热分层对蒸汽爆炸过程影响的实验研究

本文针对液化石油气受热侵袭时出现的热分层及其对蒸汽爆炸的影响进行了模拟实验研究。在不同充装度(85％和45％)下的热响应实验证明,当储罐受到外部热源的侵袭时,在气液相区均存在着热分层。通过两种不同的加热形式,分别得到了分层度ξ>1和ξ=1的液化石油气。在此基础上进行了模拟蒸汽爆炸的泄压实验。通过实验数据的比较发现,由于分层区的存在,减小了液化石油气能量和压力泄放过程中的压力反弹,减小了蒸汽爆炸发生的可能。     

突发事件用爆炸容器设计方法及寿命评估

 提出了应付突发事件用爆炸容器的设计方法和使用寿命的评估方法，对JBG系列抗爆球罐在爆炸载荷作用后的残余变形进行了计算，评估了多次重复载荷条件下的使用寿命，残余变形的验证实验结果与计算结果基本一致。     

中能重离子反应中“neck”的形成和碎裂

在不同碰撞参数下,应用量子分子动力学模型对30MeV/u ⁴⁰Ca+⁴⁰Ca碰撞系统进行了计算,观察到周边碰撞b=6fm时碰撞系统产生的中等质量碎片最多,发现这是由于碰撞过程中“neck”碎裂造成的,同时还发现“neck”结构形成过程中碰撞系统相对密度涨落增长较慢,饱和值较小,体现了形状不稳定性的特征.     

碎片云问题的三维欧拉数值模拟

针对材料超高速碰撞产生碎片云问题进行了多介质弹塑性流体力学欧拉方法数值模拟,介绍了所采用的数学模型、材料模型及相应的计算方法,模拟了铝球超高速碰撞铝板和斜铜柱高速撞击铝板形成碎片云的实验现象。进行了不同碰撞速度下模拟的碎片云形状和实验结果比较,利用经验公式对数值模拟的板靶开孔尺寸进行了分析。数值结果与实验结果、经验公式结果比较,说明多介质弹塑性流体力学欧拉方法能够较好地模拟超高速碰撞产生的碎片云问题,验证了数值方法的有效性。     

碰撞效应对超强激光与高密度碳薄膜靶相互作用中快电子输运的影响

 在激光驱动粒子加速和快点火背景下,用带碰撞模块的1维粒子模拟程序,研究了高功率亚ps激光与高密度（近固体密度）碳薄膜靶相互作用中的碰撞效应。研究表明,通过和无碰撞粒子模拟结果的比对,在早期瞬态时段,碰撞效应通过慢化提供电阻加热的回流对快电子产生和输运起重要作用。定性上,碰撞效应还减少快电子的产额和最大能,抑制能量输运。然而,在加热后期当往返运动成为主要输运机制时,有碰撞和无碰撞两种情况的差别减小。     

低温储罐内分层形成与破坏过程的模拟研究

采用CFD模型追踪储罐内发生翻滚现象的过程以及可能产生的影响,对储罐在不同压力不同漏热量的翻滚进行评估。基于扩散理论和三大守恒方程建立了三维储罐模型,对不同密度的LNG充装过程进行了模拟,结果表明低密度液体在只考虑浮升力的作用下逐渐向上运动,重密度液体分布在储罐底部;同时建立了二维液体的分层模型,对罐底和罐壁受热两层混合过程进行模拟。     

超高速撞击充气压力容器二次碎片减速运动建模研究

 针对空间碎片超高速撞击充气压力容器的二次碎片减速运动问题,首先根据弹丸撞击容器前壁后的破碎程度,将二次碎片分为弹丸未破碎、未完全破碎及完全破碎3种模式,分别建立了二次碎片未受气体扰动时的初始模型;然后采用理论分析手段,应用流体动力学、气-固两相流理论,对弹丸不同破碎模式下的二次碎片在容器内的运动过程进行分析,建立了二次碎片减速运动的计算模型,通过与数值模拟结果的比较,验证了计算模型的有效性。     

用闪光X射线摄影测定聚能射流的速度分市

带锥形药型罩的聚能装药爆炸时,由于爆炸产物沿装药斜切面飞散时发生轴向集中效应,使受冲击波和爆炸产物作用的药型罩变形,并因向轴向汇聚而发生碰撞,形成高速金属射流和杵体。对确定靶材而言,射流侵彻时的速度分布和质量分布是决定破甲效     

有限核多重碎裂的同位旋效应和临界现象的分析

利用非对称核物质状态方程及同位旋相关的量子分子动力学模型对有限核112Sn和132Sn在不同温度下多重碎裂的同位旋效应进行了研究，发现随着温度的升高同位旋效应逐渐消失，并给出了在一定温度下不同密度对产生中等质量碎片的影响. 通过碎片的关联分析,对中高能重离子碰撞中的临界现象做了初步研究.     

爆炸载荷下X70钢管道的局部破坏效应

对大直径X70钢油气管道在接触爆炸下的破坏效应进行了野外化爆实验,获得了不同装药量及不同壁厚条件下钢管道的接触爆炸破坏特征。实验结果表明:接触爆炸载荷作用下管壁迎爆面局部破坏明显,且呈花瓣形破口,同时产生具有较大质量和动能的爆炸破片,破片与对面管壁碰撞后形成凹坑,甚至发生贯穿现象。基于动力有限元程序LS-DYNA及Lagrangian-Eulerian耦合方法,对钢管在外接触爆炸载荷作用下的非线性动态响应过程进行三维数值模拟,得到管壁迎爆面的变形破坏及对面管壁在爆炸破片碰撞下的后效作用过程,计算结果与实验结果符合良好。研究结果为在役油气管道的抗爆能力分析及安全性评估提供了参考依据。     

浮顶罐中央排水管泄漏油气扩散激光检测研究

浮顶罐中央排水管油气泄漏研究对及时制定合理的应急措施、预防重大事故发生有重要意义。介绍了一种判断中央排水管泄漏的方法。通过数值模拟分析了不同泄漏位置对中央排水管泄漏后报警时间的影响,模拟发现3个泄漏位置的报警时间最大相差1 308 s,说明泄漏位置对报警时间的影响较大。采用浓度为10%的甲烷代替油气进行了中央排水管油气泄漏激光检测可行性的实验验证。结果表明:TDLAS技术可用于中央排水管泄漏报警系统中油气浓度的检测, 对浮顶罐中央排水管泄漏报警系统的设计有一定的参考意义。     

人工晶体倾斜与偏心对人眼视功能的影响

基于Hwey-Lan Liou人眼生理模型,采用光线追迹的方法,分析了相同孔径下具有不同球差的人工晶体(IOL)在眼内的倾斜和偏心对人眼视功能的影响.IOL在眼内无倾斜和偏心时,负球差IOL对人眼视功能的改善优于无球差IOL和传统的正球差IOL;当IOL在眼内倾斜,偏心程度一定时,负球差IOL球差值越大,其倾斜和偏心对人眼视功能的降低越明显;植入无球差IOL的眼的视功能受其倾斜和偏心的影响较小,在IOL偏心1.0 mm,倾斜10°已使人眼有明显视觉不适的情况下,仍能表现出良好的光学性能,对人眼视功能的改善不仅优于正球差IOL,而且优于负球差IOL.     

高温堆乏燃料贮罐中子屏蔽性能计算

球床模块式高温气冷堆采用包覆颗粒球形燃料元件,在反应堆运行过程中,不断排出的乏燃料球将被装入乏燃料贮罐。乏燃料贮罐应选取适当的材料和厚度,对光子和中子进行有效屏蔽,使罐外的剂量率满足相应的限值要求。为此,使用张弛长度法和蒙特卡罗模拟法研究乏燃料贮罐的中子屏蔽性能。屏蔽材料为铁和含硼聚乙烯,计算了铁和不同B4C含量聚乙烯的屏蔽性能,并给出了乏燃料贮罐装满乏燃料球后,乏燃料球自吸收对贮罐外剂量率的影响。两种方法计算结果吻合很好,可以为实际工程中的屏蔽设计提供参考意见。     

射频感应等离子体制备球形氧化铝的工艺研究

采用射频(RF)感应等离子体对颗粒形状不规则的氧化铝粉作球化处理,当氧化铝以极短暂时间快速穿越射频等离子体炬时,颗粒因受热而熔化成液滴,快速冷却,形成球形固态颗粒。应用单因素法讨论射频等离子体制备球形氧化铝的工艺参数,研究了制备过程中相关的中气流量、抽风负压、送粉速度和分散方式等主要工艺参数对球形氧化铝粉的影响。用电子扫描显微镜(SEM)观测评估球化效果,测定松装密度和振实密度。     

A weighting orthogonal method for constant beamwidth beamforming matrices

A weighting orthogonal method for constant beamwidth beamforming matrices is proposed. This method multiplies weighting factors to each orthogonal beamforming matrix corresponding to different frequency bins. The method proposed doesn't cause waveform aberration, and doesn't cause additional loss of array signal-to-noise ratio when the sources have uniform spectrum. The waveform aberration and additional loss of array signal-to-noise ratio can not be avoided simultaneously by ordinary orthogonal method. So we can get good detection and estimation performances at the same time by the weightmg method. Simulation results and water tank experiments are presented to confirm the conclusion above.     

Effect of spherical aberration on scintillations of Gaussian beams in atmospheric turbulence

The effect of spherical aberration on scintillations of Gaussian beams in weak, moderate and strong turbulence is studied using numerical simulation method. It is found that the effect of the negative spherical aberration on the on-axis scintillation index is quite different from that of the positive spherical aberration. In weak turbulence, the positive spherical aberration results in a decrease of the on-axis scintillation index on propagation, but the negative spherical aberration results in an increase of the on-axis scintillation index when the propagation distance is not large. In particular, in weak turbulence the negative spherical aberration may cause peaks of the on-axis scintillation index, and the peaks disappear in moderate and strong turbulence, which is explained in physics. The strong turbulence leads to less discrepancy among scintillations of Gaussian beams with and without spherical aberration.     

Relaxation of interstitials in spherical colloidal crystals

Spherical colloidal crystals (CCs) self-assemble on the interface between two liquids. These 2D structures unconventionally combine local hexagonal order and spherical geometry. Nowadays CCs are actively studied by altering their structures. However, the statistical analysis of such experiments results is limited by uniqueness of self-assembled structures and their short lifetime. Here we perform numerical experiments to investigate pathways of CC structure relaxation after the intrusion of interstitial. The process is simulated in the frames of overdamped molecular dynamics method. The relaxation occurs due to interaction with extended topological defects (ETDs) mandatory induced in spherical CCs by their intrinsic Gaussian curvature. Types of relaxation pathways are classified and their probabilities are estimated in the low-temperature region. To analyze the structural changes during the relaxation we use a parent phase approach allowing us to describe the global organization of spherical order. This organization is preserved by only the most typical relaxation pathway resulting in filling one of vacancies integrated inside the ETD areas. In contrast with this pathway the other ones shift the ETDs centers and can strongly reconstruct the internal structure of ETDs. Temperature dependence of the relaxation processes and the mechanism of dislocation unbinding are discussed. Common peculiarities in relaxation of spherical structures and particular fragments of planar hexagonal lattice are found.     

强激光加载下锡材料微喷颗粒与气体混合回收实验研究及颗粒度分析

冲击波在金属材料自由面卸载时,材料表面会形成微颗粒向外喷射,这是材料表面一种特殊的破坏形态.在内爆压缩和高压工程领域的相关物理过程中,微喷射颗粒是引起界面混合现象的重要来源,会直接影响后期的混合状态和压缩过程.而微颗粒的尺寸、形态、运动速度等是开展微喷混合过程理论和数值模拟研究的重要参数.由于实验中动态诊断的难度较大,目前已获取的微喷颗粒尺寸及分布数据十分有限.基于神光Ⅲ原型激光装置,本文设计并开展了强激光驱动冲击加载,锡材料微喷颗粒经过气体区混合后,低密度泡沫材料对微颗粒进行回收分析的实验研究.通过对微喷颗粒回收样品的X光电子计算机断层扫描分析和图像重建,获得了两个典型加载压强条件下与气体混合后微喷颗粒的三维图像,通过与真空实验条件下回收微喷颗粒图像的对比分析,对混合后的微喷颗粒分布形态有了初步的认识;测量统计了回收颗粒尺寸与数目,并通过分析,给出了微喷颗粒尺寸的双指数分布规律.     

复合式反应破片对柴油油箱的毁伤效应试验研究

 设计并制备了两种不同配方的新型复合式反应破片,并进行了该反应破片对装有柴油油箱的毁伤试验。复合式反应破片由壳体、裸反应破片、顶盖组成。裸反应破片采用铝粉和聚四氟乙烯、钛粉和聚四氟乙烯两种材料配方真空高温烧结制成。试验利用12.7 mm弹道枪发射复合式反应破片,并用高速摄影仪记录破片对油箱的毁伤过程。两种配方的复合式反应破片均能穿透6 mm厚油箱壁,并具有明显的引燃效果。试验结果表明,与惰性破片相比,复合式反应破片兼有侵彻能力和引燃纵火能力。     

折反射式零位补偿检验(续)

为了研究双透镜和球面镜之间不同球差分配对折反射式补偿器补偿效果的影响,以三级像差理论为基础,针对两个不同相对口径的凹抛物面镜,采用不同内部球差分配,分别设计了一组折反射式补偿器,将结果绘制成曲线.从曲线可看出,当球面镜球差分配系数从0逐渐增大到0.5时,对应折反射式补偿器补偿能力先增强,达到极值后下降.球面镜球差分配系数为零时,球面镜不承担球差,球面镜变成半径无穷大的平面镜,折反射式补偿器即变为Offner补偿器.研究表明,折反射式补偿器补偿能力强,但不同内部球差分配对补偿效果影响较大,合理选择球面镜球差分配系数对折反射式补偿器设计是有利的.