缺陷形状对铝材料微喷射的影响

通过二维弹塑性流体力学欧拉程序MEPH,对包含不同形状不同角度缺陷铝材料的微射流现象进行数值模拟,并对其最大喷射速度以及喷射系数进行数值统计,得到不同形状、不同角度缺陷最大喷射速度及喷射系数的变化规律.并将计算结果与实验结果进行比较,基本吻合,能够反映试验规律.     

缺陷形状及角度对于铝材料微喷射的影响

目前，一般认为引起微喷射的主要物理机制有：(1)试件的表面缺陷(如凹坑、划痕等)形成的微射流机制，很可能是微喷射的主要来源。(2)在冲击波作用下，晶界处产生局部能量沉积，而形成“热点”，致使物质局部熔化甚至汽化。(3)材料表面的杂质可能产生微层裂或剥落而形成微喷射。在材料发生微喷射的过程中，这些机理经常同时存在，对于不同的材料，在不同的条件下，可能是不同的机制起主导作用。在实验中发现，铝试件在冲击压为40GPa时，其表面温度大约为500K，这大大低于931K的熔化温度。因此，可以认为铝材料在冲击压力低于40GPa时，没有熔化现象发生。故而对于纯铝试件，当冲击压力达到约30GPa时，铝材料表面缺陷形成的微射流是其微喷射的主要机制。     

微喷颗粒与气体混合过程的数值模拟研究

冲击波作用下金属与气体界面将发生微喷混合现象,即金属表面产生的微喷射物质在气体中的输运过程.提出采用散体颗粒分布代替微喷初始状态,基于气体-颗粒两相流模型对微喷混合现象进行了模拟研究.数值模拟给出了微喷混合的动力学演化过程,分析了初始气体压力和颗粒尺寸因素对混合层的影响规律;在数值模拟中发现了微喷颗粒的气动破碎现象,这可导致颗粒尺度明显减小,成为影响微喷混合演化性质的重要物理因素.本文模拟结果与相关实验结果取得一致,初步表明,气粒两相流模型是模拟微喷混合过程的一种有效方法.     

基于MOF的欧拉方法界面重构技术

欧拉方法和拉格朗日方法是多流体数值模拟中最主要的两种方法。对拉格朗日方法而言,如果存在大变形,就会产生网格扭曲,导致计算无法进行下去;而用欧拉方法进行数值模拟的难点在于混合网格中界面的确定及物理量的处理。因此,界面处理技术是欧拉数值方法的主要研究内容之一。     

双时间步方法的应用分析

对双时间步方法隐式迭代的稳定性、启动问题、子迭代初值和收敛性准则进行分析.一般认为,双时间步的真实时间步长是基于精度,而不是稳定性的基础上给定,因此真实时间步长可以取得很大,但对VonNeumann稳定性分析表明,对于子迭代采用隐式的算法,稳定性的要求对真实时间步有限制.并通过对Sod激波管问题的计算,验证该分析.     

LP-MOCVD两步生长法制备的InAs0.9Sb0.1/GaAs

利用LP-MOCVD技术,采用两步生长法,在(100)GaAs单晶衬底上生长高质量的InAs0.9Sb0.1。用扫描电镜、X射线单晶衍射、Hall测量以及Raman光谱等方法对材料进行了表征。分析了缓冲层和外延层生长温度对外延层表面形貌的影响。获得了表面光亮,室温载流子浓度为1.9×1017cm-3和迁移率为6214cm2/V.s的InAs0.9Sb0.1。在室温Raman光谱中观察到InAs0.9Sb0.1中InAs(LO)的233cm-1和InSb(LO)的187cm-1两种光学声子行为。     

混沌吸引子在两个周期振子耦合下的相同步

在分析了系统稳定的基础上，对非线性混沌吸引子在两个独立外周期振子耦合下的相同步进 行了研究.与一个周期振子耦合的情况不同，两个周期振子对混沌吸引子的耦合具有排他性 和竞争性，相同步在两个亚稳态交替出现，各自同步时间长度由外振子参数决定.确定了周 期外振子参数与同步时间长度的关系并与数值模拟计算结果进行了比较. 关键词： 混沌吸引子 相同步     

Level Set方法及其在两相流数值模拟研究中的应用

本文介绍了一种崭新的捕捉两相流相界面的 Ｌｅｖｅｌ Ｓｅｔ方法,并应用该方法对两种互不相容流体间的平面界面波动现象进行了数值模拟,捕捉到了两相流界面波动过程中的一些复杂现象。计算结果与实验观测现象符合良好,表明这种方法是一种很有前途的两相流数值模拟方法,很值得进一步研究和推广。     

两次节流循环在氨制冷系统的效率分析

文中分析不同节流方式下的两级压缩制冷循环。基于冷库实例,计算出了制冷循环在一次节流和二次节流方式下的制冷系数。结果显示,使用两次节流制冷循环,理论制冷系数提高了1.3%,冷库实例制冷系数提高了0.7%-0.8%。两次节流制冷系统在满负荷下运行时,压缩机消耗的理论功率比一次节流下降5kW。使用两次节流方式的制冷系统,在初投资费用上也有所降低。     

突扩圆管内液-固两相流固体颗粒运动特性的DPM数值模拟

采用考虑颗粒碰撞的欧拉一拉格朗日数值模拟方法(DPM),对水平突扩圆管中液固两相流固体颗粒的碰撞过程进行了数值计算.在模型中,对液相采用欧拉法建立控制方程,对离散颗粒采用拉格朗日方法模拟.采用硬球模型描述颗粒间的碰撞作用.计算结果表明,该模型可以真实地模拟液固两相流中固体颗粒运动的动态变化过程以及颗粒的非均匀分布特征,从单颗粒层次上提供颗粒的运动信息,这有助于深入研究液固两相流中固体颗粒的运动规律.     

固液两相流中微对流强化的机理分析与数值模拟

本文对分散型固液两相混合物层流管流中非均匀剪切力场导致的微对流现象以及由此引起的导热系数增强效应作了机理和影响因素分析,认为除速度分布、颗粒浓度和粒径以外,还存在颗粒形状、粒径分布,壁面热流方向、颗粒表面性质及其与载流介质间的相容性等多个影响因素.模拟计算表明,由微对流导致的对流换热强化与流体在管壁面上的表观导热系数强化具有相同的数量。     

非对称半结晶两嵌段共聚物的微相分离与结晶行为的模拟退火研究

利用模拟退火方法研究非对称半结晶两嵌段共聚物熔体分别在弱分离和强分离条件下的结晶过程.考察微相分离作用和结晶作用的相对强度对柱状组成的两嵌段共聚物平衡形态的影响.研究结果表明,当嵌段间的相互排斥作用较弱时,结晶便破坏了柱状畴;当此相互作用足够强时,结晶过程可以有效地被限制在熔体微相分离所形成的柱状畴内.另外,介于上述两种情形之间还存在一个模板区域,此时熔体形成的柱状畴大部分被保留下来,但在局部会变形或连通.这些结果和文献报道的实验结果一致.当嵌段间的相互排斥作用非常强时,结晶被抑制,微相分离主导最终形态,观察到了非晶态结构.     

最优化方法在拟合正交系晶体弹性及压电系数中的应用

由布里渊散射实验可以得到晶体弹性及压电系数。本文介绍了最优化方法在拟合正交晶体弹性及压电系数中的应用 ,并对几种主要的最优化算法的稳定性、初值选取、拟合数据结果的判断及评价等关键问题做了详细的讨论     

移动网格与Level Set耦合方法在气-液两相流数值模拟中的应用

本文采用自适应移动网格与Level Set函数相耦合的方法来实现气-液两相流的数值模拟与计算.作为自适应网格方法的一种,移动网格方法主要是为了解决发展方程的计算问题而设计的方法.文中给出了移动网格的生成方程,并针对方程的非线性,给出了一种半隐式的离散方法用于进行求解.本文将移动网格方法与Level Set方法相耦合,将控制流体运动的Navier-Stokes方程以及追踪相界面的Level Set方程转换到曲线坐标下,应用一套曲线坐标方程组来同时描述气、液两相流的运动规律,成功实现了对气-液两相流问题的数值模拟.通过对顶盖驱动流的计算以及对液滴沉降现象的模拟计算,验证了本文方法的可靠性.本文对常重力与微重力下两气泡融合的发展规律进行了数值模拟,通过分析对比,得到了重力对两气泡融合变形的影响规律.     

一步水热法合成的石墨烯量子点及其在锰离子探测中的应用

以还原氧化石墨烯为前驱体,采用一步水热法成功制备出了近似球状、分散性良好、尺寸均一的石墨烯量子点。通过傅立叶红外光谱(FTIR)、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等光学手段对样品的结构和光学性能进行了表征,结果显示制备的石墨烯量子点表面含有丰富的含氧官能团,在紫外区有很强的吸收,发射峰强而窄,表现出激发波长不依赖的荧光性能。研究结果表明石墨烯量子点可应用于Mn2+微量探测,石墨烯量子点的荧光强度会随着所加入的Mn2+浓度的增大而降低,在0~400μmol/L间的校准曲线呈线性相关。     

直通道内两相流动的格子玻尔兹曼方法模拟

本文改进了多弛豫时间多组分伪势格子玻尔兹曼方法,使其可以适用于极大黏度比的情况.研究了二维直通道内的两相流动,分析了饱和度、黏度比、润湿性和毛细管数对相对渗透率和相渗曲线的影响.结果表明,大黏度相的相对渗透率随着黏度比的增大而增大,维持高流动能力的饱和度范围也随之扩大,小黏度相与之相反;黏性耦合效应对两相相对渗透率的影响存在极限,即不会导致小黏度相的相对渗透率低于最小值,也不会使大黏度相的相对渗透率高于最大值;非润湿条件会使大黏度相的流动能力增强,相对渗透率增加,并强化相渗曲线的非单调性;润湿条件会减弱大黏度相的流动能力,相对渗透率降低;毛细管数的增加会导致更明显的接触角滞后效应,使两相相对渗透率降低.     

用推广的等效两体方法求解类氦离子三体问题

介绍了求解三体问题的等效两体方法,将等效两体方法推广到原子系统,利用该方法求解类氦离子的基态,与一般的单参数变分法相比得到了与实验值符合得更好的结果,进而利用双参数变分法对所得结果进行了检验。 结果表明,等效两体方法同样适用于求解原子系统中的三体问题。 An extended equivalent two body method for three body systems is introduced in this article. The method is applied to an atomic three body system. Energies and wave functions of a helium like ion are calculated,which are consistent with the experimental data much better,in contrast to the results obtained by a one parameter calculus of variations approach. Then we use a two parameter calculus of variations approach to verify the precision of the ground state energy and wave function obtained by the extended equivalent two body method. These results indicated that the extended equivalent two body method is applicable to an atomic three body problem.     

信息保存方法在微尺度变温流场中的应用研究

在信息保存法(IP)方法的基础上，提出了一个简单易行的温度模型，该模型可以有效模拟计算有温度变化的流动.此外研究发现，在用IP方法模拟计算的流场局部密度变化很大时，如果采用质量守恒方程的二阶中心差分格式更新信息密度时会使计算发散，因此建议采用一阶迎风格式更新信息密度. 关键词： IP方法 低速流动 微尺度 变温流动     

基于折叠势的两势方法系统研究质子放射性(英文)

基于两势方法系统地研究了质子数51 ≤ Z ≤ 83质子放射性核素的衰变半衰期。总的质子-子核相互作用势包括:通过单折叠子核密度和DDM3Y有效相互作用得到的微观核势,通过单折叠子核电荷密度和质子-质子库仑相互作用得到的真实库仑势以及离心势。同时,预测了同一区域16个核的质子放射性半衰期,并且预测的质子放射性半衰期在4.11倍的范围内。此外,还研究了质子放射性的Geiger-Nuttall定律。结果表明,Geiger-Nuttall定律可以用来描述角动量相同的同位素的质子放射性。In the present work, we systematically study the half-lives of proton radioactivity for 51 ≤ Z ≤ 83 nuclei within the two-potential approach. The total emitted proton-daughter nucleus interaction potential is composed of the microscopic nuclear potential obtained by single folding the density of the daughter nucleus with the DDM3Y effective interaction, the realistic Coulomb potential obtained by single folding the charge density of the daughter nucleus with the proton-proton Coulomb interaction and the centrifugal potential. We extend our study to predict proton radioactivity half-lives of 16 nuclei in the same region within a factor of 4.11. In addition, the Geiger-Nuttall law for proton radioactivity is researched. The results indicate that the Geiger-Nuttall law can be used to describe the proton radioactivity isotopes with same angular momentum.     

混合模拟方法模拟电子在固体表面的背散射

将电子输运的直接模拟方法和压缩历史方法相结合,建立能量为50 eV~1 GeV范围的电子在介质中输运的混合模拟蒙特卡罗方法.通过调整散射角参数和损失能量参数控制单次碰撞发生的次数,输运过程中单次碰撞采用直接模拟,在两次直接碰撞之间使用压缩历史方法模拟发生的多次小碰撞过程.利用该方法模拟电子在固体表面的背散射过程,探讨不同计算参数对计算效率和结果的影响,计算不同能量电子在固体表面的背散射系数和出射电子能量分布,计算结果与实验数据符合较好.