Analysis on high-temperature oxidation and growth stress of iron-based alloy using phase field method

High-temperature oxidation is an important property to evaluate thermal protection materials. However, since oxidation is a complex process involving microstructure evolution, its quantitative analysis has always been a challenge. In this work, a phase field method (PFM) based on the thermodynamics theory is developed to simulate the oxidation behavior and oxidation induced growth stress. It involves microstructure evolution and solves the problem of quantitatively computational analysis for the oxidation behavior and growth stress. Employing this method, the diffusion process, oxidation performance, and stress evolution are predicted for Fe-Cr-Al-Y alloys. The numerical results agree well with the experimental data. The linear relationship between the maximum growth stress and the environment oxygen concentration is found. PFM provides a powerful tool to investigate high-temperature oxidation in complex environments.     

Strong near-field couplings of anapole modes and formation of higher-order electromagnetic modes in stacked all-dielectric nanodisks

We theoretically study the near-field couplings of two stacked all-dielectric nanodisks, where each disk has an electric anapole mode consisting of an electric dipole mode and an electric toroidal dipole (ETD) mode. Strong bonding and anti-bonding hybridizations of the ETD modes of the two disks occur. The bonding hybridized ETD can interfere with the dimer's electric dipole mode and induce a new electric anapole mode. The anti-bonding hybridization of the ETD modes can induce a magnetic toroidal dipole (MTD) response in the disk dimer. The MTD and magnetic dipole resonances of the dimer form a magnetic anapole mode. Thus, two dips associated with the hybridized modes appear on the scattering spectrum of the dimer. Furthermore, the MTD mode is also accompanied by an electric toroidal quadrupole mode. The hybridizations of the ETD and the induced higher-order modes can be adjusted by varying the geometries of the disks. The strong anapole mode couplings and the corresponding rich higher-order mode responses in simple all-dielectric nanostructures can provide new opportunities for nanoscale optical manipulations.     

水对无定形SiO2拉伸特性影响的反应分子动力学模拟

潮湿对SiO₂的强度有重要影响. 采用反应场分子动力学模拟方法,研究液态水对无定形SiO₂ （a-SiO₂）准静态拉伸特性的影响. 准静态拉伸模拟的结果表明,在干燥条件下,a-SiO₂的拉伸强度为9.4 GPa,而在含液态水时则下降为4.7 GPa,表明液态水使得a-SiO₂拉伸强度发生显著下降. 根据应力-应变曲线分析可知,干燥条件下a-SiO₂结构的刚度随着拉伸应变的增加保持稳定,而含液态水的a-SiO₂刚度随着拉伸应变的增加而逐步降低,并且应变为16%–20%时的应力-应变曲线类似于金属的屈服现象. 通过对拉伸过程的原子图像分析可知,含液态水a-SiO₂的拉伸过程并没有发生塑性变形,而是因为应力增大加速了水解反应,使得应力-应变曲线表现出上述塑性现象. 关键词： 2')" href="#">无定形SiO₂ 机械强度 水 分子动力学模拟     

一类含Mathieu-Duffing振子的相对转动系统的分岔和混沌

建立了一类具有Mathieu-Duffing振子的两质量相对转动系统的非线性动力学方程. 应用多尺度法求解该系统发生主共振-基本参数共振的分岔响应方程,并通过奇异性分析得到系统稳态响应的转迁集. 利用Melnikov方法讨论系统在外激扰动和参激扰动变化下的全局分岔和系统进入混沌状态的可能途径,得到外激和参激幅值变化下系统可能出现多次通向混沌的道路,获得系统发生混沌的必要条件. 最后采用数值方法验证了理论研究的有效性. 关键词： 相对转动 Mathieu-Duffing振子 混沌 Melnikov方法     

寻找变系数KP方程的精确解

将非线性演化方程的变系数看作与实际物理场具有相等地位的新的变量,用推广的经典李群约化法,建立了常系数KP方程以及变系数CKP方程的解与新的变系数KP方程解之间的关系.利用已知的常系数KP和变系数CKP方程的解得到了新的变系数KP方程的一般解和某些特殊形式的精确解.     

Feshbach共振下BCS-BEC渡越量子分析

考虑一个涵盖分子间相互作用的多体模型,给出一种半解析计算模型中费米原子对转化成玻色分子转化率的有效方法.这种方法主要使用独立交叉近似,并在平均场理论下推导出一个精确计算转化率的解析公式.对比分析证明,该解析公式的计算结果得到多体模型的数值分析的支持,并与Rice小组的⁶Li实验能够很好的吻合.     

一类滞后相对转动动力学方程的分岔特性及其解析近似解

建立了一类含Davidenkov滞后环的非线性相对转动动力学方程.分别分析了该非线性相对转动自治方程和微外扰下非自治方程的分岔特性,并采用KBM法求解了滞后环指数n=2时该非线性相对转动方程在周期激励下的解析近似解.通过数值仿真,得到了几种分岔结构及外扰下全局分岔图,同时将数值解与本文KBM法求解结果进行比较,证明本文求解结果有较高的精度,为研究这一类滞后相对转动系统提供了理论参考依据. 关键词： 相对转动 滞后环 分岔 KBM法     

CCD比色测温中工作波长与带宽的选择

介绍了CCD比色测温原理,分析了影响波长和带宽选择的因素,讨论了它们的选择过程,针对给定的被测温度范围,建立了比色波长及带宽选择的精确方法,对水泥篦冷机熟料温度场测量的实验表明,该方法选择的波长及带宽合理,满足温度场测量的要求。     

流动注射双安培法测定橙皮甙

基于橙皮甙的不可逆氧化和氧化铂的不可逆还原体系构成了双安培法直接检测橙皮甙的新方法。在外加电压为0.2 V时,通过偶合橙皮甙在一支电极上的氧化和氧化铂在另一支电极上的还原两个不可逆电极过程,构成流动注射双安培检测体系。在pH 8.95的B-R缓冲溶液中,测得橙皮甙的氧化电流与其浓度在6.0×10-6~8.0×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系(r=0.9997,n=11),检出限为1.0×10-6mol/L。连续30次测定6.0×10-4mol/L橙皮甙,其峰电流相对标准偏差(RSD)为3.2%,常用药物赋形剂和无机离子均不干扰橙皮甙的测定。方法已用于江中健胃消食片中橙皮甙含量的测定。     

SHF频段超宽带高温超导滤波器的研制

针对超宽带通信系统的发展趋势,采用1/4波长短截线结构设计了一个工作于超高频(SHF)频段的超宽带高温超导滤波器,滤波器的中心频率为4.2 GHz,相对带宽为50%,讨论了1/4波长短截线结构滤波器的设计原理,给出了所设计超宽带滤波器的理论曲线、模拟仿真结果。实际制作的超宽带高温超导滤波器的测量曲线与模拟仿真曲线基本吻合,得到了满意的结果。