利用换能器电信号相位特征实时监测高强度聚焦超声治疗中的声空化

高强度聚焦超声(HIFU)激发的声空化可加速靶组织的热消融,但声空化的实时监测是一个亟需解决的问题。利用HIFU换能器驱动电信号的相位差与电阻抗之间的数学模型,建立了HIFU辐照及换能器驱动电信号、声空化信号实时检测实验系统,探究了HIFU辐照离体牛心组织过程中,换能器驱动电信号的相位差与B超影像灰度变化及宽频水听器检测到的次谐波和宽带噪声信号的变化规律。结果表明:当声空化发生时,换能器驱动电信号相位差的变化与水听器检测到的次谐波和宽带噪声信号变化具有一致性,通过相位差的变化可实现HIFU辐照靶组织中声空化的实时、精准监测,这为HIFU所致声空化的实时监测提供了一种有应用前景的解决方案。     

铕原子Rydberg态的场电离研究

利用三步激光共振激发结合场电离探测技术,系统地研究了铕原子归属于第一电离限4f76s 9S4的4f76snp Rydberg态的场电离过程,得到了铕原子4f76snp Rydberg 态的场电离光谱图。在光激发之后施加脉宽为0.2μs的脉冲电场,连续扫描电压得到场电离过程图。从4f76snp Rydberg态的场电离过程图谱中,可以精确地获得态的场电离阈,观察电场逐步从0到3 kV变化时原子的演化过程。特别是,受黑体辐射的影响,一些结构出现在了场电离光谱图上。     

空化水动力学非定常特性研究进展及展望

空化作为一种重要的复杂水动力学现象,具有明显的三维流动特征与剧烈的非定常特性,在水力机械、船舶推进器、水利工程中广泛存在,且通常会带来不利的影响,长期以来一直是水动力学领域研究的重点与难点课题之一.本文首先从实验测量和数值模拟两个角度,综述了空化水动力学非定常特性研究的发展概况, 分析了当前存在的问题.在空化实验研究中,主要介绍了空化水洞、空化流场测量以及多物理场同步测量等方面所取得的进展.在数值模拟方法中, 对目前的空化模型和湍流模型进行了分类介绍,并重点讨论了大涡模拟、验证和确认等在空化流模拟中的应用.之后以附着型空化为主, 同时兼顾云状空泡、空蚀、涡空化等,梳理了其研究中存在的几个关键科学问题,包括空化演变、空化流动的三维结构、失稳机制、空化不稳定性及其与低频压力脉动的联系、空化与旋涡的相互作用、空化与弹性水翼的流固耦合、空化对尾流场影响等.最后展望了空化水动力学的研究方向和未来发展趋势.      

轴流式水力机械转轮中局限空化流动的面元奇点解法

轴流式水力机械转轮中局限空化流动的面元奇点解法刘四清，常近时（北京农业工程大学水利与建筑工程系北京１０００８３）关键词：空化，水力机械，转轮。ＳＯＬＵＴＩＯＮＴＯＰＡＲＴＩＡＬＣＡＶＩＴＡＴＩＯＮＦＬＯＷＩＮＩＭＰＥＬＬＥＲＯＦＡＸＩＡＬ－ＦＬＯＷＨ...     

宇宙线和高能天体物理

羊八井中日合作二期阵列在1997-1998年最有意义的实验结果主要来自于把探测阈能降低到～3TeV的局部加密阵列部分。例如,在活动星系核MrK 501在1997年3月到8月变得比蟹状星云还亮很多的甚高能γ射线爆发期间，羊八井加密阵列与国际上七个大型契仑可夫望远镜一道看到了这个过程，而且是其中唯一有较完整的时变曲线的一家。同时，对蟹状星云的观测数据也显示在3TeV附近存在～4σ的γ流超出，而在10TeV则未观测到有统计意义的超出(最终结果将在1999年发表)。     

10-6-10-4m2/s黏度液体中靶受力学作用的测试与分析

通过自行研制的光纤传感器对不同黏度液体中材料靶后的力学作用进行研究,获得了液体黏度变化对等离子体烧蚀力、射流冲击力及空泡生存周期的影响. 实验结果表明:液体黏度相同时,靶材所受冲击力幅值随作用激光能量的增加单调上升;液体黏度增加时,靶材所受的冲击力减小,靶材的空化空蚀程度亦减小;受液体黏度增大的影响,空泡膨胀或收缩过程减缓,相应的生存周期也增大. 此外,对空泡溃灭周期公式进行修正,结果表明修正后的理论估算值与实验值的一致性较好.     

声空化强化振荡流热管传热实验研究

本文提出了声空化强化振荡流热管传热的方法,并对常规振荡流热管与声空化振荡流热管传热性能进行了对比实验,观察不同加热温度和声空化强度对热管传热性能的影响.实验结果表明在不同的声空化强度下,声空化振荡流热管传热均大于常规振荡流热管;在相同的加热温度下,声空化振荡流热管的当量导热系数均大于常规振荡流热管.声空化强化振荡流热管传热的方法是可行的.     

混流式水轮机内部流场的三维空化湍流计算

本文通过理论分析,引入三维混合流体完整空化湍流模型,确定了混流式水轮机内部三维空化湍流计算的方法.用数值模拟手段对混流式水轮机的内部空化流场进行了计算,采用了全三维全流道的湍流计算方法,基于RNG的k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,从蜗壳进口到尾水管出口,包含所有流道在内的整体一次完成定常.根据得到的三维空化流场数据,对转轮内部流场进行了流场分析,求得了计算临界空化系数,和试验值进行了比较;模拟了特征工况下的尾水管涡带,和试验数据进行了比较.     

三维小空化数空泡流数值方法

采用均质平衡流空泡模型,引入基于求解液体质量份数输运方程的空泡流模型,提出新的压力密度耦合的压缩性方法和控制气液两相转换的源项,求解汽水混合介质的RANS方程和带低雷诺数修正的k-ε模型,实现了小空化数(σ=0.2~0.01)下水下航行体的空泡流数值模拟.得到清晰的空泡形态特征与内部结构,以及空泡长度和最大直径随空化数的变化规律,给出航行体运动阻力系数与空化数之间的变化关系.将计算结果与解析结果及实验数据进行比较表明,该方法保证了极小空化数下自然空泡流计算的稳定性与收敛性,提高了空泡形态特性的预报精度.     

细长体后部非定常超空泡研究

采用积分方程方法,研究了轴对称细长体后部非定常超空泡问题.应用时间有限差分离散化方法,对积分方程进行了求解.以细长锥体空化器为例,文中分别给出了当锥角和空化数改变(简称扰动)时,空泡长度和形状的变化规律.当流场周期扰动时,分析计算了超空泡的尺度变化.分别采用本文方法和理论公式,对空泡长度与空化数的关系曲线进行了对比.数值结果表明,扰动周期越短,空泡长度的变化越小;在相同的扰动频率下,空泡越长,时间滞后越长;空泡长度相同时,扰动频率越高,时间滞后越长.在高频脉冲扰动下,有脉冲波形沿着空泡表面传播,其传播速度为来流速度.在周期小扰动情况下,扰动波形沿着空泡表面传播,传播速度也是来流速度.本文得到的数值结果为水下航行体空化器的分析和设计提供参考作用.