激光空泡在近自由液面运动特性的实验研究

采用激光技术聚焦击穿液体产生空泡,利用高速摄像系统开展激光空泡与自由液面的相互作用的实验研究。实验研究发现,空泡与自由液面之间的无量纲距离对水下空泡的脉动特性和自由液面的水冢现象存在影响。通过大量实验总结了无量纲距离与空泡半径、空泡脉动周期、自由液面水柱的最大高度和产生水冢时间的相互关系。实验表明无量纲距离越小,空泡脉动周期越短,自由面的水冢现象越明显。同时统计出了在不同无量纲距离范围内所出现的5种不同水冢现象的规律。研究内容为空泡与自由液面相互作用的理论提供了实验依据。     

远红外自由电子激光器的整体数值模拟

 基于中物院远红外自由电子激光装置，采用一种注重横向问题的整体数值模拟方法进行了计算。并将结果与随机抽样的计算结果作了比较，发现两者差异较大，自由电子激光的性能强烈地依赖于电子束性质。采用这种整体数值模拟方法对于较准确地计算和预计自由电子激光器诸光学参量是必要的。     

摆动器场误差对自由电子激光器自发辐射谱的影响

在考虑平面型摆动器（Ｗｉｇｇｌｅｒ）场误差△Ｂ（ｚ）的情况下，求解电子在磁场中运动的洛仑兹（Ｌｏｔｅｎｔｚ）方程，得到场误差对电子横向速度的改变，然后作傅里叶变换即为电子自发辐射谱的改变，并讨论了各种场误差对自由电子激光器自发辐射谱的影响，选择北京自由电子激光器（ＢＦＥＬ）参数，进行模拟，最后确定出各种场误差的可接受条件。     

超薄前投激光显示系统研制

为了解决光学系统投影厚度过大问题,采用自由曲反射面结合非球面设计方法设计出超短距离、超广角投影显示系统,其屏幕投影距离小于20 cm。为解决激光色域系统转换,建立了激光三基色与荧光粉三基色色域变换与扩展的理论模型并搭建了基于DSP高速图像处理芯片为核心的颜色变化实时硬件处理试验开发系统。通过该系统可以调试不同颜色系统转换算法,验证转换模型的正确性,并为实现专用颜色转模块提供了开发平台。     

热交换器表面镀层对传热性能的影响

采用化学镀的方法对热交换器表面进行表面改性,使其换热表面沉积一层表面能不同的均匀镀层。传热实验表明,随着磷含量的增大,凝结传热系数增大。进一步可视化实验研究表明,镀层换热表面均表现为珠膜共存状态,增大镀层的磷含量,换热表面促进珠状凝结的效果更加明显。这归于镀层降低了传热表面的表面能值。     

基于大涡模拟的移动粒子半隐式算法

移动粒子半隐式方法(MPS)是一种粒子方法,多用于模拟带有自由表面的不可压缩流动。工程实际中的自由表面流动往往是复杂的湍流流动,本文借鉴网格类方法的亚格子应力模型发展了基于Smagorinsky模型的亚粒子应力模型,并将其耦合到MPS方法中,实现了基于大涡模拟的MPS方法并用于研究自由表面湍流问题。为了提高计算的准确性和稳定性,SPS模型中出现的一阶导数项采用最小二乘法拟合得到,SPS项采用显式算法进行计算。使用这一算法模拟了溃坝问题,结果表明,采用亚粒子应力模型的模拟结果与实验的吻合程度明显提高。     

无模型自适应控制在飞机防滑刹车中的应用

针对飞机防滑刹车系统的复杂性和非线性,在分析滑移率控制式飞机防滑刹车系统的工作原理基础上,提出了一种基于无模型自适应控制的飞机防滑刹车控制算法;该算法无需精确的动力学模型,直接利用输入输出信息实现飞机防滑刹车的最佳滑移率控制;仿真结果表明:采用无模自适应防滑刹车控制算法,在5s之内就能获得稳定的滑移率,为提高飞机刹车的效率提供了一条新的思路。     

平行板间方势阱偶极流体的结构性质研究

在密度泛函理论(DFT)框架下, 应用改进的基本度量理论(MFMT)表达硬球作用对自由能泛函的贡献, 根据统计力学理论结合加权密度近似(WDA)表达偶极作用对自由能泛函的贡献,得到了方势阱偶极流体在平行板间的密度分布表达式, 计算了偶极流体在两平行板间的密度分布, 并探讨了方势阱深度和宽度对体系密度分布的影响. 此外, 通过体系密度分布, 进一步分析了方势阱宽度和深度以及板间尺度与溶剂化力的关系.     

分子动力学研究抑制剂pDI6W与MDM2的相互作用机制

p53-MDM2相互作用已经成为治疗癌症药物设计的重要靶标.本文采用分子动力学模拟和MM-PBSA(molecular mechanics-Possion-Boltzmann surface area)方法计算了肽类抑制剂pD16W与MDM2的结合自由能,结果证明范德华作用是pD16W与MDM2结合的主要力量.相关矩阵的计算结果表明pD16W的结合主要诱导了MDM2内部的反相关运动.基于成对残基的自由能分解计算不仅证明pD16W的5个残基Phe19′,Trp22′,Trp23′,Leu26′和Thr27′能够与MDM2产生较强的相互作用,而且确认了CH-π,CH-CH和π-πc相互作用驱动了pD16W在MDM2疏水裂缝中的结合.这为抗癌药物的设计提供了理论上的指导.     

A new model for thermodynamic analysis on wetting behavior of superhydrophobic surfaces

Superhydrophobic surfaces have shown inspiring applications in microfluidics, and self-cleaning coatings owing to water-repellent and low-friction properties. However, thermodynamic mechanism responsible for contact angle hysteresis (CAH) and free energy barrier (FEB) have not been understood completely yet. In this work, we propose an intuitional 3-dimension (3D) droplet model along with a reasonable thermodynamic approach to gain a thorough insight into the physical nature of CAH. Based on this model, the relationships between radius of three-phase contact line, change in surface free energy (CFE), average or local FEB and contact angle (CA) are established. Moreover, a thorough theoretical consideration is given to explain the experimental phenomena related to the superhydrophobic behavior. The present study can therefore provide some guidances for the practical fabrications of the superhydrophobic surfaces.