点火能对气体爆炸过程中薄壁管道应变规律的实验研究（英文）

点火能量是管道内可燃气体爆炸的重要影响因素。实验采取末端闭口的管道,利用传感器以及数据采集系统测定各测点处的压力及压力波作用对管壁的动态响应,研究不同点火能作用下管道内甲烷-空气预混气体的火焰传播特性,并对管壁的动态应变进行了初步分析。结果表明,点火能量越大,爆炸反应程度越剧烈,管道内最大爆炸压力就越大,管壁的最大动态应变也越大,并且动态应变信号和压力波信号呈现较好的一致性。研究结果为预防管道内可燃气体爆炸事故提供了理论基础。     

激光点火窗口动态承压能力的试验研究北大核心CSCD

为测试某大口径火炮发射过程中激光点火窗口承受动态压力载荷的能力,设计了一种半密闭动态加压模拟装置,建立了装置内部火药燃烧与气体压力变化的数学模型,并验证了其合理性。利用该装置对炮用激光点火窗口进行了动态压力加载试验,并将火炮膛内和半密闭加压装置中实测压力变化曲线进行了对比分析。结果表明,被试光学窗口能够满足火炮激光点火的要求。半密闭加压装置能够较好地模拟火炮内弹道过程中的动态加压环境,为炮用激光点火窗口动态承压能力的测试提供一种可行的方法。     

基于神光Ⅲ原型装置的冲击点火分解实验北大核心CSCD

冲击点火是一种新型点火方式,介绍了国内进行的冲击点火分解实验。实验结果表明:相比于方波脉冲,在冲击峰整形脉冲作用下激光与等离子体相互作用明显增强,背向散射光的份额增加,散射光谱来自于不同密度的等离子体区域。实验中也观察到了方波条件下冲击波在CH样品中的传播过程,与模拟计算结果较为符合。     

快点火锥壳靶压缩对称性及燃料分布测量实验研究北大核心CSCD

快点火激光惯性约束聚变将压缩与点火过程分开,与中心点火方式相比,大大放宽了对压缩对称性和能量的要求,是国际惯性约束聚变研究的热点方向。在神光Ⅱ装置上开展的快点火锥壳靶预压缩实验中,背光分幅图像显示导引锥及输运丝对靶丸预压缩过程无明显影响,实验结果与一维数值模拟结果吻合也证明了该结论;实验中通过调节导引锥尺寸和相对靶丸的位置,可保证最大压缩时刻导引锥保存完好,这对超热电子的输运以及能量沉积是至关重要的。     

基于数值模拟的SHPB实验数据处理方法（英文）北大核心CSCD

在分离式霍普金森压杆(SHPB)实验中,可以精确测得加载试件边界上的应力和速度。然而,基于这些测量结果得到一条精确的应力应变曲线有一定难度。根据SHPB实验技术的原理,有3组公式可以处理实验数据,并且3组公式都对波头的选择敏感。由于波动效应的影响以及选择波头的误差,3种方法得到的应力-应变曲线缺乏一致性。为了解决正确对齐波头的问题,编写了三波耦合法的数据处理程序。该方法基于动量守恒,可以得到更可靠的应力-应变曲线。为了证明该方法的正确性,进行SHPB的数值模拟实验。结果显示,利用这种方法可以得到唯一的应力-应变曲线。这种方法可以避免对齐波头时的误差,而传统的两波法或三波法则不能。     

含铝炸药水下爆炸性能的实验研究

对RS211、HL-1、HL-2这3种含铝炸药和TNT炸药进行了水下爆炸实验,测量了4种炸药水下爆炸冲击波压力剖面和气泡脉动周期,获得了4种炸药水下爆炸冲击波的峰值超压、冲量、能量和气泡能。实验结果表明,在所研究的范围内,与TNT炸药相比,含铝炸药的冲击波能量有明显增加,约为TNT炸药的1.20～1.35倍,气泡能有显著增加,约为TNT炸药的1.50～2.30倍,表明在炸药中加入铝粉对于提高炸药水中爆炸威力是有益的。     

面心立方多晶薄膜中应变能密度对晶粒取向的依赖

对附着在基体上面心立方多晶薄膜中不同取向晶粒的应变能密度进行了计算.结果表明:在屈服之前,5个最小的应变能密度对应的晶粒取向依次为(100),(510),(410),(511)和(310);在屈服膜中,5个最小的应变能密度对应的晶粒取向依次为(110),(100),(511),(411)和(211).仅考虑应变能,这些取向的晶粒将依次优先生长 关键词： 薄膜 应变能密度 晶粒生长     

气相爆轰波马赫反射影响因素的实验研究北大核心CSCD

在矩形截面的爆轰管道中,对C2H2+2.5O2+8.17Ar和C2H2+5N2O在CJ爆轰状态下经过不同楔面所发生的马赫反射的影响因素进行了实验研究。实验中,由烟膜记录爆轰波马赫反射的胞格结构转变过程;采用纹影技术捕捉爆轰波马赫反射波阵面的不稳定性及波后流场分布。实验结果表明:两种实验气体在爆轰波马赫反射过程中均存在由CJ区域向过驱区域转变的胞格结构;初始压力对楔面与马赫反射三波点轨迹线之间的夹角(χ)影响明显,楔角θw对χ的影响随θw的增大而增大;根据实验测得的θw+χ与θw之间的关系,可知爆轰波马赫反射三波点轨迹线的斜率随着θw的增大而增大,与CJ区域内胞格轨迹线的相交距离也更短,使马赫杆后的过驱度升高。另外,不稳定气体C2H2+5N2O的不稳定性高于稳定气体C2H2+2.5O2+8.17Ar,导致二者的爆轰波马赫反射行为存在较大的差异。     

氢气比例和点火能量对CH4-H2混合气体爆炸强度影响的实验研究

在20 L标准球形爆炸罐内开展了当量比为1的甲烷-氢气-空气混合气体爆炸实验,通过改变点火能量和氢气体积分数,探讨点火能量和气体比例对其爆炸压力和爆炸强度的影响。研究发现:氢气比例越高,爆炸冲击波传播速度越快,点火能对冲击波传播速度的影响相对较小;点火能量的提高对峰值超压有增强作用,氢气比例低时,此增强作用较显著,氢气比例高时,此增强作用较弱;点火能量对爆炸强度指数KG的影响较小,而氢气比例对爆炸强度指数KG的影响十分明显,氢气比例低于50%时,氢气比例的增加对爆炸强度的增强作用较弱,氢气比例高于50%时,氢气的增加对爆炸强度的激励作用急剧增强。另外发现,相同当量比条件下,氢气的爆炸强度指数近似为甲烷爆炸强度指数的10倍。     

能散对直线感应加速器焦斑分布的影响北大核心CSCD

介绍了均方根(RMS)、半高全宽(FWHM)和50%调制传递函数(MTF)等效均匀分布等焦斑尺寸评价方法。针对一台直线感应加速器,通过建立理论模型和开展逐束片PIC模拟研究了长脉冲(约100 ns)电子束的聚焦过程,分析了能量、流强与平顶区差异较大的脉冲上升/下降沿对FWHM和MTF焦斑尺寸的影响。研究结果表明:能散度较大的束流上升/下降沿会导致束流焦斑,尤其是MTF焦斑显著增长,在模拟结果中FWHM尺寸增长约9%,而MTF尺寸增长达到约24%,是目前导致束流底宽偏大的主要因素之一。     

爆轰波对碰加载下平面Sn材料动力学行为实验研究北大核心CSCD

基于简易平面对碰加载实验装置,采用DPS测速和传统X光联合诊断技术,实验研究了Sn样品对碰区的动力学行为,给出了包含对碰区主体破碎物质的密度-空间分布数据和样品前表面微喷物质速度、分布宽度的关键信息的总体物理图像。该研究结果为后续爆轰波对碰加载下材料动力学行为实验中诊断技术的选择和解读,以及相关物理规律的认识提供了重要的实验依据。     

爆轰加载下柱壳膨胀断裂的超高速光电摄影实验研究北大核心CSCD

随着超快物理实验研究的开展,急需建立高时空分辨的测量设备以研究高能产物的运动特性。目前,转镜高速分幅摄影相机的时间分辨力已经不能完全满足需求。因此,研究具有更高时间分辨能力的超高速光电分幅相机具有重要的意义。借助自研的超高速光电分幅相机,进行了爆轰加载下的柱壳膨胀断裂实验,同时使用转镜相机进行测量。实验结果表明,光电相机的消动态模糊能力更强,拍摄效果更好,而转镜相机拍摄的幅数更高。根据该结果,建议将两种相机配合使用,以更好地对物理过程进行测量。     

原子核放射性对核对称能的约束（英文）

核对称能的密度依赖性对于原子核物理和天体物理中的许多问题很重要。基于密度依赖的结团模型,奇特的结团放射性被用来约束核对称能及其斜率的大小。在密度依赖的结团模型中,清楚地给出了结团放射性子核208Pb的中子皮大小与对称能的斜率参数L（ρ0） 之间的关联。发现从M3Y核子-核子相互作用得到的结团-208Pb 同位旋矢量势对于对称能的斜率参数L（ρ0） 非常重要。基于结团放射性实验数据和新的208Pb 的中子皮大小实验数据,成功得到对称能的斜率参数L（ρ0） 的大小。也讨论了利用质子放射性数据提取的斜率参数L（ρ0）。The density-dependence of symmetry energy is of particular importance to many problems in nuclear physics and astrophysics. Exotic cluster radioactivity is proposed to constrain the density slope of symmetry energy L(ρ0) by using the density-dependent cluster model (DDCM) where the cluster radioactivity serves as a link between the neutron skin thickness of 208Pb and the density slope L(ρ0). The isovector part of cluster-208Pb potential constructed from the M3Y nucleon-nucleon interaction is found to be very important in determining the density slope parameter L(ρ0). The correlation between the neutron skin thickness of 208Pb and the density slope parameter are obtained from cluster radioactivities around 208Pb with measured data. The constraint of L(ρ0) from proton radioactivity is also discussed.     

变压加载对直接甲醇燃料电池阳极性能的影响（英文）北大核心CSCD

为评价直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极的稳定性,利用扫描电化学显微镜和常规电化学技术,研究了变压加载过程中DMFC阳极性能的变化。结果表明,在探针扫描过程中,经不同电压加载后的DMFC阳极表面的扫描电流呈相似的锯齿状分布。当阳极加载2h,随加载电位升高,扫描峰电流的数量减少,对应峰电流的数值则先增大再减小,表明阳极的催化活性处于不均匀分布状态且随加载时间延长和加载电位升高而逐渐降低。在不同加载电位下,随加载时间延长,循环伏安曲线上的正向和反向电流峰先负移再正移,但抗CO性能持续降低。DMFC阳极在0.6V下分别加载16h和72h后,催化剂粒径由3.4nm分别增大到3.6nm和4.4nm。在0.8V下加载72h后,Pt/Ru重量比由2.0增加到3.9。变压加载使催化活性的不均匀分布加剧催化剂粒径长大,Ru流失加快,从而导致阳极催化性能衰减。     

MEMS矢量水听器用于潜标系统的可行性（英文）北大核心CSCD

提出将MEMS矢量水听器应用于潜标系统,并进行了大量实验验证其可行性。MEMS矢量水听器是一种新型水下声学传感器,它具有体积小、成本低、一致性高和高灵敏度等优点。将水听器应用于潜标系统,可以大幅降低阵列孔径,进而有效地监测海洋声场的矢量信息。矢量水听器矢量通道的指向性与频率无关,在低频和甚低频同样可以获得良好的空间增益,应用在低频和甚低频领域中,可以有效地解决声纳设备体积庞大的问题。经过对系统样机进行多次室内驻波桶调试和外场湖试与海试,结果表明,该系统能有效检测海底20~1000Hz范围内的声场矢量信号,水听器此时的灵敏度可达-176dB,且具有良好的“8”字型指向性。实验结果证明了MEMS矢量水听器应用在潜标系统中进行海洋声场矢量信息探测的可行性,为MEMS矢量水听器在水下目标探测领域的研究提供了良好的试验平台,并为其工程化应用奠定了基础。     

微型填充式气相色谱柱的制备（英文）北大核心CSCD

为了分离永久性气体及低碳轻化合物,基于MEMS技术,研究制备了一种微型填充式的气相色谱柱。为了增加色谱柱的长度以及深宽比,色谱柱的沟道制备采用了激光刻蚀技术,这种技术可以方便的在玻璃基底上刻蚀出深沟道,这是其他化学腐蚀技术无法比拟的。研制的色谱柱其沟道横截面为1.2mm(深度)×0.6mm(宽度),深宽比为2∶1。实验结果表明,这种微型填充柱,具有较大的样品容量,能很好的实现CO和SO_2的分离。     

钢筋混凝土平板冲剪强度的无量纲公式（英文）北大核心CSCD

冲剪研究对钢筋混凝土平板和柱连接之间承载能力的评估以及核电厂中安全壳的安全计算和安全评估有重要意义。先前研究都忽略了跨深比对冲剪强度的影响,且现有设计准则中所用的方程量纲不一致,故大大限制了其使用范围和精度。给出了一个新的无量纲公式,考虑了钢筋数量、钢筋间距和跨深比的影响,可用于预测钢筋混凝土平板在冲头作用下的冲剪强度。结果表明,新方程与已有实验结果吻合得很好,且优于现有设计准则。     

核物质对称能斜率对快转中子星性质的约束（英文）

在过去的十余年中,对非对称核物质的对称能的研究无论从实验还是理论上都取得了较大的突破,这对中子结构及其物态方程的理解具有十分重要的意义。本研究将采用一个相对保守的对称能斜率范围(25 Me VL105Me V)来研究其对快速转动中子星性质的约束,这些性质包括:质量-半径关系、转动惯量、引力红移以及转动形变等。通过该对称能斜率的约束,发现典型中子星(M=1.4M⊙)的半径约束在10.28～13.43 km范围内,这与最近的相关观测相一致。如果观察发现了质量较小的毫秒脉冲星,则将为核物质的对称能较软提供有效的证据。另外还发现,对角动量的一致性可为快转中子星转动惯量的上限提供约束。最后,根据具有低质量伴星的双星EXO0748-676的红移观测,给出了该脉冲星的质量下限(1.5M⊙)。     

SU-8去胶工艺对电铸Ni材料力学性能的影响（英文）北大核心CSCD

SU-8负胶具有优异的力学性能、抗化学腐蚀性、热稳定性和生物兼容性,在MEMS工艺和器件中得到广泛应用。镍金属具有良好的力学性能和抗腐蚀性,因此常用来制作MEMS器件。在MEMS执行器中,弹性元件常采用电铸镍制作。SU-8经过经曝光显影后形成致密的交联网络结构是一种高分子聚合物,这种聚合物非常稳定,不溶于强酸强碱及常见的有机溶剂,尤其是在电铸金属结构后的SU-8胶的去除更为困难。目前的SU-8去胶技术,按去胶原理可分:机械物理去胶技术和氧化去胶技术。氧化去胶技术可以有效去除SU-8胶,但氧化去胶方法不同程度地损坏电铸金属,使其力学性能与去胶前相比发生显著的变化。因此需要研究去胶对Ni金属弹性模量的影响,从而为执行机构设计提供准确的基本数据。针对目前运用比较普遍的两种去除SU-8胶方式:微波等离子下游化学刻蚀和强碱熔盐浴,分别进行了去胶实验,对去胶前后的电铸Ni金属进行了弹性模量和硬度测试。实验结果表明,电铸镍的杨氏模量在经过微波等离子下游化学刻蚀后下降18%,而经过强碱熔盐浴后下降36%,但硬度下降不明显。     

响应面方法的硅刻蚀工艺优化分析（英文）北大核心CSCD

利用响应面分析方法优化了用于压力传感器硅敏感芯体的刻蚀操作条件。主要考虑了温度、KOH浓度和腐蚀时间三个操作参数,将它们的范围分别设定为40~60℃,0.4~0.48mol/L和5~12.5h,并设定各向异性腐蚀速率为响应值。通过建立二次方模型,分析这些参数的单独影响以及多个操作条件之间对腐蚀速率的相互交叠作用。分析结果表明：模型可以精确预测99%的响应值,相比于腐蚀时间,溶液浓度和工作温度对刻蚀速率的影响更为明显。