毛细微槽内的相变传热的实验研究

本文对矩形毛细微槽竖直板的相变传热特性进行了实验研究。结果表明毛细微槽对相变换热具有很大的促进作用。当壁面过热度较小时,相变换热形式主要是三相接触线附近的蒸发换热机制。而当过热度较大时,微槽内发生剧烈的沸腾。微槽内相变换热的临界热负荷有两种产生机理:其一是当微槽长度较大时微槽内由于流动阻力而产生的液体输运临界;另一机理是当微槽长度较小时的池内沸腾临界现象,亦即由动态微液层模型决定的临界机理。实验还得到了微槽强化传热的最佳优化尺寸。     

敦煌壁画绘画材料多光谱图像标准数据库的建立和应用

多光谱摄影图像调查技术,基于不同物质对不同光谱吸收与反射的差异及不同波段单色光谱有相应的灰度偏向,以单色光谱灰度图像经伪彩色强化,可作为一种绘画材料普查方法。这种方法的应用首先需要建立相关遗址绘画材料多光谱图像标准,以此为基础才可以通过多光谱伪彩色等图像对壁画中漫漶壁画、相近色相颜料及无法观察的有机材料做前期普查,为后期高精度仪器的进一步调查提供参考。采用已知敦煌壁画中常用29种绘画材料制作标准颜料色板,通过规范多光谱拍摄程序和优化多光谱拍摄条件,在250～1 300 nm之间获取各种颜料在不同光谱区域的反射及荧光图像,再经过后期科学的图像校正及红外、紫外反射伪彩色图像合成,初步建立敦煌壁画颜料多光谱图像标准数据库。对真实壁画进行多光谱拍摄,将获取的可见反射、红外反射伪彩色和紫外反射伪彩色图像与标准数据库图像进行交叉对比,并采用便携式显微镜、便携式X荧光、近红外光谱等分析技术验证所获取的多光谱分析结果,表明壁画颜料多光谱图像标准数据库的建立,作为一种新型无损检测辅助方法,可通过多光谱图像对敦煌壁画颜料前期鉴别、推断绘画材料属性以及获取颜料分布状况等信息。绘画材料光谱图像数据库的建立可提高常见绘画材料类别及范围的前期调查效率和可靠性,是一种有效的颜料面集调查辅助方法。     

DNA碱基激光拉曼光谱检测方法的研究

以激光拉曼光谱仪采集腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)的拉曼光谱图,分析了各碱基谱峰归属,并依据归属结果检测混合碱基组成。结果显示:4种碱基的特征峰集中在175～1 800cm~(-1)。相同积分时间和激光功率条件下,该波段内嘌呤碱基的激光拉曼光谱峰高于嘧啶碱基的谱峰。腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶分别在723、648、791、1 368 cm~(-1)处的谱峰最强,利用这些特征峰能在2min内鉴别出混合碱基中的各碱基。     

Exact solution of the generalized Kemmer oscillator

In the present work, the generalized Kemmer oscillator was introduced in one dimension. It is shown that the exact solutions of generalized Kemmer oscillator with some appropriate choices of the interactions f(x) have been obtained by using the Nikiforov–Uvarov(NU) method. Moreover, several interesting cases are discussed.     

界面裂纹萌生与扩展的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟方法研究了裂纹在界面端处萌生与沿界面扩展的临界条件. 模拟考虑了一双相材料的3种模型,即构成90°/90°和 90°/180°夹角的两个界面端和一个界面裂纹. 模拟采用了包含原子区域与连续区域的并发型多尺度模型,即在界面端尖端和裂纹尖端附近 采用分子动力学(MD)方法,MD区域之外则按照线弹性有限元方法分析. 结果表明,在断裂启动时刻,3个模型沿界面的最大应力均达到界面理想强度;而且,其界 面能恰好足以克服界面材料的本征内聚能. 因此,界面端裂纹萌生与沿界面扩展的断裂条件可以通过界面理想强度和内聚能联系起来. 并基于模拟计算结果提出了界面断裂启动的统一准则.     

基于被动波束成像的高强度聚焦超声焦点定位*

针对高强度聚焦超声治疗中实际焦点偏离引导治疗的几何焦点这一问题,本文基于被动波束成像原理,将治疗探头与影像探头联合,探讨一种新的焦点定位策略。首先,基于k-Wave声学软件创建了具有多层组织结构的超声传播模型,通过理论仿真探究了不同脂肪、肌肉厚度条件下被动波束成像方法定位焦点的准确性;除此之外,还通过仿体在实验环境下对该方法的有效性进行了初步验证。结果表明,在不同脂肪厚度的仿真模型中,被动波束合成所定位的焦点和几何焦点在轴向距离上分别与实际焦点平均相差（0.54±0.15）mm和（4.76±0.95）mm。在不同肌肉厚度的仿真模型中,由合成算法定位的焦点和几何焦点在轴向距离上分别与实际焦点平均相差（0.51±0.26） mm、（4.95±0.47） mm。仿体实验也验证了被动波束成像定位的焦点比几何焦点更接近实际损伤位置。本文从理论仿真和实验两个角度验证了被动波束成像方法在高强度聚焦超声焦点定位中的优越性,可为该方法进一步走向临床应用提供支撑,对提升高强度聚焦超声手术治疗的安全性有推动作用。     

100-GeV large scale laser plasma electron acceleration by a multi-PW laser

We present three possible design options of laser plasma acceleration (LPA) for reaching a 100-GeV level energy by means of a multi-petawatt laser such as the 3.5-kJ, 500-fs PETawatt Aquitane Laser (PETAL) at French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA). Based on scaling of laser wakefield acceleration in the quasi-linear regime with the normalized vector potential a0 =1.4(1.6), acceleration to 100 (130) GeV requires a 30-m-long plasma waveguide operated at the plasma density n e ≈ 7×10 15 cm-3 with a channel depth Δn/ne = 20%, while a nonlinear laser wakefield accelerator in the bubble regime with a0≥2 can reach 100 GeV approximately in a36/a0-m-long plasma through self-guiding. The third option is a hybrid concept that employs a ponderomotive channel created by a long leading pulse for guiding a short trailing driving laser pulse. The detail parameters for three options are evaluated, optimizing the operating plasma density at which a given energy gain is obtained over the dephasing length and the matched conditions for propagation of relativistic laser pulses in plasma channels, including the self-guiding. For the production of high-quality beams with 1%-level energy spread and a 1π-mm-mradlevel transverse normalized emittance at 100-MeV energy, a simple scheme based on the ionization-induced injection mechanism may be conceived. We investigate electron beam dynamics and effects of synchrotron radiation due to betatron motion by solving the beam dynamics equations on energy and beam radius numerically. For the bubble regime case with a0=4, radiative energy loss becomes 10% at the maximum energy of 90 GeV.     

颗粒附壁燃烧机理及模拟方法探讨

在燃用固体燃料,如生物质、煤、固体废弃物时,都存在一定程度的附壁燃烧现象,以燃煤液排渣燃烧器为例,探讨了颗粒在熔融面上的沉积、流动以及燃烧机理。并针对现有煤粉燃烧程序在液排渣燃烧器模拟上的局限,开发了一种考虑液渣流动的附壁燃烧模型,给出了总体的计算框架．通过对不同壁面处理方式下计算结果的比较,分析了不同手法的优劣和特点,为液排渣燃烧器的正确模拟提供一种完整的思路,对生物质或固体废弃物燃烧模拟起到一定的参考作用。     

SMC板材受硬物撞击时的动力响应、损伤和剩余强度预报

板材模压复合材料(SMC)在工业中的应用,特别是在汽车制造业方面有很大的潜力。有些汽车零部件,如车门、车盖和车体都容易受到硬物撞击而损伤。所以进行动力响应分析、损伤的标征和预测,以及剩余强度的预报是十分必要的。 ...     

色散光子晶体GHz波段的传输特性

将两单负材料耦合后,再与一双负材料交替生成光子晶体。然后利用传输矩阵法对该光子晶体的能带和缺陷模进行了研究。结果表明:这种结构的光子晶体具有一种新型的光子带隙,不随晶格常数的缩放而移动;当引入普通电介质缺陷层时,缺陷模对入射角的改变不敏感,但缺陷模个数随着缺陷层厚度的增加而增多。