A fractal approach to low velocity non-Darcy flow in a low permeability porous medium

In this paper, the mechanism for fluid flow at low velocity in a porous medium is analyzed based on plastic flow of oil in a reservoir and the fractal approach. The analytical expressions for flow rate and velocity of non-Newtonian fluid flow in the low permeability porous medium are derived, and the threshold pressure gradient （TPG） is also obtained. It is notable that the TPG （J） and permeability （K） of the porous medium analytically exhibit the scaling behavior J ~ K-D＇r/（l＋Or）, where DT is the fractal dimension for tortuous capillaries. The fractal characteristics of tortuosity for capillaries should be considered in analysis of non-Darcy flow in a low permeability porous medium. The model predictions of TPG show good agreement with those obtained by the available expression and experimental data. The proposed model may be conducible to a better understanding of the mechanism for nonlinear flow in the low permeability porous medium.     

Systematically investigating the polarization gradient cooling in an optical molasses of ultracold cesium atoms

We systematically investigate the polarization gradient cooling （PGC） process in an optical molasses of ultracold cesium atoms. The SR mode for changing the cooling laser, which means that the cooling laser frequency is stepped to the setting value while its intensity is ramped, is found to be the best for the PGC, compared with other modes studied. We verify that the heating effect of the cold atoms, which appears when the cooling laser intensity is lower than the saturation intensity, arises from insufficient polarization gradient cooling. Finally, an exponential decay function with a statistical explanation is introduced to explain the dependence of the cold atom temperature on the PGC interaction time.     

随机并行梯度下降算法在激光束整形中的应用

为了满足高光束质量要求,校正激光束在传输过程中产生的波前畸变,改善激光位相分布,进而提高聚焦光斑的能量集中度,基于79单元微机械薄膜变形镜（MMDM）搭建了一套激光束整形实验系统。利用随机并行梯度下降（SPGD）算法,分别选择聚焦光斑半径、形心为中心的环围能量比和质心为中心的环围能量比作为算法性能指标,开展了激光束整形实验研究。3种情况下,分别经过58次、197次、133次迭代趋于收敛,但光斑半径作为性能指标时振荡严重;环围能量比从整形前的0.200 5、0.127 7、0.200 5分别增加到整形后的0.669 9、0.733 9、0.864 0。实验结果表明：MMDM用于激光束整形具有良好的效果,光斑半径作为性能指标整形速度最快,其次为质心环围能量比,形心环围能量比最慢;质心环围能量比作为性能指标整形效果最好,其次为形心环围能量比,光斑半径最差。综合比较,质心环围能量比作为性能指标时综合效果最好。     

光谱频移的炸药熔铸温度网络监测系统研究

为了准确、稳定、全面地获得炸药熔铸过程各个位置的温度变化情况,设计了基于布喇格光栅光谱频移的温度实时监测系统。通过光纤组网系统对炸药熔铸过程炸药指定位置的多个点同时进行实时温度监测,根据光栅的布喇格波长与光栅温度之间存在的线性关系,建立光栅布喇格波长线性频移与光栅温度的函数,获取炸药不同位置的准确温度。四个通道通过耦合器共用同一个宽带光源,每一根光纤上的5个光栅的布喇格波长相互分开。实验所用的光栅为自己设计封装好的光栅,用保偏熔接机将光栅与光纤熔接上,经解调仪获取温度数据。将获取的温度数据经Origin处理绘制时间―温度曲线。结果显示,布喇格光栅测得的温度能很好的满足实验要求。     

高温高压下掺硼宝石级金刚石单晶生长特性的研究

本文在5.1—5.6 GPa,1230—1600℃的压力、温度条件下,以FeNiMnCo作为触媒,进行单质硼添加宝石级金刚石单晶的生长研究.借助于有限元法,对触媒内的温度场进行模拟.研究得到了FeNiMnCo-C-B体系下,金刚石单晶生长的P-T相图.该体系下合成金刚石单晶的最低压力、温度条件分别为5.1 GPa,1230℃左右.研究发现,在单晶同一{111}扇区内部,硼元素呈内多外少的分布规律.有限元模拟结果给出,该分布规律是由在晶体生长过程中,{111}扇区的增长速度逐渐减小所致.{111}晶向的晶体生长实验结果表明,硼元素优先从{111}次扇区进入晶体.研究发现,这是该扇区增长速度相对较快,硼元素扩散逃离可用时间短导致的.另外,同磨料级掺硼金刚石单晶生长相比,对于温度梯度法生长掺硼宝石级金刚石单晶,由于晶体的增厚速度较慢,即使硼添加量相对较高,也可以实现表面无凹坑缺陷的优质金刚石单晶的生长.     

掺杂对CH样品Rayleigh-Taylor不稳定性增长的影响

在神光II激光装置上进行了辐射驱动不同掺杂样品的单模Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性实验.结果显示:与纯碳氢(CH)样品相比,掺Br的CH样品的扰动更早、更快地进入非线性区,产生二次谐波,并且掺Br比例越高,CH样品扰动进入非线性区的时间越早,相同时刻扰动的二次谐波的幅度越高.这是因为密度梯度效应抑制了二次谐波的产生,掺Br比例越高,密度梯度标长越小;同时密度梯度效应还抑制三次谐波对基模增长的负反馈,造成基模具有更大的线性增长,导致线性饱和幅值大于经典值0.1λ.     

多级感应线圈炮最优发射控制策略

基于电路理论,建立了多级感应线圈炮数学机电控制模型;分析了电枢受力的影响因素,结果表明,电枢受力决定于驱动线圈和电枢的电流大小和它们之间的互感梯度。总结了多级同步感应线圈炮设计原则,根据设计原则,提出了感应线圈炮的最优发射控制策略,并从理论上证明其可行性,最后以10级线圈炮为例,归纳了多级感应线圈炮的触发公式,并进行了实验验证,其结果表明,通过修正触发公式,仿真结果与测量值吻合较好。     

21%Cr铁素体不锈钢成型性能和表面起皱研究

以21%Cr铁素体不锈钢为研究对象,研究了热轧退火及冷轧润滑对带钢中织构和晶粒簇的影响.结果表明:热轧退火再结晶不完全时,成品带钢中心处的晶粒簇明显,且带钢厚度方向上织构梯度很大,使得带钢在成型过程中表面起皱和各向异性明显;冷轧过程不进行润滑时,与采用冷轧润滑的成品带钢相比,带钢厚度方向上的织构梯度增加,γ纤维织构的强度降低,使得带钢的成型性能恶化;当热轧退火使带钢发生完全再结晶,并在冷轧过程中进行充分润滑时,则可使成品带钢同时获得较好的成型性能和抗表面起皱性能.     

一类修正PRP共轭梯度法及其全局收敛性

提出一类改进的PRP共轭梯度法,该算法采用一个新的公式计算参数并且具有下列性质:1)在任何线搜索下都满足充分下降性;2)继承了PRP方法的重要性质;3)在一些假设条件下具有全局收敛性.初步的数值试验表明,该算法是有效可行的.     

海洋温泉戏水大厅冬季防结露设计分析

针对室内温泉馆冬季围护结构内表面结露的问题,对室内设计参数的选择及散湿量的计算进行分析。给出了不同季节的运行控制模式。介绍了室内温泉池温度场、湿度场和速度场的CFD模拟结果。结果表明,局部区域可能出现结露现象,提出应对薄弱部位采取加强措施。