用蒙特卡洛方法计算红外光学系统的杂散光

将蒙特卡洛方法应用于红外光学系统的杂散光计算。对光学系统的几何结构和部件物理类型进行了标准化处理，建立了有关概率模型并采用能有效提高计算速度的光线跟踪方法。在此基础上编制了通用的杂散光计算软件并对某型号红外相机的杂散光进行了分析。     

浅谈文科高等数学的教学

本探讨了在大学科高等数学教学中，教师要重视数学化的传播，注意改进教学方式，以及教师自身应具有高度的责任心等几方面的教学体会。     

冲击载荷下饱和砂土渗流和破坏的实验研究1)

对饱和砂土在冲击载荷下发现的变形和流动效应进行了落锤模拟实验研究,发现砂土骨架出现纵向排水通道和横向断裂等现象,对可能影响这些现象的主要因素进行了对比的实验,对上述实验现象进行了初步的解释.     

煤在瓦斯渗流作用下持续破坏的机制

为了考察煤在瓦斯渗流作用下的破坏及其扩展,我们进行了突出模拟实验,发现破坏以薄片状多层开裂的方式向煤体内部扩展;煤体加速度信号与气体压降信号耦合;当初始瓦斯超压较高时破坏扩展过程随着时间的发展趋于某种稳态,破坏前沿近似以常速v_f传播,破坏片亦具有一定的厚度Δz。进一步分析与实验表明:Δz,v_f,主要是由破裂前沿轴线附近的瓦斯渗流与煤体抗拉强度所决定;Δz与v_f之积与初始瓦斯压力、煤体抗拉强度、渗透系数、孔隙率、气体粘性系数间存在确定的关系,与瓦斯吸附特性和煤型半径几乎无关。上述研究将有助于了解煤和瓦斯突出中破坏扩展的机理。     

Development of the liquid level meters for the PandaX dark matter detector

The two-phase xenon detector is at the frontier of dark matter direct search. This kind of detector uses liquid xenon as the sensitive target and is operated in two-phase （liquid/gas） mode, where the liquid level needs to be monitored and controlled in sub-millimeter precision. In this paper, we present a detailed design and study of two kinds of level meters for the PandaX dark matter detector. The long level meter is used to monitor the overall liquid level while short level meters are used to monitor the inclination of the detector. These level meters are cylindrical capacitors that are custom-made from two concentric metal tubes. Their capacitance values are read out by a universal transducer interface chip and are recorded by the PandaX slow control system. We present the developments that lead to level meters with long-term stability and sub-millimeter precision. Fluctuations （standard deviations） of less than 0.02 mm for the short level meters and less than 0.2 mm for the long level meter were achieved during a few days of test operation.     

荧光光纤温度传感器的辐射光功率

对采用p型GaAlAs/GaAs双异质结构半导体材料作为光纤温度传感器的荧光辐射功率进行了理论分析和数值计算,计算结果与文献报道的实验数据符合较好。     

一种新型的高速电影经纬仪

112高速电影经纬仪是一种新型的高速光电跟踪测量系统,可用于快速运动目标的轨迹测量和姿态记录,单台完成定位,并有实时输出的功能。 该设备与传统的电影经纬仪相比,具有明显的特点,它采用双反射镜跟踪的结构方式,减少了运动部分的惯量,并提高同步数据采集处理和记录速率到200次/秒,有利于高速跟踪测量。     

弧长法在斜直井内管柱非线性屈曲分析中的应用

对于斜直井内底部-段管柱的后屈曲问题,基于受径向约束管柱的微分求积(DQ,Differential Quadrature)单元,构建了弧长迭代法.给出详细的迭代步骤和迭代初值的确定方法,对不同端部侧向约束条件下的管柱非线性屈曲进行迭代计算.并与现有文献中的近似解析解、实验结果和纯载荷增量迭代法的数值计算结果进行比较.结果显示,本文方法克服了有限单元法在处理管柱自重时的困难,同时能自动调节增量步长,跟踪管柱非线性后屈曲平衡路径的全过程.计算效率高、收敛性好、易于实施,可以用来分析斜直井内管柱的非线性屈曲问题.     

基于离轴腔增强吸收光谱双组分CH4/H2O高灵敏度探测研究

H₂O和CH₄在气候变化过程中起着关键作用,实时在线测量H₂O和CH₄浓度一直都是国内外学者研究的热点问题之一。利用1.653 μm可调谐半导体激光器作光源,结合反射率为99.997 6%的两片高反射镜组成离轴腔增强吸收光谱装置,开展了H₂O和CH₄的高灵敏度测量研究。离轴腔增强系统的有效吸收光程通过吸收面积-浓度关系法来标定,吸收面积-浓度关系法的可行性首先通过已知光程的光学吸收池进行验证,确定有效后用于标定离轴腔增强系统的有效光程。结果表明,基长为21 cm的离轴腔增强系统的有效吸收光程达到了8 626.3 m。当谐振腔内压力为5.06 kPa时,利用7组不同浓度的CH₄标准气体（0.2～1.4 μmol·mol-1）对系统进行了线性响应标定测试,得到了CH₄吸收的积分面积与浓度拟合关系曲线。系统的稳定性、可实现的最小探测灵敏度等信息通过Allan方差进行分析,结果表明系统对探测CH₄的最佳平均时间为100 s,最小可探测浓度极限为7.5 nmol·mol-1;系统对探测H₂O的最佳平均时间为200 s,最小可探测浓度极限为55 μmol·mol-1。对提高系统测量精度的数据处理方法也进行了分析研究,结果表明相比于多次平均方法,Kalman滤波能显著的提高测量精度,而且缩短了系统的响应时间。最后,利用搭建的离轴腔增强实验系统结合Kalman滤波数据处理方法对实际大气中CH₄和H₂O浓度进行了连续两天的测量,CH₄每天平均的浓度分别为2.1和2.08 μmol·mol-1,H₂O每天平均的浓度分别为11 515.6和11 628.6 μmol·mol-1,由此可知建立的离轴腔增强吸收光谱装置能够用于大气CH₄和H₂O的测量,另外建立的系统也可用于相关工业领域的高灵敏度CH₄和H₂O监测。