超高速碰撞碎片云特征的SPH方法数值分析

 采用光滑粒子流体动力学（SPH）方法对不同形状的弹丸超高速碰撞形成的碎片云特性作了模拟分析,给出了靶孔直径和碎片云宽度随碰撞速度的变化规律、同一速度下不同形状的弹丸累积碎片分布规律、同种弹丸不同速度下的累积碎片分布规律、弹丸初始半径范围内的碎片云无量纲向前总动量M_D/M₀随膨胀距离L_E的变化以及碎片云前端速度的变化规律等。通过数据拟合,进一步给出了累积碎片百分数与碰撞速度和碎片质量的近似函数关系,计算表明该函数关系与数值结果吻合的很好。     

丙烯酸在牙釉质表面的紫外光共辐射接枝

龋坏的过程是牙釉质脱矿和再矿化长期交替进行的过程,当脱矿大于再矿化时,就导致了釉质脱矿从而引起龋病的发生[1]。本文设想在牙釉质表面接枝一些羧基活性官能团,为进一步在牙釉质表面引入牙釉蛋白分子提供活性基团和接位空穴,并为深入探讨牙釉蛋白诱导牙釉质的再矿化提供基础     

上海光源准直测量方案设计

 上海光源在准直测量方案设计中面临的最大挑战来自于松软地基及高精度的定位要求。上海光源的准直过程分为控制网测量、元件标定、预安装准直、现场安装及平滑测量5个关键步骤。采用激光跟踪仪和静力水准系统等测量手段,将控制网精度设计为0.08 mm,其余步骤精度达到0.05 mm,以保证相邻共架机构的准直精度达到0.12 mm,优于0.15 mm的设计指标。方案在注重精度指标的同时,还兼顾了可靠性、测量效率、费用及实时监测的可能性。     

辐射超声速扩散传输产生条件的研究

 利用1维辐射扩散方程的解析理论,在外加辐射源为恒温源的条件下,对能够产生辐射超声速扩散传输的条件进行了研究,可以解析地得出在固定物质密度下能够产生超声速扩散流的参数区域。分析得出：对于一个固定的恒温外源,随着时间的增加,热波波头位置是随时间的平方根增长的,光学厚度正比于波头位置,也是随时间而逐渐增加的;而马赫数是按时间平方根倒数减少的。并推导出在不同密度下恰好产生超声速扩散时,辐射源温度和辐射热波波头位置满足的临界值条件,它们是关于介质密度的函数关系式。最后以SiO₂泡沫为算例,对这些结果的物理图像做了简要的阐述,对它们的应用进行了具体的说明和分析。     

环境温度对合肥光源束流轨道稳定性的影响

 环境温度是影响电子束流轨道稳定性的重要因素之一,国内外大多数加速器实验室为此都建立了较为完备的环境温度监测系统和恒温空调系统。合肥光源(HLS)是第二代光源,全环闭合轨道垂直方向上要求稳定在100 mm以内。为定量研究和分析环境温度对合肥光源的电子束流轨道的影响,建立了环境温度监测系统。着重介绍了环境温度监测系统的组成、辐射干扰问题以及数据分析方法。数据分析结果表明：环境温度与束流位置之间具有较强的相关性,垂直方向环境温度每变化1 ℃,束流位置变化10～20 mm。     

半球壳型介质输出窗辐射图研究

 利用球矢量波函数的线性组合导出了球壳并矢格林函数;使用并矢格林函数方法，取5阶、球面波半张角8°、口面半径0.2 m、频率为10 GHz的高斯场，分析了半球壳型输出窗在束腰分别取0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8情况下对高斯口面场远场辐射图的影响。分析表明:当束腰较小时（取0.3,0.2），半球壳型输出窗对高斯口面场的辐射图影响较小；当束腰较大时(取0.8,0.7,0.6)，辐射图的旁瓣升高，主瓣变窄，反射场对口面场的影响较大。半球壳型输出窗适用于束腰较小的高斯馈源，对于束腰较大的高斯馈源则不适用。     

光滑粒子动力学SPH方法应力不稳定性的一种改进方案

光滑粒子动力学方法是一种拉格朗日型无网格粒子方法,在模拟大变形和自由表面流方面具有特殊的优势,已经在工程和科学领域得到了广泛的应用．然而,长期以来,传统光滑粒子动力学方法一直受到应力不稳定性的困扰,从而限制了它的进一步发展和应用．应力不稳定性的根本原因在于应力状态与核函数的不匹配：负压状态下粒子间产生吸引力,吸引力随着粒子间距的减小而增大,导致拉伸不稳定性;正压状态下粒子间产生排斥力,排斥力随着粒子间距的减小而先增大后减小,导致压缩不稳定性．本文通过改进光滑粒子动力学方法的核函数和离散格式,使得无论在正压还是负压状态下粒子间的作用力恒为排斥力,且排斥力随着粒子间距的减小而增大,从而防止粒子聚集等现象,解决应力不稳定问题．分别使用改进前后的光滑粒子动力学方法模拟两个典型的应力不稳定算例,结果表明本文的改进方法能够有效地消除应力不稳定性．     

K2_SPH方法及二维破碎波的模拟

通过对一些关键技术的改进,特别是自由表面的判断方法和改进的固壁边界条件,使K2_SPH方法能够模拟破碎波问题,完整实现波浪的爬升、翻转、破碎等过程.对大幅液舱晃荡问题的模拟表明,K2_SPH方法较传统SPH方法在波形和压力分布都有明显改进.     

固体介质中SPH方法的拉伸不稳定性问题研究进展

光滑粒子流体动力学法(smoothed particle hydrodynamics, SPH)是一种基于核估计的无网格Lagrange数值方法.它用粒子方程离散流体动力学的连续方程, 既可以处理有限元难于处理的大变形和严重扭曲问题, 又可以处理有限差分法不易处理的自由边界和材料界面的问题, 在固体力学中的冲击、爆炸和裂纹模拟中具有广阔的发展前景.但是, 该算法的拉伸不稳定性(tensile instability)问题是它在固体力学领域中应用的最大障碍.对SPH稳定性分析表明, 算法不稳定性的条件仅与应力状态和核函数的2阶导数有关.目前, 应力点法(stress points)、Lagrange核函数法、人工应力法(artificialstress)、修正光滑粒子法(corrective smoothed particle method, CSPM)和守恒光滑法(conservativesmoothing)以及其他一些方法成功地改善了SPH的拉伸不稳定性, 但是每一种方法都不能彻底解决SPH的拉伸不稳定性问题.本文介绍了SPH法的方程和Von Neumann稳定性分析的思想, 以及国内外在这几个方面的研究成果及其最新进展, 同时指出目前研究中存在的问题和研究的方向.      

辐射测温中光谱发射率的表征描述

实际物体的光谱发射率表现复杂,给辐射测温的深入研究和实际应用带来了很多困难和不确定性,发射率问题即成为了辐射测温研究中的关键点。文章基于光谱发射率的泰勒多项式展开、波长的无量纲参数、弯曲度指数等分析,描述了谱色测温法中光谱发射率的数学表征,建立了窄波段内的光谱发射率通用函数形式。并通过对不同温度下几种金属的实际光谱发射率进行拟合分析,对此给予了实验上的验证,表明了所提出光谱发射率模型具有应用的适用性,该模型是谱色测温方法应用研究的基础。