FCI结构及其电导率对MHD效应影响实验研究

实验研究了通道插件(FCI)压力平衡孔(PEH)和压力平衡狭缝(PES)结构、绝缘和非绝缘材质对磁流体动力学(MHD)效应的影响,结果表明：带PEH或PES、绝缘或非绝缘材质的FCI产生的流速分布有很大的差异;对MHD压降而言,FCI结构PEHs或PES差异的影响大于FCI绝缘或非绝缘材质差异引起的影响;对流速分布而则刚好相反。二次流引起的局部流速骤增的MHD效应(简称为S-MHD效应)对控制管道内流速分布和降低MHD压降有作用,这些实验结果为弄清FCI的MHD效应机制和液态金属包层设计提供了实验认知与有价值的参考。     

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给出了通道插件管道MHD效应的初步实验结果,结果表明：中心区流速分布与数值预测的差别较大,且不同位置的管道截面流速分布不同,在压力平衡孔之间呈周期性变化;宏观的中心区与边缘区流量分配、MHD压降与简化理论预测结果相接近。这些数据将给FCI管道数值分析模型的完善和液态包层设计提供参考。     

简化理论研究液态包层通道插件流体MHD效应

基于先前的普通管道中的MHD效应的实验结果和质量守恒定律(或液态流体不可压缩原理)、洛仑磁力定律和电荷守恒定律,再利用有源网络等效方法,发展出一种简化而有效的分析带通道插件(FCI)管道的磁流体动力学(MHD)效应的方法。简化理论预测结果表明：采用FCI可有效地降低MHD压降;FCI的电导率存在一个临界值时,当大于这个值时,中心区流速将小于边界区流速;管道结构、FCI电导率、液态金属种类等存在着一个最佳组合参数,能最有效地减少MHD压降。     

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基于感应电磁场方程发展了低磁雷诺数条件下充分发展液态金属管道流的数值模拟程序。为了校正程序,分别计算了两种工况：液态金属在全绝缘管道和部分绝缘管道中的流动,数值结果与Hunt和Shercliff的解析解吻合的很好,表明该程序具有很高的精度。最后利用发展的程序对液态金属钠钾合金在管壁材料为304不锈钢的全导电管道中的流动进行了数值模拟,并对流速分布和MHD压降结果与实验结果进行了比较,结果表明数值与实验结果吻合较好。     

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基于ITER装置窗口C,完成了中国氦冷固态增殖剂试验包层模块的设计改进,给出了模块主要性能参数和设计参数。改进后的TBM包层模块外围尺寸为环向484mm、纵向1660mm和极向675mm。根据该模块设计的结构特点,对研制用材料CLF-1钢真空扩散连接和真空电子束焊等关键工艺进行了研究,初步探索了第一壁等关键部件的研制工艺流程,并最终成功试制了第一壁和子模块冷却板模拟件。     

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在HL-2A装置上发展了两类动态斯塔克效应(MSE)偏振仪并应用于磁场倾斜角的测量。其中被称为比值法的MSE系统误差可以被控制在±0.15°以内。在HL-2A装置实验中,利用该方法成功获得7个空间点、径向覆盖范围为24cm的磁场倾斜角剖面分布,其时间分辨可达到40ms。应用平衡重建代码(EFIT)结合MSE测量数据的限定,可以得到安全因子(q)的径向分布,其中 q=1面的位置与软 X 射线测量得到锯齿振荡反转面的位置一致。调制法MSE在标定实验中误差也可控制在±0.15°以内。实验结果表明偏振片透振方向与双光学弹性调制器(dual PEM)快轴夹角平分线的偏差对系统的线性和误差均有较大的影响。目前,该系统已经建成一个空间通道,测得磁场倾斜角的时间分辨可以达到20ms。     

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针对水冷包层子模块并行通道的流量分配对热量导出的影响,以水冷包层子模块第一壁为研究对象,对其并行通道试验段的模化设计与流量分配特性展开了研究。采用模化方法对第一壁的结构进行设计,得出试验段相关参数。采用计算流体力学(CFD)的方法对模化设计的试验段进行数值模拟,并分析其流动状态。将结果与原型结构下的流动特性参数进行比较,验证了采用模化方法得到的试验段参数可以有效反映水冷包层子模块第一壁的流动特点,为试验装置的搭建提供参考。     

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研究了无汞等离子体平板荧光光源的气压、气隙、气体组成、光源结构及荧光粉加工对光源发光效率的影响。通过优化,光源的发光效率显著提高。实验结果表明,在450Torr、纯氙气、气体间隙0.7mm、前板玻璃厚为2.8mm,在前板采用60%浓度荧光粉图案印刷获得约20μm厚荧光粉层时,尺寸130mm×90mm的等离子体平板光源的发光效率和亮度超过40lm•w-1、11000cd•m-2,光通量超过500lm。通过优化,获得了较高的亮度和较高的发光效率,讨论了各影响因素引起光源发光效率变化的原因。     

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在考虑到捕获电子效应的情况下,对求解二维Fokker-Planck方程的编程进行了反弹平均的修改,使用了交替方向隐式法来求解方程。分析和计算了在不同扩散系数和不同共振区间的情况下,捕获电子效应对驱动电流的影响。结果显示：随着逆纵横比的增加驱动电流密度有明显的下降,在磁轴附近捕获电子效应对电流驱动影响很小;提高波功率并不能很好的改善捕获电子效应对电流驱动的影响;右移共振区间提高共振电子的速度,也不能很好的改善捕获电子效应对电流驱动的影响。所得结果与理论分析基本一致。     

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分析了磁流体力学效应对液态金属自由表面射流稳定性的影响。从射流的感应电势、电流、速度等方面,解释射流在磁场中稳定的原因。数值计算结果验证了理论分析。     

聚变堆液态包层准二维磁流体湍流模型研究

为研究聚变堆氚增殖包层中液态金属湍流磁流体动力学(MHD)效应,开发了一种新的准二维单方程 MHD 湍流模型,并进行了相关数值模拟程序的编制及验证。对于矩形管道中的准二维 MHD 湍流流动,三维流 动主要发生在哈德曼层中,中心的主流区呈现出二维流动。为了反映这种特殊的流动特征,新湍流模型在标准 k-ε 模型的基础之上去掉了传统的耗散项,代之以电磁耗散项来模拟湍流 MHD 效应。同时,采用 Bradshaw 假设来对 湍流涡粘系数进行模化。为验证该湍流模型是否合理,编制了相关数值模拟程序,并利用直接数值模拟(DNS)结 果对该程序进行了校正,数值模拟结果与 DNS 结果吻合较好。计算结果表明,该湍流模型可应用于聚变堆液态 包层 MHD 湍流流动的数值模拟。     

Progress in Fusion Technologies and Materials Researches

Fusion technologies and materials researches made progress in the major three aspects in 2006, specially implemented the ITER agreement tasks of first wall （FW） plate fabrication qualification and shield bulk thermal-hydraulic analysis and design, studied on low activation fusion structure materials and High Z plasma facing materials, experimentally investigated on liquid metal blanket magneto-hydrodynamics effects and so on.     

Einstein制冷循环中气泡泵的试验研究

通过自行设计的可视化气泡泵实验装置,以氨水工质为研究对象,针对不同实验工况条件下的气泡泵的性能进行了实验研究。实验结果表明:气泡泵的液体流量随着提升管管径,沉浸比和加热功率有关,并且随着沉浸比和加热功率的增加而增大;沉浸比的增大而增大;气泡泵的效率也与沉浸比和加热功率有密切的关系:气泡泵的效率随着沉浸比的增加而增加,随着加热功率的增加表现为减小的趋势。     

An experimental investigation into the sound-scattering performance of wooden diffusers with different structures

An experimental investigation is performed to determine the random-incident scattering coefficients of wooden diffuser structures characterized by different materials, geometrical designs, groove depths and baffle features. In general, it is found that the reliability of the measurement results obtained using the ISO 17497-1 standard can be improved by inserting the test sample into the rotating turntable in order to reduce the edge effect. The experimental results show that a higher scattering coefficient is obtained when the diffuser is fitted with flutters, has a double-triangular upper-surface profile, and has a greater groove depth. The results and discussions presented in this study provide architectural acousticians with a useful framework for evaluating the sound-scattering performance of various wooden diffuser structures in indoor environments.     

Ground state of liquid helium-3: off-shell effects due to non-local potentials

It is shown that by incorporating the off-shell effects through the introduction of phase equivalent nonlocal potentials, (that are essentially equivalent so far as two-body properties are concerned) one could obtain a much better agreement regarding the important properties of the ground state of liquid helium-3, in lowest order Brueckner-Goldstone theory. The binding energy, equilibruim density and the convergence character of Brueckner-Goldstone series improve drastically.     

不同条件的声波对果蝇行为影响的实验研究

利用声波不同频率、声强及作用时间3个因子,研究了声波辐照对果蝇行为的影响。通过正交实验得出声波对果蝇行为影响的主次因素及最优水平搭配,并按照最优水平搭配进行了验证实验。实验结果表明:(1)果蝇在声波辐照下,其行为会做出趋避反应、觅食被抑制。(2)本次正交实验的声波辐照因子中,声压级和频率是主要因素。(3)按最优水平搭配因子声波辐照果蝇,果蝇有显著的趋避行为反应,有效趋避率达到22.48%。