基于物理学史视角的电热与影响因素电压关系的探讨

回顾焦耳定律、欧姆定律诞生过程,厘清人类对电流热效应的探索过程,揭示科学研究的艰辛过程和人类对未知世界探索的渐进性,特别是测量工具开发、半定量实验研究等,以期考证电热Q与电压U之间的溯源.     

基于深度残差网络的高精度自然转捩模拟方法

结合机器学习的湍流模型是流体力学领域的研究热点之一.现有方法主要将实验/数值的数据用于重构或修正湍流涡黏性和雷诺应力,鲜有针对转捩问题的研究.本文利用深度残差网络(ResNet)重构了间歇因子与流场平均量间的映射函数,并与Spallart-Allmaras (SA)模型耦合,发展了一种类代数转捩模型.结合高精度加权紧致非线性格式(WCNS-E6E5)在转捩平板和S809翼型算例中进行了验证,并与四方程的SST-7-及ed转捩模型进行了对比,结果表明:纯数据驱动的ResNet模型能够准确预测间歇场,很大程度上改善了SA模型对自然转捩流动的模拟能力;训练数据仅基于两个零压力梯度转捩平板,模型能够应用于S809翼型不同迎角的情况,预测的升阻力特性和摩擦系数分布接近SST-γ-Re_θ转捩模型的结果;在此基础上,相较SST-γ-Re_θ模型节省了超过30%的计算成本.本研究显示了机器学习方法在转捩模型构建中的强大潜力.     

金属套筒对圆柱超导体内裂纹强度因子的影响研究

建立了一个外部包裹厚度为d的金属套筒且含有中心裂纹的YBCO圆柱型超导体模型,将其置于变化的外磁场环境中。采用Kim模型,通过ABAQUS软件有限元法和J积分法,忽略金属套筒对超导体磁场捕获能力的影响,对圆柱超导体内裂纹尖端应力强度因子的变化规律进行了数值仿真研究。数值结果表明,金属套筒弹性模量、金属套筒厚度和裂纹长度对圆柱超导体内裂纹的应力强度因子有显著的影响。超导体内合力为拉力时,金属套筒抑制裂纹扩张;当金属套筒与超导体弹性模量之比大于2时,抑制作用变化不明显,强度因子相应减小;裂纹尖端受到相同拉应力时,有金属套筒的裂纹长度是无金属套筒裂纹长度的1.1倍。     

基于毫米波雷达的露天矿区车辆防撞自动刹车系统

针对防撞自动刹车系统容易受到复杂动态环境影响,导致自动刹车距离与实际情况不符的问题,设计基于毫米波雷达的露天矿区车辆防撞自动刹车系统。添加毫米波雷达传感器,通过集成显示器,为车辆行驶提供高清画面。使用360度全景影像监控,实时采集周围高清视频画面。引入无量纲量和中间比较因子,计算行车间距。通过图像动态识别算法,实时显示清晰路况,精准确定目标位置。通过实验得出,该系统自动刹车曲线与实际刹车曲线基本相符,最大横向误差只有2 m。     

微波硫灯发射光谱的理论模拟

通过实验观测了微波硫灯的发光光谱. 利用从头计算的多组态准简并微扰理论方法, 采用cc-pVQZ基组计算了S2分子B3Σu--X3Σg-态和B″3Πu-X3Σg-态的跃迁矩及其振动态之间跃迁的弗兰克-康登因子, 导出了S2分子振动分辨发射谱. 同时, 利用含时密度泛函方法计算了Sn(n=2~8)分子的吸收谱. 将计算得到的S2分子振动分辨发射谱与实验所测得的光谱分布进行了比较分析, 解释了微波硫灯的宽谱区发光光谱的特性.     

模糊综合评判法在台州市地表水评价中的应用

应用模糊综合评判法,以长潭等9个水库为研究对象,对台州地区水质进行厂评价：结果表明,台州地区总体水质较好,除东湖属Ⅳ类水外,其它全为Ⅲ类,适合人们生存及生产需要。根据评价提出了相心的建议     

单谐振腔外部Q值的计算方法

 通过对带有耦合器的单驻波腔进行等效电路分析,推导出可计算带有耦合波导的单谐振腔外部Q值的反射相位法,该方法通过计算不同频率的反射相位来确定谐振频率和外部Q值。详细叙述了在CST Microwave Studio中用谐振模式求解法、直接时域跟踪法和反射相位法进行计算的步骤;用这3种方法分别计算了二次发射微波电子枪的外部Q值并和实验测量结果做了比较。结果显示3种计算方法都有很高的精度,但反射相位法的速度最快,耗时1 071 s。计算发现外部Q值与耦合口长度的4.1次方成反比。     

超分子均苯四甲酸/对羟基吡啶水凝胶中纤维状聚集体结构与性能的关系

采用1H-NMR和FT-IR表征了在摩尔比1∶4条件下,由均苯四甲酸和对羟基吡啶合成的一种凝胶因子(G2).通过在室温下冷却G2的水溶液,形成了超分子水凝胶.采用扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)和流变仪等多种技术研究了冷却速率对凝胶的组装纤维结构及宏观性能的影响.随着冷却速度的降低,纤维尺寸变大而凝胶的稳定性降低.因此,可以通过环境因素来控制凝胶的性能.采用流变仪分析表明凝胶具有高的机械强度.DSC分析结果表明随着凝胶因子浓度的增加,凝胶中可冻结水的含量降低.相对于在摩尔比1∶2条件下,由均苯四甲酸和对羟基吡啶合成的凝胶因子G1,在相同浓度下,G2在更高的最低凝胶因子浓度(MGC)使水凝胶,并且得到的凝胶具有更低的凝胶-溶胶破坏温度(Tgel).利用环境扫描电镜(ESEM)直接观测了实际含水状态下凝胶的形貌,结果表明采用常规SEM观测到的纤维状网络与ESEM的结果一致,这说明在干燥过程中形貌并未发生太大变化.组装体结构和性能关系有助于认识凝胶形成机理并使凝胶满足不同的应用.     

纳米Si/SiNx薄膜的制备及对Nd:YAG激光器的被动调Q

为了研究纳米硅镶嵌氮化硅(nanoscale-Si-particle embedded in silicon nitride thin films,简称nc-Si/SiNX)薄膜材料的被动调Q特性,采用射频磁控反应溅射法结合热退火处理在单晶硅衬底上制备该薄膜。用该样品作为可饱和吸收体,在凹—平腔中实现了氙灯抽运Nd:YAG激光器的被动调Q运转,在抽运重复频率1Hz情况下获得脉宽最小可达19ns的调Q单脉冲输出。并且研究了该薄膜结构特性、激光器参数,如：抽运电压、腔长对调Q脉冲输出性能产生的影响。在此基础上,对实验现象产生的原因做了分析讨论。结果表明,nc-Si/SiNX薄膜有一定的调Q效果,具有潜在的研究及应用价值。     

新型结构声光调Q激光器研究

为了提高声光调Q输出脉冲的重复率;通过分析影响脉冲输出特性的因素,提出了采用新颖的掠入射方式、线泵浦源侧面泵浦的特殊谐振腔结构,在泵浦功率50 W时,实现了重复频率500 kHz、脉冲宽度76.82 ns的高重复频率激光脉冲输出.结果表明,缩短脉冲建立时间,提高泵浦功率,可以有效地提高声光调Q激光器的重复频率.