竖直圆管中超临界压力CO2在低Re数下对流换热研究

本文对超临界压力CO2自下而上流过内径为2mm的加热圆管,在低进口Re (Rein≈1700)条件下的对流换热进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较.结果表明,在进口雷诺数较低(Rein≈1700)而热流密度较高时,由于密度变化导致浮升力对流动产生扰动,流动从层流提前转变为湍流,换热大大增强并导致壁面温度的异常分布.使用LB湍流模型可以较好地模拟此时流动从层流向湍流的过渡现象,而采用层流与湍流相结合的分区计算方法的结果与实验测量值吻合得更好.由于浮升力的影响,径向速度呈M型分布,速度最大值在靠近壁面某处;当热流密度很大时,在管子中心区会出现回流.     

近化学计量比钽酸锂畴反转特性研究

采用助熔剂提拉法生长了非掺杂及掺镁近化学剂量比钽酸锂晶体.氢氟酸腐蚀晶片的金相显微镜观察结果显示,化学剂量比钽酸锂的畴结构为六边形.利用自行研制的极化设备对晶体进行极化实验,采用外加短脉冲极化电场,测定了近化学计量比钽酸锂单晶的畴反转特性,得到了完全反转的畴结构. 关键词： 近化学剂量比钽酸锂 畴结构 矫顽场 极化电流     

小型掠入射式近边X射线吸收谱仪的设计

近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)谱包含了吸收原子的局域结构信息,由于其适用范围广,灵敏度高,已经成为研究物质结构的重要手段之一。为了研究有机物的碳1s NEXAFS谱,本文基于气体激光等离子体X射线光源,采用具有平场特性的凹面变线距光栅作为分光元件,面阵CCD作为光谱探测器,设计了一台小型掠入射式近边X射线吸收谱仪。通过优化光栅和CCD的装配方案,得到了入射角88.6°的装配参数。利用光线追迹法分析了谱仪的分辨率,该谱仪工作波段2~5 nm,在4.4 nm处分辨率可达666。通过分析各结构参量误差对谱线半高宽的影响发现,半高宽对入射角的误差最为敏感,优化的装配方案可以实现入射角的高精度调节。利用氮气等离子体光谱测试了光谱仪的性能,结果显示分辨率达到设计指标。     

近空间高超声速飞行器气动特性研究的若干关键问题

在30$\sim$70km空域机动飞行的高超声速飞行器的优点是可以耦合利用所处空域的空气产生的升力和高速飞行的离心力进行远距离机动滑翔飞行,具有重要的实用价值.尽管过去数十年在高超声速流动研究方面取得显著进展,但在设计研究近空间远程滑翔的高超声速飞行器方面仍然存在许多挑战,特别是对特定飞行条件下的流动机理了解不清楚.本文介绍了作者研究团队在开展近空间高超声速飞行器有关的关键气动问题方面的研究进展,主要包括:建立了近空间高超声速飞行的流动模型,发展了系统的相关计算空气动力学方法,针对高空高速飞行条件下稀薄气体效应和真实气体效应的耦合作用影响研究了合适的滑移边界条件,考虑了不同组分存在条件下的温度、速度和压力的滑移效应影响;提出了飞行器气动外形的动态优化方法,获得了可工程实用化的高升阻比飞行器气动外形;建立了高速飞行器动稳定性理论,在实现高超声速飞行器动态稳定飞行方面取得重大进展;最后讨论了高超声速飞行器设计中进一步需要关注的若干关键技术和科学问题、可能解决的途径及其所涉及的学科发展方向.      

多透镜组近轴隐形条件的理论和实验探讨

基于多透镜组近轴隐形条件,应用图像交叉法求解了四透镜组和五透镜组的隐形距离,并根据计算结果搭建了透镜组实验,对隐形范围进行了测量,讨论验证了计算结果.最后,采用COMSOL模拟了多透镜组在平行光下的几何光路图,进一步讨论了不同透镜间隐形范围,其结果与实验测量以及理论计算完全吻合.     

基于BCPO发光材料近紫外有机发光二极管的电致发光效率与稳定性

近十年来,制备近紫外有机发光二极管成为有机电子学领域的研究热点之一.但是当器件的电致发光波长延伸到400 nm以下后,对器件中各功能层的材料选择提出了更高要求.本实验中,以宽带隙小分子材料BCPO(bis-4-(N-carbazolyl)phenyl)phenylphosphine oxide)为发光层,基于BCPO的发射光谱确定了电子传输材料和空穴传输材料,制备了电致发光峰位波长在384 nm附近的近紫外有机发光二极管.在最佳的器件结构下,器件的最大外量子效率达到2.98%,最大辐射功率达到38.2 mW/cm².电致发光谱中波长在400 nm以下的近紫外光占比为57%.结果表明器件在恒压模式下展示了良好的稳定性,此外,对影响器件稳定性的多个关键因素给予了深入的分析.     

基于Ga2O3-SiC-Ag多层结构的介电常数近零超低开关阈值光学双稳态器件

光学双稳态这一非线性光学现象因其在全光系统中的巨大应用潜力而备受关注.然而微弱的非线性响应往往需要巨大的输入功率才能实现光学双稳态,导致其实用性不强.本文基于Ga₂O₃-SiC-Ag的金属-介电材料多层结构,在实现介电常数近零的大场增强的同时,还引入了具有大非线性系数的材料,并基于有限元法研究了介电常数近零层的厚度和长度对光学双稳态的影响.研究结果表明,光学双稳态随介电常数近零层的厚度和长度的增大而变得愈发显著,在通信波段的开关阈值低至约10^–6 W/cm²,与之前报道的基于介电常数近零材料的光学双稳态相比,降低了9个数量级,展现了在光子集成电路产业化中的巨大应用潜力.     

扩散场扇扫重建格林函数实现近表盲区缺陷检测

针对结构近表盲区缺陷检测难题,发展了一种扩散声场扇扫重建格林函数的超声检测方法.在对扩散场扇扫重建格林函数理论分析的基础上,通过5 MHz超声相控阵探头对铝块近表盲区缺陷进行了检测实验并对影响成像结果的延时时间、时间窗宽和扫查方式进行了分析.结果显示,该方法可以有效检测铝块近表1.5?3 mm的盲区缺陷;扇形扫查方式的...     

Quantitative Analysis of Berberine in Processed Coptis by Near-Infrared Diffuse Reflectance Spectroscopy

The near-infrared（NIR） diffuse reflectance spectroscopy was used to study the content of Berberine in the processed Coptis. The allocated proportions of Coptis to ginger, yellow liquor or Evodia rutaecarpa changed according to the results of orthogonal design as well as the temperature. For as withdrawing the full and effective information from the spectral data as possible, the spectral data was preprocessed through first derivative and multiplicative scatter correetion（MSC） according to the optimization results of different preprocessing methods. Firstly, the model was established by partial least squares（PLS）; the coefficient of determination（R2） of the prediction was 0.839, the root mean squared error of prediction（RMSEP） was 0.1422, and the mean relative error（RME） was 0.0276. Secondly, for reducing the dimension and removing noise, the spectral variables were highly effectively compressed via the wavelet transformation（WT） technology and the Haar wavelet was selected to decompose the spectral signals. After the wavelet coefficients from WT were input into the artificial neural network（ANN） instead of the spectra signal, the quantitative analysis model of Berberine in processed Coptis was established. The R^2 of the model was 0.9153, the RMSEP was 0.0444, and the RME was 0.0091. The values of appraisal index, namely R^2, RMSECV, and RME, indicate that the generalization ability and prediction precision of ANN are superior to those of PLS. The overall results show that NIR spectroscopy combined with ANN can be efficiently utilized for the rapid and accurate analysis of routine chemical compositions in Coptis. Accordingly, the result can provide technical support for the further analysis of Berberine and other components in processed Coptis. Simultaneously, the research can also offer the foundation of quantitative analysis of other NIR application.     

近断层地震动作用下地铁车站中柱减震效果研究

为研究近断层地震动作用下地铁车站中柱减震效果,本文首先从PEER强震数据库中选取我国台湾集集大地震中典型近断层地震动记录,进行了近断层地震动频谱特性分析。然后,以某地铁车站为背景,分别建立中柱安装橡胶隔振支座和没有安装橡胶隔振支座的土-地铁车站结构相互作用体系有限元模型。在此基础上,选取4条具有明显脉冲特性的近断层地震动记录和El Centro波作为输入,对土-地铁车站结构相互作用体系进行了地震反应分析,对比分析了减震模型和原型结构的位移响应和应力响应等结果,探讨了近断层地震动作用下地铁车站中柱的减震效果。结果表明:近断层脉冲型地震动具有较大的加速度、速度和位移时程幅值,并有明显的速度脉冲效应,0.1～1Hz的低频成分丰富;在地铁车站中柱柱端安装橡胶支座后,改变了车站结构的传力机制,使得顶板的内力及变形不能有效的传递到中柱上,起到了非常明显的减震效果;中柱增设橡胶支座后结构整体刚度变小,车站结构侧墙内力和水平变形较原型结构有明显增大。