单粒子瞬变中的双极放大效应研究

采用三维数值模拟的方法对比研究了单个NMOS晶体管和反相器链中的单粒子瞬变（single event transient,SET）电流脉冲,发现深亚微米工艺下双极放大电流在单管的SET电流脉冲中占主要成分,而在反相器链的SET模拟中不明显,分析二者的区别解释了源/体结偏压的形成过程和放大机理,并证明了双极放大效应受源/体结偏压影响的结论.在此基础上分析了NMOS管中源极的正向电流及其机理,发现台阶区的源极正向电流主要是由扩散作用形成的. 关键词： 单粒子瞬变 双极放大 混合模拟 台阶区电流     

Attenuation analysis of hydraulic transients with laminar-turbulent flow alternations

An improved compound mathematical model is established to simulate the attenuation of hydraulic transients with laminar-turbulent alternations,which usually occur when the pipeline flow velocity fluctuates near the critical velocity.The laminar friction resistance and the turbulent friction resistance are considered respectively in this model by applying different resistance schemes to the characteristics method of fluid transient analysis.The hydraulic transients of the valve closing process are simulated using the model.A more reasonable attenuation of hydraulic transients is obtained.The accurate attenuation is more distinct than that obtained from the traditional mathematical model.The research shows that the hydraulic transient is a type of energy waves,and its attenuation is caused by the friction resistance.The laminar friction resistance is more important than the turbulent friction resistance if the flow velocity is smaller than the critical velocity.Otherwise the turbulent friction resistance is more important.The laminar friction resistance is important in the attenuation of hydraulic transients for the closing process.Thus,it is significant to consider the different resistances separately to obtain more accurate attenuation of hydraulic transients.     

皮肤热疼痛热力学的统一模型

由热刺激而引致的皮肤疼痛是在日常生活以及医学上广泛应用的热治疗手段中常见的问题. 然而,有关皮肤热疼痛的物理机制并不明晰,也很少有模型分析. 该文提出了一种量化皮肤热疼痛感知的统一模型,涵盖3个相互关联的环节:(1)有害刺激的外部调节模型,将有害刺激通过神经脉冲转化为电能;(2)信号传输模型,将这些神经信号从皮肤的转换位置传导到脊髓和大脑;(3)神经信号在脊髓和大脑中的接收与调节模型. 利用这些模型,可以建立起有害刺激(如热刺激)和皮肤疼痛感知之间的直接联系.      

混合工质热声发动机热力特性的试验研究

在自行研制的"驻波型热声发动机试验平台"上,对采用He/Ar混合工质的驻波热声发动机系统的热力特性进行了详细的试验研究.试验结果表明:采用混合工质可以有效地提高热声发动机的热力性能,当氦氩配比为4:1时,系统压比较纯质提高50%以上;另外,采用混合工质可以明显地降低系统的起振温度与消振温度,当氦氩配比在30%～50%之间时,起振温度和消振温度平均较纯质降低50℃和40℃左右,尤其是较低的起振温度意味着可直接利用低品位热量作为驱动热源,从而扩宽了热声发动机的适用范围.     

热效应对静不定梁热弯曲的影响

建立了静不定梁在温度场中热弯曲的微分方程,推导出了在小挠度变形条件下静不定梁热弯曲的挠曲线表达式.研究结果表明：当温度沿梁高呈线性分布时,梁的温度使静不定梁受到轴向热力作用,梁底与梁顶的温度差使静不定梁发生热弯曲.在小挠度变形条件下：考虑轴向热力的作用时,静不定梁的热弯曲是非线性问题;忽略轴向热力的作用时,静不定梁的热弯曲是线性问题.Timoshenko的名著《材料力学》,在研究两端固支梁热弯曲问题时,得到了“两端固支梁热弯曲挠曲线表达式有时是意想不到的”结论,即两端固支梁热弯曲挠曲线表达式为零的结论.因此在考虑轴向热力对静不定梁热弯曲影响的基础上,研究了静不定梁热弯曲问题,把两端固支梁热弯曲问题与其他静不定梁热弯曲问题进行对比,对两端固支梁热弯曲挠曲线表达式为零的结论进行了理论解释,可知两端固支梁在热状态下的变形是一个弹性稳定问题.     

激光辐照高超声速舵面热力响应研究

建立了基于流固耦合的高超声速飞行器舵面结构在激光辐照下静气动弹性模型,流体控制方程为三维雷诺平均N-S方程,分别采用了中心格式和AUSM+up格式对粘性项和对流项进行空间离散,时间推进采用了高斯-塞德尔隐式推进方法,湍流粘性系数求解使用Menter SST模型。利用冯卡门研究所高超风洞实验结果对模型进行了校核,预估了激光辐照对高超舵面的热力影响。结果表明,气动力/热计算模型与实验数据符合较好,能够准确模拟高超飞行器的热力参数,根据模型外推结果,激光在较低功率下加热高超飞行器舵面可能导致舵面材料弹性模量大大降低,继而发生弯曲发散而折断,高超飞行器可能因此发生气动失稳而坠毁。     

基于内时大变形弹塑性本构模型的镦粗热力耦合分析

采用一个简单机械模型得到了热力耦合的弹塑性大变形本构方程,它满足不可逆热力学的基本约束,并考虑到了储存在残余微应力场中的能量对后续变形的贡献.发展了相应的算法,对弹性压板间的圆柱镦粗进行了分析.结果表明,在镦粗过程中的塑性耗散和工件两端的热传导造成工件中温度分布的不均匀,因此导致了材料力学性能的改变.与实验结果和等温假设下的计算结果进行了比较,表明计及塑性耗散热的计算结果与实验结果更为一致.     

板带钢热连轧及微观组织演变非线性三维仿真

普碳钢热连轧成形过程是一个高度非线性的问题,存在几何非线性,材料非线性和接触非线性. 本文针对上海宝钢2050热连轧生产线进行研究,通过实验确定SS400钢的真应力-应变曲线,确定该钢种的变形抗力与温度、应变、应变率的关系,对有限元软件ABAQUS进行二次开发,将率相关的各向同性强化变形抗力模型写入用户材料子程序,对轧制过程中的温度场,应力-应变场进行完全热力耦合的分析. 同时,对轧制过程中工件微观组织(晶粒度)的演变过程进行数值模拟,从而为保证成形件的质量、制定合理的成形工艺等提供可靠依据,同时为最终实现产品性能的在线数值预报奠定基础.     

R404A制冷系统结霜工况与无霜工况下对比实验研究

对R404A制冷系统在结霜工况和无霜工况下进行了性能实验研究,得出了实验工况下运行时机组的吸气压力、排气压力、吸气温度、排气温度、蒸发管温度、冷凝管温度、制冷量、压缩机功率、结霜厚度,并对它们进行分析比较,同时给出了相应的图表。     

以焦炉煤气为燃料的SOFC-CCHP系统热力性能分析

为了实现能量的高效利用,探索高效的热力循环已经成为国内外有关学者的研究热点,研究内容已从简单循环发展到复杂、复合及多功能循环系统。本文基于总能系统理论和能量梯级利用原则,通过ASPEN PLUS软件对SOFC-CCHP系统建模,并对该系统热力性能进行基本计算及理论分析,归纳并分析影响该系统的因素。分析得到该系统中SOFC的电效率在50%~60%之间,系统总发电效率在60%~70%之间,并且有一定量的冷量和热量输出,对SOFC-CCHP系统参数匹配及整体合理高效运行提供理论指导。