基于磁流体热透镜效应的阈值可调光学限幅器的理论设计

理论模拟了激光束通过磁流体样品后产生的远场光斑图样,提出了一种阈值可调光学限幅器的实现方案.计算了不同光阑孔径半径和不同光阑样品距离情况下,系统的出射光功率与入射光功率的关系.得出了系统的光学限幅阈值随光阑孔径半径的增大以及光阑样品距离的减小而向高功率方向转移的结论,且限幅阈值与光阑孔径半径之间呈线性关系.定义了描述磁流体样品特征的参量f,发现了系统的光学限幅阈值随f的绝对值增加而减小.本文的结论能为实际的磁流体基可调谐光学限幅器的设计与制作提供有益的参考.     

A Comparison Study of Three CESE Schemes in MHD Simulation

The space-time conservation element and solution element （CESE） scheme based on the concept of space-time conservation integration scheme is a new second order numerical In order to further overcome excessive numerical damping due to small Courant-Friedrichs-Lewy （CFL） number and to obtain a high quality solution, a Courant number insensitive （CNIS） scheme and a high-order scheme have been proposed by Chang et al. for fluid mechanics problems recently. In this study, to explore the potential capability of applications of the CNIS CESE scheme and the high-order CESE scheme to magnetohydrodynamics （MHD） equations, several benchmark MHD problems are calculated in one and two dimensions： （i） Brio and Wu＇s shock tube, （ii） Dal and Woodward＇s case, （iii） the Orszag-Tang vortex problem, （iv） the Riemann problem. The numerical results just prove that the CNIS scheme is more accurate and can keep the divergence free condition of the magnetic field, even if the CFL number is 〈〈 1. Meanwhile, the tests show that the high order CESE scheme possesses the ability to solve MHD problems but is sensitive to the Courant number.     

生物磁粘弹性流体的流动:应用动脉电磁过热评估血液的流动,癌症治疗进程

利用生物磁流体动力学(BFD)原理,在生物磁流体经由遭受磁场作用的多孔介质时,研究其流动的基本理论.所研究流体的磁化强度随温度而变化.流体被认为是非Newton流体,其流动由二阶梯度流体方程所控制,并考虑了流体的粘弹性效应.假设管道壁是能够伸展的,管壁表面的速度与到坐标原点的纵向距离成正比.首先将问题简化为包括7个参数的、耦合的非线性微分方程组的求解.将血液看作生物磁流体,并用上述方法分析,目的是计算某些血液的流动参数,并配以适当的数值方法,导数用差分格式近似.计算结果用图形给出,从而在磁场作用下,得到过热状态中关系血液的、血流动力学流动的理论预测.结果清楚地表明,在电磁过热治疗进程期间,磁偶极子对动脉中血液流动特征的影响起着重大作用.该研究引起了临床医学的关注,其结果有益于癌症病人采用电磁过热的治疗.     

电弧螺旋不稳定性理论的简化分析和数值研究

在静电磁流体方程基础上提出了柱状放电弧等离子体的磁螺旋不稳定性的一种新的线性分析方法。通过数量级分析得到了简化扰动能量方程。数值研究了外加轴向磁场、输入功率和弧柱半径外管壁半径相对大小等对电弧不稳定性的影响。     

超新星(续)

超新星爆炸是发生在宇宙空间中极为壮观、丰富多彩和引人入胜的重要现象,涉及许多有趣的、尚待探索的物理学研究领域和天体物理学及宇宙学若干相关分支的重要应用.本文试图描述超新星现象研究在各方面的重要意义,提供基本观测事实和理论框架信息以及介绍我们正在从事的部分相关研究工作.     

HT-7超导托卡马克调制电流改善等离子体约束

 在HT-7超导托卡马克上进行了电流调制改善等离子体约束物理实验，获得了初步的实验结果。对电流调制时的径向电场进行了数值计算和讨论。当等离子体环向电流以适当的频率和幅值周期性调制时，低模数的磁流体不稳定性得到明显的抑制，等离子体中心电子温度增加了33%，等离子体电子密度分布明显陡化，能量约束时间增加了27%~45%。杂质辐射周期性减少,粒子约束时间增加了2倍。在等离子体边界产生更强的径向负电场。     

相转移法制备Fe3O4正己烷磁流体

采用一种新的相转移法制备了双层包裹的Fe3O4正己烷磁流体.首先,以油酸钠作为表面改性剂,对化学共沉淀制备的Fe3O4纳米颗粒进行双层包裹,制备了稳定的水基磁流体,在此基础上,通过加入乙酸(CH3COOH)将亲水颗粒转变为亲油颗粒,并用萃取的方法将亲油颗粒成功转移到正己烷相.傅里叶变换红外光谱(FTIR)表明,通过调整pH值可以将双层包裹的磁性颗粒外层带有的亲水基团油酸根R—COO-转变为亲油的R—COOH,从而使得包裹的颗粒既可溶于极性载液也可溶于非极性载液.利用X射线衍射仪(XRD)、振动样品强磁计(VSM)和透射电子显微镜(TEM)对Fe3O4颗粒的形貌、组成及磁流体的性质进行了表征.结果表明,利用这种新的相转移法可以保证颗粒在单分散下充分包裹并避免团聚.制备的正己烷磁流体稳定性好,长期放置未发生分层现象.通过蒸发正己烷,可以得到不同固含量的磁流体并可以将其与其它油基载液互溶,从而得到不同载液的Fe3O4油基磁流体.     

托卡马克理想磁流体不稳定性的统一描述(Ⅱ）

采用磁力线为直线的坐标系，进一步将托卡马克理想磁流体剪切阿尔芬运动方程展开，获得了描述低模数环形阿尔芬本征模（TAE和EAE）的方程。     

Analytical solution of magnetohydrodynamic sink flow

An analytical solution to the famous Falkner-Skan equation for the magnetohydrodynamic (MHD) flow is obtained for a special case, namely, the sink flow with a velocity power index of −1. The solution is given in a closed form. Multiple solution branches are obtained. The effects of the magnetic parameter and the wall stretching parameter are analyzed. Interesting velocity profiles are observed with reversal flow regions even for a stationary wall. These solutions provide a rare case of the Falkner-Skan MHD flow with an analytical closed form formula. They greatly enrich the analytical solution for the celebrated Falkner-Skan equation and provide better understanding of this equation.     

Regularity criteria of axisymmetric weak solutions to the 3D magnetohydrodynamic equations

In this paper, we study the regularity criteria for axisymmetric weak solutions to the MHD equations in ?³. Let ω _θ , J _θ and u _θ be the azimuthal component of ω, J and u in the cylindrical coordinates, respectively. Then the axisymmetric weak solution (u, b) is regular on (0, T) if (ω _θ , J _θ ) ∈ L ^q (0, T; L ^p ) or (ω _θ , ▽(u _θ e _θ )) ∈ L ^q (0, T; L ^p ) with $\tfrac{3} {p} + \tfrac{2} {q} \leqslant 2$ , $\tfrac{3} {2} < p < \infty$ . In the endpoint case, one needs conditions $\left( {\omega _\theta ,J_\theta } \right) \in L^1 \left( {0,T;\dot B_{\infty ,\infty }^0 } \right)$ or $\left( {\omega _\theta ,\nabla \left( {u_\theta e_\theta } \right)} \right) \in L^1 \left( {0,T;\dot B_{\infty ,\infty }^0 } \right)$ .