的典型特征的变化规律，指出流场中的涡结构随着雷诺数的增大变得十分复杂和丰富，回流区的数目、大小及其出现的位置也显著地不同。这些结果与已有的一些实验值和流场显示结果是吻合的。在此基础上，进一步研究了高雷诺数时流场中大尺度涡结构的瞬时发展和演化过程，展示了其中大涡的产生、追随、吸引、合并和破碎等过程。对于高雷诺数情况，对大涡模拟得到的数值结果进行了统计，得到的时均速度分布以及台阶后方的回流区长度与现有的其他实验结果符合得很好。本研究是针对后台阶分离流动深入开展湍流控制以及两相流动研究的基础。     

不同磷化工艺对锰系磷化膜质量影响的实验研究

针对发动机的凸轮、挺杆这对摩擦副常常在跑合阶段出现擦伤现象,人们对凸轮或挺杆进行锰系的磷化处理。 作者研究了三种不同的磷化液在四种不同材料上产生的磷化膜的表面质量,通过对磷化膜元素含量的电子探针分析,说明了磷化液中锌离子与镍离子对磷化膜形成的不同作用。另外,在环-块试验机上的磨损实验表明,在GCr15钢上用镍盐作催化剂的磷化液产生的均匀紧密的磷化膜具有较好的跑合特性。     

酯基功能化离子液体作为钢/钢摩擦副润滑剂的摩擦学性能研究

合成了含酯基官能团的咪唑类离子液体;研究了其物化性质及热稳定性;通过与非功能化的烷基咪唑离子液体对比,在SRV摩擦磨损试验机上研究了常温及高温条件下酯基功能化离子液体作为钢/钢摩擦副润滑剂的摩擦学性能;用SEM和XPS对磨斑表面进行了分析.结果表明:酯基功能化离子液体具有很高的热稳定性;酯基团的引入使得离子液体的黏度有所增加,导致其在较低载荷下的减摩性能降低,但引入的酯基官能团增强了离子液体对金属表面的化学吸附力,使其抗磨性能显著提高,在高载荷下离子液体分解所产生的活性元素氟与摩擦副表面的金属发生摩擦化学反应,生成以氟化亚铁和氧化铁为主体的边界润滑膜,从而降低了摩擦和磨损.同时发现含有TF₂N^-阴离子的功能化离子液体较含有BF^-₄阴离子的功能化离子液体具有更好的抗磨性能;含有较长N-烷基链的功能化离子液体的抗磨减摩性能较好.     

飞机翼身干扰流动分离机理研究

采用CFD(计算流体力学)方法,结合风洞试验结果,对飞机翼身干扰流动分离机理进行了研究。分析了机翼根部马蹄涡、边角涡的内部结构和形成过程;研究了机身和机翼的压力分布及附面层,进而总结给出了飞机翼根流动分离机理;同时也验证了CFD方法对翼身干扰计算的准确性。研究结果表明:机翼前缘对气流的阻挡作用形成较高的逆压梯度,使气流产生回流形成马蹄涡,马蹄涡影响翼根表面附面层,使机翼机身附面层掺混失稳,向下游流动发展形成边角涡。     

通气空泡尾部气泡流仿真和特性分析

基于欧拉-欧拉双流体模型对通气空泡尾部气泡流进行数值仿真, 并采用基于多尺寸分组模型的总体平衡方法预估气泡尺寸分布. 应用改进后湍流耗散系数计算模型, 考虑了气泡体积含量对在湍流作用下气泡扩散现象的影响. 基于上述模型对两种试验工况下流场进行了数值仿真.结果表明模型对空泡尾部回流区特性进行了准确预示, 在回流区高湍流度作用下气泡迅速破碎成小气泡. 并进一步得到试验体尾流区空泡体积分数和速度分布. 尾流区水流速度分布保持了流体经过非流线型对称体时产生的尾流分布规律. 仿真结果与试验数据相一致, 模型适用性得到验证.      

离子液体润滑性及导电能力研究进展

具有优异润滑性能的离子液体已经引起科研工作者的广泛关注,本文中介绍了离子液体的作为润滑剂的摩擦学性能,同时对离子液体的导电能力进行了分析.重点介绍了近年来离子液体作为润滑脂导电材料在润滑脂中的导电能力和摩擦学性能.并指出离子液体作为润滑脂导电添加剂仍需解决的问题及未来的研究趋势.     

苯并三氮唑离子液体作为钢/钢摩擦副润滑剂的腐蚀性及摩擦学性能研究

为了抑制传统离子液体的金属腐蚀性,本文中合成了系列苯并三氮唑离子液体;研究了此类离子液体的物化性质、热稳定性和对钢的腐蚀性;在SRV摩擦磨损试验机上采用钢/钢摩擦副考察了室温和高温条件下此类离子液体的摩擦学性能;采用SEM和XPS对磨斑表面的进行了分析.结果显示:苯并三氮唑离子液体与含有相同阴离子的咪唑类离子液体相比,热稳定性略有下降,但在钢/钢摩擦副条件下其减磨抗磨性能占优,因此推断此类离子液体良好的抗磨性能归因于其对钢无腐蚀性.     

绕壁面小障碍物的湍流边界层研究

采用RNGK－ε模型，对统平板壁面上的条柱、方柱等多种不同形状二维小障碍物的固壁剪切湍流进行数值研究，获得了小障碍物下游回流区及其发展区的时均速度场、回流分离点长度和湍流边界层厚度，计算结果与实验比较吻合良好．结果表明，小障碍物在壁面上的设置，明显地改变了平板壁面边界层的湍流形态和结构．     

NUMERICAL ANALYSIS OF ARC MOTION IN RAILGUN MUZZLE UNDER THE EFFECT OF BACKFLOW

在电磁轨道炮发射过程中,膛口外的高温气团以远高于声速的运动速度向内膛运动,这会使得膛口的电弧形态发生改变以及电弧位移。为了实现膛口电弧运动过程的数值计算,本文基于磁流体理论,引入了一种和电弧等离子体自身电导率密切相关的电位边界条件处理方法,建立了膛口位置电弧仿真模型。对回流效应下的电弧运动规律进行了分析,并且研究了运动过程中电弧对内膛流场的温度分布产生的影响。结果表明电弧的运动加剧了膛内温升。     

回流效应下电磁轨道炮膛口电弧运动的数值分析

在电磁轨道炮发射过程中,膛口外的高温气团以远高于声速的运动速度向内膛运动,这会使得膛口的电弧形态发生改变以及电弧位移。为了实现膛口电弧运动过程的数值计算,本文基于磁流体理论,引入了一种和电弧等离子体自身电导率密切相关的电位边界条件处理方法,建立了膛口位置电弧仿真模型。对回流效应下的电弧运动规律进行了分析,并且研究了运动过程中电弧对内膛流场的温度分布产生的影响。结果表明电弧的运动加剧了膛内温升。     

浅谈动脉流体动力学分析

就我们所熟知,绝大部分正常动脉流,其血液的流动特性是属于层流范围,但随着弯曲和分 支部分会产生血液流之二次回流区,进而形成所谓近似非稳态流及紊流. 因此动脉流体的特 性会随动脉外形及条件的改变而改变. 在某些情形下,异常动脉的血液动力特性会造成动脉 的病变. 因此,近年来动脉血液流体的特性的研究,常着重于异常动脉的血液动力特性所形 成剪应力和病变部位动脉粥状硬化关系的探讨. 动脉血液流动经常包含分离流或二次回流运动,而这是流体力学的分析或数值模拟最困难的 部分. 有关分离流或二次回流的研究包括正常血管流和异常血管流,藉由二次回流的模拟与 测量可以观察血管病变的形成与演变,其中最受注目探讨题目是窄化血管如粥状斑块相关的 血液流动分析. 将回顾二维和三维、稳态、非稳态之动脉血流与窄化血管相关的几何外形作模拟研究和 实验. 并提供对血液动力学的研究方向,以作为未来医疗诊断与发展相关器材之参考.