不同重力下窄通道内薄材料表面的火焰传播

在常重力下模拟微重力燃烧对载人航天器的火灾安全具有重要意义.窄通道就是这样一种可以有效限制自然对流的模拟设施.但是,不同重力下火焰传播的相似性仍然是有待研究的问题.本文用实验和数值模拟的方法,比较了不同重力下有限空间内热薄材料表面的逆风传播火焰.不同重力下火焰形状和火焰传播速度的比较表明,1cm高的水平窄通道可以有效地限制自然对流,在常重力下用这种通道能够模拟微重力下相同几何尺寸的通道中的火焰传播.因此,在地面上首先利用水平窄通道,模拟相同环境中的微重力火焰传播,然后考虑通道尺寸变化对火焰传播的影响,有可能成为地面模拟其他尺寸的空间中的微重力燃烧的方法.     

基于空气孔微结构光纤的表面等离子体共振折射率传感器北大核心CSCD

提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)效应增强的光子晶体光纤折射率传感器。该传感器结构通过光纤熔接机拼接光子晶体光纤(PCF),在光子晶体光纤中间引入一个空气孔形成PCF-空气孔-PCF的光纤传感结构,随后使用磁控溅射镀膜工艺在其表面沉积一层薄金膜制备而成。实验探究了折射率及温度对传感器的响应。结果表明,在1.333~1.389的折射率范围内,所提出的传感器的平均折射率灵敏度为2 142.52 nm,且测量线性度为0.981,品质因子约13.10。实验结果表明该传感器对温度不敏感。相比于无空气孔的PCF传感结构,引入的空气孔增强了SPR效应,使得传感器拥有良好的共振峰深度。得益于上述优势,该类型传感器有望在生物医学、环境监测等领域得到应用。     

壁面粗糙度对水平后台阶气粒两相流动影响的PDPA实验研究

用相位多普勒颗粒测速仪(PDPA)测量了颗粒的平均与脉动速度,研究了壁面粗糙度对水平后台阶气粒两相流动的影响。研究结果表明,壁面粗糙度减小颗粒纵向平均速度,增大颗粒纵向和横向脉动速度。壁面粗糙度对流场中不同位置处颗粒运动影响的强弱不同,其中逆流区处较弱,下游处较强。壁面粗糙度对不同粒径颗粒运动影响的强弱不同,其中对细颗粒的影响较弱且被局限在壁面附近,对粗颗粒的影响较强且扩散到整个流场。     

杂金属杯[4]配位聚合物的合成与表征

合成了4个杂金属杯[4]配位聚合物{[Cd（L）（tpa）]·3H₂O}_n（1）,{[Zn2（L）₂（tpa）₂]·3H₂O}_n（2）,{[Co（L）（oba）]·2DMA·0.5H₂O}_n（3）和{[Zn（L）（oba）]·DMA}_n（4）（L=2-（1H-咪唑基-甲基）-6-（3-（1H-咪唑基-甲基）-5-叔丁基-2-羟基）苄基-4-叔丁基苯酚,H₂tpa=对苯二甲酸,H₂oba=4,4''-二苯醚二甲酸）,并通过元素分析、热重、红外光谱、固态紫外、单晶X射线衍射和粉末X射线衍射对其进行了表征。单晶结构分析表明晶体1是单斜晶系,P2₁/n空间群,而晶体2,3和4均为三斜晶系,P1空间群。化合物1,2,3和4是由0维[M（N₄O₂C₂₉H₃₆）]（M=Zn,Co,Cd）的杂金属杯[4]与配体对苯二甲酸和4,4''-二苯醚二甲酸形成的一维配位聚合物。     

R~N上一类p(x)-Laplacian方程的无穷多解问题

该文主要讨论了如下p(x)-Laplacian算子方程的解.其中1P-≤p(x)≤P+N.得到了上述方程在变指数Sobolev空间W~(1,p(x))(R~N)中的一列能量值趋向正无穷的解.     

乒乓球运动中弧圈球的定量探究及其应用

运用流体力学和理论力学, 对乒乓球运动中的弧圈球弧线进行定量分析, 并 用Matlab软件求解及模拟其弧线. 结果发现, 乒乓球的旋转对于其空中运行轨迹有明显的影 响. 其结论对于``假动作'的判断有积极的指导意义.     

微重力燃烧研究进展

认识燃烧过程是安全、高效、洁净地利用能源的基础. 但是, 常重力条件下的浮力对流和重力沉降使得燃烧现象变得复杂. 而微重力条件下这些影响几乎消失, 这简化了对燃烧的研究. 在加深对地面燃烧过程和载人航天器火灾安全问题的认识的推动下, 经过近半个世纪特别是最近10多年的发展, 微重力燃烧研究已经涵盖了预混气体、气体扩散、液滴、颗粒和粉尘燃烧、燃料表面的火焰传播等燃烧学科的各个领域. 研究中实现了球对称液滴燃烧、不受沉降影响的粉尘燃烧、静止或低速对流环境中的燃烧, 观察到了火球、自熄灭火焰等现象,阐明了碳黑形成中的热泳力效应、可燃极限与火焰稳定性等机理. 加深了对燃烧现象,特别是对辐射效应的理解: 在预混气体、气体扩散、液滴等多种火焰中, 除了停留时间过短引起的吹熄极限外, 还存在辐射热损失过大引起的冷熄极限, 后者只能在微重力条件下观测到. 部分研究成果已经进入教材. 而火焰在微重力下不同于常重力下的现象, 对载人航天器火灾安全具有重要意义. 考虑到我国的现实情况和国内外的研究现状, 建议将煤炭颗粒和粉尘的燃烧、与碳黑相关的机理、辐射效应、化学动力学等作为我国微重力燃烧的主要研究方向.     

载人航天器火灾安全研究进展

理论上和实际上, 载人航天器都有发生火灾的可能, 载人航天器的火灾安全问题是 微重力燃烧研究的重要内容. 氧气浓度和气流速度对给定固体材料的可燃性具有显著影响, 在固体表面的逆向和同向传播火焰中, 都存在由氧气浓度和气流速度决定的可燃极限, 即气 流速度较高时的吹熄和气流速度较低时的冷熄. 极限氧气浓度和极限气流速度两个极限参 数, 是衡量材料可燃性的关键指标. 在微重力条件下, 当低速气流存在时, 固体材料发生有 焰燃烧和闷烧的可能性都大大增强. 因此, 剔除材料中的潜在燃料是航天器防火的主要措施. 但是, 在航天器使用的材料中, 仅有很少一部分是阻燃的, 为了保证火灾安全, 还必须采取 火灾检测和灭火措施. 当前美国和俄罗斯采取的火灾安全方案, 既有相似性, 也有各自的特 点. 在载人航天器的火灾安全问题中, 尚有很多问题和方案有待研究或检验. 考虑到我国的 实际情况, 作者认为, 通过实验对照和数值模拟的方法, 开展材料在微重力条件下的燃烧特 性的常重力模拟, 对于我国载人航天器的火灾安全具有现实意义.     

杂金属杯[4]配位聚合物的合成与表征

合成了4个杂金属杯[4]配位聚合物{[Cd（L）（tpa）]·3H₂O}_n（1）,{[Zn₂（L）₂（tpa）₂]·3H₂O}_n（2）,{[Co（L）（oba）]·2DMA·0.5H₂O}_n（3）和{[Zn（L）（oba）]·DMA}_n（4）（L=2-（1H-咪唑基-甲基）-6-（3-（1H-咪唑基-甲基）-5-叔丁基-2-羟基）苄基-4-叔丁基苯酚,H₂tpa=对苯二甲酸,H₂oba=4,4''-二苯醚二甲酸）,并通过元素分析、热重、红外光谱、固态紫外、单晶X射线衍射和粉末X射线衍射对其进行了表征。单晶结构分析表明晶体1是单斜晶系,P2₁/n空间群,而晶体2,3和4均为三斜晶系,P1空间群。化合物1,2,3和4是由0维[M（N₄O₂C₂₉H₃₆）]（M=Zn,Co,Cd）的杂金属杯[4]与配体对苯二甲酸和4,4''-二苯醚二甲酸形成的一维配位聚合物。     

微重力下薄燃料表面火焰传播的地面窄通道模拟

对微重力下薄燃料表面逆风火焰传播的地面窄通道模拟，进行了量纲分析，并通过火焰传播 图像记录进行了实验验证. 结果表明，减小实验段特征尺寸可以实现微重力燃烧的地面模拟. 在各种氧气浓度条件下，竖直和水平窄通道内的火焰传播速度随气流速度的变化趋势完全不 同，而且，水平窄通道可以有效限制自然对流，而竖直窄通道较难. 当通道高度增大时，竖 直和水平窄通道中，火焰传播速度和吹熄极限速度都不同程度地增大，这是热损失减小、火 焰面遇见的气流速度减小以及自然对流速度增大3个因素的综合结果. 对于水平窄通道， 1cm是一个可以定性模拟微重力下自然对流的尺寸. 对于竖直窄通道，则需要高度更小的窄通 道来限制自然对流.