基于CARS技术的超燃冲压发动机点火过程温度测量

相干anti-Stokes Raman散射（coherent anti-Stokes Raman scattering，CARS）技术作为一种非接触测量手段，已广泛应用于多种发动机模型燃烧室温度测量及地面试验.然而，目前的工作主要集中在稳态燃烧场温度的测量，缺乏用高分辨率的单脉冲来测量瞬变的燃烧火焰温度及组分浓度的研究.基于CARS理论，结合多参数拟合算法，开发了基于MATLAB的CARS光谱计算和拟合程序CARSCF；利用McKenna平面火焰炉在不同工况下进行了温度测量，并与DLR测量结果进行对比，结果显示开发的CARSCF具有较高的测量重复性和准确性；最后将CARS技术应用于测量超燃冲压发动机点火过程中的温度测量，获取了点火过程中的温度.结果显示，在来流Mach数为3的条件下，H₂/air点火过程中温度呈现急剧上升然后缓慢下降，而CARS信号则呈现急剧上升然后急剧下降随后又缓慢上升的趋势，并且在点火过程中最高温度为1 511 K.      

聚左旋乳酸/聚消旋乳酸共混物的结晶行为

非晶态聚消旋乳酸(PDLLA)对PLLA的结晶行为有较大的影响。本文利用差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)对不同分子量PLLA、PDLLA按不同比例制得的共混物结晶进行了系统研究。结果表明随PDLLA含量的增大PLLA冷结晶温度升高，且越接近熔融温度。PDLLA分子量较小时PLLA球晶特征被明显破坏，PDLLA分子量较大时PLLA更易形保持球晶特征且易形成环带球晶形貌，这与结晶速率与非晶组分的扩散速率匹配程度有关。低分子量的PDLLA使PLLA的最大生长速率对应的温度出现在较低温度。     

煤粉燃烧过程中灰膜形成比例实验研究

煤焦颗粒燃烧过程中,灰膜形成显著影响其燃烧特性。因此,本文借助高温沉降炉研究了61~75,75~90和90~125μm三种粒径黄陵烟煤在1273和1673 K温度下的燃烧特性与灰膜形成比例;借助扫描电镜(SEM)详细观测空心微珠颗粒内部结构,提出灰膜比例计算公式,并分析温度,粒径和碳转化率对灰膜比例的影响。结果表明,高温下大部分灰分在焦炭烧尽阶段以灰膜形式存在。灰膜比例随温度和碳转化率增加而增加,随煤粉粒径增大而减小。高温下灰分用于形成灰膜比例相对较高,这为煤焦燃尽阶段的低反应性提供了合理的解释。煤焦颗粒动态燃烧过程中灰膜形成比例随燃烧工况变化而变化。该研究为煤焦颗粒燃烧动力学模拟灰膜比例选择提供了关键数据支撑。     

流动微泡群瞬态空化强度时域分布的比例反馈调节*

声波、血流环境及流动微泡群的稳定性都会影响焦区内瞬态空化强度(ICI)在超声作用时间内的分布,从而影响基于瞬态空化的治疗效率和生物安全性。本文在搭建仿体中流动微泡群瞬态空化发生和实时测量系统的基础上,设计了基于LabView FPGA的比例反馈控制器,在保持脉冲重复频率和脉冲长度不变的条件下,通过选择适当的比例系数,依据当前周期的声波激励下实时测量的ICI,实时调节下一周期声波信号的峰值负压,以调控ICI在时间上的分布。研究表明,在最优比例系数(1 × 107)下,和开环系统相比,ICI的稳定率提升~2.31 倍,ICI的时域下降速率减小~94.41%;在超声作用时间内总ICI也基本达到期望水平。这些结果表明该比例反馈控制器在调控脉冲超声激励下流动微泡群ICI时域分布的有效性,有望改进瞬态空化在相关疾病治疗中的效率和安全性。     

添加硼砂助熔剂煤灰熔融性的量子化学与实验研究

将硼砂按不同比例分别掺入四种高灰熔点煤灰中,对混合灰样熔融特性进行实验研究。 采用密度泛函理论对熔融过程中作为反应物的莫来石反应活性进行计算。莫来石属于正交晶系Pbam空间群。计算结果表明,莫来石很容易与电子接受体结合,不容易与电子给予体结合。当莫来石与电子给予体结合时,Si原子的活性高于Al。因此,向莫来石中加入助熔剂硼砂时,硼砂中的Na＋作为电子接受体,非常容易进入莫来石的晶格中,促使莫来石转变为霞石,降低了灰熔融温度。在还原性气氛下,煤灰熔融特性实验证实了理论计算结果。     

聚左旋乳酸/聚消旋乳酸共混物的结晶行为

非晶态聚消旋乳酸(PDLLA)对聚左旋乳酸(PLLA)的结晶行为有较大的影响。本文利用差示扫描量热仪和偏光显微镜对不同分子量PLLA、PDLLA按不同比例制得的共混物结晶进行了研究。结果表明,随PDLLA含量的增大PLLA冷结晶温度升高,且越接近熔融温度。PDLLA分子量较小时PLLA球晶特征被明显破坏,PDLLA分子量较大时PLLA更易保持球晶特征且易形成环带球晶形貌,这与结晶速率与非晶组分的扩散速率匹配程度有关。低分子量的PDLLA使PLLA的最大生长速率对应的温度出现在较低温度。     

Tunable terahertz plasmon in grating-gate coupled graphene with a resonant cavity

Plasmon modes in graphene can be tuned into resonance with an incident terahertz electromagnetic wave in the range of 1–4 THz by setting a proper gate voltage.By using the finite-difference-time-domain(FDTD)method,we simulate a graphene plasmon device comprising a single-layer graphene,a metallic grating,and a terahertz cavity.The simulations suggest that the terahertz electric field can be enhanced by several times due to the grating–cavity configuration.Due to this near-field enhancement,the maximal absorption of the incident terahertz wave reaches up to about 45%.     

高压条件下平面火焰OH-PLIF实验研究

平面激光诱导荧光技术（planar laser-induced fluorescence,PLIF）是一种十分重要而且应用广泛的燃烧诊断技术,但是在实际发动机等高压环境开展OH-PLIF测量仍然具有挑战性.为了研究压强对OH-PLIF的影响,在自行设计的高压火焰炉上,搭建了一套OH-PLIF测量系统,选用A-X（1,0）电子跃迁带的P₁（1）激发谱线,在不同压强条件下对甲烷/空气预混平面火焰开展了OH-PLIF测量研究,同时对实验工况的荧光产额进行了仿真,并将仿真结果与实验结果进行了对比分析.研究结果表明,随着压强的增加,OH的荧光信号逐渐减弱,平面预混火焰的锋面厚度逐渐变薄,OH荧光信号的峰值位置会越来越靠近炉面,荧光淬灭效应在OH荧光强度-压强关系中起着决定性的作用.      

Minimum structure of high-harmonic spectrafrom aligned O2 and N2 molecules

We experimentally investigated the high-order harmonic generation (HHG) from aligned O₂ and N₂ molecules in a linearly polarized laser field, and presented the dependence of the harmonic spectrum on the driving laser intensity and molecular alignment angle. The minimum position of HHG of O₂ varies with changing the laser intensity, which is caused by multi-orbital interference. However, the location of the observed minimum structure in N₂ harmonic spectrum remained unchanged upon changing the laser intensity. The mechanism of the spectral minimum for N₂ case is regarded as a Cooper-like minimum in HHG associated with the molecular electronic structure. This work indicates that harmonic spectroscopy can effectively uncover information about molecular structure and electron dynamics.     

Characterization of premixed swirling methane/air diffusion flame through filtered Rayleigh scattering

Characteristics of a premixed, swirl methane/air diffusion flame at atmospheric pressure are measured by filtered Rayleigh scattering (FRS). Three operating conditions are investigated with the equivalence ratios of the methane/air flame covering a range of 0.67—0.83. Under each condition, single-shot and averaged FRS images over a region measured 39.3×65.6 mm² at seven cross sections of the flame are collected to demonstrate the flame behavior. A gradient calculation algorithm is applied to identify reaction zone locations and structures in the instantaneous FRS measurements. Statistical analysis for the mean FRS measurements is performed by means of joint probability density functions. The experimental results indicate that thermochemical state of the swirl flame is strongly influenced by equivalence ratio, leading to varieties of flame structures and temperature distributions. The gradient of the instantaneous FRS images clearly illustrates the characteristics of the reaction zone. The results also demonstrate that FRS can provide detailed insights into the behavior of turbulent flames.