基于网络热力学的热力系统能量流描述

网络热力学起源于热力系统分析,但其广泛应用却是在生命系统等非热系统领域,这是因为网络热力学方法需要从能量的角度分析系统,而热力系统中的热量在输运过程中具有物质属性,因此必须有新的能量形式。若将热量视作"流",而将温度视为"力",那么流与力的乘积就为(火积)流。(火积)具有能量的内涵,(火积)流就可以被视为热力系统的能量流。并且,在能量输运过程中,其他形式的能量如功量也可以视为一种物质。由此,在(火积)流的统一视角下,各种形式的能量在网络中便可得到有机结合。分析结果表明,对于换热系统以及热力系统,基于网络热力学的能量流法也可以表达系统的物理本质。在(火积)流的视角下,能量流键图可以很好地反映热力系统的拓扑结构。例如对于热机-热泵供热联合循环,热机与热泵之间的功量交换过程即使是可逆过程,也会存在(火积)的损失或产生,这从能量流键图中可以被直观地刻画出来。     

简并微扰论高阶修正公式的推导

一、引言 在一般量子力学教科书上,对于简并情况定态微扰论的计算,如果一阶微扰近似已经完全消除简并,就不再做下去,只是限于指出“这个计算还可以在更高阶进行,正如在前面所考虑的非简并情况一样”[1]等等. 文献[2]是处理了简并微扰二阶修正的少有的教科书,书中给出了上述情况下的二阶近似能量公式,并且正确地指出它与非简并情况的公式相同.文献[3]未能对所引用的三阶能量公式进行详细的推导,而且在作为文献[3]主要依据的文献[4]所引述的有关工作[5]里,也没有这部分内容.鉴此,我们详细地计算了在一阶近似已经完全消除简并情况下的三阶、四…     

长脉冲激光场中H原子的阈上电离的理论研究

利用基于密度泛函理论下的窗算符技术求解含时薛定谔方程方法计算了H原子在长脉冲强激光场中能量谱,并与文献[8]中的动量空间的投影技术方法的计算结果进行了比较.在文献[8]给出的最大光电子能量范围内,我们的计算结果与文献[8]中的计算结果符合得很好,但是我们的计算结果能够给出比文献[8]中能量更高的光电子能谱,光电子能量谱的变化趋势也与实际的物理过程相符.同时我们也给出了最大光电子能量与激光强度关系的经验公式,利用我们的经验公式计算的最大光电子能量与经典计算预测的最大光电子能量符合得很好,这表明们的计算方法可靠,能够给出高精度的计算结果 .因此利用基于密度泛函理论下的窗算符方法能很好地用来研究H原子在长脉冲强激光场中的阈上电离的性质.     

三粒子末态中的粒子最大能量问题

文献[1]中例2(c)项,求在质子-质子碰撞中产生π介子——即在以下反应中所得π介子的最大能量.要求分别就静止靶(入射质子能量为E0)和对撞机(每束质子能量为E0)两种情况求解. (一)对静止靶,文献[l]说:“根据能量守恒,π介子所能达到的最大能量应是入射粒子在实验室中的入射能量E     

S_2流面非正交曲线坐标可压湍流方程组及其求解

前言 文献[1]在文献[2、3]的基础上导出了非正交曲线坐标可压湍流的基本控制方程组。在国内、外的湍流计算中,运动方程中一般都含有压力项,该项对收敛性影响较大,不太容易处理。本文用焓和熵(热力学第二定律)代替运动方程中的压力项,通过求解能量方程和     

长脉冲激光场中H原子的阈上电离的理论研究

利用基于密度泛函理论下的窗算符技术求解含时薛定谔方法计算了H原子在长脉冲强激光场中能量谱, 并与文献[8]中的动量空间的投影技术方法的计算结果进行了比较。在文献[8]给出的最大光电子能量范围内,我们的计算结果与文献[8]中的计算结果符合得很好,但是我们的计算结果能够给出比文献[8]中能量更高的光电子能谱,光电子能量谱的变化趋势也与实际的物理过程相符。同时我们也给出了最大光电子能量与激光强度关系的经验公式,利用我们的经验公式计算的最大光电子能量与经典计算预测的最大光电子能量符合得很好,这表明们的计算方法可靠,能够给出高精度的计算结果。因此利用基于密度泛函理论下的窗算符方法能很好地用来研究H原子在长脉冲强激光场中的阈上电离的性质。     

正规和反正规排列互换算符公式的推导

用文献[1]中提出的有序算符内的积分技术,简洁地导出了[量子光学学报,2002,8(1):8-12]一文中给出的有用的光场算符公式,并引入了双模厄米特多项式来表达这些公式.     

轴流式叶轮机械全三元流动正问题的简单近似解

一、前言 中心流面法和中心流线法一样,都是使用级数展开,从一流面(线)出发进行全流场计算.和中心流线法相比,中心流面法发展较晚.文献[1]首先使用逐个S_2流面推广展开的方法实现了文献[2]提出的使用中心流面法求解全三元反问题的想法.文献[3]进一步引入了流面坐标系,实现了直接从中心S_2流面高阶展开.本文把这种方法推广,进一步使用中心流面法求解轴流式叶轮机械全三元流动正问题.     

复杂系统能量传递-转换模型(Ⅰ)

(火用)效率是以(火用)的概念进行系统分析和综合的目标函数。它的定义是否正确和合理,将直接关系到这些工作的结果。 本文将复杂的生产系统看成一个复杂的能量传递-转换系统。如何正确和合理定义复杂的能量传递-转换系统(火用)效率,是一个尚未解决的问题。本文用文献[1]提出的“能量单元”概念,运用系统工程的方法,从考察能量单元间连接的关系上,提出了几种典型的复杂系统能量传递-转换模型及其(火用)效率定义式,由此明确节     

氨水工质功冷联供循环内中温中压能的回收

本文提出两种采用引射器回收氨水工质功冷联供循环内的中温中压能量的改进方案,即通过回收热源能量将中温中压稀氨水工质加热至过热蒸汽状态后作为引射器工作工质分别用于:方案一,引射透平排汽以降低背压;方案二,引射蒸发器出口工质以降低蒸发压力.计算表明相同耗能下,相对于基础循环,方案一的净输出功提高0.9%、(火用)效率提高了0.8%;方案二的冷(火用)输出提高了11.1%,(火用)效率提高了0.7%,从而为有效回收系统内部能量提供了新的途径.     

非正交曲线坐标可压湍流S_1流面计算

一、引言 本文在文献[1]的基础上导出了非正交曲线坐标S_1流面内的可压湍流通用流函数方程组,文中连续方程和运动方程直接转化为流函数方程形式,不受势函数的无旋流动的限制,本文用焓和熵代替运动方程中的压力项,直接求解能量方程和熵方程,避免了压力修正带来的困难。导出了非正交曲线坐标系的κ-ε湍流双方程,在近壁区采用壁面函     

金属镍吸附氢同位素的量子力学计算(二)--溶解度的计算方法

本文讨论了气固多相反应的一般条件,同时,根据文献[1]的H2-Ni系统的平衡压力,进一步计算H2在Ni(β)中的溶解度为338.11～966.55(cm3)/(cm3atm 1/2),溶解热为-4 064.06～-4 316.24 cal以及溶解度系数公式为S=T 0.464 8exp(4 894.33)/(RT),均与文献相合.这也表明文献[1]所建议的电子振动近似法的正确性.     

多孔介质非等温渗流的(火用)传递分析研究

在求解非等温单相渗流的温度场、压力场基础上,以压(火用)为统一特征项,对电加热热驱模拟过程的驱动功、驱动功率、驱动阻力、驱油速率及其相互关系作了初步分析,揭示了热采过程非等温渗流的驱替机理:通过改变温度场、减小驱动(火用)阻力,以增强驱动效果、提高采收率.     

超导微带条电感的解析公式

本文从能量出发,利用文献[3]计算的磁场值,求得一个有限宽度、有限厚度超导微带条电感的解析公式.结果表明,与数值计算值相差不超过1.6％.     

光的反射折射问题中的一个容易出错的问题

光入射到两个媒质的交界面上产生反射和折射,反射光的能量与折射光的能量之和,应该等于入射光的能量,这是能量守恒定律的要求。但是,在计算时,一不小心,就容易出错,把这时的能量守恒定律错误地写成 I′1+I2=I1 式中I1为入射光的强度,I1为反射光的强度,I2为折射光的强度(图1)。例如,勒施(S.R　sch)博士在计算虹霓的偏振时,就用了(1)式[1],他由此算出的错误数值,一直影响到今天[2]。又如近年翻译成汉语的H.J.佩因的《振动与波动物理学》[3]一书中,也用了(1)式,得出了错误的结果。 (1)式错误的原因是忘记了考虑光射到交界面上时,光所照射的…     

基于(火用)概念的能量系统环境效应评价和建模

基于环境是稀缺资源,提出环境效应的(火用)评价策略及其废物(火用)费用估算方法,引入了环境损害因子、环境污染率及环境损害函数的概念。按照能量转换、能量回收子系统系统的(火用)流变化与环境污染特征,建立了能量系统环境(火用)经济三子系统分析优化模型,并分别给出了各子系统环境(火用)经济优化的目标函数。     

热力学中功的计算

热力学常常使用公式计算系统在压缩或膨胀时外界对系统所作的功.一般的热力学参考书[1]都说明公式(1)的适用条件是;从初态到终态的过程是一个准静态过程.此时P是系统的压强,也是外界压强,V1和V2分别是系统的初终态体积.有时虽然过程是非准静态,但外界压强P维持不变的情况下,公式(1)仍可应用,此时公式中的P理解为外界压强.按我们理解,公式(1)还有一个使用条件:系统整体没有运动.显然,如果系统在外界压强P的作用下整体作了位移,即使系统的体积始终保持不变,外界还是对系统作了功.这点,套用公式(1)是不可理解的.公式(1)是根据功等于作用力与…     

正弦调制器的归一化设计

红外探测器探测率D参数测试用黑体辐射正弦调制器的设计方法,文献[1]、[2]、[3]作了介绍,并做出实验,给出设计数据。为使调制器设计简化,本文综合文献[1]、[2]、[3],提出一种新的设计方案,即调制器的归一化设计。如图1所示,正弦调制器由正弦光阑ABCDA和半径为R_w的调制盘构成。调制器设计主要是正弦光阑轮廓的设计,实质是求光阑轮廓值y。求y公式(简化式)为[2]:     

考虑环境的能量转换系统环境(火用)经济建模与优化

按照能量转换系统中(火用)流及废物流变化特征,提出了增设废物处理子系统进行系统排放废物的达标处理,并将整个系统划分为能量转换主子系统及废物治理附属子系统.给出了两个子系统各自的同时考虑热力学、经济学、环境三个目标的环境(火用)经济优化目标及相应的约束条件;提出了能量转换系统的环境(火用)经济分解协调优化策略,在子系统分别优化的基础上协调,达到系统全局的优化.     

梯度单模光纤之间的能量耦合

本文用高斯-变型贝塞耳(Gaussian-modified Bessel)函数近似基模场计算两梯度单模光纤之间的能量耦台.给出了耦台系数公式和不同v值及指数折射率分布参数g的耦合系数随距离D的变化曲线.g=∞时,本文的结果和文献[5]结果与Snyder阶跃光纤的结果进行了比较,说明本文方法的近似程度较好.