加热球体入水空泡实验研究

基于高速摄像方法,开展了17—800°C范围内不同温度球体垂直入水实验研究.呈现了随球体温度变化所产生的复杂入水现象:在1.5 m/s入水速度条件下,实验所采用的室温球体不能产生空泡,当球体温度为300°C时空泡生成,增加到400°C空泡消失,继续提高温度至700°C空泡再次形成.根据传热学与流体动力学理论,分析了温度与速度变化对空泡形成的影响机理.结果表明随着温度的升高,球体与水之间的传热效率与传热方式发生改变,汽化生成的汽泡和蒸汽膜改变了周围流体流动的湍动性和球体表面的粗糙度、疏水性,这些变化均会影响空泡的形成;在1.5—3.8 m/s入水速度范围内,当球体具有较高温度时,能否形成入水空泡主要与球体的传热性能有关,速度的提高增强了球体与水的传热效率,使高速入水条件下的较低温度球体同低速入水条件下的较高温度球体入水现象相似,速度本身仅对生成空泡的形态有所影响.     

不同材料弹体超声速侵彻钢筋混凝土靶的结构破坏对比实验

设计了超声速钻地结构弹,采用203 mm口径的火炮,开展了25 kg量级弹体在1100~1300 m/s速度范围内侵彻钢筋混凝土靶的实验研究,应用数值仿真对弹体侵彻钢筋混凝土靶的过程进行了模拟计算。基于实验和仿真结果,对超声速侵彻条件下两种金属材料弹体的结构响应、质量损失等问题进行了分析。结果表明:在超声速侵彻钢筋混凝土靶的过程中,两种金属材料的弹体结构变形破坏形式主要为头部侵蚀和侧壁磨蚀,头部侵蚀量的大小与弹体壳体材料有关,高强度G50钢材料更适合用于1200 m/s速度量级的超声速侵彻环境。对出现的“径缩”现象作了初步分析,并对今后工程应用的结构弹体设计提出了指导意见。     

双缝衍射现象的实验研究

双缝衍射是指被单缝衍射调制的双缝干涉现象. 以定性分析双缝衍射光强分布为基础,对双缝衍射实验过程中出现的各级明条纹中心的光强并不相等,且包络内中间光强并不是最大的现象作了深入分析和研究,并指出这些现象出现的原因.     

减阻剂水溶液内弹体入射超空泡特性实验研究

采用高速射弹方法实验研究了子弹入射水中及表面活性剂减阻剂水溶液中产生的超空泡形态特性。利用气动卷钉枪向水及质量分数为1×10~(-4)、5×10~(-4)和1×10~(-3)的三种不同浓度十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)表面活性剂水溶液中射弹,同时用高速摄像机记录子弹的运动过程及产生的超空泡形态。实验结果表明,相同入射条件下子弹入射CTAC水溶液产生的超空泡比入射水中产生的超空泡的尺寸大,维持的时间更长,表明子弹在CTAC水溶液中受到的阻力更小。     

焊接薄壁弹体侵彻多层钢筋混凝土靶实验研究

为研究焊接薄壁侵彻弹体的技术可行性,进行了有限元数值仿真,并参考数值仿真结果设计了一组对比实验,利用100mm口径滑膛炮作为发射平台,开展了焊接薄壁弹体侵彻多层钢筋混凝土靶实验。通过实验对比分析了4种不同焊接薄壁弹体的结构响应和靶板破坏情况,优选出了较佳的头部焊接工艺和位置,并对尾部连接方式的强度进行了考核。研究结果可为焊接薄壁弹体的结构设计提供参考。     

液晶衍射现象的实验研究

研究了液晶光学器件的衍射现象,实验表明,在一定的电压区间,出射光会出现周期性结构的衍射图样,探讨了这种衍射与液晶结构之间的关系以及各衍射光斑的偏振特性.     

橡皮筋的滞后现象实验研究

用实验研究了普通橡皮筋膜中的滞后现象,结果表明橡皮筋的伸长量和外力的关系不完全满足胡克定律,在外力作用下橡皮筋也存在滞后回著名的磁滞回线有相似的几何形状。     

复虹现象的实验研究

彩虹是一种常见的大气光学现象,在一定天气条件下,在彩虹的附近还会出现附加的弧形彩色条纹,这就是复虹。目前关于复虹的实验研究还十分有限。本文从集体散射与单体散射两方面对复虹现象进行了实验研究。通过水雾光散射再现了复虹现象,并测量统计了水滴尺寸及其分布对复虹的影响。然后通过单水滴光散射实验,研究了不同照明波长、不同水滴尺寸下的复虹现象,从微观上解释了复虹的形成机理。我们还利用散射理论计算研究了水滴尺寸及其统计分布对复虹效果的影响,计算结果进一步证实了实验结论的正确性。     

自感现象演示实验的研究

结合多年的教学经验,从理论分析,得出了通、断电自感的条件,在实验中用光电传感器把光转换成声,获得光声明显的自感现象效果。     

常温核聚变现象实验研究

介绍了1989～1992年在常温核聚变研究方面的主要进展。使用电解法观测到了中子和氚。使用气体放电法观测到了中子和X射线。使用气体升降温度压力循环法观测到了X光胶片感光现象,并初步弄清了感光原因。     

自感现象演示实验研究

传统的自感现象演示实验,不能揭示自感的实质．为此,笔者经过多年的教学实践,对自感现象演示实验进行了研究,并总结了实验方法和实验过程,在此与教育界同仁共商．     

高速弹体对钢筋混凝土靶的侵彻/贯穿效应实验研究

为了研究高速弹体对钢筋混凝土靶的侵彻/贯穿效应,以100 mm口径滑膛炮作为发射平台,驱动10 kg级卵形弹体以820～1195 m/s速度撞击强度为31.0～43.6 MPa的钢筋混凝土靶,获得了弹体侵彻/贯穿钢筋混凝土靶的终点弹道实验数据,并对弹体的侵彻/贯穿深度、靶板侧面自由面效应、弹体的变形进行了详细分析。结果表明:弹体的侵彻/贯穿深度为2.2～2.8 m,部分经验公式预估的侵彻/贯穿深度与实验结果吻合较好;当靶面相对尺寸较小且弹速较高时,靶板侧面自由面效应比较明显;当弹速达到1195 m/s时,弹体开始由刚体向半流体转变。     

基于高速摄像实验的开放腔体圆柱壳入水空泡流动研究

基于高速摄像方法,针对入水空泡流动特征和机理,进行了开放腔体圆柱壳垂直入水实验研究.通过对实验现象的观测,发现开放腔体圆柱壳入水运动会形成波动流动和云化流动两种流动方式,结合影像数据,分别描述了两种流动状态下的空泡形态特征,并获得了空泡波动参数的变化规律;对比不同入水速度实验,分析了入水速度对入水空泡流动方式和流动参数的影响;依据流体力学基本理论,分析了入水空泡波动和云化现象的形成机理.结果表明:随入水速度增加,入水空泡依次呈现波动和云化两种流动状态,波动频率与入水速度无关,闭合发生时间随入水速度增加而减小,与Froude数呈线性关系;入水导致开放空腔内部气体涨缩,引起开放端压力场和速度场周期性扰动,空泡截面扩展程度出现差异,形成空泡波动现象;空泡闭合后尾部形成回射流,回射流触及空泡壁面引起壁面流动转捩,形成空泡云化现象.     

弹体贯穿钢筋混凝土板有限元模型比较分析

为研究钢筋对混凝土靶侵彻作用的影响,基于混合物理论,建立了钢筋混凝土的等效混合物模型,同时还建立了将钢筋等效为钢板和素混凝土板的有限元模型,并通过弹体贯穿剩余速度、靶体压力场对两种方法进行比较,分析侵彻作用过程。计算结果表明:基于混合物理论的等效钢筋混凝土混合物模型能够较好地反映侵彻时钢筋的作用,既可以满足计算精度,又能够简化建模过程,提高计算效率,是进行侵彻数值分析的有效简化方法;钢筋混凝土板自由表面附近的钢筋分布能够提高靶对弹体的阻力,但其作用效果有限。     

双目色调消除现象的实验研究

立体显示、虚拟现实及头戴设备的应用研究需要对人眼视觉双目特性做更深入的研究。阈值测量是研究视觉感知特性的方法之一,人的左右眼分别观看不同的颜色,且双眼观看的颜色色差不超过双目颜色融合的阈值时,可能会感知到灰色,也就是发生了双目色调消除现象。为了研究这种特殊现象,本文设计了视觉心理物理学实验,在CIELAB颜色空间中研究双目融合范围内能够感知到灰色现象的对立颜色方向和色差阈值,并将实验结果分别在LMS、MacleodBoynton、DKL等颜色空间中表示,为进一步研究人眼特性及双目颜色机理提供实验数据。     

金属板材应力集中现象的实验研究

本文运用电测法,通过测量有圆形孔洞金属板材圆孔周围的应力,分析圆孔周围应力集中规律;运用材料力学、弹性力学的基本原理,通过金属板材单纯受拉或纯弯时的情况分析、讨论叠加原理在处理应力集中问题时的具体应用方法。     

光学隧穿现象的实验研究

回顾了光学隧穿效应的历史背景和广泛的应用价值,分析光疏介质中倏逝场存在的理论依据及倏逝场的性质,得到相应的倏逝波透射率公式;理论模拟了透过率与间隙厚度、入射光波长、入射角度的关系,并从实验上予以透过率与间隙厚度变化关系的佐证.     

颜色转盘光学现象的实验研究

利用可调转速的单瓣黑白颜色转盘在频闪光源照明下获得了稳定的图案 ,研究发现图案的形状和颜色分布反映了光源的频率和 1个周期内的颜色变化     

利用驻波实验研究混沌现象

利用驻波实验演示了混沌现象,并对其进行了理论分析和计算机仿真研究.仿真结果与实验结果都表明:当连接点接近驻波波节处时,振动系统处于混沌运动状态;而当连接点接近驻波波腹处时,系统处于稳定驻波运动状态.     

自感现象的实验

过去我们所用的通电自感示教板(如图1)。通电时由于L有自感电动势,使灯泡W_1虽然比W_2亮的晚,但