20 cm氙离子推力器放电室性能优化

束流离子生产成本和推进剂利用率是表征离子推力器放电室性能的重要参数。在考虑不改变放电室几何结构、磁场分布并保持离子推力器比冲和效率的前提下,利用一维经验分析模型对兰州空间技术物理研究所研制的LIPS-200离子推力器放电室性能进行了优化分析,以实现推力器的推力从40 mN提高到60 mN的目标要求。分析结果表明,提高放电室推进剂流率至2.06 mg/s,放电室内放电电流维持在6.9 A,放电室内平均氙离子密度达到2.1671017 m-3时,可以保证引出1.2 A的束流,推力器达到60 mN的推力。与之对应的推进剂利用率为92%,束流离子生产成本约为188.515 W/A,相比推力40 mN时,推进剂利用率为88%、束流离子生产成本为188.29 W/A的情况,放电室性能有所提高。另外,放电室性能优化过程中其鞘层电位始终保持在3.80~6.65 eV范围内。     

同步光成像方法对加速器储存环束流的测量

利用可见光波段的同步光直接成像对北京正负电子对撞机二期工程（BEPCⅡ）储存环束流的横向截面尺寸进行了测量,对可见光直接成像方法的光路搭建注意事项进行了详细说明,并详细阐述了此测量方法对光路放大倍数的精确测量及过程,同时对可能产生的随机误差和系统误差提出了处理方法,利用点扩散函数（PSF）对成像过程中产生的衍射误差进行了处理,这些处理方法对其他测量系统如X射线小孔成像也适用,并将测量结果与可见光空间干涉方法测量结果进行了对比,且符合很好。     

聚环氧琥珀酸阻硫酸钙垢机理的分子动力学模拟

在不同温度不同水分子环境中对聚环氧琥珀酸(PESA)阻垢剂与硬石膏晶体主要生长面(001)的相互作用进行了分子动力学模拟. 结果表明：在323～343 K时,不同水分子数中PESA都能有效阻止CaSO₄垢的生长;同一水分子数中,不同温度下的结合能比较接近. 体系的结合能主要由库仑能变(包括离子键)提供,硬石膏晶体中的Ca原子与PESA中的羰基O原子发生了成键作用. PESA中羧基O原子和水分子中H原子之间存在氢键作用,而范德华相互作用有助于该PESA-H₂O-CaCO₃相互作用体系的形成. O(PESA的羧基)-H(H₂O)、O(CaSO₄)-H(H₂O)和O(CaSO₄)-H(PESA)原子对的径向分布函数表明,溶剂分子对聚环氧琥珀酸阻硫酸钙的阻垢性能有影响.     

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为了研究空间原子氧(AO)环境和摩擦材料的相互作用机理,以MSTS-1型真空摩擦磨损试验机为平台,研制了可用于模拟空间AO环境下摩擦学试验的AO束流源.该AO源的束流直径超过φ50mm,通量密度为2.6×1015atoms·cm-2·s-1,AO平均能量5～10eV.常用空间材料Kapton薄膜的AO暴露试验结果也与国外空间飞行试验结果相似.该AO源工作状态稳定、束流纯净、运行气压低、小巧轻便,满足了空间摩擦学试验的特殊要求,并可广泛用于空间AO环境和摩擦材料的相互作用效应模拟研究.     

溶液反应笼效应的改进

将溶剂压的概念引入溶液反应的笼效应中,不仅能用来说明溶剂的极性对溶液反应速率的影响,而且还能说明在何种溶剂下溶液反应速率会出现扩散控制和活化控制等动力学现象。     

小波相位分析测量成像径向畸变

为了测量光学成像像面各个像素的径向畸变大小,提出将小波变换载频条纹相位分析应用于径向畸变测量。采用正弦载波条纹作为测量模板,把径向畸变转化为径向调制相位。应用条纹相位分析导出径向调制相位和径向畸变的转化关系。采用小波频率估计和相位估计提取变形条纹的相位,由于变形条纹中心点是零畸变,中心点的瞬时频率和相位可以计算参考条纹的基频相位。两种基频相位之差就是与所有像素径向位置畸变分布对应的三维调制相位——称为径向畸变分布。利用校正公式和立方卷积插值算法对彩色畸变图像进行校正,给出详细的理论分析和实验结果。     

多孔介质中的粘性流体在径向伸展薄片间作磁流体动力学流动时的Dufour和Soret效应

在一个充满不可压缩、粘性、导电流体的多孔介质空间中,以两个无限伸展的薄片为边界,研究Dufour和Sorer数对其间二维磁流体动力学稳定流动的影响,数学分析是在有粘性耗散、Joule热和一级化学反应下进行.通过适当的变换,将动量、能量和浓度定律所表示的偏微分控制方程组,变换为常微分方程组.利用同伦分析法(HAM)求解该方程组,保证了级数解的收敛性.分析了显现参数对无量纲速度、温度和浓度场的影响,同时对表面摩擦因数、Nusselt数和Sherwood数的影响进行了分析.     

单壁碳纳米管径向形变对介电常数和吸收光谱的影响

采用广义梯度近似方法中的PBE(J. Perdew、K.Burke和M. Ernzerhof)技术,对结构为(10,0)的锯齿型单壁碳纳米管在径向发生0.0～0.5扁率时的介电常数ε和光谱特性进行了理论研究.结果显示:(10,0)型单壁碳纳米管的径向形变对其介电常数峰值及光谱峰值的大小、位置和频率范围都有较大的影响.当入射光偏振方向垂直管轴时,介电常数峰值向低频区偏移,光谱峰值则依赖于初始位置.当入射光的偏振方向平行于管轴时,主要特征是介电常数幅值的变化和光谱范围的拓宽,同时,介电常数峰值向低频区偏移.     

35kV/1.0kA冷绝缘高温超导电缆温度分布

针对35 kV/1.0 kA单相冷绝缘高温超导电缆及以液氮为低温冷却介质的单通道循环冷却系统,研究超导电缆轴向和径向温度分布。根据冷绝缘高温超导电缆的结构特点,计算了超导电缆的热负荷,建立了超导电缆热分析数学模型和热平衡方程。通过求解热平衡方程,得到了稳态运行时超导电缆的轴向和径向温度分布,为超导电缆低温系统的设计与优化提供了重要的参考价值。