爆炸与冲击问题的大规模高精度计算

爆炸与冲击问题的数值模拟在国防和民用安全领域具有重要的工程实用价值.由于爆炸与冲击问题是一个多物质在高应变率、高温及高压条件下的强非线性的瞬态动力学问题,给数值模拟带来了很多的困难,为此,针对爆炸与冲击问题数值模拟中的一些关键和难点问题开展了研究.提出了三维非线性双曲守恒系统的伪弧长自适应网格算法,分析了算法的实现过程,数值结果表明该算法有效地提高了冲击波强间断处的分辨率.发展了针对气相爆轰数值模拟的附加龙格-库塔方法,对非线性对流项进行显示计算,化学反应源项进行半隐式计算,有效地解决了源项引起的刚性问题,计算结果表明该算法可以准确地捕捉和描述爆轰波的复杂结构和典型特征.针对三维工程实际物理问题中的大规模计算需求,给出了三维多物质流体动力学欧拉数值方法的并行化方法,开发了三维爆炸与冲击问题并行计算程序,并给出了针对该并行程序的测试方法.上述工作有利地解决了爆炸与冲击问题大规模、高精度计算中的一些难题.最后,开展了大口径聚能射流侵彻混凝土靶问题的数值模拟和实验研究,通过典型爆炸与冲击工程问题的计算验证了所研究数值方法的有效性.      

基于量子级联激光器和长光程气室的甲烷传感器

根据中红外光谱吸收原理,利用甲烷(CH₄)气体分子在7.5 μm处的基频吸收特性,设计了一种基于量子级联激光器(QCL)和新型多反射长光程气体吸收气室(MPC)的甲烷气体传感器。该仪器使用了可进行热电冷却、工作在脉冲方式下、中心波长为7.5 μm的QCL,通过在室温条件下调节其注入电流(500 mA～1.6 A调节范围),其出射光波长可以扫过CH₄(1 332.8 cm-1)气体吸收线。同时使用了一种紧凑型MPC(40 cm长,800 mL采样容积),使得系统有效总光程达到16 m。此外,系统中使用了参考气室,并加入了空间滤波光学结构以满足MPC对入射光束的要求,配合差分吸收光谱检测原理,有效地改善了光束质量,降低了由光源波动引起的噪声,提高了仪器的检测灵敏度。通过对不同浓度的甲烷气体进行多次检测,该仪器的稳定性能良好,按信噪比为1计算,可实现对甲烷气体的检测下限为1 μmol·mol-1。     

AA3型连续流动分析仪测定天然泉水中的亚硝酸盐氮

建立应用AA3连续流动分析仪测定天然泉水中亚硝酸盐氮的方法。在0-5.00mg·L^-1线性区间内该方法线性关系好,较高的精密度和准确度,检出限低。与GB／T8538-2008饮用天然矿泉水检验方法中亚硝酸盐氮分光光度法相比,该方法具有自动进样、分析速率快、试剂耗量低等优点,可应用于大批量天然泉水分析.     

Production and detection of ultracold Cs2 molecules via four-photon adiabatic passage

We study theoretically how to produce and detect the ultracold ground-state Cs2molecule from Feshbach state. Numerical calculations are performed by solving the quantum Liouville equation based on multilevel Bloch model. The producing efficiency reaches 55% and the detecting efficiency is 31%. The producing and detecting efficiencies are closely related to the Rabi frequencies of laser pulses. The decay of relevant electronic and vibrational states obviously reduces the producing and detecting efficiencies.     

Ti/TiO_2包覆ZnO:Tb纳米纤维的光学性质

用电纺丝方法制备了ZnO:Tb纳米纤维.用X-射线衍射、Raman光谱对其形貌做了表征.结果显示,ZnO:Tb纳米纤维为六方纤锌矿结构,Tb掺杂对ZnO的结晶性有影响.利用表面等离激元,通过对纳米纤维表面包覆金属Ti和TiO_2,比较了其光致发光谱,得到在325 nm激发下ZnO:Tb纳米纤维中稀土发光效率低的原因是ZnO和Tb之间不能进行有效的能量传递;包覆TiO_2后能提高稀土发光效率.     

基于PASCO平台的超声光栅实验设计及应用

利用PASCO物理平台实验附件可组装性强的特征,设计与搭建了超声光栅实验装置,获得了清晰、直观的超声光栅衍射光强分布图,并利用极值查找等数据处理工具确定精确的衍射条纹位置.在此基础上,通过测量与计算得到了不同酒精溶液浓度下的超声波声速.     

基于SIFT的电力设备红外与可见光图像的配准和融合-

提出了一种红外与可见光的配准和融合方法,该方法利用SIFT算法提取图像特征,并使用透视变换表示图像的变换关系,最后在HSI空间,对图像进行了加权融合。实验表明,该方法快速稳定、鲁棒性高。     

分离重组错位通道微混合器混合及结构研究

本文对基于非对称分离重组原理优化得到的错位通道微混合器的混合特性进行了数值模拟,并采用混合强度值作为衡量指标。结果表明,Re在1到80的变化范围内,微混合器的混合效果受通道几何结构参数影响较大,即主次通道上错位通道结构的布置有利于提高微混合器的混合强度。综合考虑混合性能和微通道内压降变化等条件,当错位通道结构参数ω₃/ω₄=1时,非对称分离重组错位通道微混合器的混合强度可提高到86%左右。     

基于ANP-RBF神经网络的化工行业绿色供应商选择

基于绿色供应链理念,提出了化工行业绿色供应商选择的特色指标,构建了化工行业绿色供应商选择的ANP-RBF神经网络模型。通过ANP确定各指标权重,再结合RBF神经网络,从训练数据中提取隐含的知识和规律,能够方便地用于新供应商的选择。该模型求解算法为增量算法,具有很好的可扩展性,从而增加了评价的动态性。算例验证结果表明,将ANP-RBF神经网络模型用于化工行业绿色供应商的选择具有较强的实用性。     

水下爆炸气泡运动的理论研究

在适当深度的无黏、无旋的流体中对水下爆炸气泡运动特性进行理论研究。综合运用势流理论、能量方程以及拉格朗日方程建立气泡在不可压缩流体中的运动方程。并以此为基础,考虑重力、浮力以及阻力等多种因素对气泡运动特性的影响,通过引入新的边界积分方程,结合分析力学中完整非保守系统的Hamilton原理建立气泡在可压缩流体中的运动微分方程,并对微分方程进行求解。将方程的数值解与MSC.DYTRAN非线性有限元软件的计算结果以及经验公式进行对比,方程数值解与二者都具有较好的一致性。结果表明,基于非保守系统可压缩流体建立的气泡运动方程正确、可行,相关的理论研究和计算具有一定参考价值。