致密物质状态方程:中子星与奇异星

中子星结构一直是核物理、粒子物理和天体物理共同关注的热点难题,双中子星并合事件GW170817的发现更是掀起这一研究的高潮。致密物质的状态方程是决定中子星结构的关键输入量,但是到目前为止,高密度的核物质状态方程行为依然很难确定。如今国内外已有许多运行或规划的大型核实验装置和天文观测设备,有望帮助我们很快解开致密物质状态方程的谜团。本文系统地阐述了基于微观多体理论和唯象模型对脉冲星类天体状态方程的研究现状,也讨论了奇异相变和奇异物质。结合理论计算和核物理实验及天文观测数据,致密物质状态方程的研究已取得相当多进展,但是也面临不少挑战,比如从实验和观测数据提取状态方程信息时的模型依赖,中子星各部分模型的不自洽以及各种依赖热密物质复杂动力学性质的实验和观测量。随着LIGO即将再运行而发现更多双中子星甚至中子星-黑洞等并合事件,多信使天文观测可望最终揭开中子星结构之谜。The matter state inside neutron stars (NSs) is an exciting problem in nuclear physics, particle physics and astrophysics. The equation of state (EOS) of NSs plays a crucial role in the present multimessenger astronomy, especially after the event of GW170817. Thanks to accruing studies with advanced telescopes and radioactive beam facilities, the unknown EOS of supranuclear matter could soon be understood. We review the current status of the EOS for pulsar-like compact objects, that have been studied with both microscopic many-body approaches and phenomenological models. The appearance of strange baryonic matter and strange quark matter are also discussed. We compare the theoretical predictions with different data coming from both nuclear physics experiments and astrophysical observations. Despite great progresses obtained in dense nuclear matter properties, there are various challenges ahead, such as the model dependence of the constraints extracted from either experimental or observational data, the lack of a consistent and rigorous many-body treatment of all parts of the star, the dependence of many observables on the turbulent dynamics of relevant hot dense system. As LIGO is about to run again and discover more NS merger events, multimessenger observations are expected to finally unravel the mystery of NS structure.     

产水气井井筒温度压力计算方法

应用考虑气液相间滑脱与流体沿井筒截面非均匀分布的漂移模型,结合动量守恒、能量守恒和井筒传热学,建立考虑井斜变化的气井井筒温度、压力耦合预测模型,通过15口实测井数据对模型进行验证.结果表明:所建模型可以准确计算产水气井井筒的温度和压力,计算结果平均绝对误差3.60%,满足工程计算要求.     

快拍模式甚长基线干涉观测的数据处理

本文发展了快拍(Snap-Shot)甚长基线干涉(VLBI)射电天文观测的成图技术,同时也讨论了由残缺uv数据所获得的射电源结构的可靠性。论述过程中,射电源3C48的全球VLBI网50cm波段处理结果被选为参考实例。     

粉体粒径及烧结工艺对ZrB2陶瓷致密化行为与晶粒长大的影响

利用热压烧结(HP)和放电等离子烧结(SPS)制备了ZrB2陶瓷,研究了粉体粒径和烧结工艺对ZrB2陶瓷致密化行为和晶粒长大的影响.结果表明,相同工艺下以平均粒径为200 nm的ZrB2粉体为原料替代平均粒径为2μm的ZrB2粉体可以明显促进粉体的致密化烧结,采用SPS替代HP工艺可以显著降低粉体的致密化温度,采用平均粒径为200 nm的ZrB2粉体在1900℃进行SPS工艺烧结即可实现ZrB2陶瓷的致密化烧结.     

致密储层束缚水干化反应及干化效应差异分析与评价

通过向致密储层中注入干化剂,使其与地层水发生干化反应能够消耗地层水、降低储层含水饱和度,从而提高气体渗流能力。以致密气藏干化原理为基础,对所选干化剂进行原理性干化实验发现,干化剂实际耗水量大于理论耗水量。分析认为,干化剂实际干化效果还受化学反应热效应的影响。本文以热化学理论为基础,研究了干化剂与水反应的热效应及其对干化效果的影响。并考虑到实际地层往往处于不同的温度和压力条件下,故对干化反应热效应随体系温度和压力的变化情况做了研究。结果表明,所选干化剂与水反应能够放出约5.28k J/g的热量,放出的热量能够使反应速率加快和使部分水分子蒸发成气相从而提高干化效率;干化剂化学反应热随温度和压力的升高而增加,但增加速率较小;温度和压力的变化对热蒸发耗水量影响较小。     

考虑水力压裂缝和天然裂缝动态闭合的三维离散缝网数值模拟

基于嵌入式离散裂缝模型, 提出一种可在三维空间中考虑应力状态影响的裂缝动态闭合表征方法。将任意方向裂缝的开度和渗透率考虑为作用在裂缝平面法向有效应力的函数, 同时用裂缝传导率变化表征支撑剂充填的水力压裂缝与被开启的天然裂缝由于油藏开发过程中地层流体压力下降而发生的动态闭合行为。研究表明: 致密油藏开发以缝控储量为主。对压裂水平井进行产能评价时, 裂缝动态闭合会导致产能的部分损失, 其影响不可忽略; 水力压裂缝的支撑剂材料属性及天然裂缝的刚度是其中的主控因素。因此需要增大支撑剂的浓度、粒径大小并改善支撑剂的性质, 在最大程度上降低裂缝闭合对生产的不利影响。     

致密砂岩逆向渗吸作用距离实验研究

中国致密油储量丰富, 但多数致密储层波及效率低, 衰竭开发效果较差. 逆向渗吸是致密油藏注水开发过程中的一种重要的提高采收率途径, 目前许多学者主要针对致密油藏渗吸采收率及其影响因素开展研究, 而对于渗吸作用距离(表征致密油藏渗吸作用范围)研究较少. 本文采用CT在线扫描装置建立了致密岩心逆向渗吸作用距离量化方法, 明确了逆向渗吸的作用范围, 进一步研究了流体压力、含水饱和度、岩心渗透率和表面活性剂对逆向渗吸作用距离的影响, 阐明了逆向渗吸作用距离与渗吸采收率的关系, 为提高致密油藏采收率提供指导. 研究结果表明, 渗透率为0.3 mD的致密岩心逆向渗吸作用距离尺度仅为1.25 ~ 1.625 cm; 5 MPa条件下渗透率为0.302 mD的岩心逆向渗吸作用距离为1.375 cm. 在本实验条件下, 流体压力和初始含水饱和度对致密岩心逆向渗吸作用距离的影响较小, 而渗透率和表面活性剂对致密岩心逆向渗吸作用距离的影响显著, 渗透率为0.784 mD的岩心逆向渗吸作用距离相较于渗透率为0.302 mD的岩心提高2.63倍. 逆向渗吸作用距离是渗吸采收率表征的重要参数, 决定了逆向渗吸作用的波及范围.      

制备固体氧化物燃料电池中电解质薄膜的电泳沉积法

固体氧化物燃料电池(SOFCs)是一种高效、清洁的全固态能量转化装置，但过高的工作温度(700～900℃)限制了其使用范围和寿命，SOFC中低温化已成为当前研究热点。制备超薄电解质(厚度<10μm)可缩短氧离子传导路径，有效降低欧姆损耗并提升中低温SOFC输出功率。电泳沉积工艺因其成本低、制备速度快等优势，极具大规模商业化生产电解质薄膜的潜力。本文归纳了近十年来电泳沉积工艺在SOFC电解质薄膜生产中的研究进展，并针对电泳沉积过程中的基体选择及预处理、稳定悬浮液制备、气泡消除及热处理过程等瓶颈问题展开讨论。结合大规模商业化薄膜制备应用的需求分析，给出了电泳沉积工艺未来研究方向的建议。