超临界水驱超稠油提高采收率热物理特性研究

超稠油资源的高效开发对于提高石油供给和保障我国石油安全意义重大。针对深层超稠油资源由于原始地层压力高、原油黏度大导致常规蒸汽驱无法有效开发的问题,本文提出超临界水驱开发深层超稠油的新思路。本文首先研制了超临界水驱油提高采收率实验平台,研发的管式填砂岩心模型能够模拟岩心升温和驱替的同步过程,然后开展了超临界水驱、蒸汽驱和热水驱对比实验研究,实验结果表明,相对于蒸汽驱,超临界水驱能显著提高采收率并具有更高的热效率,25MPa、400℃超临界水驱鲁克沁超稠油的采收率达到97.07%;获得了超临界水驱过程的温度场和驱替压差变化规律,发现了超临界水超覆现象,与蒸汽超覆相比,超临界水超覆发生晚且持续短,可扩大波及范围,提高采收率。     

Mo掺杂Mn4Si7的光电性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,计算了Mn4Si7及Mo掺杂Mn4Si7的电子结构和光学性质.计算结果表明Mn4 Si7的禁带宽度Eg=0.804 eV,Mo掺杂Mn4Si7的禁带宽度Eg=0.636 eV.掺杂使得Mn4 Si7费米面附近的电子结构发生改变,导带底由Γ点转移为Y点向低能方向下偏移,价带顶向高能方向上偏移,带隙变窄.计算还表明Mo掺杂Mn4Si7使介电函数、折射率、吸收系数及光电导率等光学性质增加.     

Determination of structure parameters in strong-field ionization models of atoms

The Ammosov–Delone–Krainov (ADK) and Perelomov–Popov–Terent’ev (PPT) ionization models were widely used in strong-field physics and attosecond science due to their many attractive advantages such as simpler analytical formula, less computational demands, and satisfied accuracy of ionization rate. Based on the density-functional theory, we systematically determine accurate structure parameters of 25 atoms, 24 positive ions and 13 negative ions and tabulate for future applications. The wave function with correct asymptotic behavior is obtained by solving the time-independent Schrödinger equation with B-spline basis sets and the accurate structure parameters are extracted from this wave function in the asymptotic region. The accuracies of structure parameters are carefully examined by comparing the ionization probabilities (or yields) calculated by PPT and ADK models with those of solving the three-dimensional time-dependent Schrödinger equation and the experimental data.     

用于SCA ASIC测试的数字读出模块设计

高速开关电容阵列(SCA)具有高速采样、低功耗的特点,基于SCA的高速波形数字化是目前高精度时间测量的一个重要研究方向。为此,我们开展SCA芯片的研究,目前已设计完成原型ASIC设计,并正在进行后续版本的改进设计。为便于未来多版本ASIC的测试和评估,需设计具有一定通用性的数字读出模块,本论文工作主要介绍此模块的设计工作以及相应的数据读出软件。数字读出模块基于FPGA实现对待测ASIC的控制、配置及数据读出,采用DDR3片外存储芯片,使用USB3.0等接口进行数据传输;上位机软件基于Python3.7设计,实现了数据采集与波形绘制等功能。目前已使用设计完成的数字读出模块对第2版SCA ASIC进行了初步的测试,测试结果表明,此读出模块工作正常,且SCA芯片输出结果符合预期。     

核电池概述及展望

核电池具有能量密度高、工作稳定可靠、无需人工干预等优点，在需要长期稳定供电的场合具有独特优势，其中热转换式核电池(RTG)是技术最为成熟且应用最早的一类，而β辐射伏特效应核电池已有商业化案例。目前，在β辐射伏特效应核电池研究中存在着放射源自吸收效应浪费能量、转化效率低、换能器件辐射损伤严重等问题，而对于一个实际的核电池，由于放射源自身不断衰变的属性，导致源的成分及其活度随着时间而发生变化，最终影响核电池的电学性能，其影响程度需要加以深入研究。本文以时间轴的形式对核电池的发展进行了全面回顾，简要介绍多种主流类型核电池的原理和应用范围；对于β辐射伏特效应核电池，指出放射源的自吸收是其中的关键科学问题。对于使用63Ni和TiT₂放射源的核电池，给出了其电学性能随时间变化的规律；指出对于某一特定结构的β辐射伏特效应核电池设计，在前期的模拟优化环节中，精细计算是至关重要的；最后提出了将放射源与换能材料相结合、使用含有较重同位素的换能器件的设想，这些设想有利于解决放射源自吸收问题、提高核电池输出功率和减轻辐射损伤的影响。     

Fast Liquid Phase Epitaxial Growth for Perovskite Single Crystals

Semiconductors grown by the solution-processed method have shown low-cost,facile fabrication process and comparable performance.However,there are many reasons why it is difficult to achieve high quality films.For example,lattice constant mismatch is one of the problems when photovoltaic devices made of organ metallic perovskites.In this work,MAPbBr^{MA=CH3NH3^+}perovskites single crystals grown on the surface of MAPbBr2.5 CI0.5 perovskites single crystals via liquid epitaxial growth method is demonstrated.It is found that when the lattice constants of the two perovskite single crystals are matched,another crystal can be grown on the surface of one crystal by epitaxial growth.The whole epitaxy growth process does not require high heating temperature and long heating time.X-ray diffraction method is used to prove the lattice plane of the substrate and the epitaxial grown layer.A scanning electron microscope is used to measure the thickness of the epitaxial layer.Compared with perovskite-based photodetectors without epitaxial growth layer,perovskite-based photodetectors with epitaxial growth layer have lower dark current density and higher optical responsibility.     

无绝缘高温超导双饼线圈的瞬态电热特性分析

无绝缘高温超导线圈具有良好的电热稳定性和机械紧凑性,但其充电过程中却有明显的磁场延迟现象。为详细了解无绝缘高温超导线圈励磁过程的瞬态特性,建立了无绝缘高温超导线圈的同轴圆环等效电路模型。通过绕制一个670匝的无绝缘高温超导双饼线圈,在液氮温度下进行不同充电速率的励磁实验,初步验证了等效电路模型的正确性。基于该模型,针对线圈励磁过程的充电和恒流阶段,仿真得到了线圈各匝的径向电流分布规律和电热损耗特性。     

基于蒙特卡罗方法的中国中长期煤炭需求预测

为避免传统预测方法的参数取值主观性问题,采用参数随机产生的蒙特卡罗方法预测中国中长期煤炭需求。首先分析了经济增长、能源结构和产业结构三个主要煤炭需求影响因素,并基于1980~2015年间各影响因素及煤炭消费的历史数据和最小二乘法的多元线性回归拟合煤炭需求方程。在此基础上,构建各影响因素的概率分布,采用蒙特卡罗方法模拟1981~2015年的煤炭需求,发现仿真结果可以较好拟合现实,可作为仿真预测的有效工具。结合经济新常态和能源结构调整的现状,控制参数取值范围进行蒙特卡罗仿真预测,结果显示,2016~2025年的煤炭需求呈先上升后下降趋势,并于2020年达到需求的峰值40.25亿吨,这些结果对于煤炭产业的科学决策有重要的作用。     

石墨烯纳米网电导特性的能带机理：第一原理计算

通过第一原理电子结构计算来研究有序多孔纳米网的电导特性变化的能带机理.能带结构分析结果表明:石墨烯纳米网超晶格(3m,3n)(m和n为整数)的电子本征态在布里渊区中心点发生四重简并;碳空位孔洞规则排列形成的石墨烯纳米网具有由简并态分裂形成的宽度可调带隙,无论石墨烯的两个子晶格是否对等.在具有磁性网孔阵列的石墨烯纳米网中,反铁磁耦合使对称子晶格的反演对称性增加了一项量子限制条件,导致能带结构在K点的二重简并态分裂成带隙.通过控制网孔密度能够有效调节石墨烯纳米网的带隙宽度,为实现新一代石墨烯纳米电子器件提供了理论依据.