超导四极磁体降温和升温过程的数值模拟

超导四极(SCQ)磁体是北京正负电子对撞机重大升级改造中的新增关键设备之一,在磁体降温和升温过程中,温度梯度引起的过大热应力有可能毁坏磁体。从SCQ磁体安全运行角度来研究该磁体降温和升温过程,提出了SCQ磁体降温和升温的数值模型。利用该模型计算得到降温和升温时间分别为120 min和150 min。考察了氦流进出磁体温度、压力、磁体上最高温度和最低温度以及最大温差的变化过程。降温过程中磁体上的最大温差为46.5 K,升温过程中磁体上的最大温差为47.3 K。降温过程中氦流最大压力为0.39 MPa,升温过程最大压力为0.41 MPa。为保证磁体安全运行,应小心调节混合气的温度,尽量使磁体上的温度分布均匀后再注入4.5 K或300 K的氦气。     

超导四极磁体降温和升温过程的数值模拟

 超导四极(SCQ)磁体是北京正负电子对撞机重大升级改造中的新增关键设备之一,在磁体降温和升温过程中,温度梯度引起的过大热应力有可能毁坏磁体。从SCQ磁体安全运行角度来研究该磁体降温和升温过程,提出了SCQ磁体降温和升温的数值模型。利用该模型计算得到降温和升温时间分别为120 min和150 min。考察了氦流进出磁体温度、压力、磁体上最高温度和最低温度以及最大温差的变化过程。降温过程中磁体上的最大温差为46.5 K,升温过程中磁体上的最大温差为47.3 K。降温过程中氦流最大压力为0.39 MPa,升温过程最大压力为0.41 MPa。为保证磁体安全运行,应小心调节混合气的温度,尽量使磁体上的温度分布均匀后再注入4.5 K或300 K的氦气。     

楔环连接结构非线性力学行为的实验和有限元数值模拟

楔环连接用于连接两个简体，在一些武器结构上已实际应用。研究和认识楔环连接结构的静、动力学行为，不仅有助于提高人们对该种结构的设计水平，也可以加强人们对诸如此类复杂结构中各种力学规律的认识，促进学科发展。     

机械孤波的MATLAB数值模拟及实验研究

针对一种产生机械孤波的多摆耦合系统建立了动力学模型,利用MATLAB进行了数值模拟并搭建装置进行了实验.模拟显示系统存在多种形式的孤波解.在实验中也发现了机械孤波,而且实测孤波速度与驱动强度的依赖关系定性上与数值模拟结果一致.     

1.5T关节超导核磁共振成像主磁体电磁机械特性分析

本文设计了用于关节成像的1.5T超导核磁共振成像(MRI)主磁体的电磁结构与机械支撑结构.首先计算了主磁体成像区域及磁体周围的电磁场分布.在此基础上,采用电磁-结构耦合方法计算了主磁体与支撑结构中的应力、应变分布情况.同时分析了不同的支撑材料对磁体应力/应变的影响.给出了1.5T超导MRI主磁体支撑结构的设计标准.     

炸药落锤实验及样品厚度效应的三维数值模拟

为了研究落锤实验中炸药的概率点火行为以及试样厚度对点火的影响,对脆性炸药PBX-2的落锤实验开展了三维数值模拟。采用有限元与离散元相结合的方法,并考虑了炸药材料的非均匀性,获得了炸药在不同落高下的点火概率分布,落高计算结果与文献报道的实验结果相符。此外,研究了落锤实验中试样厚度对炸药温升过程及点火阈值的影响,拟合得到了压力峰值和点火阈值随试样厚度变化的估算公式,可以为实验设计提供参考。     

一种机械型超导开关的设计与初步实验

文中所述机械型超导开关是一种新型超导开关,其主要用做超导储能磁体的持续电流开关(persistentcurrent switch,简称PCS)。文章简要介绍机械型超导开关的原理并计算PCS的损耗,然后详述机械型超导开关的设计,最后描述初步实验结果。     

声悬浮的实验研究和数值模拟分析

介绍了自行研制的一种磁致伸缩式单轴超声悬浮装置,用此装置实现了尺寸1—7mm的若干种金属、半导体和有机物在空气中的稳定悬浮和定位,可悬浮样品的密度高达11.3g/cm³.为了优化谐振腔设计,采用边界元方法结合两类不同结构的谐振腔模型研究了谐振腔几何形状对声场分布以及悬浮定位能力和悬浮稳定性的影响. 关键词：     

绝热超导磁体失超过渡过程的数值模拟研究

失超是超导磁体运行的重要现象失超过程所释放出的磁体能量将使磁体局部温度迅 速升高,过高的温度会使磁体烧毁．磁体失超后的安全性分析需要解出失超的过渡过程,包 括磁体的电流衰减、温度变化及电压变化,从而估计出磁体在失超过程中的热冲击和电压冲 击,由此对满足磁场强度和磁场均匀度的磁体设计进行评价,为磁体的结构设计、工艺设计 提供依据．本文对绝热超导磁体的失超过程中各相关物理量之间的关系进行了分析,编制了 相应的失超过程计算机模拟程序,指出了不同失超起始点求解的处理方法,给出了实例的模 拟计算结果．在分析中,…     

高频脉冲管制冷机重力特性数值模拟及实验验证

本文采用数值模拟和实验研究的方法对高频脉冲管制冷机的重力特性进行了对比研究.研究表明,冷指方向与重力方向的夹角变化会对脉冲管制冷机的性能产生较大的影响,在135°时脉冲管内部会形成环流,在较低的输入功率下甚至不能达到其要求的温区.提高脉冲管制冷机的输入功率(脉冲管内动压幅值)、减小脉冲管的特征长度以及减小惯性管的长度在一定程度上可以抑制重力的消极影响.     

不同流变性质的表面活性剂湍流减阻的直接数值模拟研究

采用直接数值模拟方法研究了不同流变性质的表面活性剂湍流减阻流动的规律.数值计算方法为有限差分法,时间项采用Adams-Bashforth格式,空间项采用二阶有界格式.讨论了粘弹性能与减阻率的关系.     

THE INFLUENCE OF GRAIN SIZE AND TEMPERATURE ON THE MECHANICAL DEFORMATION OF NANOCRYSTALLINE MATERIALS: MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION

Nanocrystalline (nc) materials are characterized by a typical grain size of 1-100nm. The uniaxial tensile deformation of computer-generated nc samples, with several average grain sizes ranging from 5.38 to 1.79nm, is simulated by using molecular dynamics with the Finnis-Sinclair potential. The influence of grain size and temperature on the mechanical deformation is studied in this paper. The simulated nc samples show a reverse Hall-Petch effect. Grain boundary sliding and motion, as well as grain rotation are mainly responsible for the plastic deformation. At low temperatures, partial dislocation activities play a minor role during the deformation. This role begins to occur at the strain of 5%, and is progressively remarkable with increasing average grain size. However, at elevated temperatures no dislocation activity is detected, and the diffusion of grain boundaries may come into play.     

逾渗的计算机模拟实验

本介绍了一个分析逾渗问题的CAI软件,应用该软件可对二维几何相变进行计算机模拟实验,从而了解逾渗系统的物理特性和规律。     

NANOSTRUCTURED Zr-BASED ALLOYS-PHASE FORMATION AND MECHANICAL PROPERTIES

Newly developed nanostructured Zr/Ti-Al-TM multiphase alloys can provide a large bandwidth of interesting properties, such as mechanical properties. Bulk materials with nanocrystalline/ amorphous and (nano)quasicrystalline/ amorphous microstructure with different volume fractions of nanophases and with different grain sizes can be obtained by slowly cooling the melt as well as by solid state reactions. Multiphase structures are realized either by partial de-vitrification of bulk glass-forming alloys or by defined addition of inert compounds upon alloying. Special preparation techniques e.g. copper mould casting and subsequent controlled annealing and mechanical alloying combined with hot consolidation of powders are described. The phase formation and transformation processes and the thermal stability of such materials in dependence on alloy composition and processing parameters are discussed in detail. Currently, the exploration of properties with respect to potential applications of these nanostructured alloys is still at the beginning. First investigations on the contributions of different phases/ volume fractions to the overall mechanical behaviour will be shown. At room temperature, the deformation behaviour of amorphous/crystalline bulk samples is governed by contributions of all existing phases yielding a high strength of the material.     

块状氯化钙和膨胀石墨复合吸附剂的热物性试验研究

本文采用溶液法处理氯化钙和膨胀石墨混合物,并进行压块处理,通过平面热源测量法研究了氯化钙和膨胀石墨复合吸附剂的导热性能和其他热物性参数,结果显示在吸附剂中加入膨胀石墨,并进行压块处理后,吸附剂的导热系数得到了显著的提高,复合吸附剂的导热系数比粉末状的导热系数0.1～0.5 W/(m·K)增加了2～10倍.块状复合吸附剂的孔隙率也得到了明显的提高,其值为0.36～0.82,比纯绿化钙的孔隙率0.352提高了1～2.5倍.从而使吸附剂的传质性能得到显著提高.同时,结果也显示了复合吸附剂的导热系数取决于复合吸附剂的孔隙率,与孔隙率成反比.     

铁纳米线磁行为的微磁学模拟与研究

通过微磁学模拟的手段对用电化学沉积法制备出的呈圆柱形的铁纳米线在常温下的磁行为进行了系统的研究,结果表明不同形状参量的铁纳米线都表现出磁各向异性,矫顽力随纳米线直径变化近似呈现平方反比关系,而对每一固定的直径,矫顽力随纳米线长度的增加而增大,最后趋向定值.磁滞回线形状、静态磁矩分布和反转机制等都随纳米线的直径和长度的变化而变化,对相应的规律给出了明确的解释.模拟结果显示实验上尚不能制备出的直径为5nm的纳米线呈现一致反转机理,同时还发现当纳米线过渡为颗粒时表现出更为复杂的性质 关键词： 纳米线 微磁学     

用雷诺应力模型计算旋风分离器中气-固两相流动

针对分离器内部的复杂的三维强旋转、气-固两相湍流运动,采用雷诺应力模型(SSG),利用贴体网格技术,模拟计算了分离器内部流动,并将计算结果与实验数据进行分析、比较。分离器内的固体颗粒运动采用涉及湍流扩散影响的随机轨道模型和确定轨道模型,在流场计算的基础上,模拟了不同直径的颗粒在分离器内的运动规律及颗粒分离效率,并同理论和实验得到的数据进行了比较。     

模拟实验研究最小偏向角的规律

用分光计测量三棱镜折射率是一个间接测量实验,通过测量三棱镜的顶角和最小偏向角来计算获得折射率．本文通过编译程序模拟实验,描绘出偏向角随入射角、折射率变化的规律,进一步研究了最小偏向角与折射率间的对应关系．     

LiNO3热物性参数及热稳定性试验研究

介绍了太阳能热发电系统中的熔融盐传热蓄热介质,验证了文中试验测量方法的正确性;在此基础上完成了工业级LiNO3盐的物性参数的测定;同时测量了经过100多个加热冷却循环后的工业级LiNO3的热物性参数,将其与工业级LiNO3新盐的物性参数进行比较,结果表明,在100多个加热冷却循环后工业级LiNO3的热物性参数变化很小,热稳定性好.     

纳米晶Nd—Fe—B基稀土永磁体的磁性能的微磁量子理论计算

从微磁学理论出发，利用铁磁体总自由能极小的变分法，导出了取向各向异性磁体的磁化强度满足的Ｂｒｏｗｎ方程，对取向的纳米晶双相交换耦合磁体，该方程类似于量子力学中的定态Ｓｃｈｒｄｉｎｇｅｒ方程，利用中心场问题的求解方法推导了Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ基稀土永磁体的成核场同时随两相晶粒尺寸的变化关系。数值计算结果表明，当两相晶粒尺寸小于某一临界尺寸时，可以获得磁性能优异的纳米晶稀土永磁体。所得结果可用于定性解释实验结果和指导巨磁能积纳米晶永磁体的制备。