水平方管层流混合对流的三维数值模拟

本文建立了水平矩形通道三维层流混合对流的数学模型,提出了壁面导热与流动耦合的简化计算方法,采用SIMPLER算法对其流动和换热过程进行了数值模拟.计算结果表明由于浮升力的作用使水平通道内出现二次流现象,加热面的上下顶端周向导热热流密度存在极大值,下底面的局部Nusselt数最大,上底面最小.混合对流:平均Nusselt数随 Re和Gr*的增大而增大;但当Re较大时,平均Nusselt数随Gr*变化而近似不变.     

池水瞬态闪蒸时间的实验研究

实验研究了过热度、初始水温及水位高度对方腔内池水瞬态闪蒸时间的影响.实验条件为:水位高度40 mm、60mm、100 mm,初始水温36～88℃,过热度2.1～48℃.实验结果表明:过热度及水位高度是影响闪蒸时间的主要因素,过热度及水位高度越大,闪蒸时间越长;过热度相同时,初始水温对闪蒸时间的影响很小.通过对实验数据分析,拟合出瞬态闪蒸时间的计算关联式.     

窗口声阻抗对锆相变动力学的影响

基于磁驱动加载装置CQ-4开展了锆的斜波压缩相变实验,研究了锆样品后表面窗口声阻抗对相变波形的影响.实验结果显示,锆后表面为较低声阻抗窗口(自由面和LiF窗口)时,相变起始对应的特征粒子速度约331.0 m/s,而高阻抗蓝宝石窗口时,特征粒子速度约301.9 m/s,特征速度对应的压力从约9.14 GPa下降到8.27 GPa.相变对应的速度特征拐点是与多种因素相关的实验信息,因此它对应的压力并不是材料属性参数相变压力.结合基于热力学Helmholtz自由能的多相状态方程和非平衡相变动力学方程开展了锆的相变动力学数值模拟研究,相变弛豫时间为30 ns,计算结果与三种情况的实验结果符合良好,可以较好地模拟斜波压缩下锆的弹塑性转变、相变等物理过程.在压力-比容和温度-压力热力学平面,相变前锆的准等熵线与冲击绝热线差异很小,相变后准等熵线都位于冲击绝热线下方,随着压力的增加准等熵线和冲击绝线偏差越来越大,温度-压力平面中在20 GPa时相差约100 K.相变开始后,由于相变引起比容的间断,导致锆的拉氏声速迅速下降约7%,相变完成后拉氏声速恢复到体波声速.     

基于实频技术的小型化Wilkinson 十八路功分器设计

以工作于100MHz 的Wilkinson 十八路等功分器为设计对象,结合宽带匹配设计方法——实频技术法,设计功分 器阻抗变换节,以达到小型化设计的目的。将实频技术引入阻抗变换节设计,采用集总元件构成的网络结构来取代微带 功分器的四分之一波长阻抗变换节,从而大大缩减了Wilkinson 十八功分器的整体尺寸。根据仿真模型制作了十八等功分 器实物,尺寸仅为10?10cm2,其插入损耗小于13.5dB,幅度波动小于0.2dB,隔离度大于18dB。     

外加交变电场情况下屏蔽明孤子自偏换特性研究

用微扰法从理论上计算了外加交变电场的光折变晶体中屏蔽明孤子的自偏转特性,在外加交变电场的有效电场方向与晶轴方向一致的情况下,晶体中形成屏蔽明孤子,其自偏转方向偏向晶轴反方向,并且孤子中心的偏转轨迹为一抛物线,当传播距离为一定值时,其偏转距离与外加交变电场值的三次方、光强调制度分别成正比,当孤子中心光强与暗辐射强度的比值为10时,光孤子的偏转距离最大。伴随自偏转的同时,光孤子中心的空间频率随着传播距离由低频向高频线性移动,导致光孤子的横截面振幅分布发生了变化,偏转方向的曲线斜率变大,反方向的曲线变得平坦。     

基于SAR子孔径序列图像配准的海洋动态信息获取

合成孔径雷达(SAR)在海洋遥感中发挥着重要的作用。海洋的动态信息如洋流的运动和海浪的传播等是海洋信息中的重要组成部分。但是通常的SAR海洋图像信息处理是将SAR图像作为海面的瞬时状态进行处理,无法获取海洋的动态信息。该文采用子孔径分割的方法获取海面的具有连续时间间隔的序列图像,通过改进的相位相关法对序列图像间的对应部分进行亚像素级配准,获取了海面各个部分的海浪纹理信息运动的速度大小和方向。仿真实验表明改进的配准方法具有1/10像素精度和极强的噪声鲁棒性。对序列图像间相同的舰船目标,分别采用该文提出的配准法与较成熟的"尾迹法"计算的舰船速度基本一致,证明了该文方法的有效性。     

磁驱动飞片的三维数值模拟及分析

磁驱动准等熵加载和超高速飞片发射是一种全新的冲击动力学和高能量密度物理实验加载技术。利用三维磁流体动力学软件,模拟了磁驱动飞片的物理过程,计算得到的飞片自由面速度与实验结果符合较好。通过计算飞片横断面的温度、密度和磁场分布,得到了加载过程中磁扩散速度和飞片的剩余厚度。飞片加载过程中飞片边缘的卷曲变形严重,分析认为是由电流和磁场分布的不均匀导致飞片边侧受斜上方较大的加载力所致,并且电流分布的不均匀是主要因素。实验设计时,可利用极板构型的变化调节加载面的电流分布,从而提高飞片的平面性,减小边侧的卷曲变形。     

从SAR子孔径序列图像中提取海洋动态特征的改进相位相关法(英文)

动态特征是海洋信息中的重要方面。但是在通常的SAR图像处理中动态信息往往会被丢失,因为这些方法大多把SAR图像看成是观测区域的瞬时状态。实际上,我们可以从SAR子孔径序列图像中获取动态信息,因为我们知道SAR不同方位向孔径对应不同的成像瞬间。从序列图像中获取动态信息的一个关键步骤就是图像匹配。但是SAR子孔径图像的强噪声特性使得传统的图像匹配算法难以奏效。该文中,为了应对SAR子孔径图像中的噪声问题,我们提出了一种改进的相位相关法。仿真实验表明改进的算法在多数情况下都可以达到0.15像素以上的精度以及很好的噪声鲁棒性。分析表明,该方法可以适用于从中等分辨的机载SAR图像和高分辨的星载SAR图像中提取动态特征,速度提取精度可以达到0.15-0.3 m/s。该文将该方法用于一个实际的机载SAR图像的处理,反演的海面动态速度在0.05-0.5 m/s左右,这个速度范围符合海面上一般的流速范围。     

激光烧蚀形成精密光学元件

用传统的抛光法精确塑造光学元件,得到低波前畸变是一项极其困难的任务,特别是那些大于50 cm或小于1 cm的光学元件。无论大的还是小的光学元件,波前测量都很困难。 如果可以同时制造和测量光学元件就方便多了。对中等大小的光学元件也很方便,但在处理中等大小光学元件时,有好几种方案。 大阪大学激光工程研究所的Jitsuno及其同事已开发一种技术,可同时进行整形和相位测量,波前畸变很小。这种技术称作激光烧蚀成形,它用193 nm ArF准分子激光来塑造光学器件,用相移干涉仪现场检测像差。 研究者试图用这种方法来塑造玻璃和石英,但碎片使表面粗糙,难以接受。但对于塑料,烧蚀下的材料与大气中的O2反应,碎片量可忽略不计。把塑料的均匀烧蚀性能与玻璃的优秀光学性能结合,在玻璃基质上镀一层50 μm厚的紫外线干燥树脂。 实验者使用准分子激光器,在直径为5 cm的玻璃-塑料混合基质上产生平面和球面。使用的光通量为45 mJ/cm2,使表面粗糙度降至最低。 激光烧蚀整形可以在安装以后重新形成激光二极管的微透镜,以补偿位置误差 平面的波前畸变开始点为3.0 λ,激光烧蚀后,在90%的表面上降至0.17 λ。球面开始点为2.5 λ,用整形法产生波前少于0.2 λ的非球面部件。激光器在17 Hz下操作,过程耗时4小时。一台性能良好的标准抛光机要花费6小时方能使玻璃基质达到同样的水平。 激光烧蚀整形能达到的精确度和表面粗糙度使其在通用光学器件方面有广泛用途,亦可用于折射光学器件的背面整形,可能特别适用于激光二极管的微透镜或单模光纤,因为在装配以补偿位置误差后,它还可以重塑表面。 研究者发表其结果后,一直在这一领域进行实验。因为在激光二极管中有波前误差,转而使用Shack-Hartman传感器,这种传感器在聚甲基丙烯酸酯中产生的表面波纹更加敏感。最近,他们借助一台新的脉冲CO2激光器,成功地用烧蚀法平滑表面。经证明单模光纤更容易,但表面粗糙度仍不令人满意。     

以光阱探测器测量激光功率

美国国家标准技术院以万花筒原理为模型,开发了一种仪器,作为激光功率测量的新标准具。该仪器叫光阱探测器,它是个三棱管,两端各有一个并不昂贵的光电二极管,相当于万花筒中的两面镜子。如同镜子捕捉光、来回反射光而产生图像,光电二极管要么吸收激光,要么将激光反射到另一二极管使之被吸收。每次吸收中光子转化为电能,从而实现激光功率测量。 该探测器已有几种型号。其中之一在有直径7 mm开口的探测器中组合6个10 mm×10 mm的硅光电二极管,效率大于99%。另一型号在有直径12 mm开口的探测器中组合6个18 mm×18 mm光电二极管,效率更高,误差小于0.05%。该院研究人员希望继续这项研究,发展更简单的阱结构,使用更少的光电二极管,并使视场更大。