基于相变松弛法则的水下爆炸空化模型研究

水下爆炸过程中存在着大量的空化现象,空化的产生、演化及其溃灭过程对于水下冲击波传播、爆炸气泡运动以及水下结构物冲击损伤都会产生重要影响。本文基于多相可压缩流体理论模型,考虑空化发生过程中汽-液两相流体亚平衡状态下两相之间发生的热力学-化学平衡机制,分析汽-液两相介质之间的质量和热量交换,从而实现对相变过程的自动捕捉。该系统的控制方程采用分步法处理,首先利用二阶MUSCL-Hancock格式和HLLC黎曼求解器来求解齐次双曲型方程,再采用牛顿迭代法求解相变方程。数值测试结果表明,本文的计算模型对于空化相变过程具有较好的捕捉能力。最后将该模型应用到水下近水面爆炸空化的数值模拟当中,研究发现空泡的溃灭压力峰值约为冲击波压力峰值的15%,有效作用时间是冲击波载荷有效作用时间的2倍以上。本文的空化相变模型能够为水下爆炸空化现象的机理研究提供重要支撑。     

海洋天然气水合物模拟实验的超声检测

本文主要描述自行开发的U-sonic超声检测仪对天然气水合物在合成和分解过程中声学参数(如声速、频率、幅度)的变化进行声学检测,找出声学参数与水合物形成和分解之间的变化规律,以达到判断和预测水合物形成和分解的目的。     

光纤捷联惯导系统高阶误差模型的建立与分析

针对多位置标定算法中利用的陀螺和加表的误差模型,在捷联惯导系统误差传播方程中,考虑陀螺和加表的标度因数误差和安装误差,建立了一种高阶误差模型。为了评价该模型的准确性,将其与不考虑标度因数误差和安装误差的模型比较,设计了系统静态和动态仿真实验。在系统静态仿真中,分别加入陀螺漂移和加表安装误差,而在动态仿真中同时加入各项误差项,求取以这些误差项为初值的模型微分方程的解,使其与惯导系统输出误差进行比较。仿真结果发现,建立的高阶误差模型比不考虑标度因数误差和安装误差的模型精度高出约三个数量级。     

关于r—循环矩阵的非异性

本文给出了仅用ｒ－循环矩阵的元素本身和参数ｒ便可做出判断其非异性的五种方法。     

正态云模型果蝇优化算法及其应用

提出了一种基于正态云模型的果蝇优化算法(NCMFOA).该算法通过直接将果蝇位置赋值给气味浓度判定值和引入正态云模型来刻画果蝇嗅觉搜索行为的随机性与模糊性,从而解决了果蝇优化算法(FOA)不能搜索负值空间的缺陷,并有效克服了FOA算法在解决复杂优化问题时容易陷入局部极值的不足.通过正态云模型熵值的动态调整,使得NCMFOA算法在进化的前期阶段具有较强的随机性与模糊性,以提高算法的全局探索能力;随着迭代次数的增加,算法搜索行为的随机性与模糊性逐渐减弱,使得其局部开发能力逐渐增强,算法收敛精度得到提高.此外,通过引入视觉实时更新方案,进一步加速了算法的收敛速度.用经典的基准测试函数验证了NCMFOA算法的可行性与有效性,结果表明该算法具有收敛速度快、收敛精度高以及鲁棒性好等优点,对于高维复杂优化问题,该算法同样获得了良好的优化效果.将NCMFOA算法用于解决混沌系统的参数估计问题,进一步验证了该算法具有较强的解决实际工程优化问题的能力.     

采用CVD异位退火和双温区HPCVD工艺制备MgB_2/B/MgB_2多层膜北大核心CSCD

介绍了采用了MgB2薄膜的化学气相沉积(CVD)异位退火和双温区混合物理化学气相沉积(HPCVD)制备技术,并以B膜作为势垒层在多晶的Al2O3基底上制作了三明治结构的MgB2/B/MgB2多层膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和标准四线法对制备的MgB2/B/MgB2多层膜的断面结构、超导薄膜晶体结构及超导特性进行了测量研究.结果表明,制备的MgB2/B/MgB2多层膜结构清晰,底层和顶层超导薄膜显示出良好的超导特性.     

深冷处理提高金属材料的耐磨性

深冷处理能很大地提高金属材料的耐磨性。本文叙述了深冷处理在国内外的应用概况,较详细地论述了深冷处理提高钢耐磨性的机理,提供了经深冷处理后的一些试样的试验结果,並介绍了工业生产中使用的两种深冷处理方法。     

显微激光拉曼光谱测定甲烷水合物的水合指数

甲烷水合物是由甲烷气体分子与水分子在低温高压下形成的一种笼型结构化合物,广泛存在于海底陆架区和陆地冻土区,被认为是一种潜在的能源资源。在水合物的晶格中,水分子在氢键的作用下形成大小不同的笼子,甲烷分子可分别进入大笼(51262)和小笼(512)中。在自行研制的实验装置上,分别合成了一系列不同体系下的甲烷水合物,包括十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液-甲烷体系、冰粉-甲烷体系以及冰粉-不同粒度砂-甲烷体系。对这些甲烷水合物样品进行了激光拉曼光谱分析,测定了其水合指数,笼占有率等结构参数。结果表明,这些甲烷水合物都为Ⅰ型结构,其水合指数和笼占有率基本不受沉积物粒径大小的影响。在3种体系中生成的水合物,大笼中甲烷分子基本占满,占有率大于97%;小笼中甲烷分子占有率为80%～86%,测得的水合指数为6.05～6.15。     

沉积物中甲烷水合物饱和度测定及其力学特性研究

在自主研制的实验装置上合成甲烷水合物,采用时域反射技术(TDR)实时监测甲烷水合物生成过程中饱和度的变化,并与系统的压力降法计算的饱和度进行了对比。结果表明TDR法简单易行,结果可靠。对含甲烷水合物沉积物进行了一系列不排水三轴压缩实验,结果表明,含甲烷水合物沉积物的抗剪强度随着有效围压的增加和水合物饱和度的增加而增大;粘聚力随着甲烷水合物饱和度的增加而明显增加,但内摩擦角变化并不显著。在此基础上,提出了抗剪强度与有效围压和水合物饱和度的关系模型。     

南海神狐海域及祁连山冻土区天然气水合物的拉曼光谱特征

采用显微激光拉曼光谱对我国在南海神狐海域及祁连山冻土区首次钻获的天然气水合物实物样品进行了详细的研究, 探讨了其笼型结构特征及其气体组成. 结果表明, 南海神狐海域天然气水合物样品是典型的I型结构(sI)水合物, 气体组分主要是甲烷, 占99%以上; 水合物大笼的甲烷占有率大于99%, 小笼为86%, 水合指数为5.99. 祁连山冻土区天然气水合物气体组分相对复杂, 主要成分除甲烷外(70%左右), 还有相当数量的乙烷、丙烷及丁烷等烃类气体, 从拉曼谱图上可初步判断其为II型结构(sII)水合物; 水合物的小、大笼的甲烷占有率的比值(θ_S/θ_L)为26.38, 远远大于南海神弧海域水合物的0.87, 这主要是由于祁连山水合物气体组分中的大分子(乙烷、丙烷及丁烷等)优先占据水合物的大笼, 大大减少了大笼中甲烷分子的数量.