基于非均匀曳力模型的CFB循环特性研究

为了给工业级循环流化床(CFB)煤气化反应器的运行调试提供有效的参考依据,在操作参数之一——颗粒质量循环流率Gs未知的情况下,本文采用具有宽工况普适能力的QC-EMMS非均匀曳力模型和欧拉-欧拉数值方法,模拟了提升管内的气固两相流动,准确给出了该装置的循环特性,即不同流化风速下颗粒质量循环流率Gs与床存量的关系曲线,揭示了实际过程中可能存在的A类噎塞现象,以及发生噎塞前后,床内颗粒浓度分布的变化规律。研究表明,欧拉方法和QC-EMMS模型可在各类大型CFB系统运行的改进、放大和优化中发挥应有的重要作用。     

快速床动力学统一模型V:固含率轴向分布的预报

推导了快速床底部"一次携带最大固体流率"G_(s,th)的计算方法,对快速床颗粒浓度轴向分布由"指数单调下降"到"S型分布"的转变做出了合理的解释和预报.分析整理了浓相区高度的实验关联式.推导了过渡段和加速段的"动量平衡高度"的计算方法,并给出了整个床层固含率轴向分布的模型预报方法。     

水平管液塞长度与频率的跟踪模型预测

采用电导探针在133 m长水平管道上对空气-水段塞流的液塞参数演化特征进行了实验研究,得到了液塞长度、频率统计分布沿管道的变化规律。实验观察到最小稳定液塞长度大约为15D,提出了新的长气泡尾流效应关联式。采用改进的跟踪模型研究了液塞长度等参数沿管演化过程,模型中采用了提出的尾流效应关联式,管道入口液塞长度随机变化。验证表明,模型较好预测出平均液塞长度、最大液塞长度、平均液塞频率等参数。     

快速床动力学统一模型Ⅲ:高密度流化床的预报

基于模型Ⅰ、Ⅱ,本文对颗粒团聚物的受力情况进行了分析。当宏观相间摩擦力大于颗粒团聚物重力时,颗粒团聚物发生二次流化,床层进入高密度快速床状态。按摩擦力等于重力的条件确定了相间滑移自调节量,并以此对快速床分相模型进行了修正。模型很好预报了高密度快速床的上下部固含率不再随固体循环流率的增加而发生明显的变化。     

羚羊角及其角塞的傅里叶红外光谱快速识别研究

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术,对羚羊角、羚羊角塞以及二者的混合物进行了对比研究。结果表明:羚羊角的红外光谱主要由蛋白质组分的特征吸收峰组成,而羚羊角塞的红外光谱主要由蛋白质和磷酸钙组分的特征吸收峰构成,二者的酰胺谱带、C—O伸缩振动谱带以及CH基团的伸缩振动谱带也均有明显区别。通过上述差异,可有效地鉴别羚羊角、角塞以及掺有角塞的羚羊角样品。该研究为羚羊角的掺伪和杂质检查提供了快速、科学的新方法,也为羚羊角的成分与质量评价体系研究提供了一定的信息。     

经光阑衍射的高阶贝塞耳光束位相奇点演化特性

推导出了高阶贝塞耳光束通过有光阑近轴ABCD光学系统传输的解析公式,用以研究了高阶贝塞耳光束被光阑衍射位相奇点的演化特性.结果表明:高阶贝塞耳光束经光阑系统衍射后,中心光涡旋始终存在,拓扑电荷守恒,但涡旋核大小会随光阑半径、传输距离和光束阶数而变化;随光阑半径和传输距离变化,圆刃型位错会消失或产生.     

超冷V型三能级原子注入的微脉塞的光谱性质

建立了超冷V型三能级原子注入的微脉塞的量子理论。首先推导出腔场约化密度算符随时间演化的主方程，并由此出发着重研究了微脉塞腔场的光谱性质。结果表明，与用超冷二能级原子或用热的二能级和三能级原子注入的微脉塞的光谱相比，用超冷V型三能级原子注入的微脉塞具有新的光谱性质，对某些腔长，线宽可被突然加宽，腔场也发生大的频移，不同的原子相干性甚至可以使腔场频率发生方向相反的频移。另一方面，原子质心动量对光谱也有影响，表现在线宽和频移随质心动量减小而减小。     

经光阑衍射的高阶贝塞耳光束位相奇点演化特性

推导出了高阶贝塞耳光束通过有光阑近轴ABCD光学系统传输的解析公式,用以研究了高阶贝塞耳光束被光阑衍射位相奇点的演化特性.结果表明:高阶贝塞耳光束经光阑系统衍射后,中心光涡旋始终存在,拓扑电荷守恒,但涡旋核大小会随光阑半径、传输距离和光束阶数而变化;随光阑半径和传输距离变化,圆刃型位错会消失或产生.     

三维电子回旋脉塞的数值模拟研究

为了打破二维模拟回旋脉塞的一些局限性,研究了电子回旋受激辐射的基本原理,使用唯象的描述方法,以统计物理学为基础,在电子回旋中心坐标系中完成了三维Yee网格模型中对电子注平衡态物理模型的数值建模,并结合PIC方法和FDTD算法进行电子回旋脉塞的数值模拟.为了减少计算时间,在模拟中加入了MPI并行算法,加速比能提高到2.7以上.最后以一个94 GHz的回旋振荡管为例,对它的整体结构进行了模拟,并通过对频谱,功率,工作模式等方面验证了模拟的正确性. 关键词： 电子回旋脉塞 Yee网格模型 PIC方法 FDTD算法     

段塞流液塞频率的波动特性

段塞流的实际物理过程是复杂的随机过程,液塞频率也仅是以周期性来近似模拟段塞流的间歇性.本文对段塞流液塞频率的波动特性进行了深入研究.结果表明:随着折算气速的增加,液塞频率先减小然后增大,在折算气速增大的过程中液塞频率存在一个极小值.随着折算液速的增加,液塞频率急剧增大,折算液速是影响液塞频率的主要因素.在下倾管中,在折算气速相同的情况下,液塞频率是随下倾角的增大而降低的.这是因为随着下倾角的增大,重力作用增强,液塞消散增强.在上倾管中,在折算气速相同的情况下,液塞频率也随上倾角的增大而降低.     

水平管道段塞流液塞速度实验研究

本文在水平长环道上采用电导探针互相关测速技术实验研究了液塞速度,给出了液塞速度与气液混合速度的关联式。研究表明,在低Froude数和高Froude数时液塞速度分别对应不同的关联式。实验结果与文献报道比较表明,在低 Froude数区很好吻合;在高Froude数区,实验结果高于其他研究者的数据。分析表明,液塞速度不受尾波效应影响,主要受液塞和长气泡长度以及液塞含气率作用。在低Froude数区,上下游探针测量的液塞和长气泡长度以及液塞含气率差别较小,因此液塞速度关联式一致;在高Froude数区,液塞和长气泡平均长度以及液塞含气率沿管增大,因此上下游的关联式不一致。     

集输管路上升管系统严重段塞流液塞特征

在海洋油气集输-上升管路系统模拟实验装置上研究了严重段塞流的液塞运动特征.实验结果表明,液塞首先以较低速度流出上升管,该速度约等于管道入口气液混合速度;然后液塞以较高速度流出,速度值主要受管路系统的结构尺寸及物性影响,该阶段的液塞长度不超过上升管高度.本文还分析了液塞长度、各阶段速度与入口气液流量的关系,给出了拟合关联式.     

汶川地震堰塞体及相关力学问题

2008年5月12日,爆发了里氏8.0级汶川特大地震,120多秒内,形成了南起康定,北至青川,呈北东一南丙走向的长约300km、宽约30km的破裂带,当时山崩地裂,秀美河山被疯狂撕扯,尤数生灵瞬问淹没于碎石瓦砾之中.由于四川复杂的地质地貌条件和丰沛水系,这次地震诱发了大量的崩塌、滑坡、泥石流和堰塞湖等山地灾害.极震区有明显危害和威胁的堰塞湖34个,其中唐家山堰塞湖为震后最大的山地次生灾害,严重威胁下游沿岸城镇、村庄、水利水电设施和100余万人生命财产安全,是震后抢险的重中之重.清华大学水利水电工程系部分师生不畏艰险,始终奋战在抗震抢险第一线,为唐家山堰塞湖抢险提供水文预报和决策咨询服务等,对肖家桥堰塞湖进行现场踏勘,获得了翔实的第一手资料.目前正在深入开展有关堰摩体的几个具有挑战性的关键力学问题研究,首先,堰塞体形成机制问题,亦即地震诱发的崩塌和巨型滑坡填充河道的动力过程;其次,堰塞体的溃决机制问题,除了关心泻流时下游洪峰流最外.更关注堰塞体的冲刷过程,以及砾石、块石等大粒径滑坡堆积物构成的堰塞体蠕变和变形机理等.这些问题正是侧重机理研究的颗粒物质力学的主要研究内容之一.由于堰塞体颗粒组成复杂,基于唯象描述的土力学和散体力学显然不适合堰塞体力学行为的基础研究.     

具有原子相干性的超冷V型三能级原子注入的双模微脉塞的透射几率

建立了超冷V型三能级原子注入的双模微脉塞的透射几率的量子理论，研究了原子相干性对透射几率的影响。发现原子的透射几率随原子质心动量的变化曲线中存在着共振峰和非共振平台。给定腔长，通过调节原子相干参量和原子的二个跃迁通道的耦合强度，可以改变这些共振峰和非共振平台的性质。     

卡塞格林反射系统结构动态优化设计

本文对卡塞格林系统在焦平面上的衍射效应进行了分析,并采用有限元素光线追踪法对衍射效应进行了计算.据此,本文提出了以该衍射效应作为卡塞格林反射系统结构优化设计的目标函数,该方法具有直观和量化的优点.采用该方法对大口径反射系统结构的设计具有一定的实际意义.     

利用微脉塞重构腔场的Wigner函数

提出了重构腔场Wigner函数的一种新方案.该方案可以用微脉塞来实现.发现在腔场的Wigner函数与原子的布居数之间存在一个简单的关系.在实验上测得原子的布居数后，进行一个简单的数值积分，就可得到腔场的Wigner函数.以单光子Fock态和Schr?dinger猫态为例进行了数值模拟，发现与用精确公式计算的结果很好地相符. 关键词： 量子态重构 Wigner函数 微脉塞     

非简并双光子微脉塞的发射几率

将简并双光子微脉塞的量子理论推广到非简并情形, 给出了原子发射几率的解析表达式并且分析了相应的性质.发现由于在微脉塞中存在两种腔场模式,导致有两个自由度来改变原子在经过腔场时所受到的势场,因此非简并双光子微脉塞的发射几率的行为不同于简并双光子情况下的发射几率.     

超流氦多孔塞相分离器的研究综述

超流氦恒温器是远红外探测器冷却系统的主要设备,气液相分离器则是超流氦恒温器的关键部件,能有效完成超流氦的气液分离,防止泄漏并实现空间液体的综合管理。文中介绍了在空间红外探测中应用较多的多孔塞相分离器的工作原理,描述了多孔塞的流量特性曲线,并对曲线上各工作区域的质量流量与温差(压差)的关系式进行了介绍。文中还对多孔塞的制备工艺进行了分析,并结合国内外研究进展给出了合理选择多孔塞所需要注意的相关参数。     

C 型臂造影系统成像模型和运动模型标定方法研究

C型臂数字造影系统成像原理与相机成像原理类似,但自身机械结构导致其内参随方位改变而变化.提出了一种利用系统提供的方位参数直接计算成像系统内参和外参的新方法,该方法建立在造影系统成像特点和C型臂运动规律的基础上,并利用计算机视觉中的相关理论进行了描述.根据对精度、复杂度和灵活性的不同要求,提出了三种不同层次的模型,模型1用于计算一组特定方位下的系统内参和外参,模型2用于计算发射源到像增强器的距离固定时系统的内外参数,模型3用于计算仟意方位下的系统内外参数.实验结果表明模型1的精度达到亚像素级,可以应用于对精度要求较高的场合;模型2和模型3的精度稍低,但具有较好的灵活性.     

T型突变出口提升管气固流动的数值模拟研究

循环流化床提升管内气固流动不仅受操作工况的影响,还与出口结构密切相关.本文应用双流体模型结合EMMS曳力模型,对T型突变出口提升管内两种工况的气固流动进行了二维模拟.模拟得到的轴向固体浓度分布和实验值符合较好.验证了EMMS曳力模型对于快速流态化气固不均匀流动模拟的适用性.