氧等离子体对以石墨为碳源合成的CVD金刚石颗粒的影响

采用一种新型的金刚石颗粒制备方法,利用微波辅助化学气相沉积技术,向反应室内通入氢气,以固态石墨片同时作为碳源和衬底沉积金刚石颗粒.利用该方法合成的金刚石颗粒具有微米级尺寸,可用作研磨剂、抛光剂、形核剂等.但是合成的金刚石颗粒中仍含有少量的非晶碳,且合成颗粒的尺寸均匀性有待提高.为解决以上问题,本文中在反应不同阶段(初期、中期及末期)通入氧气,形成氧等离子体;研究氧等离子体对合成的金刚石颗粒形貌、尺寸、质量、纯度的影响,以及随氧等离子体添加阶段不同而产生的不同变化情况.结果 表明,经氧等离子体处理的金刚石颗粒形貌略有改变,表面光滑度更好,且金刚石颗粒尺寸的一致性有所提高;经过激光粒度测试发现,金刚石颗粒的尺寸主要集中在25～ 29 μm.添加氧等离子体有助于消除金刚石中的非晶碳,提高金刚石纯度;且在反应初期添加氧等离子体可最大程度提高金刚石颗粒质量.     

横截面参数化网格变形算法及耐撞性优化应用

薄壁梁结构是汽车等运载工具的主要承载构件,提高该类结构的耐撞性对乘员安全具有重要意义。然而,形状优化设计要求多组有限元模型与仿真分析,因此需要特定的建模技术或人工交互。本文提出了一种基于横截面形状的参数化网格变形方法,以实现已有有限元模型的有效重用。以给定有限元模型为输入,采用基于各向异性径向基函数网格变形方法,并结合骨架内嵌空间,可快速生成适用于仿真分析的有限元模型变体。以S形梁轴向冲击耐撞性设计为例,采用所提方法改变构件塑性铰区域的横截面形状,可快速(低于4 s)获取100组局部变形有限元模型,并采用代理模型技术和多目标遗传算法优化结构耐撞性。数值结果显示,构件耐撞性获显著提高,验证了所提参数化变形方法的有效性,展示了与一般形状优化框架的可集成性。     

Influence of an inserted bar on the flow regimes in the hopper

We investigated the influence of an inserted bar on the hopper flow experimentally.Three geometrical parameters,size of upper outlet D1,size of lower outlet D0,and the height of bar H,are variables here.With varying H we found three regimes:one transition from clogging to a surface flow and another transition from a surface flow to a dense flow.For the dense flow,the flow rate follows Beverloo’s law and there is a saturation of inclination of free surfaceθ.We plotted the velocity field and there is a uniform linear relation between the particle velocity and depth from the free surface.We also found that the required value of D₁ to guarantee the connectivity of flow is little smaller than D₀.For the transition from a surface flow to a dense flow,there is a jump of flow rate and the minimumθfor flowing is two degrees larger than the repose angle.     

萘基相互连接的多孔碳纳米囊的制备及超电容性能

以萘为碳源, 采用MgO模板诱导耦合KOH裁剪技术制备了相互连接的多孔碳纳米囊(ICNC). 结果表明所制备的ICNC₂具有大的比表面积(1811 m²/g)、 高的压实密度(1.38 g/cm³)和微孔孔容含量(58.93%). 在对称的超级电容器(SC)中, ICNC₂电极的体积比容在不同电流密度下分别高达420.8 F/cm³(0.069 A/cm³)和315 F/cm³(27.6 A/cm³), 容量保持率为74.82%. 在38 W/L功率密度下, ICNC₂基SC的体积能量密度为14.6 W?h/L. 经过20000次循环后, 其体积比容仅衰减1.4%, 库伦效率为99.1%, 为从萘基小分子制备储能用功能碳材料提供了一种可行的方法.     

InVia-Reflex显微共焦拉曼光谱仪的使用与管理维护

显微共聚焦拉曼光谱仪可有效分析物质的化学成分、微观结构、应力应变等特性,广泛应用于生命、医学、食品、化学、材料等领域,在拉曼研究中占有重要地位. 介绍了InVia-Reflex显微共焦拉曼光谱仪的工作原理及使用方法,对激光损伤样品、激光强度变化引起拉曼光谱特征改变、拉曼信号隐藏在强背底信号中等常见问题进行了分析,给出了相应的解决方案. 最后,详细阐述了如何有效地管理和维护设备,以提高仪器的使用效率,为同类型仪器的运行提供管理经验.     

运动状态下液体轴对称抛撒首次破碎的实验研究

在实验室条件下利用组合式激波管设备,对运动状态下液体轴对称抛撒进行了实验研究。通过纹影装置获得其所形成雾化场的外形轮廓照片,测量获得了液核发生首次破碎的位置与对称轴之间的距离。通过对抛撒过程中R-T不稳定性与K-H不稳定性的分析认为,轴向气流作用下液体轴对称抛撒的首次破碎点与对称轴的距离主要由轴向气流的速度、轴向气流的密度、液体轴对称抛撒的出口速度、抛撒液体的表面张力系数、环形喷口的宽度等参数所决定。在此基础上,利用相似性理论和无量纲分析,获得了运动状态下液体轴对称抛撒首次破碎点与对称轴之间的距离与相关参数的无量纲关系式。     

在轴向气流作用下液体轴对称抛撒二次破碎的实验研究

液体轴对称抛撒的实验研究是以云雾爆轰武器的研制为背景的。为了研究轴向气流作用下液体轴对称抛撒二次破碎所形成的雾化场特性,本文利用两台激波管并对之加以改造,成功地在实验室实现了轴向气流作用下液体的轴对称抛撒。为了研究其雾化场的远场特性,本文利用激光粒子测量仪获得了在不同实验工况和不同位置下的雾化场SMD分布曲线。实验数据表明,由于轴向气流速度的增加,液体破碎的Weber数得到了提高,导致二次破碎初期雾化场的SMD随之减小;随着抛撒驱动压力的提高,二次破碎初期雾化场的SMD也随之减小;在同一工况下,雾化场SMD随着测量位置与喷口距离的增加而变大。     

Calculation of the wide-angle neutron spectra from the ~9Be(d,xn) reaction in a thick beryllium target

The multi-layer computing model is developed to calculate wide-angle neutron spectra, in the range from0° to 180° with a 5° step, produced by bombarding a thick beryllium target with deuterons. The double-differential cross-sections(DDCSs) for the ~9 Be(d, xn) reaction are calculated using the TALYS-1.8 code. They are in agreement with the experimental data, and are much better than the PHITS-JQMD/GEM results at 15°, 30°, 45° and 60° neutron emission angles for deuteron energy of 10.0 MeV. In the TALYS-1.8 code, neutron contributions from direct reactions(break-up, stripping and knock-out reactions) are controlled by adjustable parameters, which describe the basic characteristics of typical direct reactions and control the relative intensity and the position of the ridgy hillock at the tail of DDCSs. It is found that the typical calculated wide-angle neutron spectra for different neutron emission angles and neutron angular distributions agree quite well with the experimental data for 13.5 MeV deuterons. The multi-layer computing model can reproduce the experimental data reasonably well by optimizing the adjustable parameters in the TALYS-1.8 code. Given the good agreement with the experimental data, the multi-layer computing model could provide better predictions of wide-angle neutron energy spectra, neutron angular distributions and neutron yields for the ~9 Be(d, xn) reaction neutron source.     

三维漏斗中颗粒物质堵塞问题的数值实验研究

对于工程和实验中使用漏斗颗粒流而言,连续稳定的流量是必要的.当漏斗口较小时,很容易发生堵塞行为.堵塞现象对于交通流、疏散问题等也具有重要的意义.前人主要使用扰动的方法破坏漏斗中已有的堵塞,以便引起下一次堵塞,加快实验进程.本文利用自主开发的基于GPU(graphics processing unit)的密集颗粒流模拟程序,主要研究当三维漏斗开口打开后的第一次堵塞行为,不再引入扰动.详细讨论了漏斗开口尺寸、漏斗锥角等几何参数对坍塌规模的影响.发现对于坍塌规模的概率分布符合前人的研究结果,可以分为两部分:峰的左边呈幂函数上升形式,峰的右边呈指数衰减趋势.对于漏斗开口尺寸和漏斗锥角而言,均存在一个临界值使得堵塞不再发生.     

静止卫星遥感图像海岸线检测

静止卫星采用遥感图像中的地标进行自动导航,海岸线的检测是图像导航的重要一步。将检测结果与全球标准模板库中相应区域的海岸线匹配,依据获得的偏移量调整卫星姿态。根据静止卫星图像导航过程的特点,提出了一种适用于静止卫星红外通道的海陆分界线检测方法,进行云检测并依据地标模板库初始化后,采用C-V模型推动曲线进行演化。实验结果表明,此方法针对静止卫星红外通道的特征,不仅具有计算量小、精度高的特点,而且具有较好的稳定性和普适性。