Thermoelastic stresses in SiC single crystals grown by the physical vapor transport method

A finite element-based thermoelastic anisotropic stress model for hexagonal silicon carbide polytype is developed for the calculation of thermal stresses in SiC crystals grown by the physical vapor transport method. The composite structure of the growing SiC crystal and graphite lid is considered in the model. The thermal expansion match between the crucible lid and SiC crystal is studied for the first time. The influence of thermal stress on the dislocation density and crystal quality is discussed. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (10472126) and the Knowledge Innovation Program of Chinese Academy of Sciences. The English text was polished by Keren Wang     

UPWIND LOCAL DIFFERENTIAL QUADRATURE METHOD FOR SOLVING COUPLED VISCOUS FLOW AND HEAT TRANSFER EQUATIONS

The differential quadrature method (DQM) has been applied successfully to solve numerically many problems in the fluid mechanics. But it is only limited to the flow problems in regular regions. At the same time, here is no upwind mechanism to deal with the convective property of the fluid flow in traditional DQ method. A local differential quadrature method owning upwind mechanism (ULDQM) was given to solve the coupled problem of incompressible viscous flow and heat transfer in an irregular region. For the problem of flow past a contraction channel whose boundary does not parallel to coordinate direction, the satisfactory numerical solutions were obtained by using ULDQM with a few grid points. The numerical results show that the ULDQM possesses advantages including well convergence, less computational workload and storage as compared with the low-order finite difference method.     

温升对大型精密离心机结构和技术性能的影响

讨论了温升时所研制的大型精密离心机液体静压轴承工作模式、光栅测量系统、失准角的影响，并对离心机热源进行了计算。在理论分析和实验研究的基础上，给出了温升问题的解决方法，并提出了今后精密离心机的改进建议。     

热/均布载荷下双材料悬臂梁的解析解

基于弹性介质的二维本构关系和热传导理论，采用逆解法，研究了双材料悬臂梁在热／机械载荷作用下的问题，通过假设双材料悬臂梁构件的应力函数，利用应力、位移边界条件和连续性条件，给出了其位移、应力分布的表达式。     

高速列车外形的气动性能数值计算和头部外形的改进

运用流体力学数值计算软件CFX对我国200km／h电动旅客列车的空气动力性能进行了数值模拟计算，针对列车气动外形存在的问题，对列车头部外形进行了改进，并提出了三种列车头部外形改进方案且对其进行了数值模拟研究。计算结果表明，方案三优于其它两种方案，且较改进前列车的空气动力性能有了较大改善。     

新型带热回收装置的热泵空调系统的应用研究

传统的风冷式热回收热泵系统只有在制取生活热水这段时间内是高效运行的,而传统的水冷式热泵系统难以实现冬季的热泵循环,设计一种新型的风水冷热水空调系统,在热回收器上连接冷却塔,在夏季制冷运行中,将不需要热回收的那部分热量完全通过冷却水带走,保证系统都能在较高性能系数的状态下运行。经过实际工程运行验证,系统的最高制冷性能系数可以达到3.5,最高综合性能系数可以达到6.5,达到了节能的目的。     

拼焊式SiC反射镜热变形分析

为了考核拼焊式SiC反射镜在一定温度波动范围内的面形稳定性,利用有限元方法模拟了在温度水平试验条件5℃温差下反射镜的热变形情况。利用曲面方程拟合方法处理镜面变形数据,计算出变形后的镜面面型误差RMS值为1.841nm,满足航天用反射镜对面形指标的要求,考核了该反射镜在一定环境温度范围内的面形稳定性。将模拟结果与相同条件下的环境试验结果相比较,二者误差为3%,具有较好的一致性。验证了该有限元模型以及性能参数的合理性,可为今后更大口径的拼焊式SiC反射镜的研制提供数值模拟基础和材料参数依据。     

铜铟铝硒硫薄膜的低成本非真空混合法制备

采用溶剂热法制备出铜铟铝硒Cu(In,Al)Se₂ (CIASe)粉末,然后滴涂铜铟铝硒CIASe浆料获得前驱体薄膜,最后通过硒化/硫化过程制备出铜铟铝硒CIASe和铜铟铝硒硫CIASeS薄膜．通过XRD、SEM、XRF及光吸收等表征,发现所制备的薄膜为单相的黄铜矿结构,具有(112)择优取向．同时,在使用硫元素替代硒之后,薄膜的XRD主峰向高的2θ角度漂移,多孔薄膜也变得更加致密．薄膜带隙值也增加到更为合适的范围,从1.21 eV增加到1.33 eV,这也说明了硫化过程有利于提高CIASeS薄膜的质量．     

航天相机热实验测试系统设计

为了检测航天相机在高低温环境中的电子学性能及可靠性,针对某型号航天相机地面热实验测试需求,设计开发出了一种热实验测试系统,详细介绍了系统的软硬件设计方案及控温策略。系统使用人机交互界面实现热控策略,能实时完成最高80个测试点(160个温度传感器及80路加热器)的控温任务,可以在－30℃～＋50℃范围内对航天相机进行全方位的温度监控,最高控温精度达到0.5℃。经过实际测试验证,系统具有很好的稳定性,能满足航天相机地面热实验的测试需求,工程应用价值高。     

分布式航天器真空热试验测控系统设计

针对航天器真空热试验对数据采集、温度控制及系统功能的要求,设计开发了一套基于LXI总线的分布式测控系统。针对目前控制系统对于温度控制系统大滞后、非线性的控制性能不佳的缺点,采用模糊自整定PID算法提升了当前控制系统的控制品质,实现了对航天器的外热流模拟与温度控制。实际运行结果表明,该系统具有可靠性高、扩展性强、控制精度高等优点,并且试验准备时间比原有系统减少一半以上,提高了试验人员的工作效率。