石墨烯纳米带电极区N掺杂电子输运性质研究

运用密度泛函理论和非平衡格林函数结合的方法,研究电极区N掺杂对扶手椅型石墨烯纳米带电子输运特性的影响.结果表明,与本征扶手椅型石墨烯纳米带电流-电压曲线相比,宽度为7的石墨烯纳米带电流-电压曲线表现出明显的不对称性,其中心N掺杂表现强烈的整流特性,整流系数达到102数量级,且将N原子从电极区中心位置移动到边缘,整流特性减弱.研究结果表明宽度为7的扶手椅型石墨烯纳米带出现强整流现象的原因主要是负向偏压下能量窗内没有透射峰引起的,该研究结果对将来石墨烯整流器件的设计具有重要的意义.     

水力机械内鲤鱼草鱼的压力损伤模拟试验

通过试验人工模拟水力机械内压力变化过程,测量压力时间变化,观察并解剖分析不同压力变化过程对鲤鱼和草鱼造成损伤的情况。试验发现,负压状态下的压力变化过程会对鱼的生存构成直接威胁,并得到了新型环保水力机械设计中应采用的压力时变导数极限值。     

蒸发模型对乙醇湍流射流火焰模拟影响研究

航空发动机燃烧室高精度数值模拟需要合理的蒸发模型,目前蒸发模型对两相湍流燃烧模拟的影响定量研究不足。乙醇较其他燃料蒸发潜热大,对蒸发模型敏感。文章采用LES求解湍流、TPDF解决湍流和化学反应的相互作用,研究AbramzonSirignano(A-S)蒸发模型、Spalding蒸发模型和厚交换层(NC-TEL)蒸发模型对高雷诺数乙醇两相湍流射流火焰的数值模拟结果并与实验数据对比。定量分析不同蒸发模型对温度、混合物分数及液相分布等的规律性影响发现,A-S蒸发模型在射流中心区域与实验数据拟合较好,在其它区域表现欠佳;Spalding模型在x/d=10截面上模拟结果良好;NC-TEL蒸发模型在x/d>10截面及远离射流中心方向上的模拟结果表现最好。与其他模型相比,NC-TEL蒸发模型在液相速度上与实验数据相差最大为21.9%,表现最好。     

孤立波与淹没平板相互作用的三维波面和水动力实验研究

在波浪水池中进行了孤立波作用下有限长度和有限宽度淹没平板的三维模型水池实验. 首次应用多目视觉立体重构技术测量局部三维自由表面变形, 该系统的有效测量水平范围为1.7 m$\times $1.6 m. 用4个三分力测力传感器组成水下测力系统, 在不影响波面的情况下测量孤立波对平板的作用力和力矩. 针对波浪不破碎的情况, 选择0.4 m水深和0.16 m波高的来波条件, 平板淹没深度为0.1 m. 实验结果表明, 孤立波经过淹没平板时自由面有明显的三维变形, 导致孤立波波幅的时空变化. 波幅在平板尾缘中心线处达到最大值, 并沿展向逐渐减小. 利用多目视觉立体重构系统得到的波面变化过程与浪高仪给出定点波面时间序列相互印证, 表明建立标识码波面测量方法是有效的. 孤立波对淹没平板作用的水动力载荷变化分为6个典型阶段, 并与利用波面三维重构得到的波面测量标识码并讨论. 基于多目视觉立体重构技术得到了垂向力和俯仰力矩极值点出现时的三维波面形态. 建立的多目视觉立体重构系统将为海洋工程结构物的水池物理模型实验提供新的波面测量手段.      

利用Tracker定量分析弹簧振子x-t图像的实验研究

在物理实验的设计中往往会使用到频闪照相机来分析物体运动的轨迹.然而频闪照相机在课堂教学中并不能很好地被大多数教师使用,而且频闪照相机对于照相机本身的要求也较高,给课堂教学带来了难度.在实验室中利用视频分析软件Tracker分析物体的运动轨迹是高校中研究此类问题的一种有效途径,希望通过研究和尝试,将高校中的研究方法带入高中的教学活动中,使高中的物理研究结果更趋向完整.以分析弹簧振子的简谐运动为例,对Tracker在高中物理教学中的应用进行探讨.     

三峡右岸机组水力性能数值模拟

目前,对大型水轮机组稳定性问题的研究成为热点和前沿问题。三峡电站的运行水头变幅大,负荷变幅也大, 机组稳定性问题更为突出,成为人们关注的焦点。应用CFD技术对混流式水轮机的内部流场进行模拟分析,对可能影响 水轮机运行性能的若干因素进行研究,可以为改善水轮机的水力稳定性能提供依据。