水中高压放电的二次放电现象

通过测量水中铜丝电爆炸的电流、电压波形发现水中高压放电存在着二次放电现象.利用高速摄影拍摄了二次放电过程的高速阴影和高速扫描照片.直观的图象证实了这一奇特的放电现象的存在.比较了二次放电与一次放电的不同并简要分析了原因 关键词： 高压放电 等离子体 高速摄影     

单一空化气泡运动的高速摄影的实验研究

作者用高速摄影方法实验研究了单一空化气泡的运动.气泡生长闭合运动的实验结果与理论基本上是符合的.在仔细研究空化气泡闭合瞬刻照片发现有“小脉动”现象存在,它为空化气泡在闭合瞬刻在气泡内会产生微骇波的假说提供了有力佐证.本文还通过实验研究了气泡生长、闭合和反跳运动的衰减性质.     

气泡与自由液面相互作用形成水射流的机理研究

为探究气泡与自由液面相互作用形成水射流的机理,利用高速摄影系统对电火花引起的气泡脉动和水射流现象进行了实验研究.通过改变气泡初始深度,得到了不同无量纲距离条件下气泡与自由面相互作用形成水射流和气泡脉动的动态过程的图像.通过对不同工况下水射流的形成过程的图像进行分析,发现气泡二次脉动引起的水面扰动与一次脉动引起的水面扰动的叠加是产生不同水面现象的实质性机理,而气泡距离自由液面的无量纲距离对两次扰动的叠加效果起着决定性影响.研究结果可以为气泡与自由液面相互作用导致不同水面现象的认知提供新的视角和参考.     

基于高速摄影的烟火药水下燃烧喷口气泡与噪声研究

为分析烟火药水下燃烧的现象及声辐射特性,采用高速摄影技术,对烟火药水下燃烧喷口处的气泡进行了实验研究。在此基础上根据高速摄影的系列图像估计了气泡体积,通过对气泡体积的曲线进行拟合后再求二阶导数获得了其变化的加速度,基于脉动体积源点声源公式,计算了喷口噪声的声压。结果表明由于界面的Bjerknes力和浮力的作用,气泡主要呈现一种扁球体;烟火药水下燃烧喷口噪声的声压最高达到了177.1 Pa。     

气泡与自由液面相互作用的实验研究

气泡在不同边界附近运动时,其运动特性与在自由场中相比会发生很大变化,特别是当气泡在近自由面附近运动时, 与自由面发生强烈的耦合作用而产生极其复杂的水面现象.为探究其规律,在前人研究的基础上, 采用电火花生成气泡,利用高速摄影系统对气泡与自由液面的相互作用进行了实验观察和研究. 通过对大量实验数据的分析和整理,总结了自由液面的存在对气泡最大半径、脉动周期、射流时间以及射流宽度的影响, 并初步拟合了放电电压与气泡最大半径的关系.对不同水冢现象的具体过程进行了分类和详细的描述, 得出了发生不同水冢现象的决定因素,同时统计得到相同初始条件下水柱最大高度随无量纲距离的变化规律, 为气泡与自由液面相互作用的研究提供了参考.     

不同沙粒底面下气泡脉动特性实验研究

通过高速摄影系统对电火花气泡与不同沙粒底面间的相互作用进行了实验研究,并改变气泡与沙粒底面之间的距离.实验结果表明:气泡在与沙粒底面的相互作用中会产生两种明显不同的现象,即形成与近刚性壁面类似的气泡射流以及“蘑菇状”气泡,“蘑菇状”气泡撕裂形成两个气泡,随后产生两个反方向的沿轴线方向的射流.沙粒底面边界具有刚性与弹性两种特征.另外,随着气泡与沙粒底面之间的距离d的增大,气泡脉动周期先增大然后减小,存在气泡脉动周期峰值.对于不同的沙粒底面边界,出现气泡脉动周期峰值的距离d随着沙底粒径的增大而越小.     

基于Kriging模型的水中放电沉积能量优化分析

水中脉冲放电过程较为复杂,放电参数与放电沉积能量之间没有明确的函数关系。为了获得最佳沉积能量,明晰不同放电参数相互作用对沉积能量的影响,获得最佳放电参数组合,本文搭建了水中高压脉冲放电实验平台,结合Kriging代理模型探究了电压、电极间距和电导率三种放电参数对水中放电沉积能量的影响;利用遗传算法进行全局寻优,确定了最佳放电参数组合。研究结果表明：通过交叉验证评估该模型的均方根误差为6.95%,满足精度要求;外加电压一定时,在电极间距和电导率的协同作用下,沉积能量的变化呈现多峰值特性;在电压、电极间距和电导率分别为17 kV、2.28 mm和0.8 mS/cm的条件下产生的沉积能量最大,为最佳参数组合;通过实验验证了在最佳点的预测值和实际值相对偏差在8%以内。     

空间太阳阵二次放电的模拟实验研究

二次放电是造成空间高压大功率太阳阵功率损失的主要原因.通过地面模拟实验研究，确定 了二次放电阈值电压并监测了二次放电脉冲电流，对高压太阳阵二次放电特性及其击穿机理 进行了讨论.结果表明，高压太阳阵工作电压和电池串间电流的提高增加了高压太阳阵发生 二次放电事件的可能性；通过采用特殊的结构设计和在太阳阵电池串之间涂覆RTV胶，可以 有效抑制二次放电事件的发生. 关键词： 高压太阳阵 空间静电放电 二次放电     

低气流量时水下微米级针管气泡生成实验研究

目前国内外的水下气泡生成现象研究主要集中在毫米级尺寸的孔洞和针管,微米级的研究相比很少。本文通过自行搭建的实验平台,利用高速摄影的方法,对0.110 mm内径的针管产生水下气泡的行为特点进行了系统的可视化实验并利用Matlab编程对图像进行处理分析,定量分析气泡的形态参数。文中对单气泡生长过程的阶段性、周期性和部分参数变化作了详细讨论,实验中还发现了更高气流量下的多气泡合并现象,并得到气泡脱离体积随气体流量的变化特点。     

采用遗传算法对压力脉动过程中气泡模型参数的辨识

流动液体中的压力变化会引起气泡和气穴的产生及破灭,而气泡和气穴又会对液体的流动产生影响及压力变化.为了合理预测流控系统瞬态压力脉动过程中气泡和气穴的体积变化及其对脉动传播过程的影响,基于气泡溶解和析出的物理过程,建立了压力脉动过程中气泡和气穴产生及破灭的数学模型,并提出采用遗传算法对气泡模型中初始气泡体积、气体溶解和析出时间常数进行参数辨识.以一段液压油管路为研究对象,对管路中伴随气泡和气穴的瞬态压力脉动过程进行仿真及实验研究.利用仿真及实验结果,验证了采用遗传算法对气泡模型进行参数辨识的可行性. 关键词： 气泡 气穴 压力脉动 参数辨识     

脉动流化床内球柱形颗粒流动行为研究

本文结合离散单元模型和计算流体力学方法对脉动流化床内气固流动特性进行数值模拟.结果表明,脉动气流的波形和振幅对球柱形颗粒的流动行为有明显的影响.方波脉动气流作用下的时均颗粒总平动和旋转动能最大,其次是正弦波脉动和三角波脉动,恒定气流下的最小.功率谱分析结果可以发现方波气流下主频幅度最大,其次是正弦波、三角波和恒定气流....     

脉动流在分叉管中通栓效果的晶格玻尔兹曼方法研究

血栓引发的各种心血管疾病一直威胁着人们的健康. 在已经产生血栓的血管中, 脉动对于疏通血管有良好的作用. 由于血液的黏滞作用以及红细胞的惯性, 脉动流的频率会影响血管通栓的效果. 在分叉管模型中, 低压差的条件下, 由于另一畅通管子的导通作用减少了回流, 导致通栓效果不理想. 通过增大压差和提高脉动流的振幅, 降低畅通管子导通作用的影响, 研究脉动流在分叉管中的通栓效果. 研究发现, 脉动低频通栓效果好, 但是通栓需要的时间较长; 高频通栓时间短, 但是当频率高于一定值, 则通栓效果不明显. 细胞和管壁的摩察系数对通栓效果也有影响.     

流体黏性及表面张力对气泡运动特性的影响

基于气泡边界层理论,引入黏性修正,采用边界积分法,考虑黏性效应和表面张力在单气泡以及双气泡耦合作用过程中的影响.首先将建立的数值模型与Rayleigh-Plesset的解析解进行对比,发现二者符合良好,验证了数值模型的有效性;在此基础上,建立考虑流体弱黏性效应的双气泡耦合模型,研究流体黏性和表面张力作用下,气泡表面变形、射流速度、流场能量转换等物理量的变化规律;最后研究雷诺数和韦伯数对于气泡脉动特性的影响规律.结果表明,流体黏性会抑制气泡脉动和气泡射流发展,降低气泡半径和射流速度;表面张力不改变气泡脉动幅值,但缩短了脉动周期,提升气泡势能.     

一种复杂非线性传热元件的传热及污垢特征

振动强化传热由于需要外部能量而未能工业应用,流体诱导振动不需要外部能量,却被作为换热器运行过程中的事故而严格防止。本文提出了一种新的传热元件,使流体诱导的振动既能够不断地进行,又不会导致元件的损坏。理论分析并实验研究了振动与传热特征,形成了利用流体诱导振动强化传热的新方法。     

Determination of some characteristics of a ruby laser operating in the pulsed mode

Threshold time and pulsation frequency of a ruby laser are studied experimentally as a function of pumping power. Results are compared with theoretical calculations. The absolute value of the probability of pumping quantum absorption is determined, and the minimal energy introduced into the ruby rod is estimated. It is shown that it is possible to use nonstationary characteristics for determining laser parameters.     

Self-noise of molecular electronic transducers

The effect of hydrodynamic fluctuations on noise in molecular electronic transducers is studied. It is shown that turbulent pulsation also makes a considerable contribution to the self-noise of molecular elec-tronic transformers, along with laminar flow fluctuations. A method for qualitative and quantitative calculation of the noise induced by turbulent pulsation that arises when a liquid flows along the electrode surface is proposed. A quantitative relationship that relates the rms pressure pulsation to the liquid head and an expression for the total spectral density of the hydrodynamic noise in molecular electronic transducers are obtained.     

Anomalous Pulsation

Subordinating regular diffusion – namely, Brownian motion – to random time flows generated by Lévy noises may result in anomalous diffusion. Motivated by this phenomena, and by the recent interest in the phenomena of blinking in various physical systems, we explore the subordination of regular stochastic pulsation – namely, Poisson process – to random time flows generated by Lévy noises. We show that such subordination may yield, analogous to the case of diffusion, anomalous pulsation. Anomalous pulsation displays the following anomalous behaviors, which are impossible in the case of regular pulsation: (i) simultaneous emission of multiple pulses; (ii) non-linear local pulsation rates; (iii) clustering of pulsation epochs.     

圆锥料仓内颗粒周期性脉动特征研究

料仓卸料过程中的颗粒脉动会引起料仓振动甚至导致结构失效.为了明晰颗粒脉动特征,本文进行了椭球颗粒在不同半锥角深仓的模拟卸料实验,将料仓圆筒部划分为4个固定区域以研究区域内颗粒的运动信息,分析了料仓圆筒部颗粒系统的运动特征.研究结果表明:整个卸料过程颗粒速度始终处于波动变化中,卸料前期表现为大振幅、周期性的剧烈脉动,卸料后期平均速度的变化则是小振幅无规律的波动;剧烈脉动时段各区域的颗粒层平均受力的变化规律与颗粒速度脉动特征相似,越接近储料顶端颗粒脉动振幅越大,表现出更规律的周期性脉动,相邻颗粒层间的脉动波形相似且周期相同,剧烈脉动过程中顶面颗粒呈周期性的自由落体运动,该时段内顶层颗粒每一次的自由落体运动都会引起该范围内颗粒间接触力消失;料仓半锥角越小时剧烈脉动频率越高、振幅越大且脉动持续时间也越长,卸料速度越稳定,且颗粒速度不会出现带有上升趋势的波动.研究结果可为卸料设备的安全设计提供参考.     

Pulsating stars in general relativity

The equation governing radial pulsations of fully relativistic stars is derived and expressed in terms of quantities which are continuous even across density discontinuities which occur, e.g., in zero-temperature stellar models that undergo electron capture. When expressed in terms of these quantities, the pulsation equation can be integrated through density discontinuities without any special treatment of these points being necessary. Expressions for the adiabatic index and pulsation energy are derived in a simple way.Research sponsored by the Air Force Office of Scientific Research, Office of Aerospace Research, United States Air Force, under AFOSR Grant 70-1866.     

强流电子束入射叠靶能量沉积计算

计算了多脉冲相对论强流电子束入射钽-石墨叠靶的能量沉积和轫致辐射谱。能量沉积采用Geant4程序计算,轫致辐射谱根据基本的辐射理论和蒙特卡罗方法计算。结果显示,各层的热区能量沉积呈由大到小的递减分布,截面轫致辐射分布和电子束径向分布主要受钽层的影响。石墨层的低能量沉积率和高热容能改善叠靶的性能。对于单脉冲,钽-石墨层厚比为1∶1时,石墨能全部吸收相邻钽层的热沉积,轫致辐射效率为35.4%;4脉冲情况下,钽-石墨层厚比应为1∶13,总轫致辐射效率降到19.9%。考虑轫致辐射剂量和质量,钽-石墨两者的厚度比为1∶5时,钽层的总厚度应为1.2 mm;当钽-石墨层厚比为1∶10时,钽层的总厚应降到0.7 mm。