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.     

基于压差信号融合特征的集输立管流型识别研究

集输立管系统内流型的快速准确识别是及时有效执行消除严重段塞流发生控制动作的前提条件,也是海洋油气集输系统安全平稳运行的重要保障。本文通过采用集输立管系统管线沿程四组双压差信号的融合特征,研究了不同位置压差信号融合特征作为流型识别输入信号的识别效果,得到了不同压差信号位置及其融合方式对集输立管内流型识别的影响规律,发现压差信号的融合特征能够显著改善流型识别的实时性与准确率。     

日盲型紫外探测系统中目标定位的研究

为了研究日盲型紫外探测中的目标定位,设计了1套紫外探测实验系统。提出了1种基于目标图像的定位算法,通过确定目标在像平面上的位置,计算目标方位角。对系统及算法进行了理论分析和实验验证。以氘灯为目标的紫外光源,探测系统在30m处取得了0.5°的方位角测量精度。结果表明,该定位算法是可行的。这一结果对进一步开展远距离实验、完善系统是有帮助的。     

V形防护结构研究综述

地雷爆炸是当今战场上装甲车辆及其乘员受到的主要威胁之一。在装甲车辆底部布设防雷底盘是提升装甲车辆防雷性能、保证乘员安全的重要措施。由于可兼顾车体机动性能和防护性能等多重因素,V形防护结构是现阶段具有较高可行性的结构形式。本文对现阶段V形防护结构的研究进展进行综述,介绍了防雷结构的设计理念,以及国内外学者对V形防护结构的研究现状,最后,总结了V形防护结构性能优化的几种常见措施。     

高温高压气井连续管在CO2环境中的电化学腐蚀数值模拟

针对高温高压气井中连续管在含CO₂地层极易腐蚀、开裂等问题,调研了腐蚀失效情况,分析其腐蚀失效机理。应用COMSOL多物理场耦合分析方法,建立连续管在CO₂环境中的电化学腐蚀数值模型,分析环境因素对腐蚀速率的影响规律。结果表明:实验腐蚀速率和数值模拟腐蚀速率的最小误差为1.3%;CO₂分压分别为0.1、0.5和1.0 MPa时,连续管腐蚀速率达到峰值时的温度分别为120、90和60℃;当CO₂分压为0.1 MPa、电解质溶液电导率为2.86、pH值较小时,连续管的腐蚀速率最大。该研究为CO₂腐蚀环境下连续管的安全使用提供了建议。     

双枝芳醚树枝形聚合物构象研究

合成了外围只以一个芘基团修饰、核心为苯胺的双枝芳醚树枝形聚合物Py-[Gn]2-NPh (n＝1～2), 利用分子内电子转移和激基复合物的形成对其折叠构象和折叠程度进行了研究. 二氯甲烷溶液中选择性激发芘基团, 树枝形聚合物Py-[Gn]2-NPh分子内发生从苯胺到芘基团之间的电子转移, 观察到了分子内外围芘基团和核心苯胺基团之间形成激基复合物的发光, 为芳醚树枝形聚合物折叠构象的存在给出了直接实验观察. 二氯甲烷溶液中1～2代Py-[Gn]2-NPh分子内电子转移效率分别为0.87和0.81, 速率常数分别为2.3×108和1.5×108 s－1. 利用电子转移速率常数估算得到1～2代Py-[Gn]2-NPh分子内给、受体之间的距离分别为0.79和0.81 nm, 说明双枝芳醚树枝形聚合物与单枝结构类似, 其外围基团也可以折叠到达分子内部接近核心的位置.     

考虑收缩徐变影响的新旧混凝土叠合梁单元刚度矩阵改进

混凝土自身的收缩徐变会在新旧混凝土叠合梁中使应力重分布.为了计算重分布应力,首先推导以挠度表达的叠合梁非线性微分方程,然后通过求解该微分方程,引入位移形函数、刚度形函数和等效节点载荷形函数,最后得出新混凝土梁、旧混凝土梁和Goodman弹性夹层三合一的叠合梁改进型单元刚度矩阵和等效节点载荷,从而为收缩徐变影响下的混凝土的内力计算提供了一种有效的新方法.文中还进行了实例验证分析,并从中得出了一些有益的结论.     

TE02模式95 GHz三次谐波回旋管实验

首次实现W波段三次谐波回旋管输出功率突破10 kW。谐波回旋管互作用结构采用带有光阑结构的圆柱型开放式谐振腔,工作模式为低损耗圆对称模式TE02。实验中,在脉冲宽度20 s、电子束电压45 kV、电流3A、磁场1.23 T时,测得工作频率为95.22 GHz,输出功率13.4 kW,对应效率9.9%。     

点火准则和稀释气体对乙烯点火延时的影响

利用矩形截面激波管研究点火准则和稀释气体对乙烯点火延时的影响。采用压电传感器记录测点压力时间历程,采用光谱仪和光电倍增管记录自发光强时间历程,以压力、总自发光强与·OH和·CH自由基特定能级发射光强等信号判定是否发生自点火,给出自点火过程的时间起始点和终止点,得到了不同点火准则和稀释气体对应的乙烯/氧气/氮气和乙烯/氧气/氩气点火延时。结果表明：相同工况的乙烯点火延时测量数据相对误差约为15%,数据验证了本文实验和测量方法可靠性。针对当量比为1.0、压力为0.2 MPa,得到了温度范围为905～1 489 K,稀释气体的摩尔分数为75%氮气和75%氩气时的乙烯点火延时,给出点火延时和温度拟合的Arrhenius型表达式。不同点火准则会影响所测点火延时数据,但多次测量结果确定的点火延时和温度变化规律近似相同。不同稀释气体对激波管自点火流场的影响表现为和流场均匀性以及混合物比热相关。相同工况的乙烯/氧气/氮气点火延时大于乙烯/氧气/氩气点火延时。高温区和低温区的乙烯/氧气/氩气点火延时与温度的拟合关系不同,转折温度约为1 121 K。

     

基于切片-线扫描的共形网格剖分技术研究

提出了一种满足三维共形网格时域有限差分法求解的电磁目标自动几何建模方法,可实现任意材料目标组合的共形网格建模,具备较强的通用性. 该方法以三角面元文件为输入数据,通过对原“切片线扫描”法的调整,以及对网格相对面积的修正,可快速确定各网格棱边和面上的等效实体信息,实现模型的高效共形网格重构. 将该方法应用于一Vivaldi天线的几何建模,其数值模拟结果与测试结果相吻合,验证了该共形网格自动剖分方法的正确性.