低温制冷机与ZBO存储系统耦合数值模拟

介绍了基于低温液体压力控制技术搭建的一套小型实验装置,并针对实验中的一项关键内容-低温制冷机与零蒸发(ZBO)存储系统耦合建立了采用CFD软件的数学模型.根据实验装置中的已知参数以及设计计算结果,模拟了制冷机关闭状态下不同时刻液氮贮箱内流体分布、制冷机开启状态下分别采用紫铜箔与高温热解石墨传热元件时,低温贮箱内流体及导热带上温度分布情况.由模拟结果得知,石墨比紫铜具有更强的冷量传输能力,使贮箱内液氮温度和压力更低,体现了高效耦合性,从而在理论上验证了采用石墨传热元件的可行性.最后针对实际情况,提出了石墨与铜导热带相结合的传热结构.     

耐腐蚀塑料换热器性能的实验研究

在低温烟气余热回收过程中,金属换热器存在腐蚀和结垢的问题。特种导热塑料具有较高的热导率并且耐腐蚀、抗结垢,基于导热塑料的耐腐蚀换热器为烟气余热回收提供了新的技术途径。本文针对导热塑料换热器开展实验研究,通过硫酸浸泡实验验证换热器的耐腐蚀性能,通过风洞实验测量矩形翅片管的传热及流动特性,得到了换热器在不同风速下的传热系数和阻力特性。实验结果可以为塑料换热器在低温烟气余热回收中的应用提供必要的参考。     

低温下不锈钢导热系数的测量

在低温条件下利用稳态纵向热流法测量了制造低温阀门常用的316L不锈钢和17-4PH不锈钢的导热系数,通过实验表明两者的导热系数与316不锈钢的导热系数十分接近。     

纳米低温保护剂导热机理分析

纳米低温保护剂溶液比传统的低温保护剂溶液具有更好的导热性能,纳米微粒能够显著提高低温保护剂溶液的降温速率.本文探讨了纳米低温保护剂溶液导热性能的影响因素,提出了纳米低温保护剂导热模型,并通过与实验测得的数据进行了比对分析,结果表明所提出的模型是合理的.     

基于(火积)理论的“+”形高导热构形通道实验研究

基于构形理论和■理论,对"+"形高导热通道的方形构造体开展导热实验研究,并对不同优化目标和不同高导热通道布置形式下的构造体导热性能进行比较.结果表明:对于"+"形高导热通道的方形构造体,实验和数值计算所得到的构造体最高温度点均位于"+"形高导热通道两分支之间,实验和数值计算所得到的构造体平均温差和■耗散率的误差均在可接受范围内,这从定性和定量的角度证明了导热构形优化结果的正确性.与"H"形高导热通道的方形构造体相比,构造体内高导热通道采用一级"+"形布置使得其导热■耗散率得到降低.■耗散率最小的一级"+"形高导热通道构造体最优构形与最大温差最小的构造体最优构形相比,前者的导热■耗散率降低了5.98%,但最大温差提高了3.57%.最大温差最小目标有助于提高构造体的热安全性,■耗散率最小目标有助于提高构造体的整体导热性能.在保证热安全性能的前提下,实际微电子器件设计中可采用■耗散率最小的构造体最优构形以提高其整体导热性能.     

两种常见误操作对导热系数测量的影响

通过模拟导热系数测量中的两种常见误操作,分析了误操作对导热系数测量的影响.结果表明,样、盘未对齐5~10%时,导热系数减小1.1~6.7%;低于稳态3~4℃测试时,导热系数减小35.8~45.3%.实验中,误操作加剧了两盘的温差并且减小了散热盘稳态处的曲率,导致导热系数减小.分析误操作有助于优化实验方法,能更好地指导高校实验教学.     

垂直纵槽管强化膜状冷凝换热研究

用数值方法对饱和蒸汽在纵槽管表面的冷凝换热性能进行了研究。以发展段为主要研究对象,对模型进行了适当的简化,建立了液膜的基本方程,并与二维导热方程耦合,用Runge-Kutta法和有限元法解方程,通过迭代,分别得到了传热量以及最大液膜厚度与坐标z的关系式。最后用文中的分析方法,研究了制冷剂R-113在余弦形纵槽管上的冷凝,并与文献中的实验值做了对比。结果表明,纵槽管的长度(无除液盘时)或除液盘间距应小于最大有效管长,以便纵槽管在温差较大时仍具有较好的换热效果;在温差较小时,数值分析结果与文献中的实验数据吻合较好,证明本文的分析方法具有可行性。     

应力对石墨烯热输运性质影响的分子动力学模拟

本文建立了低维薄膜材料导热模型,运用非平衡分子动力学模拟的方法,利用lanmmps软件对单层石墨烯纳米带的导热特性进行仿真分析,根据Fourier定律计算热导率,再对石墨烯纳米带的原子施加一定耦合应力场,把应力耦合作用下的石墨烯热导率与正常的石墨烯纳米带进行了对比研究,模拟数据结果表明:在石墨烯纳米带上施加耦合应力时,会导致石墨烯纳米带热导率升高,且随应力增加而增大,模拟范围内热导率升高2.61倍,并且应力方向会对热导率变化产生一定影响,这个研究为纳米尺度上石墨烯相关研究和进一步提升热导率提供了新思路.     

碳遮光石英气凝胶传热机制与热性能数值模拟

建立了碳遮光石英气凝胶传热机制及热性能数值模拟方法,在交叉立方阵列导热模型、热辐射传输谱带模型、辐射导热耦合传热模型基础上,采用蒙特卡罗方法与有限体积法数值模拟了气凝胶内的热辐射传输及辐射导热耦合传热,并以表观导热系数描述气凝胶传热性能.以某石英气凝胶为例,定量模拟了热性能、各种传热方式的作用及温度依赖性,分析了应用Rosseland扩散近似引起的误差.     

膜蒸馏与热电制冷耦合传质通量分析

分析了膜蒸馏与热电制冷耦合关系,获得耦合的充要条件为热电制冷器应提供充足制冷量及较大温差。通过拟合温差和传质通量及冷端冷负荷分析,建立了热电制冷与膜蒸馏过程耦合的热量平衡方程及耦合特性参数方程,定义了耦合特性参数、耦合工况。理论分析表明,随着制冷温度的增大,膜蒸馏通量预测值的最大值先增大后减小,当制冷温度为279.65 K、热腔入口工质温度为362.15 K时取得最大值65.99 kg/(m~2·h)。本文为热电制冷膜蒸馏实验研究奠定了基础。     

饱和一元酸类化合物的拉曼光谱研究

通过实验检测获得了甲酸、乙酸、丙酸、丁酸四种-元酸的拉曼光谱.应用密度泛函理论对四种酸分子进行了模拟计算,计算结果与实验拉曼光谱吻合度较高,分别对四种酸的特征振动峰进行了详细的分析和振动归属.研究结果表明,甲酸的拉曼光谱与其他三种酸差异较大;乙酸、丙酸和丁酸的拉曼光谱具有一定的相似性,但主强峰位置和次强峰的强度存在着明...     

Stress evaluation of laser cladding coating with critically refracted longitudinal wave based on cross correlation function

Research on stress evaluation of laser cladding coating with critically refracted longitudinal wave was introduced in this paper. Two critically refracted longitudinal wave transducers with 5 MHz frequency, spacing between which was constant, were employed as signal emitter and receiver. Based on acoustoelastic equation deduction, relationship between the difference in time of flight and tensile stress is obtained. Combing with cross correlation theory, the difference in time of flight between stressed and unstressed critically refracted longitudinal signals was calculated. Results show that stress evaluation is affected by layer interface and anisotropic microstructure of laser cladding coating, precision of stress evaluation of laser cladding coating increases as step length increases until it attains one cycle. In addition, influence of waveform distortion caused by microstructure of laser cladding coating on stress evaluation is discussed. At last, verification test is carried out and the experimental result is well consistent with theoretical result.     

甲醇荧光光谱的量子分析

通过量子近似计算研究了甲醇的荧光光谱.将甲醇分子近似看成双原子分子,甲基和羟基分别为原子实,氧原子未共享电子对看成价电子.利用数值计算的方法对双原子分子电子能级差进行估算,得到电子能级差为一个仅与分子线度相关的函数.然后把C-O键长作为分子线度代入前面得到的函数中,算出甲醇分子主跃迁能级差,并将所得结果与实验值进行对比,误差仅为2.2%,理论计算与实验结果吻合.     

基于量子微扰的AlGaN/GaN异质结波函数半解析求解

基于量子力学微扰理论的分析，得到AlGaN/GaN异质结波函数的半解析模型.给出了模型的理论分析和计算结果.对于相同问题，给出了与差分算法的对照结果.与传统的差分方法相比，半解析方法具有收敛性强、大规模问题计算效率高的特点，更适合作为AlGaN/GaN异质结量子阱的求解算法. 关键词： AlGaN GaN 量子阱 薛定谔方程     

351nm激光入射大腔靶的受激Raman散射光谱

 报道了“神光 Ⅱ”装置上Au大柱腔靶产生的受激Raman散射光谱。通过分析实验条件和测量结果，排除了散射光谱来自增强非相干Thomson散射的可能性，发现用丝化不稳定性与受激Raman散射的耦合能合理解释观测到的Raman光谱。考虑到丝化不稳定性与SRS的耦合，测量到的散射光谱依然能用于密度诊断，其结果与对流SRS理论的计算值相差不到10%。     

表面等离子共振效应中传统近似理论与薄膜光学理论

指出Kretschmann模型的传统表面等离子共振公式在求解金属薄膜的参量时存在近似性,采用更为严密的薄膜光学理论,通过薄膜膜系的特征矩阵,得出表面等离子体共振衰减曲线.结果表明,表面等离子体共振近似理论与薄膜光学理论得到的共振角及反射率幅度存在差别;采用等高线图,给出了共振角差随着金属介电常量的变化规律.进一步的实验表明,薄膜光学理论所得模拟结果较表面等离子体共振近似理论与实验值吻合地更好,证明薄膜光学理论应用在表面等离子体共振效应要优于常用的近似理论.最后,采用两种理论对表面等离子体共振传感器进行优化设计,结果表明,两种理论所获得的高灵敏度分布区域差异较大,必须采用薄膜光学理论提供更精确的薄膜参量,来优化设计高灵敏度表面等离子体共振传感器.     

人参皂甙Re结构与振动光谱的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论方法(B3LYP/6-31G)对人参中的有效成分人参皂甙Re(Ginsenoside Re)的两种异构体20-(R)-Re和20-(S)-Re的平衡几何构型进行了优化,对其振动频率进行了计算, 二者的空间结构有明显的不同,振动光谱也有一定的区别。这些变化是因为20号手性碳4个取代基空间取向不同导致两种异构体的堆积方式不同,从而导致红外和拉曼光谱峰位以及峰形变化。根据理论上计算出来的红外强度与拉曼活性及相对应的频率,对实验得到的红外光谱和拉曼光谱进行了指认,发现计算值1 541, 1 456和1 424 cm-1等谱峰,可作为区分两种异构体的特征谱峰。计算的振动频率同拉曼光谱的实验结果较好吻合。这一结果表明,振动光谱可以用来对人参有效成分进行鉴定。     

边界层效应影响等离子体气动激励诱导激波机理

 针对小型暂冲式超声速风洞进行的诱导激波实验结果,提出等离子体气动激励诱导激波的机理不仅取决于放电时产生的焦耳热效应,放电区域的边界层厚度也起到了决定性的作用的推论。为进一步验证此思想,在高超声速激波风洞进行了等离子体气动激励诱导激波的实验研究。结果表明,在边界层很薄的情况下,等离子体气动激励能够诱导出斜激波。分别阐述了两种实验条件下诱导激波的机理,证实了边界层效应在等离子体与激波相互作用中起到了决定性作用。     

基态波函数对氦原子双电离微分截面的影响

文中采用氦原子的三种近似波函数,计算了入射电子能量为5599eV时,敲出电子共面等能分享几何安排下,氦原子双电离He（e,3e）反应全微分截面.结果表明三种波函数的理论计算结果,在误差范围内都与实验数据基本吻合,其中采用Pluvinage波函数所得到的理论数据更接近实验数据.     

基态波函数对氦原子双电离微分截面的影响

文中采用氨原子的三种近似波函数,计算了入射电子能量为5599 eV时,敲出电子共面等能分享几何安排下,氦原子双电离He(e,3e)反应全微分截面.结果表明三种波函数的理论计算结果,在误差范围内都与实验数据基本吻合,其中采用Pluvinage波函数所得到的理论数据更接近实验数据.