近尾迹流动的数值模拟

通过数值求解可压缩Navier-Stokes方程的方法来模拟近尾迹的分离流动。Navier-Stokes方程^[1]是利用中所给出的方法进行差分逼近的。这一方法兼备显式格式和隐式格式的优点。这是一隐式格式,因而可放松稳定性对时间步长的限制。这一格式又具有显式格式的简单性,差分方程的解可显式表达出来。求解过程中避免了通常隐式格式所要求的大量数值矩阵求逆和大量的矩阵运算。文中对不同的马赫数M_∞和雷诺数Re进行了计算。数值实验表明,本文所采用的方法是模拟底部分离流动的一个简单而有效的方法,可用来计算高马赫数和高雷诺数的分离流动。     

Jacobian系数矩阵分裂法与气动方程的数值计算

前言 七十年代中期,人们多采用显式方法数值求解可压缩的Navier-Stokes方程.这种方法简单易解,但由于稳定性对时间步长的限制,使得求解所需机时颇多.在求解定常问题时,数值求解过程可以与真实的物理发展过程不对应,人们可以根据需要而改变求解过程,以达到加速收敛的目的.Allen和Cheng就是根据这种思想计算了近底部分离流动.为了达到加速得到定常解的目的,很多人采用在不同空间点上取变时间步长的方法.在[5]中,当调节因子取标量形式时,相当于取变时间步长的方法.如果调节因子或算子放大修正系数取矩阵形式,则可得到更快的收敛速度.Beam和Warming在[7]中提出了一个非迭代的隐式方法,并在空间坐标方向上利用近似因式分解,大大提高了隐式格式的使用效率.Steger和Warming在[8]中详细介绍了流通量分裂法.1985年,MacCormack在[9]中改进了自己在[10]中提出的二步隐式方法.作者在[11]中也用流     

样品晶粒尺寸及高度偏差对XRD的影响

样品晶粒尺寸及样品高度偏差对XRD测试结果存在极大影响。实验结果表明,晶粒尺寸过大会导致异于标准卡片的衍射峰出现,且衍射谱图不具有重现性;样品高度偏差则会导致衍射峰位移动,正高度偏差使衍射峰向高角度方向移动,负高度偏差使衍射峰向低角度方向移动,峰位移动量与高度偏差呈正比:△2θ=360cosθ/πR△h。样品晶粒和高度偏差过大以致结果异常的情况应视为制样错误,测试过程中应予重视。     

三维碳微米管/碳纳米管复合结构的制备及在超级电容器中的应用

利用天然生物质杨絮特殊的管状结构通过简单的高温碳化法制备出碳微米管(CMTs). 将所得到的碳微米管作为基底, 采用化学气相沉积法制备出三维结构的碳微米管/碳纳米管(CNTs)复合材料. 利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)光谱仪、拉曼光谱仪对其进行了详细分析. 通过两电极测试体系对其超级电容性能进行测试, 碳微米管/碳纳米管复合电极在1 mol·L^-1Li₂SO₄电解液中的比电容值可达77 F·g^-1, 远大于碳微米管的比电容值(23 F·g^-1).     

Direct Numerical Simulation of Supersonic Turbulent Boundary Layer Flow

Direct numerical simulations of a spatially evolving supersonic flat-plate turbulent boundary layer flow with free Mach number M∞ = 2.25 and Reynolds number Re = 365000/in are performed. The transition process from laminar to turbulent flow is obtained by solving the three-dimensional compressible Navier-Stokes equations, using high-order accurate difference schemes. The obtained statistical results agree well with the experimental and theoretical data. From the numerical results it can be seen that the transition process under the considered conditions is the process which skips the Tollmien-Schlichting instability and the second instability through the instability of high gradient shear layer and becomes of laminar flow breakdown. This means that the transition process is a bypass-type transition process. The spanwise asymmetry of the disturbance locally upstream imposed is important to induce the bypass-type transition. Furthermore, with increasing the time disturbance frequency the transition will delay. When the time disturbance frequency is large enough, the transition will disappear.     

结晶性和粒子尺寸对C60薄膜晶体管迁移率的影响

采用真空沉积方法在不同基片温度（30~190℃）和沉积压力（1×10^-4和1×10^-1 Pa）下制得了C₆₀薄膜。研究了薄膜的结晶性和晶粒尺寸对迁移率的影响。采用X射线衍射和原子力显微镜表征了薄膜的结构和形貌,发现提高基片温度,薄膜的结晶性和粒子尺寸均提高;提高沉积压力,薄膜的晶粒尺寸增大而结晶性不变。场效应测试结果表明,C₆₀薄膜的迁移率与其结晶性密切相关,高的结晶性有利于获得高迁移率;不同于平面有机半导体材料,对于球状C₆₀半导体材料,大的晶粒尺寸可能导致低迁移率。     

Acoustic Calculation for Supersonic Turbulent Boundary Layer Flow

An approach which combines direct numerical simulation （DNS） with the Lighthill acoustic analogy theory is used to study the potential noise sources during the transition process of a Mach 2.25 flat plate boundary layer. The quadrupole sound sources due to the flow fluctuations and the dipole sound sources due to the fluctuating surface stress are obtained. Numerical results suggest that formation of the high shear layers leads to a dramatic amplification of amplitude of the fluctuating quadrupole sound sources. Compared with the quadrupole sound source, the energy of dipole sound source is concentrated in the relatively low frequency range.     

介观结构氮掺杂碳纳米笼负载铂-钌合金催化剂的优异甲醇电氧化性能

利用氮掺杂碳纳米笼（hNCNC）的高比表面积及掺杂氮原子的锚定作用,方便地将约3 nm的Pt-Ru合金纳米粒子均匀地负载在hNCNC表面,制得了Pt和Ru比例可调的Pt-Ru/hNCNC双金属合金催化剂.这些催化剂展现出优异的甲醇催化氧化活性和稳定性,且具有良好的抗CO中毒能力,显著优于Pt/hNCNC和商业PtRu/C等对照组催化剂.其优异的电化学性能可归因于以下因素的协同作用：（1） Pt-Ru合金的双功能机制增强了催化剂的CO氧化脱附能力从而使活性位重新暴露,（2） hNCNC的氮掺杂及高比表面积有利于获得粒径小且均匀的合金纳米粒子,（3） hNCNC的多尺度分级孔结构有利于甲醇等参与反应物质的传输.     

可压缩均匀各向同性湍流的直接数值模拟

采用8阶精度的中心差分格式及7阶精度的迎风偏斜格式对Re_l = 72~153, M_t= 0.2~0.7的均匀各向同性湍流进行了直接数值模拟, 建立了湍流数据库. 与他人的计算结果吻合十分理想, 说明方法的有效性. 数值结果表明, 采用适当的迎风型差分格式可以克服起动问题(start-up problem)对湍流Mach数的限制, 提高可计算的湍流Mach数, 是可压湍流直接数值模拟的有效方法. 分析了压缩性效应对湍流统计量的影响, 发现压缩性使得湍动能的衰减加快. 探讨了可压湍流中微激波产生的机理, 对流场进行了标度律分析. 发现在本文的Reynolds数和湍流Mach数条件下, 流场中扩展自相似性仍然成立, 同时发现压缩性对标度指数影响不大.     

高精度非定常激波装配法

为正确模拟高超声速绕流中,来流小扰动与弓形激波之间的干扰对流动特征的影响,将弓形激波作为动边界,利用非定常特征关系处理激波处的边界条件.应用五阶精度迎风紧致格式和六阶精度的对称格式与三阶精度的R-K方法相结合,建立高精度非定常激波装配方法.采用该方法数值模拟钝锥高超声速定常流场和二维抛物外形高超声速边界层流动的感受性问题,数值模拟来流小扰动与弓形激波干扰激波后非定常扰动流场,研究扰动波进入边界层产生边界层不稳定波的特征.