基于phyphox软件研究声波干涉的居家实验

信息技术的发展日新月异,智能手机的出现使得居家实验成为了现实.基于智能手机phyphox软件的声波干涉实验现象明显,且从定性和定量的角度辅助学生更好地理解波的干涉.此实验仪器简单,操作简易,有利于培养学生的自主探究能力.     

FD-21风洞Ma=10高超声速推进试验技术探索

针对Mach数8以上（Ma>8）冲压发动机地面试验能力不足问题,基于FD-21高能脉冲风洞,开展了吸气式推进试验技术探索,提升了FD-21风洞的重活塞驱动能力,获得了总压18.66 MPa、总温3 950 K、Ma=9.62、静压436.6 Pa、速度3 km/s的高焓大动压模拟流场,同时发展了高时间分辨率吸收光谱测量技术和基于重模型自由飞原理的发动机推阻测量方法.在此基础上,设计了弯曲激波压缩二元发动机,构建了燃料在线供应与喷注控制、模型悬挂与瞬态释放及相关测量一体的试验系统,在所建立的Ma=9.62风洞模拟环境中进行了集成验证试验,定量测得了有/无氢气射流与空气/氮气超声速气流作用下二元发动机的壁面压力、吸收光谱峰值吸收率、轴向力等数据,并利用纹影观测到了进气道唇口与燃烧室部位的波系特征.多次试验所得的壁面压力、峰值吸收率、轴向力随时间变化曲线均存在2 ms以上的平台,表明二元发动机建立了准定常流动.冷热态及氮气对照组对应的壁面压力分布、峰值吸收率、轴向力等数据呈现出了明显不同,且二者规律近似一致,一方面说明所建立的模拟流场、燃烧诊断技术、发动机推阻测量技术是有效的,另一方面也表明二元发动机实现了点火燃烧、获得有效热功转换,为后续相关研究奠定了良好的基础.      

基于校园网实验选课系统的模块化设计

我校大学物理实验中心借助于校园网的平台,在原来选课系统的基础上进行了新的模块化设计和完善,该系统主要以学生为个体预约物理实验,充分发挥了学生的自主性,给学生提供了更大的选课空间,并能提高实验的教学管理效率。     

基于SHPB的球形压痕实验方法

提出一种基于霍普金森压杆装置的动态球形压痕实验方法,通过将硬质合金小球置于2个试件中间,实现加载过程中2个试件的同时压入,以得到准确的压痕力与位移的关系。利用有限元软件ABAQUS/Explicit对该实验方法进行了数值模拟,从实验结果的可行性、准确性等方面,对新实验方法与传统的动态压痕实验方法进行了比较;采用新方法对铝合金材料进行了实验,并得到了压入力-位移曲线等关系。研究结果表明:采用新实验方法能得到较准确的结果,能较真实地描述压痕过程。     

地震和波流作用下海底悬跨管线模型实验研究

利用水下地震-波流联合模拟实验系统研究了海底管线在波浪、水流和地震作用下的动态响应特征。实验中考虑了有无地震作用、悬跨长度、波浪高度、水深、水流速度以及是否满管状态等因素。通过DDP动态数据后处理软件对实验结果进行处理分析,得到海底悬跨管道的动态响应特性。实验结果表明:在浅海海域,悬跨管线的动态反应受波浪及水深变化的影响不明显,悬跨长度是影响管道动态响应的主要影响因素;悬跨管线在地震与波流共同作用下的反应与仅地震作用下的应变存在差别;在波浪力作用下,空管时管线的应变要小于满管时的情况。     

全尺寸隔水管在复杂应力状态下的力学特性试验研究

为对隔水管在复杂应力状态下的力学特性进行试验研究,研制了能够模拟高液压环境下管柱力学行为的特殊试验装置——深水管柱力学模拟试验系统,并借助该系统对全尺寸隔水管在受内外压条件下进行了力学特性模拟试验。结果表明:试验系统运行良好,能够有效地按照要求进行加载、卸载。试验中通过对隔水管试件进行内外压加载,同时对系统两端的轴向活塞加压,消除了由于内外压产生的轴向力,实现了在内外压条件下的隔水管力学特性模拟试验。通过在管柱外壁粘贴电阻应变片,得到了其真实径向应变与环向应变随内外压变化的关系曲线,并通过分析计算得到了试件的真实应力状态。由于隔水管加工制造等方面的误差,真实的应变数据、应力状态与理论推导结果并不重合。为了提高深水作业的安全性与经济性,可以借用试验结果对理论推导值进行修正,也说明了用试验方法进行隔水管力学特性研究的重要性。该试验系统为深水作业管柱等的模拟试验提供了一个良好的平台,能够有效降低深水钻采作业的风险,提高深水钻采作业的经济性与安全性,具有较高的推广应用价值。     

不同交通流状态下桥梁气动导数的风洞试验研究

为了考虑实际运营车辆对桥梁气动导数的影响,根据车辆密度模拟了三种交通流状态,基于强迫振动装置,分别对每个交通流和无车状态下的桥梁气动导数进行风洞试验研究,讨论了不同攻角下不同车流的车辆对桥梁气动导数的影响,探究了车辆对气动导数影响的百分比以及气动导数变化量的变化规律。研究结果表明:不同攻角下不同车流的车辆均对直接导数A*2、H*4和交叉导数A*4、H*2影响显著,A*2、A*3变化量随着折减风速有一定的变化规律。虽然不同攻角下不同车流的车辆对气动导数的影响程度及影响规律不同,并且车流的繁忙程度对大多数气动导数的影响规律不明显,但是车辆对桥梁气动导数的影响不容忽略。     

《高分子物理实验》综合性、设计性实验教学改革

为了满足社会对高分子材料与工程专业人才的需求,培养学生的实际动手能力,提高学生分析问题,解决问题的水平,结合我院多年来开展《高分子物理实验》的实践经验,对其中的综合性、设计性实验进行了改革。在实验讲义的编写过程中,把教师科研项目成果进行提炼,设计出符合本科教学要求的实验内容,在完成一个综合性、设计性实验的过程中将几个简单的高分子物理实验进行有机串联,同时建立了有效的评价体系。实践结果表明,教学效果显著提高,学生能自觉积极主动地参与实践,达到了预期的目的。     

高分子化学实验教学的初步探索

主要从四个方面介绍了我校在高分子化学实验教学过程中所做的初步探索:第一,加强实验教学环节,对验证性实验进行改进,设法提高学生对于实验的兴趣和实验教学效果;第二,改革传统的高分子化学实验教学的模式和教学内容,将高分子化学、高分子物理和成型加工所学知识有机结合起来,开设综合性高分子实验课程;第三,紧密结合本校教师科研情况,开设研究创新性实验,并开设第二课程,鼓励学生利用课余时间参与教师的科研,以培养学生独立分析问题、解决问题的能力;第四,结合本校实际情况,适量开设微量、半微量实验。     

Measurement and simulation of sand saltation movement under fluctuating wind in a natural field environment

Extensive research on the near surface movement of sand particles has focused on wind tunnel experiments, theoretical analysis, and numerical simulation of sand saltation under ideal and controllable conditions. Most field observations are results on the average rate of sand transport over some hours or the whole day. However, researchers found recently that the effect of turbulent characteristics of near surface wind in real atmospheric boundary layers on the sand transport rate was obvious. The turbulent characteristics would cause a significant discrepancy between field observation and simulation of sand transport rate. In this work, a field experiment in a real-time system was designed to synchronously measure physical quantities, such as fluctuating wind velocity in the near surface region, sand transport intensity, temperature, and humidity, with the frequency of 1 Hz, at two points on a homogeneous flat sand surface located in the Minqin area, which is between the edges of the Badain Jaran Desert and the Tengger Desert. The relationship between the saltation events and some physical properties, such as the fluctuating wind velocity, temperature, and humidity, was studied. On the basis of the field observation results, a numerical model was developed to simulate sand movement under the fluctuating wind. The overall features of the experimental measurements were reproduced by simulation.