非对称应力作用下干热岩水力压裂裂缝扩展机理研究

为了研究非对称应力作用下干热岩双井筒模型的水力压裂裂缝扩展机理,建立了描述岩体细观结构的热流固耦合损伤模型,然后使用有限元方法开展了数值模拟研究.研究结果表明：当最大地应力方向垂直于双井筒连线方向且基岩温度较低时,裂缝首先沿着最大地应力方向发展,随着基岩温度的升高,岩体损伤区域的面积随之增大,产生的裂缝网络范围也随之增大,且裂缝在两个井筒的缝网交汇处更容易扩展.当最大地应力方向平行于双井筒连线方向且注水压力较低时,裂缝同样首先沿着最大地应力方向发展,随着注水压力的增大,裂缝在双井筒内侧交汇,内侧交汇区的裂缝扩展范围明显大于双井筒外侧.     

超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱法同时测定口腔液中15种新型合成大麻素

建立了超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱(UPLC-QE-Orbitrap)高分辨质谱同时测定口腔液中15种新型合成大麻素的方法。以地西泮为内标物质,口腔液样本经乙腈沉淀蛋白后,采用Hypersil GOLDTM vanquish色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.9μm),以0.1%甲酸水(A)和0.1%甲酸乙腈(B)作为流动相进行梯度洗脱,在加热电喷雾离子源正离子/平行反应监测(HESI⁺/PRM)模式下同时进行检测。15种目标物分别在0.05～50和0.20～50 ng/mL浓度范围内呈良好线性关系,相关系数(r²)均≥0.9990,检出限(LOD)和定量限(LOQ)分别为0.01～0.05 ng/mL和0.04～0.18 ng/mL,回收率为80.5%～113.6%,基质效应为95.8%～114.7%,日内相对标准偏差(RSD)≤6.7%,日间RSD≤9.1%。本方法适用于口腔液样本中合成大麻素物质的检验鉴定。     

超临界二氧化碳向心透平设计与热流固耦合研究

为了适应兆瓦级超临界二氧化碳(SCO₂)布雷顿循环系统的需求,本文在1 MW功率等级SCO₂向心透平设计基础上,通过雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS)的方法开展了透平流道内流动的三维数值模拟,分析了透平的变工况性能,研究了叶顶间隙的大小对流动效率的影响规律。基于热流固耦合方法,根据数值模拟结果与透平叶轮的实际运行条件,施加相应热载荷与气动载荷,并考虑到轮背泄漏流引起的轴向推力,开展了透平动叶轮的运行安全性分析。结果表明：设计工况下透平的等熵效率达到83.53%,输出功率达到1 188.57 kW,所设计的透平具有良好的变工况性能;采用TC4钛合金制造的透平叶轮的最大总形变为0.570 mm,其中最大轴向形变为0.303 mm,叶轮结构的内部应力远小于材料的屈服强度。本文的工作可为未来兆瓦级SCO₂布雷顿循环系统的透平研制提供基础数据与理论支撑。     

稀土永磁材料及其耦合磁体的化学合成与性能优化

稀土永磁材料是当今人类社会不可缺少的组成部分,自20世纪60年代问世以来一直在生产和生活中扮演着重要的角色.随着科技的进步和生活水平的提升,人们对工业产品及功能器件等提出了更高的期望,因此对稀土永磁材料的性能也有了更高的要求,包括能量密度、高温性能等.近年来,化学法成为合成稀土永磁材料常见的方法,通过"自下而上"的过程...     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定氧化镁和氢氧化镁中10种痕量元素

基于高纯镁基氧化物中金属离子含量的严格要求,通过对等离子体参数、光谱参数、分析谱线、溶样介质的种类及酸度、共存元素干扰等因素的探讨,在确定最优的试验条件下,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定了氧化镁和氢氧化镁中钙、钾、钠、硼、铁、锰、镉、铅、硫、铝等10种痕量元素的含量.结果表明:10种元素的检出...     

光锥与TDI-CCD耦合监控中测试目标的一种实现方法

为了给光锥与时间延迟积分电荷耦合器件耦合监控装置提供有效的被测运动条纹,分析了传统推扫成像实验装置的不足之处,设计了电子显示目标滚屏运动装置.采用光学相机对印刷条纹静止成像,并用TDI-CCD数字相机对监视器屏幕上的运动条纹动态成像.实验结果表明,该方案解决了高分辨率的鉴别率图样无法在监视器或投影仪上精确显示的困难.与传统的实验室模拟装置相比,该方案提高了鉴别率条纹的运动稳定性,减小了条纹运动速率与TDI-CCD扫描行频间的失配误差,不仅能够对耦合过程实施监控,而且还能用于耦合系统的像质评价.     

一种利用电光效应测量微小转角的新方法

利用线性电光效应发展出一种新的、高准确度的微小转角测量法.根据W.L. She等人提出的线性电光效应耦合波理论,求得出射光强与入射光强比值（即出射率）对入射光方向的依赖曲线,利用该曲线,通过测量出射率可以确定入射光的方向.并根据此原理,设计了一套简单的装置,该装置可以测量出物体微小转角的变化量,同时测量范围及准确度都可通过外加电场和入射光波长加以调节.对此微小转角测量法作了理论分析,在LiNbO3器件上,得到测量范围大于3′,准确度为3.5″的设计结果.     

光纤拉曼放大器中增益的偏振相关特性研究

提出了一种改进的、可用于计算偏振相关拉曼增益的光纤拉曼放大器的非线性耦合波方程。建立了单模双折射光纤拉曼增益的数学模型,分析了线偏振抽运光以与光纤快轴成45°激励的单模双折射光纤拉曼放大器模型与实际具有随机双折射的光纤拉曼放大器的拉曼增益偏振相关特性的等价性。基于上述模型,提出了一个可定量表征单模光纤偏振模色散统计特性的拉曼增益偏振相关因子,用以替代常规的光纤拉曼放大器非线性耦合波方程中的偏振相关因子。计算结果与已报道文献的实验数据非常吻合。同时对抽运增益在同向和反向抽运方式下截然不同的增益偏振相关特性给出了合理的解释。     

锥形透镜光纤聚焦特性研究

锥形透镜光纤(TLF)是实现光纤与平面光波光路(PLC)芯片高效耦合的核心元件。了解和掌握其聚焦特性是指导平面光波光路尾纤封装技术的关键。给出了表征锥形透镜光纤聚焦特性的两个参量出射光斑直径和远场发散角的理论分析模型,其误差小于1.14%;采用光束传播法数值模拟了锥形透镜光纤中的光波传输和模斑的演化,确定了锥形透镜光纤端面出射光斑的大小;优化锥形透镜光纤结构参量为:拉锥长度300μm,锥角0.733°,透镜曲率半径13.485μm;建立了基于数字摄像机的锥形透镜光纤出射光场测试系统,提出了物理光学反向推演法,计算出锥形透镜光纤聚焦光斑尺寸和远场发散角。理论与实验结果有着良好的一致:对于相同结构参量的锥形透镜光纤,实验反推法得到的出射光斑尺寸与理论值相比误差为3.15%,远场发散角误差为3.67%。     

基于光子晶体的三端口分插复用器

提出了一种新的基于对称全反射壁的光子晶体分插复用器,与其他类型的光子晶体复用器相比,无需对介质柱进行复杂的调节即可实现100%上/下载,方便实际制造.提出的理论模型与基于二维时域有限差分(FDTD)法的数值实验相当吻合,显示出这种器件具有优良的上/下载性能.