多孔氧化铝薄膜横观各向同性弹性性质的研究

电化学阳极氧化生成的氧化铝薄膜含有高度有序的纳米孔阵列,本文首先假设氧化铝薄膜基体(无孔部分)为各向同性,结合其周期性孔结构特点和均匀化理论,可以得到氧化铝基体和薄膜弹性性质之间的关系。然后利用单轴拉伸结合电子散斑干涉(ESPI)的方法得到薄膜面内的杨氏模量为63.4GPa,并根据均匀化方法得到的基体与薄膜弹性性质的关系进一步推出薄膜横观各向同性的其它弹性参数,如基体杨氏模量等。为证明结果的可靠性,利用推出的弹性参数建立三维有限元模型,模拟纳米压痕实验,得到的加卸载曲线与实验曲线相吻合。     

叶轮顶部间隙对向心透平总体性能影响的研究

对微型燃机向心透平叶轮顶部间隙流动在级环境下进行了全三维粘性数值模拟．研究结果表明:顶部间隙小于 2％时,间隙每增加1％,级效率降低1．5％,而级通流能力有所降低;径向与轴向间隙变化对级性能影响有很大差别, 径向间隙增加对级效率降低的影响是轴向间隙增加的8．3倍,径向间隙增加使通流能力增强的程度是轴向间隙增加使通流能力减弱的4．2倍。此外,将间隙流场与文献报道试验结果进行了比较,差别主要在工作轮顶部区域。     

用单轴完美匹配层截断的Maxwell方程组的时域有限差分系统的稳定性分析

本文研究由单轴完美匹配层截断电磁散射问题所得到的系统的时域差分格式的稳定性．具体而言，通过用一种特殊媒质的单轴完美匹配层将开放区域上的TM散射波截断在一个方形区域内，给定适当的初边值条件，以及在截断外边界施加完全反射条件，利用Yee算法离散得到截断区域内时域差分系统．最后利用离散能量方法，证明了整个截断区域上时域有限差分系统的稳定性．数值算例也很好地验证了理论分析的结果．     

傍轴光束在单轴左手介质中传输的矢量性质

研究了沿光轴入射的傍轴光束在单轴左手介质中传输的矢量性质.通过平面角谱的方法得到了横电(TE)波和横磁(TM)波在单轴左手介质中传输的严格解，并得到了傍轴近似下的矢量传输模型.利用这一模型，分析得到垂直于光轴方向不同偏振态的入射光束在单轴左手介质中同时激发横向场和低阶纵向场.如果单轴左手介质的介电常数张量在沿垂直于光轴方向上的元素不相等，同时磁导率张量在沿垂直于光轴方向上的两元素也不相等(即z方向为光轴方向，_x≠_y,μ_x≠μ_y),那么入射光束激发的横向场的分布与入射光束的初始场分布和偏振态有关，而纵向场的分布与入射光束的偏振态无关，只决定于入射光束的初始场分布. 关键词： 傍轴传输 单轴左手介质 矢量效应     

单轴各向异性左手介质表面的Goos-H(a)nchen位移

分析了单轴各向异性左手介质表面的Goos-H(a)nchen位移,分别给出了光轴与两种介质的界面垂直和平行情形下的Goos-H(a)nchen位移解析表达式,并分析了Goos-H(a)nchen位移产生的条件以及位移的正负情况.还采用菲涅尔近似的方法给出了临界角附近的Goos-H(a)nchen位移表达式,结果表明临界角附近的Goos-H(a)nchen位移是入射光的束腰半径和入射角的函数,并且给出了临界角入射时Goos-H(a)nchen位移的较为简洁的近似表达式,这样就在整个角度的取值范围内都给出了Goos-H(a)nchen位移的表达式.     

聚氯乙烯/炭黑导电复合体系的压阻行为

研究了聚氯乙烯/炭黑(PVC/CB)导电复合体系在单轴压力作用下的压阻行为,发现CB含量对电阻-机械响应具有显著的影响.当CB含量低于渗流阈值时,PVC/CB复合材料呈现PPC效应;而高于渗流阈值时,呈现NPC效应.在渗流阈值附近,单轴压缩可诱导NPC效应的出现,或者抑制PPC效应.     

单轴拉伸条件下脆性岩石微裂纹损伤模型研究

利用断裂力学、损伤力学和均匀化原理,对脆性岩石单轴拉伸条件下的力学特性进行分析,建立了脆性岩石的微裂纹损伤本构模型.首先对岩石内部微裂纹的统计分布规律进行分析,给出了理论分析过程中微裂纹分布的假设条件,在此基础上,参考已有研究成果,得到含细长微裂纹脆性岩石有效弹性参数的计算公式.然后,对岩石内部单一微裂纹进行断裂力学和损伤力学分析,得到了扩展裂纹尖端的应力强度因子计算公式,在一定微裂纹断裂扩展准则和断裂扩展速率的假设基础上,利用积分原理,得到了岩石整体的损伤变量和损伤演化方程,由此建立单轴拉伸条件下脆性岩石的微裂纹损伤本构模型.最后,通过一花岗岩的单轴拉伸试验结果对微裂纹损伤本构模型进行了验证.     

IGCC中燃气轮机全工况网络特性

本文基于对ＩＧＣＣ系统的全面分析研究,归纳总结了导致燃气轮机工况变化的主要原因;应用双开口变量（整体空分系数（Ｘａｓ）和氮气回注系数（Ｘｇｎ））和折合系统效率的概念,建立了ＩＧＣＣ中燃气轮机全工况特性简化模型;并通过大量定量计算,得出不同Ｘａｓ和Ｘｇｎ组合条件下,ＩＧＣＣ中燃气轮机全工况网络特性,为确定系统变工况最佳调节规律提供全面信息。     

燃机叶片平行肋扰流内冷通道传热特性研究Part2:耦合传热特性

平行肋扰流通道是高温透平叶片常用的冷却结构。本文通过批量(约1000次)的气热耦合数值计算对不同几何结构平行肋扰流冷却通道的流动与耦合传热特性进行研究.对于固定压差通道,存在使固体外壁温度最低的肋片布置形式及对应的最优冷气量,针对某重型燃机动叶设计了不同肋片角度的平行肋扰流冷却通道并进行了气热耦合数值计算,表明60°肋能在最小的冷气量下取得最强的换热,验证了机理研究的结论.     

集成两级MCFC回收燃机排放CO_2的复合动力系统研究

本文以燃气轮机联合循环为基准系统,集成氧离子传输模(OTM)和两级熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)提出了一个回收CO_2的新型燃气轮机复合动力系统。采用与余热驱动制冷相结合的CO_2压缩液化新方法减少了总系统能耗。通过Aspen plus模拟分析了CO_2回收率,电流密度,燃料利用率对系统性能的影响,研究结果表明当碳捕获率为80.06%时,新系统效率(55.83%)比传统不回收CO_2的燃气轮机联合循环(56.03%)仅仅低了0.2个百分点,比常温冷却压缩CO_2方法(55.25%)高出了近0.6个百分点。本文研究成果将为回收CO_2的MCFC复合系统研究提供有益参考。