射流冲击模型在水下爆炸实验中的应用研究

 为研究射流冲击载荷对结构的作用效果,从理论和数值角度研究了射流的载荷特性,以舱段模型实验为研究对象,建立了射流计算模型,结合实验数据,对射流冲击问题进行了分析。结果表明,射流冲击能够造成结构强烈的局部响应,某些情况下,射流冲击载荷引起的结构响应甚至比冲击波载荷引起的响应更大。因此,中近场水下爆炸实验需要考虑射流的影响。建立的射流模型能够较好地反映射流冲击的载荷特性,为水下爆炸实验分析提供了一种新的手段。     

不同水底介质对有限域中装药沉底爆炸特性的影响

通过开展装药沉底爆炸原理性实验研究,得到了不同水底条件对装药沉底爆炸气泡运动和冲击波压力的影响规律:沉底装药水下爆炸气泡通常呈半球形,依附在水底并同时急剧膨胀达到最大半径,随后气泡做收缩运动并连带水底介质颗粒迅速上浮,同时形状发生显著变化,如在石底和泥底时气泡在水底射流的作用下呈蘑菇状上浮,砂底时气泡则呈现出柱状上浮、未出现明显脉动运动即已坍塌破裂;沉底爆炸与水底介质发生强烈耦合作用而形成不同程度的反射波,通常水下石底的反射冲击波较泥底和砂底更强烈,且一般迭加后的冲击波峰值压力高于入射波阵面压力;不同水底介质条件下,装药与水底发生的强烈耦合作用均对水底造成强冲击破坏。     

气体火花开关放电通道半径及电阻测量

搭建低电感实验回路平台,利用高速分幅相机拍摄火花开关放电通道发展过程,分析照片光强和放电通道半径的对应关系,根据图片光强测定不同时刻放电通道的半径,提出适合实验条件的放电通道半径计算公式。依据高压探头和Pearson线圈测量得到的放电通道电压和电流波形,计算放电通道的电阻,再利用测量的放电通道半径进而得到其电导率。放电通道半径随着放电通道的发展逐渐增大,有饱和的趋势,放电电流2 kA时电流峰值处放电通道半径约0.6 mm;随着放电电流峰值的增大,放电通道电阻下降速率增大,达到稳定值所需的时间减小,稳定值也随之减小,其电阻稳定值最小能达到0.08 。     

气泡泵在冷态试验下的性能研究

搭建气泡输入式冷态试验系统,以常压饱和水为工质,均匀输入空气形成连续气泡用于模拟气泡泵运行系统,对气泡泵的性能进行研究。其实验结果与在加热状态下气泡泵的性能相比较,综合分析气体输入量(可转换成加热量)、沉浸比等对气泡泵性能的影响,提出产生此结果的原因。     

静止水中单个上升气泡的直接数值模拟

本文发展了基于Front Tracking的直接数值模拟方法研究气液两相界面的迁移特性,该方法对气液两相采用半隐式的分步法直接求解N-S方程,耦合Front Tracking Method获得两相界面的三维变形。针对无边界以及垂直壁面附近静止水中的单个气泡上升过程进行模拟,研究气泡运动的机理以及气泡与壁面的相互作用。数值模拟准确再现了气泡的上升过程和变形,不同Re数下气泡的上升速度计算结果同经验关联式非常吻合,验证了该方法的有效性。随后分析了气泡周围流场的结构,发现壁面对气泡周围流场的抑制是壁面对气泡作用力的主要原因,将导致气泡逐渐偏离垂直壁面。     

双圈图按谱半径的排序

一个n阶简单连通图G被称为双圈图,如果它的边数是n+1.记B(n)是n阶双圈图的全体.本文确定了B(n)(n≥20)中谱半径的第六大至第十大值和对应的图.     

超线性奇异Neumann边值问题的非平凡解

利用拓扑度计算,研究了一类超线性奇异Neumann边值问题非平凡解的存在性,其中非线性项可变号且下方无界.     

基于半导体泵浦倍频绿光激光器的探究性实验设计

为探究在谐振腔中倍频晶体位置对绿光激光器输出功率的影响，利用半导体泵浦固体激光实验仪设计了腔内和腔外倍频绿光的探究性实验。分析了绿光倍频效率与基频光束的功率密度及光斑半径之间的关系，分别测量了磷酸钛氧钾(KTP)倍频晶体位于谐振腔內部和外部不同位置时，532 nm倍频绿光的输出功率。其中在腔外倍频实验中，分别设计了腔外不加透镜时KTP晶体位于腔外不同位置，以及加上透镜时KTP晶体位于聚焦位置两种实验方案。同时，在实验中引导学生利用谐振腔理论和高斯光束传输理论等激光原理计算1 064 nm基频光在腔内外不同位置的光斑半径，分析了KTP晶体在不同位置时532 nm倍频光输出功率出现差别的原因，以及利用透镜聚焦提高激光功率密度以达到提高倍频效率的方法。     

Flow Structures Around Micro-bubbles During Subcooled Nucleate Boiling

The flow structures were investigated around micro bubbles on extremely thin wires during subcooled nucleate boiling.Jet flows emanating from the bubbles were observed visually with the fluid field measurement using high-speed photography and a PIV system.The jet flows induced a strong pumping effect around a bubble.The multi-jet structure was further observed experimentally, indicating the evolution of flow structure around micro bubbles.Numerical simulations explore that the jet flows were induced by a strong Marangoni effect due to high temperature gradients near the wire.The bubble interface with multi-jet structure has abnormal temperature distribution such that the coolest parts were observed at two sides of a bubble extending into the subcooled bulk liquid rather than at the top.Evaporation and condensation on the bubble interface play important roles not only in controlling the intensity of the jet flow,but also in bringing out the multi-jet structure.     

新仪器,新设备

在化工和其它一些行业中,常对各种粘滞度不同的液体进行消除气泡工艺处理.在除气过程中,又要考虑除气手段是否会引起溶液的物理或化学性质的变化,因此,以往在许多场合只能采取静止或减压来消除气泡的方法. 近年来,在感光化工中利用超声消除气泡在国外已有报道.上海超声波仪器厂与上海感光材料厂合作,研制了一套超声波消泡装置. 感光材料的彩色乳剂及保护膜——明胶都是粘滞度很大而且极易产生气泡的溶液.溶液中如有气泡存在,对质量影响很大.带有气泡的乳剂涂在底片上,底