管内层流充分发展段等效热边界层的构造及其场协同分析

本文采用数值计算方法分析了圆管中部分填充多孔介质时在充分发展段的流动与传热特征,并运用场协同原理分析了其强化传热机理.结果表明,采用部分填充多孔介质的方法可以在管内流动充分发展段构造等效热边界层;选择高热导率、高孔隙率的多孔介质以及合理的多孔介质填充率,可以显著强化换热而不引起流动阻力的过度增加.与传统的在流体边界区域采取传热强化措施不同,此时,主要是在流动的中心区域采取传热强化措施.计算表明,性能评价指标PEC数可达6,因此,本文方法对于高效、低阻换热器的设计有一定的借鉴意义.     

CdS/膨润土复合材料的制备及其光催化性能

以CdCl₂和硫代乙酰胺为反应物,通过湿化学法合成CdS/膨润土复合材料,采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)以及紫外可见光谱(UV-Vis)等分析技术对其结构及光学性能进行表征。以罗丹明B和亚甲基蓝为目标污染物,考察了CdS/膨润土复合材料对有机染料的降解性能。结果表明:在罗丹明B和亚甲基蓝的初始浓度为20 mg/L 时,光照3 h后,CdS/膨润土对它们的降解率分别为80.6%和88.3%,优于CdS及膨润土原土催化剂。     

The theory and experiment of solute migration caused by excited state absorptions

Nonsymmetrical transition from reverse-saturable absorption (RSA) to saturable absorption (SA) caused by excited state absorption induced mass transport of the CuPcTs dissolved in dimethyl sulfoxide is observed in an open aperture Z-scan experiment with a 21-ps laser pulse. The nonsymmetrical transition from RSA to SA is ascribed neither to saturation of excited state absorption nor to thermal induced mass transport, the so-called Soret effect. In our consideration, strong nonlinear absorption causes the rapid accumulation of the non-uniform kinetic energy of the solute molecules. The non-uniform kinetic field in turn causes the migration of the solute molecules. Additionally, an energy-gradient-induced mass transport theory is presented to interpret the experimental results, and the theoretical calculations are also taken to fit our experimental results.     

完全Heusler合金Cr2ZrSb/Sc2FeSn(100)异质结的结构、电磁特性及电子性质

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统研究了完全Heusler合金Cr₂ZrSb/Sc₂FeSn(100)异质结中六种界面CrCr-ScFe-T、ZrSb-ScSn-T、CrCr-ScSn-B、ZrSb-ScFe-B、CrCr-ScFe-V和 ZrSb-ScSn-V的电磁特性及电子性质。结果表明,界面原子间的相互作用造成了界面间原子层的不均匀,导致界面层的力学失配率加大。与块体中的高自旋极化率相比,异质结的自旋极化率遭到不同程度的破坏。但是,ZrSb-ScFe-B界面保留了较高的自旋极化率值,通过Julliere模型预测该异质结在低温下隧道磁电阻值约为429.29%,在自旋电子学器件中具有潜在的应用前景。     

HMX晶体热致相变对损伤的影响

HMX基PBX炸药混合体系中炸药晶体在发生高温熔化和分解反应之前，会率先发生非均匀热膨胀和固相晶型转变，使材料的力学性能和安全性能发生突变。为探究HMX晶体的热致相变对材料内部损伤演化的影响机制，发展了考虑HMX晶体热膨胀和相变等变形机制的热力耦合晶体本构模型，从力学角度揭示了黏结剂包覆HMX晶体相变对体积变形、应力状态以及裂纹成核演化过程的影响机理，量化分析了升温速率对材料相变和裂纹损伤状态的影响规律。结果表明：随着加载温度升高，HMX晶体的热膨胀和β→δ相变导致体积增大，晶体内部形成拉伸应力状态，同时晶体与黏结剂相互挤压形成的局部压剪作用使晶体内部出现裂纹成核和扩展现象。相变温度附近HMX晶体内部裂纹成核和扩展数量显著增加，晶体内部发生不可逆损伤。外界升温速率对晶体内部裂纹形核扩展与损伤造成显著影响，较高的升温速率会加大晶体损伤程度，增加炸药内潜在热点源及意外点火风险。     

分布式能量系统的综合评价

分布式能量系统由于具有良好的经济与环保性能,得到了世界各国的普遍重视。本文选取人们所关注的经济性、可靠性、环保性及CO2减排的几个因素作为指标,建立了分布式能量系统综合评价的指标体系和模糊识别模型。通过分布式能量系统与传统大电网集中供电方式的比较,结合实际案例,对几种常用的供能方式进行了综合评价。本文的研究成果为在电力市场竞争机制下分布式能量系统的发展与规制提供了决策支持,有利于实现分布式能量系统与大电网集中统一供电的相互补充,以满足不同用户的需求。     

圆管内插入环状多孔介质的换热性能研究及其场协同分析

本文运用数值计算的方法,以空气为流动介质,研究了圆管内插入环状多孔介质在充分发展的层流区的换热及流动综合性能,并进行了场协同分析.结果表明,在圆管内插入环状多孔介质可以有效提高换热与流动的综合性能,其PEC值随Re数的增大呈现缓慢增大的趋势.多孔材料的孔隙率对综合性能的影响最为明显,孔隙率越高,综合性能越好.     

电爆炸高速喷涂新技术研究

利用电爆炸方法 ,研制了高速喷涂金属涂层的装置。提出了脉冲加热电流的简化计算公式 ,并将理论值和实测结果进行了比较。以 1Cr18Ni9Ti钢为喷涂原料进行了高速喷涂实验。实验表明 ,涂层的平均晶粒直径小于 10 m。当电容器初始电压高于某一值时 ,涂层与基体结合面处形成了比涂层晶粒尺寸更为细小的过渡层。涂层的硬度值与喷涂前的原始硬度值相比显著提高。     

大气压空气滑动弧等离子体发射光谱诊断

为了解Ar添加对空气滑动弧等离子体的影响,在放电频率f=10 kHz、空气流量q_Air=15 L·min-1、1 atm下进行了Ar体积流量q_Ar对空气-Ar滑动弧放电的影响试验研究,重点分析了不同q_Ar及调压器电压U_调下空气等离子体的活性粒子种类、电子密度及振动温度。结果表明,滑动弧等离子体区的主要活性粒子为OH、N₂的第二正带系、Hα、O原子、ArⅠ及ArⅡ原子,其中O原子及ArⅠ、ArⅡ原子的相对光谱强度明显较强;随着q_Ar的增大,O（777.4 nm）的相对光谱强度先缓慢增长、再快速增大到极大值、随后缓慢减小并趋于稳定,O（777.4 nm）的相对光谱强度在1 580~6 650 a.u.之间变化;随U_调增大,O（777.4 nm）的相对光谱强度增大,且电压对其影响受q_Ar的影响：在高q_Ar（4~6 L·min-1）工况下,O（777.4 nm）的相对光谱强度变化趋势较大;Ar的加入使OH（313.4 nm）相对光谱强度有明显增加,OH（313.4 nm）相对光谱强度在235~311 a.u.之间变化;随着q_Ar的增大,OH（313.4 nm）相对光谱强度先增大再减小并趋于稳定。在较低U_调（100 V）工况下,OH（313.4 nm）的相对光谱强度随q_Ar变化不明显;而随着U_调增大,OH（313.4 nm）的相对光谱强度随q_Ar变化明显：在低q_Ar（0~4 L·min-1）工况下,OH（313.4 nm）的相对光谱强度随q_Ar增大而明显增大。利用Hα谱线做高斯拟合进行电子密度分析计算,得到电子密度在1.15~2.04×1017 cm-3之间。空气流量一定,Ar的加入能显著增加电子密度：在q_Ar为0~4 L·min-1工况下,电子密度增长趋势明显,随着q_Ar的继续增大,在较低U_调（100~120 V）工况下,电子密度先增大再减小并趋于稳定;在较高U_调（140~160 V）工况下,电子密度先增大再缓慢增大并趋于稳定。U_调变化也会对电子密度造成影响,电子密度随U_调增大而增大,且随U_调增大,电子密度增长趋势变快。     

Measurement of Ultrashort Laser Pulse Width in a Wide Spectrum Range Using Dimethyl Sulfoxide by Optical Kerr Effect Technique

We illustrate that applying the optical Kerr effect technique to dimethyl sulfoxide （DMSO） can determine the width of laser pulses in a wide spectrum range that is transparent. Different from many other simple molecular liquids, such CS2, and toluene, DMSO responds to both 130 fs 800 nm laser pulses and 248 fs 400 nm laser pulses with electronic motions only. Therefore, the observed signal as a function of time reflects the temporal distribution of the intensity. We verify our illustration by both the autocorrelation technique and spectra analysis.