基于氧负离子PIG源的原子氧产生装置

近地轨道能量为5eV的原子氧对航天器表面影响的地面等效模拟,是世界各航天国家竟相研究的重要领域.本文介绍一种基于氧负离子PIG源的原子氧产生装置,本装置由永磁PIG离子源、两电极引出系统、电子过滤器、单透镜、减速电极和样品架组成.目前,这一装置已安装在中国科学院空间科学与应用研究中心小碎片加速器上,并开展了初步实验.当离子源放电电流50mA,在2kV和3kV的引出电压下,引出的氧负离子分别为200μA和3001μA.并开展了减速实验和kapton膜的溅蚀研究.由于原子氧装置和小碎片加速器供用同一个靶室.因此,这一安排还可以同时开展小碎片和原子氧对空间材料的撞击和侵蚀的研究.     

黑河下游河岸侵蚀触发颈口裁弯的数值模拟概化研究

为复演黄河源黑河下游河岸侵蚀触发颈口裁弯的极端地貌过程,基于2018年7月实测洪峰流量过程,采用断面尺度的崩岸模型(BSTEM),以1d为时间尺度概化模拟在3种不同侵蚀方式(上游单侧、下游单侧和上下游两侧共同作用)下的颈口缩窄过程与裁弯时间.采用上下游两侧共同作用的河岸侵蚀模拟的结果表明,颈口贯通的时间为2018年7月15日,这与崩岸贯穿颈口的实际时间是一致的.颈口双侧崩岸比上游或下游单侧崩岸触发颈口裁弯的时间分别提前2d或6d.可知,极端洪水作用下的加速河岸侵蚀是黑河下游弯道提前发生颈口裁弯的直接触发原因.     

缝合复合材料泡沫夹芯结构剪切刚度预报

针对复合材料泡沫夹芯结构的缝合工艺采用代表体元法,通过建立有限元模型,对这种新型复合材料结构的剪切刚度性能进行了预测.考察了缝合对材料弹性常数的影响,给出了弹性常数的计算方法,并着重探讨了纤维弯曲、富树脂区以及缝线刚度、缝线等效直径对结构剪切刚度的影响.对比发现:结构的面内剪切刚度与缝线直径成反比,与缝线的剪切刚度成正比;面外剪切刚度与缝线直径成正比,与缝线的剪切刚度成正比.数值分析结果与试验结果比较吻合.     

硫酸盐侵蚀-干湿交替耦合作用下纤维增强地聚合物砂浆性能

为探究纤维对地聚合物材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响,对纤维增强偏高岭土-粉煤灰(MK-FA)基地聚合物砂浆经硫酸盐侵蚀-干湿交替耦合作用后的宏观形貌特征、微观结构特征、质量损失率及力学性能等进行了研究,探讨了纤维对MK-FA基地聚合物砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的改善机理。结果表明：随硫酸盐侵蚀-干湿交替次数的增加,试件力学性能先上升而后趋于稳定,质量损失率先增大后减小,纤维可改善地聚合物砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能;Na₂SO₄溶液主要侵蚀试件表面,对内部结构没有明显损害;稳定致密的内部结构及纤维的桥接作用使纤维增强MK-FA基地聚合物砂浆具有优异的耐硫酸盐侵蚀性能,有利于维持试件力学性能和结构稳定性。     

海南岛邦塘湾海岸侵蚀机理分析与对策探讨

对位于海南岛东北部文昌县境内的邦塘湾海岸侵蚀机理进行分析与防护对策的探讨．自20世纪50年代以来,海岸侵蚀不断加剧,大约4km的岸段遭到了不同程度的侵蚀．这可能与珊瑚礁被破坏后,海岸失去保护,强风浪与单向泥沙流直接作用于海岸有关．海岸不断后退的同时逐步发育为对数螺线形海湾,根据Silvester等人的对数螺线形海湾的平衡判别模式,邦塘湾现在还处于不稳定状态,岸线还需要后退若干米才能稳定下来．而海平面上升又导致了海岸后退量的增加．可以通过修筑护岸堤、建造人工岬角、重建珊瑚礁海岸屏障以及开发水产养殖等措施来防护海岸．     

弹体侵彻混凝土的三维数值模拟研究

随着技术的发展,弹体侵彻速度已经由低速侵彻(侵彻速度<900 m/s)向高速侵彻(1 200 m/s<侵彻速度<1 700 m/s)发展. 这将导致弹体的侵彻性能发生本质性变化,严重影响弹体在混凝土中的运动轨迹,甚至会导致弹体的破坏与失效. 侵彻过程中弹体所受到的压力极高,并且会产生大变形,对该过程进行全物理场的数值模拟需要处理大变形、多物质界面以及各类强间断的问题. 针对三维冲击问题数值模拟的困难,课题组设计了三维爆炸与冲击问题高性能仿真软件(Explosion-3D). 采用该软件对弹体高速侵彻混凝土进行数值模拟研究,弹体材料选用普通的45#钢,研究其在高速侵彻下的弹体形状的变化情况,采用对混合网格的处理来描述弹体的磨损. 数值模拟结果表明,对于45#钢这类普通材料,当其高速(1 400 m/s)侵彻混凝土时,弹体头部将出现严重变化且侵彻深度急剧下降.     

二阶双曲方程初边值问题的一个对称有限体元格式

本文探讨二阶双曲方程初边值问题的有限体元法,给出了对称的半离散格式,以此为基础,给出了一个对称的全离散格式,并分别对半离散近似和全离散近似得出了先验误差,最后给出了数值算例。     

多孔SiO2球的制备与表征

以二氧化硅为模板,PVP为表面活性剂,在常温下采用酸侵蚀的方法制备多孔的具有空腔结构的二氧化硅球,产物分散性好,大小均匀.采用TEM,FTIR,DTA/TGA对制备的产物进行表征,系统的分析了反应条件的影响,并对反应机理进行解释.     

TiO_2-K_2SiO_3无机涂层对空间材料Ag的防护行为研究

在微波电离型原子氧 (AO)源地面模拟设备中对空间材料Ag及TiO2 K2 SiO3 无机涂层进行原子氧剥蚀效应试验 .用扫描电镜 (SEM)、光电子能谱 (XPS)、红外光谱 (FT IR)、X射线衍射光谱 (XRD)和LAMBDA 9分光光度计 ,对在模拟原子氧(AO)环境中Ag及在其表面涂覆的无机涂层 ,所发生的侵蚀与防护作用进行了表征研究 .AO对Ag表现了较严重的侵蚀作用 ,原来光亮如镜的表面形貌变得粗糙 ,且失去光泽 .而所施用的TiO2 K2 SiO3 无机涂层 ,经AO辐照后 ,表面形貌则变化甚少 .实验表明 ,该涂层对AO辐照有较强的防护效果、较好的空间稳定性 (AO辐照前后Δαs≈ 0 .0 2 4) ,能阻止AO对基材的侵蚀 .     

下垫面与侵蚀强度及其产沙量——黄土高原产沙模型研究之二

本文介绍如何根据下垫面因子对流域产沙的影响,在地理信息系统支持下,将流域划分为不同侵蚀强度区,并使其与流域总产沙量相联系,建立完整产沙模型。利用该模型可以预报每一场降雨后的流域总产沙量及各侵蚀强度区的产沙量。