宽谱段光纤光谱仪

为满足野外现场矿物分析、遥感地面验证光谱分析等的需要,研制了实现光谱覆盖范围在400～2 500 nm的宽谱段光纤光谱仪,介绍了仪器研制过程中的光学、机械与电子学设计。光学系统采用了光栅分光的水平反射式光路,对于不同的光谱探测谱段,采用了三路线阵探测器在光谱面的3个方向立体交错放置进行探测;用CPLD(complex programmable logic device)实现对三路线阵光电器件时序逻辑信号的发生与驱动;采用14位高速ADC进行数模转换;采用USB2.0实现通讯。仪器体积小、光谱分辨率高、信号质量和测量速度等方面均达到了满意效果,测试结果表明,仪器实现了宽谱测量,光谱数据理想。     

Role of entropy generation minimization in thermal optimization

Thermal optimization is very important for improving the performances of thermal systems. In engineering, the entropy generation minimization(EGM) has been widely used to optimize and evaluate the performances of thermal systems.However, the consistency between the EGM and the optimization objective should be specified when the EGM is used.In this paper, we discuss the view angle of irreversibility of entropy generation, and show that entropy generation directly reflects the exergy destruction or the ability loss of doing work. As the design objective in a thermal system is not often consistent with the view angle of irreversibility of entropy generation, the EGM may not lead to the optimal value of the design objective. In heat transfer and heat-work conversion, the inconsistence between the design objectives and the EGM is shown with some examples, and the applicability of the EGM is found to be conditional. The "entropy generation paradox" in heat exchanger analyses is also discussed, and it is shown that there is no direct monotonic relation between the minimum entropy generation rate and the best heat transfer performance of heat exchangers.     

HL-2M等离子体垂直不稳定性研究

用DⅢ-D的TokSys研究了HL-2M等离子体垂直不稳定性控制问题。使用真空室和主动线圈控制等离子体垂直不稳定性,分析了真空室的本征模和电流分布,极大简化真空室建模难度,建立了垂直不稳定性数学模型,验证了主动线圈和电源模型参数,计算了不同拉长比位形的等离子体增长率和最大可控垂直位移。利用TokSys建立了雪花、单零、双零偏滤器位形垂直不稳定仿真模型,然后通过simulink对采用PD算法的垂直不稳定系统进行仿真。结果表明,构建的模型能够较好控制不同位形的垂直不稳定性。     

振动合成在气垫导轨上的验证

晶格中原子的集体振动——声子与晶格的热力学性质密切相关。它是凝聚态物理中的重要内容并具有广泛的应用。由于介绍量子化的声子需要较多的基础知识,目前很少在本科教学中展示该内容。本文从经典物理的角度出发,通过气垫导轨实验来演示滑块的集体振荡,验证了任一种振动均是由基振动线性叠加而成,这一实验在本科教学中可帮助学生理解"合成、叠加、耦合"等现代物理学概念。     

小尺寸管道内二氧化碳抑制甲烷爆炸效果的实验及数值模拟

为了有效防治矿井瓦斯爆炸事故, 以瓦斯的主要成分甲烷作为模拟气体, 运用自主设计改装的XKWB-S型小尺寸石英玻璃管道实验系统, 结合高速摄影仪, 并采用FLACS数值模拟软件, 研究惰性气体抑爆条件下甲烷燃烧爆炸特性, 进行体积分数为6%~27%的CO₂抑制体积分数为9%CH₄爆炸的实验及数值模拟, 结果表明:各组分混合气体在爆炸传播过程中, 爆炸压力、火焰锋面速度和气体运动速度均呈现一定程度的波动, 且压力和速度没有同时达到最大值; CO₂的加入有效抑制了甲烷/空气反应, 且添加CO₂体积分数越大, 抑爆效果越明显, 模拟结果与实验结果基本吻合。     

锂离子固体电解质Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3的合成与表征

以固相法合成锂离子固体电解质Li1.3 Al0.3Ti1.7 (PO4)3(以下简称LATP).研究了合成温度以及烧结时间对其离子电导率的影响.采用X射线衍射、扫描电子显微镜和交流阻抗技术对合成材料的物相、形貌和离子导电性进行表征.结果表明:900℃条件下合成了纯相LATP,颗粒大小均匀,900℃下烧结4h,得到的烧结片致密,离子电导率达3.07 ×10-4S/cm.     

不同预处理方法对苯丙酮尿症FTIR/ATR光谱筛查模型的影响

建立苯丙酮尿症的FTIR/ATR光谱筛查模型,比较基线校正、平滑、求导、傅里叶退卷积等光谱预处理方法对模型精度的影响。利用多模型共识偏最小二乘法(cPLS)建立干血片中苯丙氨酸浓度的校正模型,以相关系数(r)、预测均方根误差(RMSEP)、平均相对误差(MRE)和预测准确率(Acc)等指标,考察不同预处理方法对建模效果的影响。结果 一阶微分9点平滑处理方法效果最好。与原始光谱相比,模型的r,RMSEP,MRE和Acc分别从0.822 7,115.8,0.395和94.6改善到0.889 9,102.2,0.286和100。本方法直接快速、 不消耗试剂、 不产生污染,有望成为PKU大人群快速筛查的简便、 绿色新技术。     

波包宽度对弹核碎裂反应截面的影响

运用改进的量子分子动力学(ImQMD)模型嫁接GEMINI统计衰变模型对波包宽度与弹核碎裂反应截面之间的关系进行了理论分析,分析了不同的波包宽度对400 AMeV 36Ar+C,20Ne与C,Al,Cu,Sn弹核碎裂反应截面的影响,分析了同位素36Ar,40Ar与Al反应在不同的波包宽度下的同位素分布。分析结果表明:波包宽度的选择影响着弹核碎裂的反应截面,并且与核反应体系有关。当σ2_r = 2 fm2时的计算结果与实验结果一致;而σ_r =(0.88+0.09 A1/3) fm的计算结果与体系有很大的关系,对弹核碎裂的反应截面影响明显。不的波包宽度对丰中子核40Ar的弹核碎裂反应截面的影响要小于对36Ar的弹核碎裂反应截面的影响,而且随体系分布的波包宽度计算的同位素要比σ2_r =2 fm2时计算的同位素多。The relations between wave packet width and projectile fragmentation cross sections are studied in theory by using the improved quantum molecular dynamics (ImQMD) and GEMINI models. The effect of different wave packet width for projectile fragmentation cross sections is analyzed for the reaction 36Ar on C, 20Ne on C, Al, Cu, Sn at 400 AMeV, the isotope distributions with different wave packet width are studied for reactions 36Ar, 40Ar on Al. The results show that the projectile fragmentation cross sections are affected by the choice of the wave packet width, and are related to the system of nuclear reaction. The calculation results of σ2_r =2 fm2are in agreement with the experimental results, but the results of σ_r = (0.88+0.09A1/3) fm have a strong relation with reaction system and the projectile fragmentation cross sections are affected obviously. The influence of wave packet width for 40Ar projectile fragmentation cross sections is smaller than that for 36Ar.Moreover isotope distributions with system-size-dependent wave packet width are larger than with σ2_r =2 fm2.     

基于多角度偏振特性的云相态识别及验证

云相态识别是云参数研究的重要组成部分,为了有效识别水云和冰云,根据水云和冰云微物理性质的差别,研究了水云和冰云的单次散射特性,采用基丁倍加累加法的,人量辐射传输方程模拟了水云和冰云的多角度偏振特件.模拟结果表明,光谱的多角度偏振特件能够体现山水云粒子和冰云粒子微物理性质的差异,云在特定方向反射的偏振辐射强度对云相态非常敏感,可以用米进行云相念的识别,在模拟的基础上进行了云相态识别算法的研究,并利用多角度偏振卫星数据--POLDER 0.865μm通道数据进行了实例分析.识别结果与MODIS云相态产品及其1.38μm卷云榆测结果进行了比较.分析结果表明,基于多角度偏振特性云相态识别算法可以有效地进行云相态识别.     

金融街地下交通工程通风系统流动特性分析

采用计算流体力学的方法,对金融街地下交通工程通风系统的流场特性进行了数值分析,研究了各分系统流场的均匀特性、各通风管道内部流场细节和各分系统可靠性.结果表明:排风系统各风口的风速很不均匀,且高速风口处形成明显的气幕效应和旋涡区;在风道内形成明显的低速区.在送风系统中,各风口的风速基本均匀,风机的风压可满足要求;但在风道内也存在了明显的低速区或旋涡区.需要对该通风系统进行等风量设计,并对系统的内部气流组织进行改进设计,以提高通风系统的可靠性并降低能耗.