垂直壁面附近上升单气泡的弹跳动力学研究

采用高速摄影技术结合阴影法,对静止水中垂直壁面附近上升单气泡运动进行实验研究,对比气泡尺度及气泡喷嘴与壁面之间的初始无量纲距离(S~*)对气泡上升运动特性的影响,分析气泡与壁面碰撞前后,壁面效应与气泡动力学机制及能量变化规律.结果表明,对于雷诺数Re≈580～1100,无量纲距离S~*2～3时,气泡与壁面碰撞且气泡轨迹由无约束条件下的三维螺旋转变成二维之字形周期运动;当S~* 2～3时,壁面效应减弱,有壁面约束的气泡运动与无约束气泡运动特性趋于一致.气泡与壁面碰撞前后,壁面效应导致横向速度峰值下降为原峰值的70%,垂直速度下降50%;气泡与壁面碰撞前,通过气泡中心与壁面距离(x/R)和修正的斯托克斯数相关式可预测垂直速度的变化规律.上升气泡与壁面碰撞过程中,气泡表面变形能量单向传输给气泡横向动能,使得可变形气泡能够保持相对恒定的弹跳运动.提出了气泡在与壁面反复弹跳时的平均阻力系数的预测模型,能够很好地描述实验数据反映出的对雷诺数Re、韦伯数We和奥特沃斯数Eo等各无量纲参数的标度规律.     

高雷诺数壁湍流的研究进展及挑战

高雷诺数壁湍流(high Reynolds number wall-bounded turbulence,HRNWT)是目前湍流科学研究的一个热点也是一个难点,对其现象、规律及机制的认知不足,理论体系远未建立而且研究手段受到各种限制.本文基于对HRNWT主要研究手段的介绍,针对HRNWT中的湍流统计量、超大尺度结构(very large scale motions,VLSMs)的尺度和形态以及起源和影响及其与颗粒的相互作用,总结了HRNWT的研究现状和最新进展,特别梳理了近年来本文作者团队在HRNWT特别是高雷诺数颗粒两相壁湍流方面的研究成果,并对HRNWT的进一步研究给出了建议及展望.      

室温下镀钯多壁碳纳米管对苯的气敏响应特性

在酸氧化后的多壁碳纳米管上化学还原镀钯,用水将镀钯后的碳管清洗至中性并配制成悬浊液,将悬浊液旋涂在真空溅射的叉指金电极表面,干燥后作为气敏膜,把气敏膜暴露于一定浓度的苯气体中,检测传感器的电流变化,并计算其灵敏度。镀钯后的多壁碳管在室温下对苯响应和回复迅速,电导变化与苯气体的浓度呈良好的线性关系,其线性回归方程y=0.0041x 0.1288,r=0.9546。Pd颗粒对苯分子和碳管壁结构缺陷间的电子转移的促进作用可能是多壁碳管镀钯后产生良好气敏响应的原因。     

聚合物共面波导行波电极电光调制器

用聚合物材料BPAN-NT设计并初步成功制作了共面波导(CPW)行波电极电光调制器。用反应离子刻蚀(RIE)的方法制作脊波导,通过电晕极化使芯层有电光效应,利用电镀方法制作厚行波电极。对调制器的各项特性参数进行了测试,测得调制器的微波损耗系数0α=0.9 dB/cm.(GHz)1/2、在1.317μm波长上Vπ=250 V,由此算得芯层材料的电光系数3γ3=3.7 pm/V,同时测得消光比为13.49dB、插入损耗为18.6 dB,在8 GHz的微波频率上观察到了调制光信号,理论计算3 dB光调制带宽为43.77 GHz。     

一种双抽运结构C+L波段掺铒光纤宽带光源

介绍了一种结构简单、工作在C+L波段掺铒宽带光源。实验中用3dB宽带耦合器作为光纤反射镜,同时利用功率控制电路让光源输出光稳定,先用两个980nm二极管作为抽运源,将后向的C波段ASE重新引回光纤中,提高了抽运源的利用效率和光纤输出光的稳定性,优化掺铒光纤长度,获得了功率高达26.67mW(14.26dBm)的C+L波段ASE光输出,平均波长1550.887nm。之后采用一个980nm和一个1480nm的激光二极管,在输出相对平坦的情况下,得到了最高功率为23.23mW(13.66dBm),平均波长为1556.46nm的C+L波段ASE光输出,光纤环形镜的使用,不仅改善了光源的平坦度,并且大大提高了光光转化效率。     

非均匀波导中的声聚焦

理论研究了声波在非均匀波导中的空间聚焦问题,利用多模态导纳法构建波导内任意位置处声压与入射声压在模态域的映射关系,计算使声波聚焦于空间某位置时的最佳入射波,并画出了相应的聚焦声场.研究了三种非均匀情况:水平变截面波导、含散射体波导以及声速垂直变化波导.结果表明,当输入最佳入射波时,在非均匀波导中可以产生良好的单点或多点声聚焦效果,声波的聚焦过程充分地利用了波导结构及介质非均匀性对声波的散射作用.     

RuO2·xH2O / MWNTs纳米复合物的超级电容特性研究

本文采用超声波技术合成了水合氧化钌/多壁碳纳米管纳米复合材料(Ru-MWNTs)前驱物，在150 ℃下热处理15 h后得到Ru-MWNTs。采用XRD及TEM对纳米复合材料进行表征，结果表明，水合氧化钌以无定型态比较均匀地沉积在MWNTs上。在1.0 mol·L^-1 H₂SO₄电解液中对Ru-MWNTs复合电极进行了电化学测试，循环伏安结果表明纳米复合物具有良好的电容性能，其比容量为100 F·g^-1，是MWNTs的6倍(MWNTs的比容量为15.5 F·g^-1)；本文还采用交流阻抗方法来分析频率与电容的关系，比较分析了MWNTs和复合材料的孔结构，表明在MWNTs中复合少量的水合氧化钌可以提高电极材料的充、放电速度。     

抗坏血酸在多壁碳纳米管修饰玻碳电极上的催化氧化

多壁碳纳米管;抗坏血酸;修饰电极;电催化;伏安法     

RuO2·χH2O/MWNTs纳米复合物的超级电容特性研究

本文采用超声波技术合成了水合氧化钉/多壁碳纳米管纳米复合材料(Ru-MWNTs)前驱物,在150℃下热处理15 h后得到Ru-MWNTs.采用XRD及TEM对纳米复合材料进行表征,结果表明,水合氧化钌以无定型态比较均匀地沉积在MWNTs上.在1.0 mol·L-1H2SO4电解液中对Ru-MWNTs复合电极进行了电化学测试,循环伏安结果表明纳米复合物具有良好的电容性能,其比容量为100 F·g-1,是MWNTs的6倍(MWNTs的比容量为15.5 F·g-1);本文还采用交流阻抗方法来分析频率与电容的关系,比较分析了MWNTs和复合材料的孔结构,表明在MWNTs中复合少量的水合氧化钌可以提高电极材料的充、放电速度.     

乙酸中沉淀聚合制备窄分散聚二乙烯基苯微球

在沉淀聚合中利用含无毒的乙酸溶剂合成出窄分散交联聚二乙烯基苯(PDVB-55)微球,用扫描电镜(SEM)对其表面形态和粒度进行了表征,结果显示PDVB-55微球均匀且互相分离,平均粒径是2.69μm.X射线光电能谱(XPS)分析表面化学组成显示,微球表面有大量残余双键.