Comparison of two cold atmospheric pressure plasma jet configurations in argon

The present study compares the operation of two cold atmospheric plasma jet (CAPJ) configurations: needle-to-cylinder electrode configuration (CAPJ I) and single high-voltage cylinder electrode around the quartz tube (CAPJ II). The CAPJs were operated in argon flowing through a quartz capillary with 0.5-mm inner diameter into the ambient air, and the plasma was generated by sinusoidal kHz frequency AC power supplies. The main emphasis of the study was on the mechanism of the initiation of ionization waves for these two configurations. For both CAPJs, there appeared several ionization waves during one half-period of the applied voltage waveform, and the number of ionization waves increased at higher voltage amplitudes. However, we discovered marked differences in the initiation of the ionization waves for two different CAPJ configuration. The applied voltage controlled the initiation of consecutive ionization waves, which propagated from the grounded electrode towards the tube orifice in CAPJ I. In the case of CAPJ II, certain time had to pass for the initiation of a new ionization wave, and subsequent ionization waves within the same half-period started at the tube orifice. In addition to the differences in the initiation of the ionization waves, we observed that the CAPJ I was ignited and sustained at lower voltages, while CAPJ II produced a longer plasma jet. The observed advantages and deficiencies of investigated CAPJ configurations point out their potential in different applications.     

微波瑞利散射法测定空气电火花激波等离子体射流的时变电子密度

大气压空气电火花激波等离子体射流的电子密度在亚微秒时间尺度上瞬变,其电子密度的测定很难.基于微波瑞利散射原理,本文测量了空气电火花冲击波流注放电等离子体射流的时变电子密度.实验结果表明:测量系统的标定参数A为1.04 × 105 V·Ω·m–2;空气流注放电等离子体射流的电子密度与等离子体射流的半径和长度有关,结合高速放电影像展示的等离子体射流的等效半径和等效长度,测定的电子密度在1020 m–3的量级,且随时间先快速增长至峰值再成指数衰减.此外,本文还探讨了等离子体射流的不同等效尺度对测定结果的影响;分析结果表明,采用时变等效半径和时变等效长度的计算结果最有效,且第1个快速波峰是由光电离的电离波导致的.     

碳纳米管的可控长度拾取及导电性分析

拾取指定长度的半导体性碳纳米管对大规模制造碳纳米管场效应管具有重要意义.本文提出了一种利用原子力显微镜探针和钨针对碳纳米管进行可控长度拾取的方法并进行了碳纳米管导电性分析.在扫描电子显微镜下搭建微纳操作系统,针对切割操作过程中原子力显微镜探针、钨针和碳纳米管的接触情况进行了力学建模和拾取长度误差分析.建立了单根金属性碳纳米管、单根半导体性碳纳米管及碳纳米管束与钨针接触的电路模型,推导了接入不同性质碳纳米管后电路的电流电压特性方程.使用原子力显微镜探针对碳纳米管的空间位姿进行调整,控制钨针对碳纳米管上目标位置进行通电切割,同时获取切割电路中的电流电压数据.实验结果表明,本文提出的方法能够有效控制所拾取碳纳米管的长度,增加碳纳米管与原子力显微镜探针的水平接触长度能够减小碳纳米管形变导致的拾取长度误差,建立的电流电压特性方程能够用于分析碳纳米管的导电性.     

采用多光程长建模方法检测血液成分含量

为了提高近红外光谱血液成分含量分析模型的预测精度,利用多个光程长(optical path length,OPL)共同参与建模的方法进行血糖等6种血液成分的定量分析。通过微米位移机构实现不同光程长血液光谱的测量,由全自动生化分析仪给出生化成分分析结果,并出具化验单。采用偏最小二乘法(PLS2)进行血液的近红外光谱建模及预测。由于血液光谱存在显著的非线性特征,不同光程长的血液样本的等效吸收系数不同,同一波长不同光程长(0.20~1.25 mm)测得的血液光谱互不相关。主动把非线性特性作为一种测量手段引入,不再利用单个的最佳光程长建模,而是用各个血液组分对应的多个最佳光程长的近红外光谱同时参与建立校正模型,进行血液成分的分析预测。研究结果表明,多光程长建模方法用于血液成分含量分析,可提高血液成分校正模型的预测精度。     

气固射流床射流深度的研究

在３００×５１×２６００ｍｍ的二维射流床中，采用多路毕托管测试系统，对包括三种双组份混合物在内的五种物料的射流深度进行了考察。结果表明，射流管径、射流气速对射流深度都有影响，本文尤其考察了环隙气量与射流深度的关系，发现在同样的射流气速下，环隙气速增大则射流深度降低，得出了综合各种影响因素的关联式。     

Detection of water in jet fuel using layer-by-layer thin film coated long period grating sensor

The quantitative measurement of jet fuel additives in the field is of interest to the Air Force. The “smart nozzle” project was designed as a state-of-the-art diagnostics package attached to a single-point refueling nozzle for assessing key fuel properties as the fuel is dispensed. The objective of the work was to show proof of concept that a layer-by-layer thin film and long period grating fibers could be used to detect the presence of water in jet fuel. The data for the nafion/PDMA film and a long period grating fiber is a combination capable of quantitative measurement of water in kerosene. The average response (spectral loss wavelength shift) to the kerosene sample ranged from −6.0 for 15 ppm to −126.5 for 60 ppm water. The average calculated value for the check standard was 21.71 and ranged from 21.25 to 22.00 with a true value of 22.5 ppm water. Potential interferences were observed and are judged to be insignificant in real samples.     

毛细管电泳法检测胃癌APC基因第十一外显子的杂合缺失

采用聚合酶链反应(PCR)扩增了胃癌及癌旁正常组织中APC基因易发生杂合缺失的第十一外显子的部分碱基序列,扩增样品分别经96℃变性和Rsa Ⅰ酶切处理,以毛细管电泳(CE)-单链构象多态性(SSCP)、CE-限制性片段长度多态性(RFLP)、聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)-SSCP对其杂合缺失情况进行检测.PAGE凝胶...     

建立P-S-N曲线的双加权最小二乘法

为充分利用成组疲劳试验数据和疲劳强度试验数据,获得较高精度的P-S-N曲线,提出了一种建立P-S-N曲线的双加权最小二乘法。该方法充分考虑了疲劳试验方法、疲劳试验数据分散性和试件样本容量对P-S-N曲线建立的影响,构建了不同来源误差的分配模型。它首先利用疲劳试验的最小样本容量判据处理成组试验数据,导出试验数据分布p分位点的置信区间长度,并进行第一次加权拟合。再结合疲劳强度试验数据,进行第二次加权拟合,推导出了任意可靠度下的P-S-N曲线。作者对17组金属材料和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材料进行了统计分析以验证所建立的P-S-N曲线的拟合能力、合理性和预测精度,结果表明建立的P-S-N曲线具有较高的精度和可信度。     

主动射流控制水翼空化的数值模拟与分析

为了改善高速流动工况下水翼吸力面上流场的空化特性,提出了水翼表面主动射流对绕水翼周围流动加以控制的方法.基于密度分域滤波的FBDCM混合湍流模型联合Zwart-Gerber-Belamri空化模型,分析了来流空化数为0.83,来流攻角为8°,射流位置距水翼前缘为x=0.19c时,主动射流对于水翼吸力面上流动的空化特性和水动力特性影响.对回射流的强度进行了量化分析,以探究回射流与流场空化特性的关系.数值分析结果表明,在射流水翼吸力面上的时均空泡体积为原始水翼的1/15,使得流场内空化流动由云空化状态转变为较为稳定的片空化状态,显著地削弱了云空化的发展.此外,射流极大地改善了水翼的水动力性能,使得水翼的升阻比较原始水翼提高了22.9%,空泡的脱落频率减少了26.2%,空泡脱落所引起的振幅减小了9.1%.射流大幅降低了水翼吸力面上低压区面积,水翼吸力面上流体的逆向压力减小,回射流强度降低;同时,射流使水翼吸力面上的边界层减薄,增强了流动的抗逆压梯度能力,一定程度上阻挡了回射流向水翼前缘的流动,这也从机理上分析了主动射流抑制空化的原因.