高温应变下的晶界湮没机理的晶体相场法研究

应用晶体相场方法研究高温应变下的预熔化晶界位错湮没机理. 结果表明, 原预熔化晶界上的位错在应变作用下发生分离运动, 形成新晶界, 即亚晶界. 该过程的实质是生成了亚晶粒; 亚晶界的迁移过程的本质是亚晶粒长大、吞噬旧晶粒的过程; 亚晶界之间的湮没是亚晶粒完全吞噬旧晶粒过程的结束, 体系转变成为单个晶粒结构. 根据原子密度序参数沿x和y方向的投影值随应变量的变化特征, 可以揭示出高温应变作用下, 预熔化亚晶界相遇湮没的本质是两对极性相反的偶极子位错对发生二次湮没, 该湮没的微观过程是通过位错连续二次滑移湮没而实现的, 其湮没的速率较低温时的湮没速率要小许多.     

多孔金属薄膜阻尼减振微观机理研究

研究了多孔金属薄膜的阻尼性能和微观机理. 采用分子动力学方法及扫描电镜(SEM) 原位观察实验手段对多孔金属薄膜阻尼进行研究, 得出金属薄膜应变滞后于应力周期性变化以及弹性势能周期性衰减的规律, 并通过应变滞后应力的时间差求得损耗因子; 从微观结构上可看出, 在薄膜孔缺陷附近\langle110angle晶向上经历了位错产生、 并且位错呈阶梯状向前发射的变化; 在SEM原位拉伸、卸载实验中观察到有微裂纹的萌生、斜向阶梯扩展、收缩及消失的周期过程. 结果表明: 在周期载荷作用下, 多孔金属薄膜的孔缺陷附近产生的位错可以挣脱开弱钉扎点并限制在强钉扎点上, 由于位错的变化及附近晶界间的相对滑动产生内摩擦, 消耗了系统的部分弹性势能, 引起金属薄膜的阻尼减振效应, 从而揭示了多孔金属涂层阻尼产生的微观机理.     

烧结金属纤维板大空间自然对流实验研究

实验研究了烧结金属纤维板在大空间下的自然对流换热,分析了倾角、孔隙率、纤维丝经、Ra数和金属纤维导热系数对换热性能的影响.实验结果表明:存在最优的角度(60°左右)使烧结金属纤维板的自然对流换热性能最好,但倾斜角度对烧结金属纤维板的换热影响没有光板显著;加热面的平均Nu数随着纤维直径和孔隙率的增加均先增加后减小;在实验...     

三维不规则区域热传导问题无网格方法的数值模拟

配点型无网格法是纯无网格法,它不需要任何背景网格,效率高。本文用加权最小二乘配点方法(Weighted Least-Squares Collocation Method-WLSCM)计算不规则区域热传导问题,形函数采用径向基函数近似。通过二维具有分析解的实例表明WLSCM方法精度高,稳定性好且具有较高的计算效率。此外,将WLSCM方法应用于工程中常见的三维不规则区域热传导问题,结果表明:WLSCM方法的计算结果与FLUENT的计算结果符合很好。     

随机对流扩散方程的数值仿真

本文针对对流一扩散随机过程在随机输入（即随机输运和源项）,作用下进行数值仿真。我们先将对流扩散随机微分方程中的随机函数采用有限项截断的多项式浑沌展开（Polynomial Chaos Expansion）展开,再由Galerkin映射法得到求解浑沌展开系数的确定性方程组。这是一个在物理空间包含多尺度解的大方程组。为此我...     

两端叠层结构的中长波量子阱红外探测器

采用分子束外延技术生长了两个叠层结构的双色量子阱红外探测器结构,并经过光刻和湿法刻蚀制作成两端结构的量子阱红外探测器单元器件. 通过改变量子阱势垒高度,势阱宽度,掺杂浓度,重复周期数等器件参数,可以使总电压在两个叠层之间产生适当的分布,从而使器件表现出不同的电压响应特点. 光电流谱测量显示,器件1随着外加偏置电压可实现对于中波大气红外窗口(3—5 μm)和长波大气红外窗口(8—12 μm)红外响应的切换,器件2在不同的偏置电压下可以对这两个波段同时做出响应. 本文探讨了两端叠层结构量子阱红外探测器的工作原 关键词： 电压调制 同时响应 量子阱红外探测器 双波段     

极限热环境下大功率PCB散热改进研究

通过改进太阳罩结构、改变PCB安装形式、设置隔热等方式,对大功率PCB在大空间极限热环境下的散热方式进行了优化和数值模拟。研究结果表明,根据不同发热电子元件的功率及其在PCB上的安装位置及与PCB的连接形式,采用上述措施,可以显著改善散热效果。     

带环状翅片管式相变储热器的数值模拟

相变材料的低导热性是相变储热器传热过程的主要障碍。在相变材料侧进行强化,是目前提升相变储热器蓄热速率的主要方法。本文采用有限容积法对带有环状翅片的管式相变储热器的蓄热过程进行了数值模拟,得到了温度场、相界面随时间的变化。在此基础上,本文对翅片导热系数、翅片厚度和翅片间距等影响储热速率的因素进行了计算和分析。为相变储热器的优化设计提供了一定的参考。     

二维流场、热结构松耦合模拟研究

本文针对轴对称型飞行器前缘部位,采用松耦合方法,开展了二维高超声速流固界面的热耦合计算。满足非稳态N-S方程的外部流场和内部非稳态热传导均采用商用软件FLUENT进行计算。通过对相同时刻,不同松耦合推进时间步长引起的壁面热流密度、壁面温度、表面传热系数的差异对比,得出了松耦合推进时间对以上参数的影响规律,这对有效实施松耦合方法进行高超声速飞行器模拟具有积极意义。     

PEMFC气体扩散层内各向异性传递过程数值模拟

质子交换膜燃料电池(PEMFC)气体扩散层(GDL)具有各向异性属性,常规数值模拟对GDL采取均匀模型,忽略了各向异性传递过程对PEMFC性能的影响。本文发展了一个三维非等温单相模型,在GDL平面内和GDL厚度方向采用不同的传递系数,模拟了各向异性传递系数对PEMFC整体和局部性能的影响。在本文计算条件下,GDL各向异性和均匀模型模拟得到的电池极化曲线几乎完全相同,但电池电流密度分布和温度分布等局部特性存在很大差异。该结果进一步证明了不能单独用极化曲线来验证电池数学模型的正确性。