超音速平板混合层被动标量的数值模拟

采用空间五阶精度紧致-WENO混合格式,数值模拟了Mc=0.2和1.0的二维空间发展超音速平板混合层被动标量混合过程.并与Clemens的实验结果进行比较,结果表明,被动标量时均值与实验结果符合很好,而被动标量脉动均方根值与实验值相比较小.还研究了可压缩性对标量混合过程的影响,随着对流马赫数的增加,被动标量时均值剖面变化不大,而脉动均方根峰值增大.     

A Kilowatt Radio-Frequency Excited Diffusively Cooled All-Metal Slab Waveguide CO2 Laser

A new type of rf excited diffusively cooled all-metal slab waveguide CO2 laser is presented, in which the waveguide channel is constructed by two copper side walls and two copper electrodes, and the discharge is confined in the slab waveguide channel in terms of the voltage division structure. From this type of structure, over 1 kW laser power is obtained with an efficieney of more than 13%.     

硅树脂材料热光特性的测试与分析

用激光-V棱镜装置测得耐热型硅树脂在632.8nm和650nm波长上的热光系数分别为-3.3×10-4/℃和-3.6×10-4/℃。以石英玻璃为衬底,用该材料制作了平板波导,用棱镜耦合法测量了不同温度下波导的有效折射率,利用平板波导模式本征方程求解出不同温度下导波层的膜厚与折射率,分析了有效折射率随温度变化的特点。根据导波层折射率与厚度的变化和高分子材料的克劳修斯莫索提公式,分析出该材料的极性分子较大,是引起负热光系数大的原因。该材料适合用于研制低功耗、与塑料光纤匹配的短距离光通信热光开关。     

层状平板内热应力的计算研究

针对热防护系统(TPS)分层的特点,本文用有限元方法对单一材料和多层材料的平板内的热响应和热应力进行了计算研究。计算结果表明,层状平板和单层平板内的热应力分布有着不同的规律。另外,材料的选取及其在平板中的安排顺序,对热应力都有很大影响。     

基于平板探测器的2D-CT成像技术的研究

大面积非晶硅平板探测器(flat panel detector-FPD)在透射射线成像领域得到越来越多的应用。基于FPD的圆轨道FDK型三维计算机层析成像技术(Computed Tomography,3D-CT)检测速度快,但成像质量不及2D-CT。为发挥3D-CT速度优势,同时提高系统对物体感兴趣区域CT成像的性能,研究了一种基于FPD的、配合3D-CT功能的高像质2D-CT成像技术;提出了一种集噪声抑制、散射校正和高频细节增强于一体的2D-CT投影预处理方法,并完成了基于FPD的2D/3D-CT集成原型系统的研制。系统性能测试结果表明,基于FPD的2D-CT技术成像空间分辨率达3lp/mm,密度分辨率达5‰。     

全反射棱镜式环形激光器耦合输出的理论分析

对采用棱镜耦合器的全反射棱镜式环形激光器的耦合输出特性进行了理论研究, 导出了有“楔形”间隙的棱镜耦合器的反射系数和透射系数表达式, 给出了反射率和透过率随“楔形”间隙高度变化的理论计算曲线, 进而研究了有关材料选取、腔内振荡分量的选取及减小棱镜耦合器对环形激光腔内模式的影响等问题. 这些研究对于全反射棱镜式环形激光器在激光陀螺、激光角速度传感器等实际应用中有重要意义.     

穿透夹杂界面的半无限楔形裂纹尖端螺型位错的发射研究

摘要：研究了穿透圆形夹杂界面的半无限楔形裂纹与裂纹尖端螺型位错的干涉问题。应用复变函数解析延拓技术与奇性主部分析方法,得到了位错位于半圆形夹杂内部时,半无限基体和半圆形夹杂内复势函数的解析解。然后利用保角映射技术得到了穿透圆形夹杂界面的半无限楔形裂纹尖端螺型位错产生的应力场以及作用在位错上的位错力的解析表达式。主要讨论了螺型位错对裂纹的屏蔽效应以及从楔形裂纹尖端发射位错的临界载荷条件。研究结果表明正的螺型位错可以削弱楔形裂纹尖端的应力强度因子,屏蔽裂纹的扩展,屏蔽效应随位错方位角的增大而减小。位错发射所需的无穷远临界应力随发射角的增加而增大,最可能的位错发射角度为零度,直线裂纹尖端位错的发射比楔形裂纹尖端位错的发射更容易,硬基体抑制位错的发射。     

等厚型平板菲涅尔透镜设计与研究

针对当前曲面菲涅尔透镜普遍存在的加工工艺复杂、面型精度难于控制、制作成本较高等问题,在研究非等厚型平板菲涅尔透镜设计方法的基础上,提出一种中心透镜为球面、外侧环带为倾斜面的等厚型平板菲涅尔透镜的设计方法,给出了具体的设计实例,并进行了建模和光学仿真,模拟结果表明:该菲涅尔透镜设计的光学效率达到90.7%。     

双层楔形爆炸反应装甲飞板的运动规律

根据单层爆炸反应装甲(explosive reactive armor, ERA)飞板运动规律,建立了双层楔形ERA飞板的运动模型。利用该模型对双层楔形ERA各飞板的运动规律进行分析,由此计算出飞板之间相互作用的时间。采用X光脉冲闪光测试系统对相应的实验进行记录,结果表明:根据理论模型计算结的相互作用时间与实验测得数据吻合较好,且双层平行ERA较单层ERA的飞板相互作用时间提高了5倍,双层楔形ERA的飞板相互作用时间又较双层平行ERA的提升38%。     

四节点二十四自由度平板壳单元几何刚度矩阵显式解析式的推演算法研究

几何刚度矩阵的推演是结构几何非线性有限元分析的重点和难点之一。推导几何刚度矩阵显式解析表达式成为简化非线性有限元列式,提高分析效率的关键。本文在协同转动法框架下,基于刚体运动法则对四节点二十四自由度的平板壳单元几何刚度矩阵显式解析式进行了推导和讨论;分析了悬臂梁大转动、不同壁厚条件下简支圆柱形屋顶空间大变位两个经典算例。研究结果表明：（1）几何刚度矩阵的显式计算公式不仅为板壳结构几何非线性列式提供了方便而且具有良好的精度;（2）推导的几何刚度矩阵适用于各类型四边形二十四自由度平板壳单元模型;（3）与数值积分相比,采用解析形式的几何刚度矩阵可以显著提高非线性响应计算效率。